Диспергаторы. Добавки для печатных красок

1.

Диспергаторы
Heinz Utzig , BYK , Глава направления «Добавки для печатных красок»
Москва 2011

2. Диспергирование пигмента

Агломерат
Первичные частицы
Диспергирование
Флоккуляция
флокулирован
1/16/2017, Seite 2, Netz- und Dispergieradditive
дефлоккулированы

3. Дефлокуляция – флокуляция

справа:
• флокулировано
уменьшение блеска
плохая прозрачность /
укрывистость
высокая вязкость
слева:
• дефлокулировано
высокий блеск
хорошая прозрачность /
укрывистость
небольшая вязкость
1/16/2017, Seite 3, Netz- und Dispergieradditive

4. Пигменты в сравнении

Свойства
Органический пигмент
Размер
частиц
маленький
большой
Поверхность
большая
маленькая
Полярность
неполярен
1/16/2017, Seite 4, Netz- und Dispergieradditive
Неорганичес
кий пигмент
полярен

5. Свойства пигментов

• Цвет / Оттенок
• Укрывистость
• Прозрачность
... достигаются за счет полной
дефлоккуляции пигментов
1/16/2017, Seite 5, Netz- und Dispergieradditive

6. Сдвиг цветового оттенка в результате флокуляции

синий
приобретает
зеленый оттенок
красный
приобретает
синий оттенок
1/16/2017, Seite 6, Netz- und Dispergieradditive

7. Процесс смачивания и диспергирования

1
смачивание
1/16/2017, Seite 7, Netz- und Dispergieradditive
2
3
диспергирование стабилизация

8. Смачивание пигмента

фталоцианиновый
синий в воде:
нет смачивания
(очень
медленное).
со смачивающей
добавкой:
немедленное
смачивание.
1/16/2017, Seite 8, Netz- und Dispergieradditive

9. Стабилизация пигмента путем придания заряда

TiO2 / вода
флокуляция
высокая вязкость
1/16/2017, Seite 9, Netz- und Dispergieradditive
+ диспергирующая добавка
(BYK-154)
дефлокуляция
низкая вязкость

10. Диспергирующая добавка

Электростатическая
стабилизация
1/16/2017, Seite 10, Netz- und Dispergieradditive

11. Смачивающая и диспергирующая добавка

Стерическая
стабилизация
1/16/2017, Seite 11, Netz- und Dispergieradditive

12. Стабилизация пигмента

Печатные краски
Механизм стабилизации
органорастворимые
стерическая
стабилизация
водоразбавляемые
электростатическая /
стерическая стабилизация
водные дисперсии
электростатическая
стабилизация
1/16/2017, Seite 12, Netz- und Dispergieradditive

13.

Технологии смачивающе-диспергирующих добавок
BYK
классические
технологии
CPT
стандартная полимеризация
контролируемая полимеризация
химия жирных кислот
химия эфиров фосф.к-ты
полиуретаны
химия полиаминов
полиакрилаты
полиакрилаты
1/16/2017, Seite 13, Netz- und Dispergieradditive

14. Смачивающие и диспергирующие добавки Классические технологии

Химия полиуретанов
Полиуретаны , модифицированные
простыми или сложными эфирами
Различные пигмент-аффинные группы
1/16/2017, Seite 14, Netz- und Dispergieradditive

15. Смачивающие и диспергирующие добавки Классические технологии

Химия полиаминов
полиэлектролит, „блинообразная“ структура
1/16/2017, Seite 15, Netz- und Dispergieradditive

16. Смачивающие и диспергирующие добавки Классические технологии : полиакрилаты

Синтезированы по технологии свободной радикальной
полимеризации (FRP)
• точное выстраивание функциональных/ полярных групп
в цепи невозможно
• нельзя получить блок- или градиентный сополимер
• очень шировое молекулярно-массовое распределение
• только статистический сополимер (случайное
распределение мономера)
1/16/2017, Seite 16, Netz- und Dispergieradditive

17. Контролируемая полимеризация

Прорыв в построении новых полимерных структур
Полностью новые свойства продукта из существующих
мономеров
• (Мет)акрилаты, стирол, акрилнитрил , (Мет)акриламид
• точно соответствующие замыслу полимерные структуры
• возможность использования разных растворителей
• возможны любые функциональные группы
• полный контроль длины цепи
1/16/2017, Seite 17, Netz- und Dispergieradditive

18. Контролируюмая полимиризация

Статистический сополимер
Градиентный сополимер полученный по технологии CPT
Блок-сополимер полученный по технологии CPT
1/16/2017, Seite 18, Netz- und Dispergieradditive

