Wie wählt man ein Dispergiermittel aus?

I. Auswahl des Hauptharzes für die Dispersion

Das Harz, insbesondere das Harz zum Schleifen, spielt bei der Herstellung von Farbpasten eine Schlüsselrolle, und die Rolle des Hauptharzes ist wie folgt
(1) Zur Dispersion und Verankerung des Pigments.
(2) Stabilisierung der dispergierten und entmischten Pigmentteilchen.
Die oben genannten Funktionen der Hauptharze lassen sich anhand einiger Experimente erkennen, z. B. zeigen langölige Alkydharze, Polyamidharze, Aminoharze, Aldehyde und Ketonharze sowie Hydroxyacrylharze mit niedrigem Molekulargewicht eine gute Benetzungsfähigkeit für Pigmente, während Acrylharze mit niedrigem Hydroxylgehalt, thermoplastische Acrylharze, Polyesterharze mit hohem Molekulargewicht, gesättigte Polyesterharze mit hohem Molekulargewicht, Vinyl-Copolymerisationsharze und Polyolefinharze eine schlechte Benetzungsfähigkeit für Pigmente aufweisen. Das gleiche Pigment hat in verschiedenen Harzsystemen unterschiedliche Farbphasen. Fast alle Rußpigmente, organischen Pigmente und transparenten Eisenoxide ändern ihre Farbphasen, insbesondere streuende Farbphasen, mit verschiedenen Harzsystemen. Daher dient die Wahl des richtigen Dispergiermittels im bestimmten Hauptharzsystem nicht nur der Dispergierung und Stabilisierung des Pigments, sondern auch der Einstellung des Pigments, um die richtige Farbe zu erreichen, die wir benötigen, wie z. B. Dunkelheit, Transparenz, Farblicht bei 45° usw. Daher umfasst die sinnvolle Abstimmung zwischen Dispergiermittel und Harz
①Kompatibilität (Probetest, Überprüfung der Kompatibilität nach Entfernen des Lösungsmittels)
② Das Viskositätssenkungsverhalten des Dispergiermittels im Harzsystem zur Bestimmung des Pigments (Rotationsviskosimetertest).
③Farbausbreitungsverhalten des Dispergiermittels im Harzsystem zum konkreten Pigment (Schaben und Farbvergleich).
④Lagerstabilität (Fließplattenmethode)
Wenn sich das Harzsystem ändert, ändert sich auch die oben genannte Leistung des Dispergiermittels entsprechend. Solche Änderungen müssen durch Anwendungstests ermittelt werden.
Im Allgemeinen ist es nicht einfach, ein einfaches Anwendungsprinzip zusammenzufassen. Für das Harzsystem plus den Pigmentfaktor wird die Wahl des Dispergiermittels zu einer Vielzahl von Parametern. Daher muss nicht nur die Kombination aus Wirtsharz und Dispergiermittel, sondern auch die Art des Pigments und des Füllstoffs berücksichtigt werden.

