Pas më shumë se njëzet e pesë vjetësh duke kryer prova dispersioni dhe duke zgjidhur problemet në seritë e prodhimit, kam mësuar se cilësia e veshjes përfundimtare shpesh vendoset në tridhjetë minutat e para të bazës së mullirit. Nëse pigmentet dhe mbushësit nuk dispërsohen siç duhet që në fillim, mund të kaloni pjesën tjetër të ditës duke u marrë me rritje të papritura të viskoziteti, zhvillim të dobët të ngjyrës ose depozitim në kanaçe. Këtu agjentët dispersues tregojnë vlerën e tyre. Ata jo vetëm që bëjnë që pigmentet të lahen më shpejt — ata mbajnë grimcat të ndara në mënyrë që i gjithë sistemi të mbetet stabil gjatë prodhimit, magazinimit dhe aplikimit.
Një agjent shpërndarës vepron duke adsorbuar në sipërfaqen e pigmentit dhe duke krijuar një barrierë që parandalon ri-aglomerimin. Në sistemet me bazë uji kjo shpesh është repulsion elektrostatik nga grupet me ngarkesë (si karboksilat në poliakrilate). Në sistemet me bazë tretësish ose me përmbajtje të lartë të ngurta, pengesa sterike nga zinxhirët e gjatë të polimerëve zakonisht është më e rëndësishme. Disa dispersantë polimerikë modernë kombinojnë të dy mekanizmat. Rezultati është viskoziteti më i ulët me ngarkesë më të lartë pigamenti, kohë më të shkurtra për mullimin, qëndrueshmëri më e mirë e ngjyrës dhe më pak depozitim me kalimin e kohës.
Mbaj mend ende një projekt me bojë arkitektonike me bazë uji ku ndryshimi ishte dramatik. Ne po shpërndanim një titan dioksid rutili standard (20 % PVC) plus një pigment organik të kuq në një sistem emulioni akrilik. Pa asnjë dispersant, viskoziteti i bazës së mullisë u rrit mbi 8000 mPa·s brenda dhjetë minutash nga dispersioni me shpejtësi të lartë, përpunimi Hegman kurrë nuk ra nën 4, dhe pas tre ditësh pigmenti i kuq filloi të lundrojë dhe të flokulohet. Forca e ngjyrës ishte rreth 15 % më e ulët se objektivi, dhe shkëlqimi në 60° në filmën e tharë ishte vetëm 42 njësi.
Pastaj ne zbatuam të njëjtën formulim me tre agjentë të ndryshëm shpërndarës me 1.2 wt% aktiv në peshën e pigmentit:
- Një poliakrilat amoniumi konvencional dha një viskoziteti prej 3200 mPa·s pas dispersimit, Hegman 6.5, dhe ngjyrë të qëndrueshme pas 30 ditësh magazinim (Delta E < 0.8). Shkëlqimi u përmirësua në 58 njësi.
- Një dispersant poliuretanik me peshë molekulare më të lartë uli më tej viskozitetin në 2100 mPa·s, arriti Hegman 7 dhe ofroi forcën më të mirë të ngjyrës (+12 % në forcën e nuancës krahasuar me kontrollin). Pas 30 ditësh Delta E ishte vetëm 0.4, dhe shkëlqimi mbeti në 61 njësi.
- Një dispersant me bazë fosfati performoi mirë në viskozitete (2400 mPa·s), por tregoi pak papajtueshmëri me lidhësin akrilik — pamë mikro-kraterizim në mostrat e tërheqjes dhe një rënie prej 4 njësish në shkëlqim.
Versioni me poliuretan fitoi në atë punë sepse ofroi ekuilibrin më të mirë midis viskoziteti të ulët, shpërndarjes së shpejtë dhe stabilitetit afatgjatë pa efekte anësore në film. Ne e përdorëm atë me 0.9 % aktiv pasi optimizuam kurbën e dozimit. Fabrika gjithashtu vuri re se mund të rrisë ngarkesën e TiO₂ me 8 % pa probleme me viskoziteti, gjë që përmirësoi mbulimin dhe uli koston e përgjithshme të formulimit.
Ai test më mësoi disa mësime praktike. Së pari, dozimi ka më shumë rëndësi sesa shumica e njerëzve presin. Nëse është shumë pak, më vonë do të keni flokullim; nëse është shumë, mund të rrisni përsëri viskoziteti ose të dëmtoni rezistencën ndaj ujit. Unë gjithmonë përdor një shkallë nga 0.5 % deri në 2.5 % aktiv në pigment dhe vëzhgoj si kurbën e mullimit ashtu edhe stabilitetin e magazinimit.
Së dyti, kimia duhet të përputhet me sistemin. Poliakrilatet janë të lira dhe efektive në shumë boja dekorative me bazë uji, por ato mund të jenë të ndjeshme ndaj elektroliteve dhe ndryshimeve të pH-së. Dispersantët polimerikë (të poliuretanit ose polieterit) kushtojnë më shumë, por ofrojnë performancë më të mirë me pigmente organike të vështira dhe në sisteme që kërkojnë shkëlqim të lartë ose qëndrueshmëri të mirë të jashtme. Tek alkidët ose epoksidet me bazë tretësish, unë ende më shpesh përdor lloje me acid yndyror ose akrilik të modifikuar.
Së treti, testi i vërtetë nuk është kurrë vetëm përpjekja fillestare. Unë gjithmonë kontrolloj viskozitetin pas 24 orësh dhe pas një jave, kryej një test fshirjeje për pranimin e ngjyrës dhe bëj ruajtje të përshpejtuar (50 °C për dy javë) për të parë nëse shfaqet flokullim ose mbingarkesë. Shumë serira laboratorike “të mira” dështojnë në këtë fazë.
Sipas përvojës, përfitimet më të mëdha shfaqen kur rrisni ngarkesën e pigmentit ose punoni me pigmente të vështira për t'u shpërndarë, si disa ftalocianina ose të zeza karboni. Në një projekt boje, kalimi te një dispersant polimerik i përshtatur na lejoi të rrisim ngarkesën e karbonit të zi nga 12 % në 18 %, duke mbajtur viskozitetin nën 1500 mPa·s. Ky ndryshim i vetëm përmirësoi jetness-in dhe reduktoi numrin e kalimeve në mullirin me perla nga katër në dy.
Sigurisht, agjentët shpërndarës nuk janë një kurë për gjithçka. Ata nuk do të rregullojnë cilësinë e dobët të pigmentit, mediumin e gabuar të mullirit apo shearin e pamjaftueshëm. Gjithashtu, ata shtojnë kosto dhe ndonjëherë mund të ndikojnë në vetitë e tjera — krijimin e shkumës, rezistencën ndaj ujit apo aderimin ndërmjet shtresave nëse zgjidhet lloji i gabuar.
Në fund të fundit, agjenti i duhur i shpërndarjes mbetet një nga vendimet me ndikimin më të madh që merrni në një formulim. Kur funksionon, fitoni prodhim më të shpejtë, serira më të qëndrueshme, ngjyrë më të mirë dhe më pak ankesa nga klientët. Kur nuk funksionon, luftoni me bazën e mullirit çdo ditë. Fabrikantët që trajtojnë zgjedhjen e dispersantit si punë serioze formulimi — duke kryer prova të duhura krahasuese dhe duke matur atë që ndodh vërtet pas magazinimit dhe aplikimit — janë ata që ndalojnë ndjekjen e problemeve dhe fillojnë të arrijnë objektivat në mënyrë të qëndrueshme.