Сучасні диспергатори для водорозчинних фарб і лаків

Їх кількість у загальній композиції дуже мала, але визначальна (зазвичай не перевищує 1%від складу фарби). Диспергуючі агенти забезпечують консистенцію фарби та надають їй бажаних властивостей, таких як інтенсивність кольору або відповідна пігментація та сумісність готового продукту.

Приготування водного концентрату пігменту

Приготування водної суспензії пігменту є багатоетапним і відносно складним процесом. Перша фаза – процес змочування. Він полягає у витісненні водою повітря, що міститься в молекулах пігментів. На другому етапі великі пігментні агломерати розщеплюються на більш дрібні частинки під впливом високих зсувних сил. Останнім етапом є стабілізація дрібних диспергованих частинок, щоб уникнути повторної агломерації в результаті процесу флокуляції. Всі етапи приготування водного концентрату пігменту здійснюються в спеціально розроблених апаратах, які називаються диссольверами, які завдяки плавному регулюванню швидкості та використанню вентиляційної системи ідеально підходять для виробництва всіх видів лакофарбових матеріалів. Щоб забезпечити відповідний ступінь диспергування пігменту у водному концентраті, використовуються диспергатори, особливо на першій і третій стадіях процесу.

Види та роль диспергаторів у водній пігментній суспензії

Диспергатори надзвичайно важливі під час процесу змочування. Вони дозволяють зменшити поверхневий натяг води, тим самим полегшуючи її проникнення в простір між частинками пігменту. У свою чергу, під час стадії стабілізації диспергатори осідають на поверхні пігменту, забезпечуючи таким чином необхідну довговічність усієї системи.

Диспергатори першого покоління включають стандартні аніонні, катіонні або неіонні поверхнево-активні речовини, що характеризуються відносно низькою молярною масою. У цій групі також є амонійні або натрієві солі поліакрилової кислоти. Прикладом такого диспергатора є Tensol DDM , який використовується у виробництві фарб на водній основі. Натрієві солі поліакрилової кислоти широко застосовуються як диспергатори титанових білил і мінеральних наповнювачів. Крім того, Tensol DDM сумісний з комерційно доступними акриловими, стирол-акриловими та вінілацетатними гомо та сополімерами. Натрієві солі поліакрилової кислоти забезпечують ефективне змочування пігменту і в той же час є відносно простими і дешевими диспергаторами. Звичайно, ці сполуки також мають обмеження щодо їх використання. Внаслідок низької молекулярної маси натрієві солі поліакрилової кислоти схильні до відшарування від поверхні пігменту. Це негативно позначається на стабілізації системи. Крім того, вони можуть характеризуватися високими піноутворюючими властивостями, що є небажаним ефектом, що призводить до дефектів нанесених лакофарбових покриттів.

Для усунення зазначених вище негативних рис розроблені диспергатори нового покоління. До них відносяться поверхнево-активні речовини зі складною полімерною структурою – наприклад, правильно модифіковані сополімери акрилу, стиролу, етилену, пропілену та багато інших. ROKAmer 1010/50 є прикладом водорозчинного диспергатора з такою хімічною структурою. Це високомолекулярний полімер зі специфічною біфункціональною структурою, що означає, що він має дві гідрофільні групи. Крім того, ROKAmer 1010/50 не має температури помутніння у воді, тому створює прозорі розчини навіть при високих температурах. Завдяки своїй сополімерній структурі він також має протипінні властивості, що є надзвичайно бажаною властивістю при створенні емульсій для використання в лакофарбовій промисловості. У свою чергу, EXOdis PC30 – це полімерний іонний диспергатор, який використовується у водорозчинних композиціях. Цей продукт забезпечує відмінну кінцеву стабілізацію навіть при дуже низьких концентраціях. EXOdis PC30 забезпечує ефективне введення пігменту в систему за рахунок значного зниження в’язкості водних суспензій титанових білил і мінеральних наповнювачів. Іншу групу полімерів, що володіють чудовими диспергуючими властивостями, складають сполуки натрієвих солей нафталінсульфокислоти з формальдегідом. Прикладом таких виробів є серія Rodys ( L і LP ). Ці продукти дозволяють отримувати стабільні в часі водні дисперсії з бажаними фізико-хімічними властивостями. Вони характеризуються низькою концентрацією вільного формальдегіду та нафталіну та дозволяють отримувати дуже низькі концентрації коагулянтів дисперсних частинок.

Переваги використання диспергаторів та широкий спектр їх застосування

Така величезна різноманітність полімерних сполук робить потенціал проектування їх структур практично необмеженим. Звичайно, це також означає можливість вибрати правильний полімер залежно від конкретного застосування. Вибір правильного диспергуючого агента гарантує не тільки саму стійкість кінцевого продукту барвника, але й ряд інших характеристик. Диспергатори покращують ключові властивості фарб і лаків, такі як непрозорість, прозорість, блиск, міцність кольору та навіть стійкість до стирання.

PCC Exol SA першим у Польщі розпочав дослідження з розробки поверхнево-активних речовин зі спеціальною полімерною структурою, які можна використовувати як спеціалізовані диспергатори та зволожувачі з широким спектром застосування в промисловості. Після відповідних модифікацій новоутворені диспергатори можуть бути використані, наприклад, як деемульгатори при переробці нафти, диспергатори діючих речовин в агрохімічній промисловості та скрізь, де повинні бути дотримані суворі обмеження щодо стабільності та властивостей застосування композиції.