Zweitens, für die Wahl des Pigmentfüllers

Ruß und organische Pigmente
Wie bereits erwähnt, gibt es viele verschiedene Arten und Sorten von Industriepigmenten. In der Pigmentindustrie werden sie in organische und anorganische Pigmente eingeteilt. In der Farbenindustrie werden transparentes Eisenoxid und Ruß oft zusammen mit organischen Pigmenten als schwer zu dispergierende Pigmente betrachtet.
Wir haben eine weitere Unterscheidung zwischen schwer zu dispergierenden Pigmenten getroffen, indem wir die Stärke ihrer Wasserstoffbrückenbindungen betrachtet haben.
In unseren Experimenten sehen wir eindeutig solche Streuungsergebnisse.
Wenn ein Dispergiermittel in einem festen Harzsystem gut mit Ruß funktioniert, stabilisiert es oft gleichzeitig Phthalocyaninpigmente und zeigt zwangsläufig schwache Dispergiereigenschaften mit anderen organischen Pigmenten wie DPP-Rot. Andererseits wird ein Dispergiermittel, das DPP-Rot, organisches Violett und andere Pigmente sehr gut dispergieren und stabilisieren kann, in der Regel zur Dispergierung von Ruß verwendet, um die ungeliebte bräunlich-rote Phase zu erhalten, und die viskositätssenkende Fähigkeit von Phthalocyaninpigmenten ist nicht ausreichend. Dieses Phänomen trifft auf fast alle Dispergierharze und alle Dispergiermittel zu. Es gibt nur sehr wenige Dispergiermittel, die für die beiden oben genannten Kategorien von schwer dispergierbaren Pigmenten gleichzeitig extrem gute Leistungen erbringen können. Es ist immer der Fall, dass eine Gruppe sehr gut und die andere Gruppe etwas schlechter ist.
Der Hauptgrund ist die Anzahl und Stärke der Wasserstoffbrückenbindungen des Pigments selbst.
Carbon Black, Phthalocyanin blau und andere Pigmente, die wichtigsten Interaktion Kraft zwischen den Pigmenten ist nicht durch Wasserstoffbrückenbindung dominiert, sondern andere Kräfte, wie die Kopplung Wirkung zwischen Ruß Schichtmoleküle, die Kopplung Wirkung von Phthalocyanin Struktur, die Rolle der Halogene. Und die polaren Gruppen, die bei der Oberflächenbehandlung mitgeführt werden, sind unabhängig von der Struktur des Pigments selbst.
Organische Rot- und Violettpigmente, die durch DPP repräsentiert werden, haben eine starke Wasserstoffbindung im Design des Pigments selbst, was die Leistung des Pigments verbessert und die Wirkung des Dispersionsmittels auf das Pigment direkt beeinflusst, und die polaren Gruppen an der Grenzfläche sind an der Wasserstoffbindung des Pigments selbst beteiligt. Dies wird durch die Nachbearbeitung des Pigments bestätigt.
Dementsprechend ist es nicht einfach, mit zwei verschiedenen Pigmenttypen mit unterschiedlichen intrinsischen Effekten gleichzeitig optimale Ergebnisse zu erzielen, indem man eine einzige Struktur von Dispergiermitteln verwendet. Auf der Grundlage dieser Theorie ist es auch möglich, anhand der Struktur eines Pigments zu bestimmen, zu welcher Seite des Pigments es gehört. Ein Isoindolinon-Pigment sollte zum Beispiel zur Ruß-Phthalocyanin-Gruppe gehören. Toluidinrot sollte der letzteren zuzuordnen sein.
Bei der praktischen Auswahl des Dispergiermittels werden die besten Ergebnisse für die erste Gruppe schwer dispergierbarer Pigmente mit leicht verträglichen Harzsystemen erzielt. Ist die Harzkompatibilität jedoch schlecht, z. B. bei thermoplastischen Acrylaten, ist ein Wechsel zu einem neuen Polyacrylat-Dispergiermittel erforderlich. Für die zweite Kategorie von stark wasserstoffgebundenen Pigmenten, hochpolare PU, Polyester und Polyacrylat, können gute Ergebnisse erzielt werden. Nur bei dem System mit schlechter Kompatibilität sind hochpolare PU und Polyester eingeschränkt. In diesem Fall ist ein Wechsel zu einem modifizierten Polyacrylat-Dispergiermittel erforderlich.
● Schwärze des Rußes
Die Schwärze von Ruß ist ein äußerst wichtiges Thema bei der Diskussion über Dispergiermittel und wird am häufigsten diskutiert.
Die bisherige Praxis zeigt, dass die instrumentelle Erkennung nicht so genau ist wie die visuelle Inspektion; unter verschiedenen Lichtverhältnissen variiert die Schwärze; unter verschiedenen Winkeln variiert die Schwärze; verschiedene Dispergiermittel wählen verschiedene Rußarten, um eine unterschiedliche Schwärze zu erzielen; Rußmasterbatch mit hoher Schwärze verbessert nicht unbedingt die Färbekraft.
All dies ist leicht zu erklären. Das liegt an der transparenten Lamellenstruktur des Rußes und an der Fähigkeit des Rußes, Licht zu absorbieren. Die transparente lamellare Struktur in

