За больш чым дваццаць пяць гадоў правядзення выпрабаванняў дысперсіі і выпраўлення праблем з вытворчымі партыямі я зразумеў, што якасць канчатковага пакрыцця часта вызначаецца ў першыя трыццаць хвілін працэсу змешвання асновы. Калі пігменты і напаўняльнікі не рассейваюцца належным чынам з самага пачатку, вы можаце правесці ўвесь астатні дзень, змагаючыся з скачкамі глейкасці, дрэнным развіццём колеру або асадкай у слоіку. Вось тут і акупляюцца дэспансатары. Яны не проста дапамагаюць фарбавальнікам хутчэй увільгатнець — яны ўтрымліваюць часцінкі ў раздзеленым стане, каб уся сістэма заставалася стабільнай на працягу ўсяго тэрміну вытворчасці, захоўвання і нанясення.
Разбуральнік агрэгатаў дзейнічае, адсорбуючыся на паверхні пігменту і ствараючы бар'ер, які прадухіляе рэагрэгацыю. У водаэмульсійных сістэмах гэтым часта з'яўляецца электрастатычнае адштурхванне зараджаных груп (напрыклад, карбаксилатаў у поліакрылатах). У сістэмах на аснове растваральніка або з высокім утрыманнем цвёрдых рэчываў звычайна больш важным з'яўляецца стэрычнае перашкоджанне з-за доўгіх ланцугоў палімераў. Некаторыя сучасныя полімерныя дысперсанты спалучаюць абодва механізмы. У выніку атрымліваецца меншая глейкасць пры больш высокім утрыманні пігменту, больш хуткія тэрміны змалывання, лепшая насычанасць колеру і меншая асадка з цягам часу.
Я дагэтуль памятаю адзін праект па афарбоўцы архітэктурных збудаванняў на воднай аснове, дзе розніца была кардынальнай. Мы змешвалі стандартны рутыльны дыяксід тытану (20 % PVC) і чырвоны арганічны пігмент у акрылавай эмульсійнай сістэме. Без любога рассейвальніка ўязная глейкасць узрасла да 8000 мПа·с ужо праз дзесяць хвілін высокахуткаснага рассейвання, паказчык шліфавання па Хэгману так і не апусціўся ніжэй за 4, а праз тры дні чырвоны пігмент пачаў плаваць і флокулявацца. Насычанасць колеру была прыкладна на 15 % ніжэйшай за мэтавы паказчык, а глянцавасць высушанай плёнкі пад вуглом 60° складала ўсяго 42 адзінкі.
Затым мы правялі аднолькавую распрацоўку з трыма рознымі рассейвальнымі агентамі з актыўнасцю 1,2 % на вагу пігменту:
- Стандартны поліакрылат амонію пасля дыспергавання даў глейкасць 3200 мПа·с, па шкале Хегмана 6,5, і стабільны колер пасля 30 дзён захоўвання (ΔE < 0,8). Бляск палепшыўся да 58 адзінак.
- Дысперсант з больш высокай малекулярнай масай з поліўрэтану знізіў вязкасць да 2100 мПа·с, дасягнуў паказчыка Хегмана 7 і забяспечыў найлепшую насычанасць колеру (+12 % у параўнанні з кантролем). Праз 30 дзён дэльта E склала ўсяго 0,4, а глянец захаваўся на ўзроўні 61 адзінкі.
- Дысперсант на фосфатнай аснове паказаў добрыя вынікі па вязкасці (2400 мПа·с), але выявіў лёгкую несумяшчальнасць з акрылавым звязальным — мы назіралі мікра-кратэраванне на пробных нанясеннях і зніжэнне глянцу на 4 адзінкі.
