+7 (495) 540-61-31
Добавки для лакокрасочных материалов
+7 (495) 540-61-31
Задать вопрос
Диспергаторы и смачиватели поверхности пигментов

Дефлоккулирующие смачивающие и диспергирующие добавки

Дефлоккуляция наряду с пониженной вязкостью создает поток ньютоновского характера. Таким образом, свойства потока повышаются, и становится возможно лучшее заполнение пигмента. Благодаря небольшому размеру частиц дефлоккулированных пигментов получают хороший блеск, повышается и прочность окраски. Таким же образом повышают прозрачность и укрывистость, в зависимости от того, хочет производитель данного пигмента выпустить его прозрачным или непрозрачным.
Дефлоккуляция приводит, как правило, к получению пигментов улучшенного качества и более эффективному их использованию (в особенности в случае дорогостоящих органических пигментов), которое является экономически выгодным. Степень флоккуляции также влияет на оттенок или цветовой тон пигмента (Рис. 9). К примеру, если система имеет тенденцию к расслоению при хранении, то это приводит к изменению (сдвигу) окраски. В случаях, когда этот момент является критически важным (как в случае базового компонента при смешении систем), единственным путем получения покрытий с постоянным и защитным оттенком является полная дефлоккуляция . Прежде всего, описанные выше свойства представляют специальный интерес для финишных (верхних) слоев.



Смачивающие и диспергирующие добавки на основе полимеров низкого молекулярного веса
Структура классических дефлоккулирующих добавок уже описана (см. Рис. 6) в виде одной или более пространственно сближенных пигмент аффинных групп и некоторого числа смолоподобных цепных структур. Такие добавки представляют собой полимеры низкого молекулярного веса, которые адсорбируются на поверхности пигмента и стабилизируют условия дефлоккуляции через пространственные помехи. Из ассортимента классических смачивающих и диспергирующих добавок на основе полимеров низкого молекулярного веса для начала можно упомянуть три наиболее известных и успешно применяемых продукта торговых марок: "Анти-Teppa-U" (Anti-Terra-U), "Бикумен" (Bykumen), и "Лактимон" (Lactimon). "Анти-Тер-pa-U" – продукт универсального назначения, в то время как "Лактимон" – химикат, наиболее пригодный для стабилизации органических пигментов. Аддитивы торговой марки "Диспербик-110" (Disperbyk-110) и "Диспербик-111" (Disperbyk-111) обладают преимуществами при стабилизации диоксида титана в высококачественных покровных системах, они – идеальные добавки для применения в таких покровных системах в сочетании с полимерными, высокомолекулярными добавками (в частности, "Диспербик-161").
"Диспербик-107" предназначен для использования в архитектурных покрытиях, где он обеспечивает стойкость к всплыванию и улучшает восприимчивость к краске. "Диспербик-108" – это вариант "Диспербик-107" без растворителя, он специально предназначен для использования в архитектурных и промышленных покрытиях без ароматики и с высоким содержанием сухого остатка.

Смачивающие и диспергирующие добавки на основе полимеров высокого молекулярного веса
Эффективность добавок связана с прочной и постоянной адсорбцией на поверхности пигмента, что является самым важным в их применении. Поверхностные свойства пигментных частиц являются решающим фактором при определении эффективности добавок. Неорганические пигменты имеют ионный характер и проявляют довольно высокую поверхностную полярность, что делает адсорбцию добавок относительно легкой. Однако кристаллы органических пигментов состоят из отдельных молекул, которые сами по себе в основном не полярны. В результате органические пигменты имеют весьма не полярные поверхности и поэтому затрудняют соответствующую адсорбцию обычных добавок. Практически это означает, что органические пигменты недостаточно де-флоккулированы и стабилизированы при помощи традиционных смачивающих и диспергирующих добавок. По вышеназванной причине в течение последних нескольких лет была разработана новая группа – смачивающие и диспергирующие добавки на основе полимеров высокого молекулярного веса (Рис. 11). Эти добавки отличаются от обычных (на основе полимеров низкого молекулярного веса) прежде всего высоким молекулярным весом, что позволяет им приобретать характер смол. Кроме того, новые добавки содержат большое число адгезионных групп. Благдаря таким структурным особенностям эти добавки могут образовывать прочные адсорбционные слои на многих органических пигментах. Стабилизация возникает из-за стерического препятствия (как и в случае с традиционными продуктами), где используются хорошо сольватированные полимеры цепной структуры. Эффективная полимеризация возможна только в тех случаях, когда подобные цепные структуры полимера развернуты и вследствие этого вполне совместимы с окружающим раствором смолы. Если эта совместимость затруднена, то полимерные цепи разрушаются, следовательно, все шансы на пространственные помехи и последующую стабилизацию потеряны. Совместимость полимерных продуктов высокого молекулярного веса с различными покрывными смолами более ограничена, чем у полимеров низкого молекулярного веса.

