Проблема диспергирования красителей возникла еще в первобытные времена. «Живым» доказательством этого являются впечатляющие наскальные рисунки. Эффективное диспергирование начинается с правильного выбора красителя, растворителя, и разбавителя, что в первую очередь должно сочетаться с «правильным» оборудованием.

Дисперсные краски – тогда, возможно, это были грунтовые краски – можно было легко найти в те времена. Вполне достаточными оказались сравнительно хорошие смачивающие агенты, например, водные «связующие вещества» и несколько камней в качестве «инструментов для диспергирования». Для живших в те времена химиков, составляющих краски, не существовало такой проблемы как усиление лоска, улучшение способности к нанесению, устойчивость к воздействию погоды и отсутствие флокуляции.

 Рисунок 1: Ветряная мельница: "De Kat".

В Средние века были разработаны первые краски с настоящим лоском. Работающая и поныне мельница для красок "De Kat" (что означает "Кот" – 1640 год нашей эры) расположена в голландском городе Заандам, поблизости от Амстердама. Даже в те времена производили высококачественную краску при помощи ветровой энергии. В расположенной рядом мельнице, построенной в том же периоде, даже сегодня производится льняное масло. В течение десятилетий Заандам был центром голландской индустрии производства красок.

Новые красители и механизмы для диспернгирования

Новые красители появились сразу после того, как возник спрос на более сильный лоск или устойчивость к воздействию погоды, более чистый цветовой оттенок или прозрачность. В то же время, в результате этого появилась проблема с диспергированием: такие красители как фтало синий и зеленый, карбазол фиолетовый, прозрачные оксиды железа, насыщенный черный и черные тона известны как проблемные красители. Оптимальное применение возможно только при помощи определенных методик диспергирования и/или добавок.

Делать все правильно с самого начала!

Сегодня существует широкий ассортимент смачивающих агентов для красителей – или поверхностно-активных веществ. По-прежнему ведется разработка новых. Но они не станут волшебным решением всех проблем диспергирования.

Хорошее и быстрое диспергирование красителя начинается с правильного выбора красителя, растворителя, и разбавителя, что в первую очередь должно сочетаться с правильным оборудованием для диспергирования:

- Краситель: Так называемые идентичные красители различаются сильнее, чем можно подумать. Хорошим примером является фтало зеленый. На рисунке 2 изображены «идентичные» фтало зеленые красители, «А» и «В». Краситель «А» обычно без проблем используется как алкидныой, так и в водной системах: цвет и насыщенность одинаковы в обоих разбавителях. Если краситель В оценивать только в алкидной системе, то красители «А» и «В» кажутся действительно аналогичными. Но следует помнить о следующем: этот так называемый «аналогичный» краситель следует проверить во всех разбавителях, в которых его предполагается применять. В этом случае вскоре будет обнаружено, что красителю «А» сложно подобрать замену – особенно если его планируется использовать в некоей универсальной пасте для подцветки, которую можно применять в различных системах.

 
Рисунок 2: «Идентичные» фтало зеленые красители, «А» и «В».

- Разбавитель: Очень важно подобрать разбавитель с наилучшими смачивающими свойствами – если есть выбор. Таким образом можно сильно сократить время диспергирования и избежать проблем с реологией / вязкостью пасты. Другими словами, можно создать пасту-краситель с более высокой концентрацией за тот же период времени и с тем же оборудованием.

- Растворитель: Среди растворителей существует большое различие диспергирующих свойств. Если возможно, следует выбрать растворитель с наименьшим поверхностным натяжением (ПН). Несколько примеров:

Растворитель(и) с более низким ПН следует использовать в пигментных пастах, а растворитель(и) с более высоким ПН – при разбавлении. Это не только придает эффект более хорошего смачивания красителя, но и – что еще важнее – предотвращает затравку во время разбавления концентрата красителя вместе с остальными элементами формулы.

- Связь между растворителем и разбавителем: Во многих случаях растворитель является лучшим смачивающим агентом, в то время как разбавитель – лучшим стабилизирующим агентом. Поэтому важно найти компромисс между смачиванием и стабилизацией: использовать как можно больше растворителя для получения хорошего диспергирования, а также достаточное количество разбавителя для стабилизации красителя и предотвращения ре-флокуляции.

- Оборудование, используемое для диспергирования: Очень важным фактором – если не самым важным – является выбор диспергирующего оборудования. Ключевым фактором становится количество энергии диспергирования, которую может предоставить механизм – это не то же самое, что потребление энергии оборудованием. Определенно можно создать хорошее диспергирование из, например TiO2 с растворителем в течение приблизительно 20 минут, но – независимо от количества часов или дней – это можно попробовать с «более сложным» красителем вроде фтало-цианин синего или карбазол фиолетового, и не разочароваться. «Энергия диспергирования» растворителя просто недостаточная для красителей этого рода – даже если использовать более сложные и высокотехнологичные диспергирующие агенты.

www.newchemistry.ru