Co je disperzní činidlo ve vodě? | Průvodce vodou ředitelnými nátěry

Co přesně je disperzní činidlo ve vodě?

Právě jste dokončili úpravu složení vodou ředitelného nátěru. Pigment se na mlýnu čistě rozptýlí, ale po dvou týdnech skladování plechovka vykazuje tvrdou usazeninu, která se nevrací, a tah vypadá nerovnoměrně. Většina formulátorů tam byla a viníkem je zřídka samotný pigment. Obvykle se jedná o chybějící nebo nesprávné dispergační činidlo.

Takže co přesně je disperzní činidlo ve vodě? Jednoduše řečeno, dispergační činidlo ve vodě je povrchově aktivní přísada, která pomáhá jemným pevným částicím, jako jsou pigmenty a plniva, rovnoměrně se rozprostřít v systému na bázi vody a zůstat v průběhu času odděleny.

Voda není neutrální pozadí. Má vysoké povrchové napětí a většina organických pigmentů a plniv je hydrofobních, což znamená, že se raději lepí k sobě než k vodě. Když se pigmentový prášek vmíchá do vody bez dispergačního prostředku, částice se shluknou do volných aglomerátů, aby se minimalizoval kontakt s okolní kapalinou. Zkuste zamíchat kakaový prášek do studeného mléka: plave na povrchu, tvoří shluky a odolává smáčení. Dispergační činidlo toto chování mění. Jeho molekuly se adsorbují na povrchy částic, snižují mezipovrchové napětí a udržují částice od sebe tím, že každé z nich dává ochrannou vrstvu.

Dispergační činidlo ve vodě plní tři základní funkce: smáčí povrch částic, pomáhá rozbíjet aglomeráty a vytváří bariéru, která zabraňuje opětovnému shlukování částic.

Jak fungují disperzní činidla ve vodných systémech?

Princip činnosti je nejsnáze pochopitelný jako tříkroková sekvence, která se děje během procesu disperze, od okamžiku, kdy se prášek dotkne kapaliny až po hotovou základnu mlýna.

Krok 1: Navlhčení povrchu částic

Když se do vody přidá suchý pigmentový prášek, vzduch ulpívá na povrchu částic. Dispergační činidlo snižuje mezipovrchové napětí mezi pevnou látkou a kapalinou a umožňuje vodě vytlačit vzduch a proniknout do prostorů mezi částicemi. Tento krok mění pigment ze suchého, nesmáčitelného prášku na kaši kompatibilní s kapalinou. Smáčení probíhá rychle, ale je nezbytné; bez něj nemohou pokračovat další kroky.

Krok 2: Rozbití aglomerátů

Jakmile jsou povrchy navlhčeny, je aplikována mechanická energie prostřednictvím vysokorychlostních rozpouštědel, perličkových mlýnů nebo jiného mlecího zařízení. Dispergační činidlo samo o sobě nerozdrtí částice. To, co dělá, je oslabení vnitřních vazeb aglomerátů adsorpcí na čerstvě exponované povrchy, což zabraňuje fragmentům, aby se slepily zpět k sobě. V praxi funguje smyková a dispergační chemie paralelně: mlýn poskytuje energii a dispergační činidlo zabraňuje opětovnému spojení oddělených částic.

Krok 3: Stabilizace disperze

Poté, co jsou částice odděleny, okamžitě se pokusí znovu aglomerovat, protože Brownův pohyb je neustále přivádí do kontaktu. Dispergační činidlo to blokuje jedním ze dvou stabilizačních mechanismů.

Elektrostatická vs. sterická stabilizace

Elektrostatická stabilizace spoléhá na iontové disperzanty, jako jsou aniontové nebo kationtové typy, které se adsorbují na povrchy částic a vytvářejí elektrický náboj. Částice nesoucí stejný náboj se navzájem odpuzují, což udržuje systém v tekutém stavu. Tento mechanismus je účinný, ale má slabinu: rozpuštěné soli stlačují elektrickou dvojitou vrstvu a změny pH mohou neutralizovat povrchový náboj. Ve skutečném vzorci povlaku jsou oba běžné.

Stérická stabilizace funguje jinak. Polymerní dispergační činidla se připojují k částici prostřednictvím kotevních skupin, zatímco polymerní řetězce zasahují do vodní fáze a vytvářejí objemnou adsorbovanou vrstvu. Tato fyzická vrstva zabraňuje částicím, aby se přiblížily dostatečně blízko k aglomeraci, bez ohledu na iontové prostředí.

