페인트 생산 과정에서 가장 큰 어려움은 모든 구성 요소를 철저히 혼합하는 것입니다. 현대 페인트에는 접착제, 안료, 희석제 및 다양한 개질 첨가제와 같은 여러 물질이 포함되어 있습니다. 모든 성분의 정확하고 균일한 분포를 보장하려면 적절한 분산제를 사용해야 합니다.

전체 구성에서 이들의 양은 매우 적지만 중요합니다(일반적으로 페인트 구성의 1%를 넘지 않음). 분산제는 페인트의 일관성을 보장하고 색상의 강도나 적절한 색소 침착 및 완제품의 호환성과 같은 원하는 특성을 부여합니다.
수성 안료 농축액의 제조
수성 안료 현탁액의 제조는 여러 단계로 이루어지고 비교적 복잡한 과정입니다. 첫 번째 단계는 습윤 과정입니다. 안료 분자에 포함된 공기를 물로 대체하는 것으로 구성됩니다. 두 번째 단계에서는 큰 안료 응집물이 높은 전단력의 영향으로 더 작은 입자로 분해됩니다. 마지막 단계는 응집 과정의 결과로 재응집되는 것을 방지하기 위해 작고 분산된 입자를 안정화하는 것입니다. 수성 안료 농축액의 제조의 모든 단계는 디졸버라고 하는 특별히 설계된 장치에서 수행되며, 이는 원활한 속도 제어와 환기 시스템 사용 덕분에 모든 유형의 페인트와 바니시 생산에 완벽합니다. 수성 농축액에서 안료의 적절한 분산도를 보장하기 위해 분산제가 사용되며, 특히 공정의 첫 번째 및 세 번째 단계에서 사용됩니다.
수성 안료 현탁액에서 분산제의 종류와 역할
분산제는 습윤 공정에서 매우 중요합니다. 분산제는 물의 표면 장력을 감소시켜 안료 입자 사이의 공간으로의 침투를 용이하게 합니다. 차례로, 안정화 단계에서 분산제는 안료 표면에 침전되어 전체 시스템의 필요한 내구성을 보장합니다.
1세대 분산제에는 비교적 낮은 몰 질량을 특징으로 하는 표준 음이온성, 양이온성 또는 비이온성 계면 활성제가 포함됩니다. 이 그룹에는 폴리아크릴산의 암모늄 또는 나트륨 염도 있습니다. 이러한 분산제의 예로는 수성 페인트 생산에 사용되는 Tensol DDM이 있습니다. 폴리아크릴산의 나트륨 염은 티타늄 화이트 및 미네랄 필러의 분산제로 널리 사용됩니다. 또한 Tensol DDM은 시중에서 판매되는 아크릴, 스티렌-아크릴 및 비닐 아세테이트 호모 및 공중합체와 호환됩니다. 폴리아크릴산의 나트륨 염은 안료의 효과적인 습윤을 제공하며 동시에 비교적 간단하고 저렴한 분산제입니다. 물론, 이러한 화합물도 사용에 제한이 있습니다. 분자량이 낮기 때문에 폴리아크릴산의 나트륨 염은 안료 표면에서 분리되기 쉽습니다. 이는 시스템 안정화에 부정적인 영향을 미칩니다. 또한, 높은 발포 특성을 특징으로 할 수 있는데, 이는 바람직하지 않은 효과로, 적용된 페인트 코팅에 결함을 초래합니다.
위에서 언급한 부정적인 특성을 제거하기 위해 새로운 세대의 분산제가 개발되었습니다. 여기에는 복잡한 중합체 구조를 가진 계면활성제(예: 적절히 변형된 아크릴, 스티렌, 에틸렌, 프로필렌 공중합체 및 기타 여러 가지)가 포함됩니다. ROKAmer 1010/50은 이러한 화학 구조를 가진 수용성 분산제의 한 예입니다. 이는 특정 이작용성 구조를 가진 고분자 중합체로, 두 개의 친수성기를 가지고 있습니다. 또한 ROKAmer 1010/50은 물에서 흐림점이 없으므로 고온에서도 투명한 용액을 생성합니다. 공중합체 구조로 인해, 이는 또한 소포 방지 특성을 가지고 있으며, 이는 도료 및 바니시 산업에서 사용하기 위한 에멀전을 만들 때 매우 바람직한 특성입니다. 반면, EXOdis PC30은 수용성 제형에 사용되는 중합체 이온 분산제입니다. 이 제품은 매우 낮은 농도에서도 우수한 최종 안정화를 제공합니다. EXOdis PC30은 티타늄 화이트와 미네랄 필러의 수성 현탁액의 점도를 상당히 낮춰 시스템에 안료를 효과적으로 도입합니다. 우수한 분산 특성을 가진 또 다른 중합체 그룹은 포름알데히드가 포함된 나프탈렌 설폰산의 나트륨 염 화합물입니다. 이러한 제품의 예로는 Rodys 시리즈( L 및 LP )가 있습니다. 이러한 제품을 사용하면 원하는 물리화학적 특성을 가진 시간 안정 수성 분산액을 얻을 수 있습니다. 이 제품은 낮은 농도의 유리 포름알데히드와 나프탈렌이 특징이며 분산된 입자의 매우 낮은 농도의 응고제를 얻을 수 있습니다.
분산제 사용의 장점과 광범위한 응용 분야
이렇게 다양한 폴리머 화합물은 사실상 무한한 구조 설계 가능성을 제공합니다. 물론, 이는 특정 응용 분야에 따라 올바른 폴리머를 선택할 수 있는 능력으로 이어집니다. 올바른 분산제를 선택하면 최종 염색 제품의 안정성이 보장될 뿐만 아니라 여러 다른 특성도 보장됩니다. 분산제는 불투명도, 투명도, 광택, 색상 강도, 심지어 스크럽 저항성과 같은 페인트 및 바니시의 주요 특성을 개선합니다.
PCC Exol SA 폴란드에서 처음으로 특수 폴리머 구조를 가진 계면활성제 개발 연구를 시작했으며, 이는 산업에서 광범위한 응용 분야에서 특수 분산 및 습윤제로 사용할 수 있습니다. 적절한 수정 후 새로 형성된 분산제는 예를 들어 오일 가공의 탈유화제 , 농약 산업의 활성 물질 분산제 및 조성물의 안정성과 응용 특성에 대한 엄격한 제한이 충족되어야 하는 모든 곳에서 사용할 수 있습니다.
- https://www.rynekfarb.pl/blogi/po-co-nam-srodki-dyspergujace/
- https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/dyspergatory;3895532.html
- https://www.rynekfarb.pl/farba-dyspersyjna-lateksowa-czy-emulsyjna-ktora-wybrac/
- https://coatings.specialchem.com/coatings-properties/dispersion