Moderné dispergačné prostriedky pre vodouriediteľné farby a laky

Ich množstvo v celom zložení je veľmi malé a predsa rozhodujúce (zvyčajne nepresahuje 1%zloženia farby). Dispergačné činidlá zaisťujú konzistenciu farby a dodávajú jej požadované vlastnosti, ako je sila farby, prípadne vhodná pigmentácia a kompatibilita hotového výrobku.

Príprava vodného pigmentového koncentrátu

Príprava vodnej pigmentovej suspenzie je viacstupňový a pomerne komplikovaný proces. Prvou fázou je proces zvlhčovania. Spočíva vo vytesňovaní vzduchu obsiahnutého v molekulách pigmentov vodou. V druhom stupni sa veľké pigmentové aglomeráty pod vplyvom vysokých šmykových síl rozbijú na menšie častice. Poslednou fázou je stabilizácia malých, dispergovaných častíc, aby sa zabránilo reaglomerácii v dôsledku flokulačného procesu. Všetky fázy prípravy vodného pigmentového koncentrátu prebiehajú v špeciálne navrhnutých zariadeniach nazývaných dissolvery, ktoré sú vďaka plynulej regulácii otáčok a použitiu odvzdušňovacieho systému ideálne na výrobu všetkých druhov farieb a lakov. Aby sa zabezpečil primeraný stupeň disperzie pigmentu vo vodnom koncentráte, používajú sa najmä v prvom a treťom stupni procesu dispergačné činidlá.

Typy a úloha dispergačných činidiel vo vodnej suspenzii pigmentov

Dispergátory sú mimoriadne dôležité počas procesu zvlhčovania. Umožňujú zníženie povrchového napätia vody, čím uľahčujú jej prienik do priestorov medzi časticami pigmentu. Počas stabilizačného kroku sa zasa dispergátory usadzujú na povrchu pigmentu, čím zabezpečujú požadovanú trvanlivosť celého systému. Prvá generácia disperzantov zahŕňa štandardné aniónové, katiónové alebo neiónové povrchovo aktívne látky , ktoré sa vyznačujú relatívne nízkou molárnou hmotnosťou. V tejto skupine sú aj amónne alebo sodné soli kyseliny polyakrylovej. Príkladom takého dispergačného činidla je Tensol DDM , ktorý sa používa pri výrobe vodouriediteľných farieb. Sodné soli kyseliny polyakrylovej sa široko používajú ako dispergačné činidlá titánovej beloby a minerálnych plnív. Okrem toho je Tensol DDM kompatibilný s komerčne dostupnými akrylovými, styrén-akrylovými a vinylacetátovými homo a kopolymérmi. Sodné soli kyseliny polyakrylovej poskytujú účinné zmáčanie pigmentu a súčasne sú relatívne jednoduchými a lacnými dispergačnými činidlami. Samozrejme, tieto zlúčeniny majú tiež obmedzenia na ich použitie. Sodné soli kyseliny polyakrylovej sú vzhľadom na svoju nízku molekulovú hmotnosť náchylné na uvoľnenie z povrchu pigmentu. To má negatívny vplyv na stabilizáciu systému. Okrem toho sa môžu vyznačovať vysokou penivosťou, čo je nežiaduci efekt, ktorý vedie k defektom nanesených náterov. Aby sa eliminovali vyššie uvedené negatívne vlastnosti, boli vyvinuté disperzanty novšej generácie. Patria sem povrchovo aktívne látky so zložitou polymérnou štruktúrou – napríklad vhodne modifikované kopolyméry akrylátu, styrénu, etylénu, propylénu a mnohé ďalšie. ROKAmer 1010/50 je príkladom vo vode rozpustného dispergačného prostriedku s takouto chemickou štruktúrou. Je to vysokomolekulárny polymér so špecifickou bifunkčnou štruktúrou, čo znamená, že má dve hydrofilné skupiny. ROKAmer 1010/50 navyše nemá vo vode bod zákalu, takže vytvára číre roztoky aj pri vysokých teplotách. Vďaka svojej kopolymérnej štruktúre má tiež protipenivé vlastnosti, čo je mimoriadne žiaduca vlastnosť pri vytváraní emulzií pre použitie v priemysle farieb a lakov. EXOdis PC30 je zasa polymérny iónový dispergátor používaný vo vo vode rozpustných formuláciách. Tento produkt poskytuje vynikajúcu konečnú stabilizáciu aj pri veľmi nízkych koncentráciách. EXOdis PC30 poskytuje efektívne zavedenie pigmentu do systému výrazným znížením viskozity vodných suspenzií titánovej beloby a minerálnych plnív. Ďalšou skupinou polymérov s výbornými dispergačnými vlastnosťami sú zlúčeniny sodných solí kyseliny naftalénsulfónovej s formaldehydom. Príkladom takýchto produktov je séria Rodys ( L a LP ) . Tieto produkty umožňujú získať časovo stabilné vodné disperzie s požadovanými fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Vyznačujú sa nízkou koncentráciou voľného formaldehydu a naftalénu a umožňujú získať veľmi nízke koncentrácie koagulantov dispergovaných častíc.

Výhody použitia disperzantov a ich široké možnosti použitia

Takáto obrovská rozmanitosť polymérnych zlúčenín robí potenciál navrhovania ich štruktúr prakticky neobmedzený. To sa samozrejme premieta aj do možnosti vybrať si správny polymér v závislosti od konkrétnej aplikácie. Výber správneho dispergačného činidla zaručuje nielen samotnú stabilitu výsledného farbiaceho produktu, ale aj množstvo ďalších vlastností. Dispergátory zlepšujú kľúčové vlastnosti farieb a lakov, ako je krycia schopnosť, priehľadnosť, lesk, farebná sila a dokonca aj odolnosť voči odieraniu. PCC Exol SA ako prvá v Poľsku začala s výskumom vývoja povrchovo aktívnych látok so špeciálnou polymérnou štruktúrou, ktoré možno použiť ako špecializované dispergačné a zmáčacie činidlá so širokým spektrom aplikácií v priemysle. Po príslušných úpravách je možné novovzniknuté dispergačné činidlá použiť napríklad ako deemulgátory pri spracovaní ropy, dispergačné činidlá účinných látok v agrochemickom priemysle a všade tam, kde je potrebné splniť prísne obmedzenia na stabilitu a aplikačné vlastnosti kompozície.