19. Смачивающе-диспергирующие добавки

контролируемая
флоккуляция
дефлоккуляция
1/16/2017, Seite 19, Netz- und Dispergieradditive

20. 1: Аддитивы с низким молекулярным весом

низкая
молекулярн. масса
высокая
1: Аддитивы с низким молекулярным весом
Органорастворимые системы
BYKUMEN
BYK-P 104 S
DISPERBYK
BYK-220 S
ANTI-TERRA-204
ANTI-TERRA-203
DISPERBYK-130
DISPERBYK-108
ANTI-TERRA-U
низкая
Дефлоккулир.
1/16/2017, Seite 20, Netz- und Dispergieradditive
Полярность
высокая
контролируемо-флоккулирующие

21. Смачивающе-диспергирующие добавки

низкомолекулярные
1/16/2017, Seite 21, Netz- und Dispergieradditive
высокомолекулярные

22. 2a: Высокомолекулярные смачивающе- диспергирующие добавки

Органорастворимые системы
DISPERBYK-166
DISPERBYK-170
DISPERBYK-161
DISPERBYK-2150
DISPERBYK-162/-168
DISPERBYK-2163/-2164
DISPERBYK-163/-167
DISPERBYK-174
DISPERBYK-164
DISPERBYK-182
низкая
Молекулярн.масса
высокая
2a: Высокомолекулярные смачивающедиспергирующие добавки
низкая
дефлоккулирующие
1/16/2017, Seite 22, Netz- und Dispergieradditive
Полярность
высокая

23. Смешивание паст стабилизированного и нестабилизированного пигментов

красный пигмент:
стабилизирован
белый пигмент:
не стабилизирован
флоккуляция
при смешении
1/16/2017, Seite 23, Netz- und Dispergieradditive

24. Смешение паст стабилизированных пигментов: отсутствие флоккуляции

красный пигмент :
стабилизирован
белый пигмент:
стабилизирован
отсутствие
флоккуляции
при смешении
1/16/2017, Seite 24, Netz- und Dispergieradditive

25. 2б: Высокомолекулярные смачивающе- диспергирующие добавки

DISPERBYK-2050
Органорастворимые системы
DISPERBYK-140
DISPERBYK-116
DISPERBYK-112
DISPERBYK-145
BYK-9076
низкая
молекулярн. масса
высокая
2б: Высокомолекулярные смачивающедиспергирующие добавки
низкая
дефлоккулирующие
1/16/2017, Seite 25, Netz- und Dispergieradditive
Полярность
высокая

26. Пигментные концентраты без смолы при диспергировании

Лимитирующие факторы в прошлом
• дефлоккуляция и стабилизация пигмента
• стабильность при хранении
• пигментный шок
• высыхание пигментного концентрата
1/16/2017, Seite 26, Netz- und Dispergieradditive

27.

Технологии контролируемой полимеризации
CPT
CRP
CIP
Controlled Radical Polymerization
ATRP
NMP
C-RAFT
S-RAFT
1/16/2017, Seite 27, Netz- und Dispergieradditive
Controlled Ionic Polymerization
GTP

28.

Смачивающе-диспергирующие добавки полученные
по технологии CPT
Система
Сух.остаток Растворитель
Год введения
DISPERBYK-2000
Органор-римая
40 %
MPA/BG
1999
DISPERBYK-2001
Органор-римая
46 %
MPA/BG/PM
1999
DISPERBYK-2020
Органор-римая
70 %
MPA
2006
DISPERBYK-2010
Водная
40 %
Water
2006
DISPERBYK-2025
Органор-римая
70 %
MPA
2007
DISPERBYK-2009
Безрастворит.
44 %
MPA/BG
2007
MPA = метоксипропилацетат
BG = бутилгликоль
PM = метоксипропанол
1/16/2017, Seite 28, Netz- und Dispergieradditive

29. 2c: Высокомолекулярные смачивающе- диспергирующие добавки

высокая
2c: Высокомолекулярные смачивающедиспергирующие добавки
Органорастворимые системы
молекулярн. масса
DISPERBYK-2020
DISPERBYK-2025
DISPERBYK-2001
низкая
DISPERBYK-2000
низкая
дефлоккулирующие
1/16/2017, Seite 29, Netz- und Dispergieradditive
Полярность
высокая

30. Контролируемая полимеризация

цепь совместимая с
пленкообразующим
Пигментаффинный блок
• доступно с 1999
1/16/2017, Seite 30, Netz- und Dispergieradditive