Дефлоккулирующие смачивающие и диспергирующие/полимеры с низким молекулярным весом
Сухой остатокРастворители
Анти-Терра-U50%Ксилол/изобутанол
Бикумен46%Уайт спирит/изобутанол
Лактимон50%Ксилол/изобутанол
Диспербик-10790%Изопарафиновые углеводороды
Диспербик-11052%Метоксипропилацетат/алкилбензол
Диспербик-11552%Ксилол/бутиацетат/метоксипропилацетат




В соответствии с этим выпускается целый класс химически родственных добавок (классифицированных по молекулярному весу, полярности и совместимости). Рекомендуемые концентрации применения высокомолекулярных полимеров значительно выше, чем для классических молекул низкого молекулярного веса. Несмотря на то, что полимерные смачивающие и диспергирующие добавки были разработаны для органических пигментов, они также могут успешно применяться для неорганических пигментов. Области применения полимерных добавок высокого молекулярного веса могут быть классифицированы следующим образом:
  • "Диспербик-160", "Диспербик-161", "Диспербик-166" являются продуктами с зарегистрированной торговой маркой с наиболее высокими молекулярными весами и специально предназначены для финишных автомобильных покрытий и других высококачественных промышленных изделий. "Диспербик-161" отличается от "Диспербик-160" легкостью обращения с ним; кроме того, он не содержит ароматики и может быть использован для разработки новых покровных систем. "Диспербик-166" – продукт специального назначения, он используется предпочтительно в случаях, когда стабилизация органических пигментов (в частности, типа ДРР-бисфенол А) затруднена и в ситуациях, когда не подходит "Диспербик-161".
  • "Диспербик-162" имеет относительно низкий молекулярный вес и эффективен при применении для покрытий дерева и других промышленных материалов.
  • "Диспербик-163" и "Диспербик-164" тоже характеризует низкий молекулярный вес. Эти продукты имеют широкий диапазон совместимости, они подходят для целого ряда покрытий промышленного применения, специальное внимание обращается на концентрацию пигментов, (сухой остаток "Диспербик-164" больше, чем "Диспербик-163", и он не содержит ароматики). "Диспербик-167" – вариант "Диспербик-163", не содержащий ароматики.
  • "Диспербик-115" предназначен для применения в промышленных и архитектурных покрытиях общего назначения без растворителя. Он также очень эффективен для производства пигментных концентратов, которые отличаются стабильностью цвета, для них не характерны всплытие пигмента и расслаивание.
  • "Диспербик-116" предназначен для архитектурных покрытий в том случае, если стабилизация органического пигмента при помощи "Диспербик-107" или "Диспербик-108" недостаточна.
  • В системах покрытий с кислотными катализаторами могут быть исключительные случаи, при которых может иметь место взаимодействие между кислотами и катионными адгезивными группами добавок класса "Диспербик-160". В таких случаях следует применять "Диспербик-170" или "Диспербик-174" с тем, чтобы избежать вышеописанного эффекта. Все катализированные системы особенно подходят для койлкоутинга (покрытие для рулонного или листового металла).
  • Системы красок на основе нитроцеллюлозы (Нц) или термопластичные акрилаты (ТПА) часто имеют проблемы совместимости с высокомолекулярными добавками. Специально для этих случаев разработан "Диспербик-140".


      Дефлоккулирующие, смачивающие и диспергирующие добавки/высокомолекулярные полимеры
      Твердые веществаРастворители
      Диспербик-11552%Ксилол/ бутилацетат/ полиметилакрилат
      Диспербик-116>98%
      Диспербик-14052%Метоксипропилацетат
      Диспербик-16029%Ксилол/ бутилацетат
      Диспербик-16130%Метоксипропилацетат/ бутилацетат
      Диспербик-16238%Ксилол/ бутилацетат/ полиметилакрилат
      Диспербик-16345%Ксилол/ бутилацетат/ полиметилакрилат
      Диспербик-16460%Бутилацетат
      Диспербик-16630%Метоксипропилацетат/ бутилацетат
      Диспербик-16752%Метоксипропилацетат/ бутилацетат
      Диспербик-17030%Метоксипропилацетат/ бутилацетат
      Диспербик-17140%Метоксипропилацетат/ бутилацетат
      Диспербик-17452%Ксилол/ метоксипропилацетат/ бутилацетат


      Покрытия на водной основе
      Электростатическое отталкивание и пространственное препятствие являются стабилизирующими механизмами для систем на водной основе. Вопрос о наиболее подходящем механизме зависит от выбора связующего (Рис.13). Водорастворимые смолы состоят из водосольватированных полимерных цепных структур, соответственно, физически они подобны системе смол с растворителями. Сольватированные (следовательно, развернутые) цепные структуры смол имеют усиленное пространственное препятствие. Это объясняет, почему так важны вышеупомянутые механизмы стабилизации. Этот же принцип применим для гибридных систем (смеси водорастворимых смол с эмульсиями), т.к. эти системы также содержат элементы смол, которые сольватируются. Для того чтобы добавки могли образовывать в этих системах пространственные помехи, важно, чтобы полимерные сегменты добавок были совместимы с водным раствором связующего. Для добавки не обязательно быть водорастворимой, т.к. может быть серьезно нарушена стойкость системы. Следует достичь соответствующего баланса .