Паліўрэтанавая версія перамагла ў гэтай працы, бо забяспечыла найлепшы баланс нізкай глейкасці, хуткай дысперсіі і доўгатэрміновай стабільнасці без пабочных эфектаў на плёнцы. У выніку мы выкарысталі яго ў актыўнай канцэнтрацыі 0,9 % пасля аптымізацыі крывой дазавання. На заводзе таксама заўважылі, што яны могуць павялічыць напаўненне TiO₂ на 8 % без праблем з глейкасцю, што палепшыла маскіруючую здольнасць і знізіла агульны кошт кампазіцыі.
Гэты выпрабаванне дало мне некалькі практычных урокаў. Па-першае, доза мае большае значэнне, чым чакаюць большасць людзей. Занадта малая — і потым узнікае флоккуляцыя; занадта вялікая — і вы насамрэч можаце зноў павялічыць глейкасць або пашкодзіць воданепранікальнасць. Я заўсёды выкарыстоўваю шкалу ад 0,5 да 2,5 % актыўнага на пігменце і сачу за крывой прасевачнасці і стабільнасцю захоўвання.
Па-другое, хімія павінна адпавядаць сістэме. Паліякрылаты з'яўляюцца таннымі і эфектыўнымі ў многіх водаэмульсійных дэкаратыўных фарбах, але яны могуць быць адчувальнымі да электралітаў і змяненняў pH. Палімерныя дысперсанты (поліўрэтанавыя або поліэфірныя) каштуюць даражэй, але паказваюць лепшыя вынікі пры працы са складанымі арганічнымі пігментамі і ў сістэмах, якія патрабуюць высокай глянцавасці або добрай устойлівасці ва ўмовах вулічнага ўздзеяння. У алкідных або эпаксідных фарбах на растваральніку я ўсё ж часцей выбіраю тлушчакіслотныя або мадыфікаваныя акрылавыя віды.
Па-трэцяе, сапраўдны выпрабаванне — гэта не проста першапачатковая праца. Я заўсёды правяраю вязкасць праз 24 гадзіны і праз тыдзень, праводжу тэст на выціранне для ацэнкі прымальнасці колеру і праводжу паскоранае захоўванне (50 °C на працягу двух тыдняў), каб убачыць, ці з'явяцца флакуляцыя або разліў. Многія “добрыя” лабараторныя партыі правальваюцца на гэтым этапе.
З досведу, найбольшыя выгады дасягаюцца, калі павялічваецца загрузка пігмента або працуюць з цяжкадысперснымі пігментамі, такімі як пэўныя фталацыяніны або вугляродныя чарнілы. У адным з праектаў па вытворчасці фарбаў пераход на спецыяльна распрацаваны палімерны дэспенсар дазволіў нам павялічыць умяшчальнасць вугляроднага чорнага з 12 да 18 % пры захаванні вязкасці ніжэй за 1500 мПа·с. Гэтая адзіная змена палепшыла насычанасць колеру і скараціла колькасць прапусканняў праз шліфавальную ступку з чатырох да двух.
Вядома, разбаўвальнікі — не панацэя. Яны не выправяць дрэнную якасць пігменту, няправільныя шліфавальныя цела або недастатковую рэзальную нагрузку. Акрамя таго, яны павялічваюць кошт і часам могуць уплываць на іншыя ўласцівасці — пеністасць, водаўстойлівасць або адгезію паміж слаямі, калі выбраны няправільны тып.
У рэшце рэшт, правільны выбар рассейвальнага агента — гэта ўсё яшчэ адно з найбольш важных рашэнняў, якія вы прымаеце пры распрацоўцы формулы. Калі ён працуе, вы атрымліваеце больш хуткую вытворчасць, больш стабільныя партыі, лепшы колер і менш скаргаў ад кліентаў. Калі ж не — вы кожны дзень змагаецеся з асновай фарбы. Прадпрыемствы, якія падыходзяць да выбару эмульгатара як да сур'ёзнай распрацоўкі формулы — праводзячы належныя параўнальныя выпрабаванні і вымяраючы, што насамрэч адбываецца пасля захоўвання і прымянення — перастаюць ганяцца за праблемамі і пачынаюць стабільна дасягаць мэт.