31. Преимущества контролируемой полимеризации

Почти 100% -ный контроль реации
• определенная молекулярная масса
• узкое молкулярно-массовое распределение
• отличное распределение мономера вдоль цепи
• практическое отсутствие остаточного мономера
• замечательная воспроизводимость
замечательные, точно соответствующие замыслу добавки !
1/16/2017, Seite 31, Netz- und Dispergieradditive

32. Химия BYK-SYNERGIST 2100

кислотн.
группы
кислотн.
группы
химия синего
фталоцианинового
кислотн.
группы
1/16/2017, Seite 32, Netz- und Dispergieradditive
кислотн.
группы

33. Свойства BYK-SYNERGIST 2100 /2102/ 2105

• способствует адсорбции диспергаторов на низкополярной
поверхности пигмента
• Дефлоккуляция / Стабилизация
• низкая вязкость замеса / меньшая тиксотропия
• приводит к уменьшению дымки и высокой ясности покрывных
ЛКМ с различными пигментами
1/16/2017, Seite 33, Netz- und Dispergieradditive

34. BYK-SYNERGIST выбор

BYK-SYNERGIST 2100/2102
BYK-SYNERGIST 2105
PG 7 / 36
PY 74 / 83
PY 151 / 155
PB 15:1 / 15:2 /
15:3 / 15:4 / 15:6
PO 5 / 36 / 73
PBl 7
PR 112 / 170 /
177 / 254
1/16/2017, Seite 34, Netz- und Dispergieradditive

35. Механизм действия BYK-SYNERGIST 2100

N
N
N
N
N
Cu
N
N
N
1/16/2017, Seite 35, Netz- und Dispergieradditive

36. 3: Высокомолекулярные смачивающе- диспергирующие добавки . Водные ЛКМ .

Водные системы
DISPERBYK-194
DISPERBYK-2010
DISPERBYK-198
DISPERBYK-190
DISPERBYK-184
DISPERBYK-180
DISPERBYK-192
DISPERBYK-187
BYK-154
BYK-151
низкая
молекулярн. масса
высокая
3: Высокомолекулярные смачивающедиспергирующие добавки . Водные ЛКМ .
низкая
дефлоккулирующие
1/16/2017, Seite 36, Netz- und Dispergieradditive
Полярность
высокая

37. Диспергирование пигмента . Водные ЛКМ .

в присутствии
пленкообразующего
перетир в
воде
1/16/2017, Seite 37, Netz- und Dispergieradditive

38. Диспергирование пигмента. Водные ЛКМ .

водоразбавляемые и
гибридые системы
дисперсии
перетир в
раствор пленкообразующего
1/16/2017, Seite 38, Netz- und Dispergieradditive
вода

39. 3: Высокомолекулярные смачивающе- диспергирующие добавки. Водные ЛКМ .

Водные системы
DISPERBYK-194
DISPERBYK-2010
DISPERBYK-198
DISPERBYK-190
DISPERBYK-180
DISPERBYK-192
низкая
молекулярн. масса
высокая
3: Высокомолекулярные смачивающедиспергирующие добавки. Водные ЛКМ .
низкая
дефлоккулирующие
1/16/2017, Seite 39, Netz- und Dispergieradditive
Полярность
высокая

40. DISPERBYK-2010 Комбинированная блок- и гребнеобразная структура

Гидрофобная структура:
• пигментаффинные группы
• повышенная гидрофобность
Гидрофильная структура:
• обеспечивает электростатическое отталкивание
• низкая вязкость замеса
Гидрофильные боковые цепи:
• регулировка совместимости
• стерическая стабилизация
1/16/2017, Seite 40, Netz- und Dispergieradditive

41. Пигментный концентрат на основе DISPERBYK-190

с пленкоообраз.
Стирол-акрилат
5,7
Proxel GXL
0,1
вода
29,6
без пленкообр.
-
46,5
аммиак
0,2
BYK-019
0,5
1,0
9, 9
17,5
DISPERBYK-190
Heliogenblau D 7084DD
раствор смолы после перетира
1/16/2017, Seite 41, Netz- und Dispergieradditive
44,0
10,0
35,0

42. Сравнение перетиров с / без наличия пленкообразуюшего в замесе

свойство
совместимость
1/16/2017, Seite 42, Netz- und Dispergieradditive
с пленкообр.
“Slurry“
-
+

43. Сравнение перетиров с / без наличия пленкообразуюшего в замесе

Свойство
с пленкообр.
“Slurry“
Совместимость
-
+
пигментн. наполнен. / вязкость
-
+
1/16/2017, Seite 43, Netz- und Dispergieradditive

44. Сравнение перетиров с / без наличия пленкообразуюшего в замесе

Свойства
с пленкообр.
“Slurry“
Совместимость
-
+
Пигм.наполнение / вязкость
-
+
стабилизация пены
-
+
1/16/2017, Seite 44, Netz- und Dispergieradditive

