Современные диспергирующие средства для водорастворимых красок

Их количество в общей композиции очень небольшое, но ключевое (как правило, не превышает 1% состава краски). Диспергаторы обеспечивают стабильность консистенции краски и придают ей желаемые свойства, такие как, например, сила цвета, или же соответствующие измельчение пигмента и его совместимость в готовом изделии.

Приготовление водного концентрата пигментов

Подготовка водной суспензии пигмента – это многоступенчатый и довольно сложный процесс. Первым этапом является процесс смачивания. Он заключается в вытеснении водой воздуха, находящегося в частицах пигментов. На втором этапе большие агломераты пигмента подвергают разбивке на более мелкие частицы под воздействием больших поперечных сил. Последний этап – это стабилизация малых дисперсных частиц с целью избежания их повторной агломерации в результате процесса флокуляции. Все этапы приготовления водного концентрата пигмента проводят в специально разработанных устройствах, называемых диссольверами, которые, благодаря плавной регулировке оборотов и применению системы удаления воздуха, идеально подходят для производства любых типов красок и лаков. Для обеспечения соответствующей степени дисперсии пигмента в водном концентрате применяют диспергирующие средства, особенно на первом и третьем этапе процесса.

Типы и роль диспергаторов в водной суспензии пигмента

Диспергаторы играют чрезвычайно важную роль во время процесса смачивания. Они снижают поверхностное натяжение воды, тем самым облегчая ее проникновение в пространство между частицами пигмента. В свою очередь, во время этапа стабилизации диспергаторы оседают на поверхности пигмента, обеспечивая тем самым необходимую устойчивость всей системы.

К диспергирующим средствам первого поколения относят стандартные анионные, катионные или неионные ПАВ, характеризующиеся относительно низкой молекулярной массой. В этой группе находятся также соли аммония или натрия полиакриловой кислоты. Примером такого диспергатора является продукт Tensol DDM, который используется в производстве водорастворимых красок. Натриевые соли полиакриловой кислоты находят широкое применение в качестве диспергаторов белого титана и минеральных наполнителей. Кроме того, Tensol DDM проявляет совместимость с доступными на рынке акриловыми и стирол-акриловыми дисперсиями, а также гомо и сополимерами винилацетата. Натриевые соли полиакриловой кислоты обеспечивают эффективное смачивание пигмента, и при этом считаются относительно простыми и дешевыми диспергирующими средствами. Конечно, эти соединения имеют также свои ограничения, касающиеся их применения. Ввиду своей низкой молекулярной массы натриевые соли полиакриловой кислоты проявляют склонность к отрыву от поверхности пигмента. Это оказывает негативное влияние на стабилизацию системы. Кроме того, они могут характеризоваться высокой пенообразующей способностью, что является нежелательным эффектом, ведущим к образованию дефектов в применяемых малярных покрытиях.

В целях устранения указанных выше негативных качеств, созданы диспергаторы т.н. нового поколения. К ним относятся ПАВ со сложной полимерной структурой. Среди них можно выделить соответствующим образом модифицированные сополимеры акрила, этилена, пропилена и многие другие. Продукт ROKAmer 1010/50 является примером водорастворимого диспергатора именно с такой химической структурой. Это высокомолекулярный полимер со специфической двухфункциональной структурой, что означает, что он имеет две гидрофильные группы. Кроме того, ROKAmer 1010/50 не имеет точки помутнения в воде, благодаря чему образует прозрачные растворы даже при высокой температуре. Ввиду своей сополимерной структуре, проявляет также противопенные способности, что является весьма желательным свойством при создании эмульсий, предназначенных для использования в производстве красок и лаков. В свою очередь, EXOdis PC30 – это полимерное ионное диспергирующее средство, нашедшее применение в водорастворимых составах. Этот продукт обеспечивает превосходную конечную стабильность даже при очень небольших концентрациях. EXOdis PC30 позволяет эффективно вводить пигмент в состав и дает эффект сильного снижения вязкости водных суспензий белого титана и минеральных наполнителей. Еще одну группу полимеров, имеющих отличные диспергирующие свойства, образуют соединения натриевых солей нафталинсульфокислоты с формальдегидом. Примером таких продуктов является серия Rodys (L и LP). Эти продукты позволяют добиться стабильных во времени водных дисперсий с требуемыми физико-химическими свойствами. Они характеризуются низкой концентрацией свободного формальдегида и нафталина, а также позволяют добиться очень низких концентраций коагулянтов продиспергированных частиц.

Преимущества применения диспергаторов и их широкий спектр применения

Такое огромное разнообразие полимерных соединений делает потенциал проектирования их структур практически неограниченным. Конечно, это означает также возможность подбора подходящего полимера в зависимости от конкретного применения. Подбор соответствующего диспергирующего средства влияет не только на саму стабильность конечного продукта, но и на ряд других его особенностей. Диспергаторы способствуют также улучшению ключевых свойств красок и лаков, таких как, например, степень укрывистости, прозрачность, блеск, сила цвета, а даже устойчивость к истиранию.

Компания PCC Exol SA, как первая в Польше, начала исследования над развитием ПАВ со специфической полимерной структурой, которые можно использовать в качестве специализированных диспергирующе-смачивающих средств широкого применения в промышленности. После соответствующих модификаций, вновь образованные диспергаторы могут быть использованы в качестве, например, деэмульгаторов в процессах переработки нефти, диспергаторов активных веществ в агрохимической промышленности, а также везде там, где поставлены строгие требования к стабильности и свойствам применения композиций.