3. Titaniumdioxid
Zunächst dachte jeder, dass Titandioxid so leicht zu dispergieren sei, dass es mit oder ohne Dispergiermittel verwendet werden könne. Bei der Mischung mit anderen schwer zu dispergierenden Pigmenten wird Titandioxid jedoch in eine schwimmende Farbe verwickelt; bei der Herstellung von hochreinem Weiß wird Titandioxid getrübt; bei Produkten mit besonderen Anforderungen muss Titandioxid eine ausgezeichnete Deckkraft und einen hohen Weißgrad aufweisen, und es darf bei hohen Temperaturen nicht vergilben; viele gewöhnliche industrielle Anlässe zögern, teures hochreines Titandioxid zu verwenden oder Titandioxid sogar als Ersatzpigment einzusetzen; die oben genannten Probleme haben die Hilfsmittelindustrie dazu veranlasst, der Dispersion von Titandioxid Aufmerksamkeit zu schenken.
4. Transparentes Eisenoxid
Die Teilchengröße des transparenten Eisenoxids liegt im Nanometerbereich, und seine Oberfläche ist amphoter, es scheint leicht dispergiert zu werden, wenn die Pigmentkonzentration niedrig ist, und die Viskosität der Farbpaste ist sehr niedrig, aber die Transparenz ist nicht einfach, das Beste zu erreichen; und sobald sie die kritische Konzentration des Pigments leicht überschreitet, verdickt sich die Farbpaste sofort bis zu dem Punkt, dass sie nicht mehr gerührt werden kann, was zum Verlust der Effizienz der Sandmühle führt.
Die Transparenz von Eisenoxid scheint sich, ähnlich wie die Schwärze von Ruß, immer weiter zu verbessern. Unsere Experimente haben gezeigt, dass eine Probe, die wir bereits für gut durchsichtig halten, bei einem Betrachtungswinkel von 45° immer noch eine starke Trübung aufweisen kann;
Was ist also am besten zu verwenden? Diese Frage ist ein weiteres schwer zu fassendes Dilemma.
Die Hersteller von Zusatzstoffen geben ebenfalls ihre eigenen Programme heraus. Dies ist aus den veröffentlichten Empfehlungen ersichtlich.
Zusammen mit der Selektivität, die durch die unterschiedlichen Harzsysteme verursacht wird, gibt es mehr als eine empfohlene Lösung.
5. Mattierungspulver
Das Mattierungspulver selbst ist nicht schwer zu dispergieren. Es wird zum Zeitpunkt der Herstellung vormikronisiert. Einige haben eine Oberflächenwachsbehandlung, andere nicht, mit polaren Hydroxylgruppen. Das Problem der Dispersion von Mattierungspulvern ergibt sich jedoch aus den Anforderungen der Anwendung.
Einige verlangen, dass matte Beschichtungen mit einer einzigen Formulierung an eine Vielzahl von Applikationsmethoden angepasst werden können, z. B. Sprühbürsten für gleichmäßigen Glanz;
Einige verlangen, dass die Gleichmäßigkeit der Matten bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit nicht beeinträchtigt wird;
Es gibt Anforderungen für niedrige Viskosität Bedingungen, Mattierung Pulver hat die kleinste Siedlung;
Einige verlangen höchste Transparenz;
Einige erfordern hervorragende Reibung Widerstand, und die Einführung von harten Quarz-Pulver, so dass Sie brauchen, um zusammen dispergiert werden, und so weiter.
Dies hat zu einem konsequenten Wandel bei den Dispergiermitteln geführt. Von herkömmlichen Netz- und Dispergiermitteln über spezielle polymere PU-Dispergiermittel bis hin zu Phosphatestern, Aminsalzen von Phosphatestern und anderen Spezialpolymeren wurden alle zur Dispergierung von Mattierungspulvern verwendet. Welches ist nun das beste? Wie bereits erwähnt, kommt es darauf an, wie Sie es benötigen. Sie können nicht erwarten, dass ein Dispergiermittel alle oben genannten Anforderungen gleichzeitig erfüllt.
Grundsätzlich verbessert ein Netzmittel die Fließfähigkeit des fertigen Systems; ein Dispergiermittel mit hoher relativer Molekülmasse verhindert das Absetzen und steuert die Bewegung des Mattierungspulvers durch den nassen Film, so dass es leichter ausgerichtet werden kann und eine gleichmäßige Mattierung entsteht.
6. Metallische Glitzerpigmente wie Aluminiumpulver und Perlglanzpulver
Eine gängige Lösung ist ein Netzmittel.
Sie können auch mit polymeren Dispersionsmitteln dispergiert werden, die mit dem Harz kompatibel sind. Kontrollieren Sie auch ihre Bewegung. Es gibt Beispiele für erfolgreiche Formulierungen für diese.
7. Nanoskaliges Titandioxid und andere Nano-Dispersionen
In diesem Fall haben polymere PUs die beste stabilisierende Wirkung, wenn sie kompatibel sind. Andernfalls ist ein Dispergiermittel auf Acrylatbasis erforderlich.
8. Bestimmung eines Hauptdispergiermittels
Generell empfiehlt MANTOS bei einem definierten Harz- und Lösemittelsystem diese Methode zur Auswahl eines geeigneten Hauptdispergiermittels:
Zunächst werden vier Pigmente dispergiert: hochpigmentierter Ruß, Titandioxid, DPP-Rot und gewöhnliches Eisenoxidrot.
① Bewerten Sie, ob das Dispergiermittel bei der Herstellung dieser vier regulären Masterbatches Schwierigkeiten bereitet, z. B. ob das Viskositätssenkungsverhalten ausreichend ist.
② Bewerten Sie die Stärke der Farbausbreitung.
(iii) Bewerten Sie die Speicherstabilität (Fließplatte und thermische Speicherung).
Wenn ein Dispergiermittel eine gute Dispergierfähigkeit für die oben genannten vier Pigmente in diesem speziellen System aufweist, dann ist es grundsätzlich auch für verschiedene andere Pigmente geeignet. Es kann dann als Hauptdispergiermittel für das System gewählt werden. Natürlich können bei speziellen Pigmenten, wie z. B. transparenten Eisenoxidpigmenten, noch Ausnahmen gemacht werden.
Diese Methode kann auch verwendet werden, um die kombinierte Leistung von zwei verschiedenen Dispergiermitteln zu bewerten, um den richtigen Pigmenttyp für die Anwendung zu finden.