U vodou ředitelných nátěrů je obecně spolehlivější cestou sterická stabilizace. Voda z vodovodu, pigmentové nečistoty a pryskyřičný systém vnášejí elektrolyty a kolísání pH během formulace je normální. Elektrostatické odpuzování může být těmito faktory oslabeno, zatímco stérická zábrana zůstává účinná v mnohem širším rozsahu podmínek. To je důvod, proč většina moderních vodou ředitelných disperzantů jsou vysokomolekulární polymery spíše než jednoduché iontové povrchově aktivní látky.

Proč nátěr na vodní bázi potřebuje dispergační činidlo?

Dispergační činidlo není u nátěrů na vodní bázi volitelná. Je to složka, která udržuje systém stabilní od fáze mletí až po hotový film. Bez toho se objeví pět praktických selhání a každý stojí čas, materiál nebo kvalitu produktu.

• Usazování pigmentu. Částice pomalu klesají působením gravitace a tvoří tvrdý sediment na dně nádoby. V těžkých případech nelze sediment znovu rozptýlit mícháním a vsázka je ztracena.
• Flokulace. Uvolněné shluky se po mletí reformují, což způsobuje zvýšení viskozity a nekonzistentní chování při toku od šarže k šarži.
• Plovoucí a zaplavující. Ve směsných pigmentových systémech se částice s různou velikostí a povrchovou chemií oddělují během tvorby filmu, čímž vznikají pruhy, melír nebo suchá barva, která se liší od vlhkého filmu.
• Snížený lesk. Aglomeráty působí na povrchu filmu jako defekty rozptylující světlo, takže povlak místo hladkého lesklého povrchu zasychá mlhou.
• Slabá síla tónování. Když pigment není plně dispergován, je jeho barevný vývoj špatný. Formulátoři musí přidat další pigment, aby dosáhli cílového odstínu, což zvyšuje náklady a může ovlivnit další vlastnosti filmu.

Tyto problémy jsou výraznější ve vodě než v systémech s rozpouštědlem. Vysoká dielektrická konstanta vody činí systém citlivým na iontové nečistoty a drift pH může destabilizovat slabě stabilizovanou disperzi. Dobře přizpůsobené dispergační činidlo je rozdíl mezi nátěrem, který funguje předvídatelně, a nátěrem, který selže během skladování nebo aplikace.

Dispergační činidlo vs. smáčedlo: Jaký je rozdíl?

Tyto dva termíny se často používají zaměnitelně, ale popisují různé pracovní pozice. A smáčedlo snižuje povrchové napětí, takže se kapalina může šířit a pronikat pevným povrchem. Odpovídá na otázku: smočí voda tento prášek? A dispergační činidlo udržuje pevné částice po navlhčení oddělené. Odpovídá na otázku: zůstanou tyto částice odděleny?

Ve skutečném procesu broušení je smáčení na prvním místě. Představte si pigmentový aglomerát jako shluk jemných částic se vzduchem zachyceným v pórech. Smáčedlo vtáhne kapalinu do těchto pórů a vytlačí vzduch. Teprve poté mohou molekuly dispergačního činidla dosáhnout povrchů částic a adsorbovat se. Pokud je smáčení neúplné, dispergační činidlo nemůže plnit svou funkci, protože nikdy nedosáhne povrchu, který potřebuje chránit.

Mnoho moderních přísad je označeno jako smáčedla a dispergační činidla, protože obě funkce plní jedna molekula. Při odstraňování problémů je stále důležité koncepční rozlišení. Pokud je problémem špatné smáčení povrchu nebo tvorba kráterů na nízkoenergetických substrátech, je obvykle prvním řešením smáčedlo. Pokud je problémem usazování, vločkování nebo plovoucí, je kritickou složkou dispergační činidlo.

Hlavní typy dispergačních činidel pro vodní systémy

Dispergační činidla pro vodu lze třídit podle náboje a podle molekulární struktury. Oba faktory určují, jak aditivum interaguje s pigmentovými povrchy as okolním pryskyřičným systémem.