      В этих случаях можно перенести практику составления систем на основе растворителя в область покрытий на водной основе. В результате так же, как высокомолекулярные полимеры, могут применяться и классические низкомолекулярные полимеры. Высокая диэлектрическая константа воды делает возможной стабилизацию через электростатическое отталкивание. В водорастворимых смолах и гибридных системах это можно рассматривать как фактор дальнейшей стабилизации. В отличие от этого, для чистых эмульсионных систем значимым стабилизирующим механизмом является электростатическое отталкивание, т.к. несольватированные полимерные цепи связующего необходимы для создания соответствующего пространственного препятствия. Диспергирующие добавки, которые усиливают электростатическое отталкивание, как правило, относятся к солям поликарбоновых кислот. Степень стабилизации зависит от толщины двойного электрического слоя, а она, в свою очередь, в большой степени зависит от загрязняющих ионов и электролитов, возникающих из некоторых источников, включая пигменты и наполнители. Степень стабилизации пигмента вследствие этого снижается, т.к. заряд и концентрация подобных загрязняющих электролитов возрастает. Однако на пространственные помехи эти электролиты не воздействуют. При этом методе стабилизации влияние органического сорастворителя более важно, поскольку почти каждый вновь разработанный состав на водной основе содержит небольшое количество сорастворителей.
      Эти органические растворители изменяют сольватационные свойства растворенных полимерных структур, и таким образом значительно влияют на вязкость. Сейчас существует много способов получения систем без сорастворителей, тем не менее, в эксплуатацию таких систем в настоящее время введено немного.
      "Бик-154" (Вук-154) и "Бик-155" (Вук-155), основанные на аммонийакрилатных сополимерах, являются диспергирующими добавками для эмульсионных систем.
      Смачивающую добавку "Диспербик-181" следует применять в сочетании с вышеуказанными продуктами. "Бик-151" – диспергирующая добавка, одновременно обладающая смачивающими свойствами, представляет собой продукт, который может быть также использован для эмульсионных систем. Как представитель класса традиционных смачивающих и диспергирующих добавок, "Диспербик" также может использоваться для получения дисперсий; аналогичный продукт из класса высокомолекулярных смачивающих и диспергирующих добавок – "Диспербик-182". В водорастворимых покрытиях используются "Анти-Терра-206" и "Лактимон-WS". Применяются также высокомолекулярные добавки: "Диспербик-182" "Диспербик-183" "Диспербик-184" "Диспербик-185" "Диспербик-190". "Диспербик-180" применяется для покрытии в водных растворах, растворителях и без растворителей для дефлоккуляции и стабилизации преимущественно неорганических пигментов. "Диспербик-180" применяют без растворителя, добавка снижает вязкость, поэтому она в особенности пригодна для VOC систем с низким или нулевым значением. Добавка "Диспербик-183" особенно эффективна для производства универсальных не содержащих алкилфенолэтоксилата колерных паст, которые применяются в водоэмульсионных красках и архитектурных покрытиях без растворителя. "Диспербик-185" не содержит растворителя и, в частности, пригоден для производства универсальных колерных паст, не содержащих алкилфенолэтоксилата и растворителя, которые применяются для архитектурных покрытий на водной основе, с растворителями и без них. "Диспербик-190" не содержит какого-либо органического растворителя и поэтому пригоден для универсального использования в водных покрытиях (смешанные и водорастворимые составы, эмульсии) для стабилизации пигментов и снижения вязкости. Используя "Диспербик-190", получают концентраты смол и пигментов без растворителя.

      Для эмульсионных систем
      Сухой остатокРастворители
      BYK-15442%Вода
      BYK-15140%Вода/ бутилгликоль
      Диспербик-181 65%Метоксипропилацетат/ пропиленгликоль/ метоксипропанол
      Диспербик50%Вода
      Диспербик-18243%Метоксипропилацетат/ метоксипропанол/ бутилацетат


      Для водорастворимых и гибридных систем
      Сухой остатокРастворители
      Анти-Терра-206 29%Изобутанол/ вода
      Лактимон-WS 50%Бутилгликоль/ изобутанол/ вода
      Диспербик-18243%Метоксипропилацетат/ метоксипропоксипропанол/ бутилацетат
      Диспербик-18352%Дипропиленгликольмонометилэфир/ трипропиленгликольмонометилэфир
      Диспербик-18452%Метоксипропилацетат/ метоксипропанол/ бутилацетат
      Диспербик-185>95%
      Диспербик-19040%Вода