Pro většinu vysoce účinných vodou ředitelných nátěrů jsou hlavní volbou polymerní disperzanty. Jejich mnohočetné kotevní skupiny se pevně vážou na pigmentové povrchy, zatímco polymerní řetězce zasahují do vodní fáze a zajišťují dlouhodobou sterickou stabilizaci. To je důvod, proč se formulátoři, kteří pracují s obtížnými organickými pigmenty nebo vodivými sazemi, obvykle obracejí na polymerní dispergační činidla pro sterickou stabilizaci spíše než spoléhat na jednoduché iontové povrchově aktivní látky.

Vlastní dodavatelé polymerních disperzantů DH-6321, továrna - Suzhou Qingtian New Mat Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd. je Čína Dodavatelé a továrna polymerních disperzantů DH-6321, podrobnosti: Vhodné pro střední až vysoké p... Zobrazit produkt →

Jak vybrat správný disperzní prostředek pro vaši formulaci na vodní bázi

Výběr dispergačního činidla závisí na přizpůsobení chemie vašemu specifickému systému. Neexistuje žádný univerzální produkt, ale praktický kontrolní seznam pokrývá většinu scénářů formulace.

1. Určete typ pigmentu a plniva. Organické pigmenty, včetně ftalocyaninové modři a zelené, saze a několik chinakridonů, mají velké hydrofobní povrchy a obvykle vyžadují polymerní dispergační činidla. Anorganické pigmenty, jako je oxid titaničitý a oxidy železa, často dobře reagují na menší aniontové dispergátory.
2. Potvrďte kompatibilitu s pryskyřičným systémem. Dispergační činidlo nesmí destabilizovat pojivo. Epoxidové disperze mají svou vlastní polaritu a chemii povrchu, takže produkt určený pro obecné akrylové systémy může fungovat špatně. Pro ty formulace hledejte disperzanty určené pro systémy epoxidových pryskyřic Vlastní disperzant DH-6200 pro dodavatele epoxidových systémů, továrna - Suzhou Qingtian Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd. je Čína DH-6200 Dispergační prostředek pro dodavatele epoxidových systémů a továrnu, podrobnosti: Broušení a disperze... Zobrazit produkt → místo toho.
3. Zvažte požadavek na konečné použití. Pokud musí být povlak vodivý, jako je například antistatický základní nátěr obsahující saze, musí dispergační prostředek zpracovat pigment s velkou povrchovou plochou, aniž by narušil vodivost. Speciální třídy jsou formulovány přesně pro tuto situaci.
4. Screening dávky s gradientem. Běžný výchozí rozsah je 5 % až 20 % dispergačního činidla na hmotnost pigmentu, v závislosti na ploše povrchu pigmentu. Příliš málo dává špatnou stabilitu; příliš mnoho může zvýšit viskozitu nebo zvýšit citlivost konečného filmu na vodu.
5. Ověření pomocí testů mletí a skladování. Během mletí změřte jemnost mletí pomocí Hegmanova měřidla, poté zkontrolujte viskozitu, vývoj barvy a tvorbu sedimentu za kontrolovaných podmínek skladování. Tyto jednoduché testy odhalí více než jakýkoli teoretický výpočet.

Podrobnější podrobný přístup k přiřazování typů disperzantu vašemu vzorci naleznete v části podrobný průvodce výběrem správné třídy disperzantu . Chcete-li porovnat dostupné možnosti vedle sebe, prozkoumejte sortiment vodních disperzantů .

Velkoobchod výrobců dispergačních prostředků na vodní bázi, továrna Jako čínští výrobci vodních disperzantů a továrna nabízí Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd. velkoobchodní vodní disperzní... Zobrazit produkt →

Závěr

Pochopení toho, co je disperzní činidlo ve vodě, sestává z několika trvanlivých bodů. Působí jako ochranná vrstva kolem každé částice a umožňuje, aby pigmenty a plniva zůstaly odděleny v kontinuální vodní fázi. Funguje ve třech krocích: smáčení povrchu částic, podpora deaglomerace pod smykem a stabilizace částic proti opětovnému shlukování. U vodou ředitelných nátěrů je sterická stabilizace obecně spolehlivější než elektrostatické odpuzování, protože odolává posunům pH a interferenci elektrolytů. A správný výběr závisí na chemii povrchu pigmentu, kompatibilitě pryskyřice, aplikačních požadavcích a validovaném testu dávkování.

Kvalita disperze je jednou z nejsilnějších pák, kterou má formulátor nad stabilitou při skladování, vzhledem a cenou. Pokud složení na vodní bázi trpí usazováním, plovoucím nebo slabým vývojem barvy, je na prvním místě hledat disperzní činidlo.