45. Стабилизация пены

перетир с
пленкообразующим
1/16/2017, Seite 45, Netz- und Dispergieradditive
DISPERBYK-190 “Slurry“

46. Сравнение перетиров с / без наличия пленкообразуюшего в замесе

Свойства
с пленкообр.
“Slurry“
Совместимость
-
+
Пигм.наполнение / вязкость
-
+
стабилизация пены
-
+
дефлоккуляция /стабилизация
O
+
1/16/2017, Seite 46, Netz- und Dispergieradditive

47. Перетир пигмента

дефлоккуляция / стабилизация (снимок под микроскопом)
Irgalithrot FBN
перетир с пленкообразующим
1/16/2017, Seite 47, Netz- und Dispergieradditive
DISPERBYK-190 “Slurry“

48. Перетир пигмента

дефлоккуляция / стабилизация (нанесение аппликатором)
Heliogenblau L 7101F
с пленкообраз.
1/16/2017, Seite 48, Netz- und Dispergieradditive
DISPERBYK-190 “Slurry“

49. Сравнение перетиров с / без наличия пленкообразуюшего в замесе

Свойства
с пленкообр.
“Slurry“
Совместимость
-
+
Пигм.наполнение / вязкость
-
+
стабилизация пены
-
+
дефлоккуляция /стабилизация
O
+
стабильность при хранении
O
+
1/16/2017, Seite 49, Netz- und Dispergieradditive

50. Технология “Slurries“

• корректировка pH (после перетира!) до pH связующего
• добавка/введение компонентов всегда при работающей мешалке
• При образовании сыпи/желирование предварительное
разбавление водой
Пигментного концентрата и / или
На заключительной стадии
добавка 1% DISPERBYK-192 на заключительной стадии
= улучшенная совместимость
1/16/2017, Seite 50, Netz- und Dispergieradditive

51. Эффктные пигменты

Mica в воде
0-проба
1/16/2017, Seite 51, Netz- und Dispergieradditive
5%
DISPERBYK-192

52. Эффектные пигменты

Alucolor 4503 в вода/бутилгликоль 1:1
0-проба
1/16/2017, Seite 52, Netz- und Dispergieradditive
5% DISPERBYK-192

53. Эффектные пигменты

Эффект
н.пигм
Бутилгликол
ь
вода
Смачдипергир.д
обавка
Flip/Flop*
x
x
-
-
O
много сорастворителя
x
x
x
+
много сорастворителя
x
-
x
-
-
сыпь при вводе смолы
x
-
x
x
O
без сорастворителя
x
x
x
x
+
Сорастворитель уменьшен
на 80%
* + = превосходно;
1/16/2017, Seite 53, Netz- und Dispergieradditive
o = умеренно;
примечания
- = неудовлетворительно

54. Алюминиевые пигменты: выбор добавки

Неорганическая обработка
добавка (нелетучих на пигмент)
хром (напр.Hydrolux)
2% DISPERBYK-192 + 3% BYK-345
силикат (напр.Hydrolan)
5% DISPERBYK-180
Органическая обработка
Фосфороорганические в-ва
(напр.Hydroxal)
1/16/2017, Seite 54, Netz- und Dispergieradditive
5% DISPERBYK-192

55. Алюминиевые пигменты: стартовые рецептуры

Hydrolan 8154n.l (60%)
45,0
-
-
Hydroxal W 80n.l. (65%)
-
45,0
-
Hydrolux 8154n.l (60%)
-
-
42,0
DISPERBYK-180
1,4
-
-
DISPERBYK-192
-
1,5
0,5
BYK-345
-
-
0,7
деионизированная вода
26,3
26,2
27,9
бутилгликоль
26,8
26,8
28,4
0,5
0,5
0,5
100,0
100,0
100,0
BYK-420
1/16/2017, Seite 55, Netz- und Dispergieradditive

56. Перламутровые пигменты: выбор добавки

5% DISPERBYK-192
5% DISPERBYK-190
5% DISPERBYK-180
нет необходимости в сорастворителях
1/16/2017, Seite 56, Netz- und Dispergieradditive

57. Перламутровые пигменты: стартовые рецептуры

Деионизированная вода
63,8
47,8
Iriodin красный 9504 WRII
34,0
-
Mearlin Super Blau 639 Z
-
46,0
DISPERBYK-192
1,7
DISPERBYK-190
-
5,7
BYK-420
0,5
0,5
100,0
100,0
1/16/2017, Seite 57, Netz- und Dispergieradditive

58. Смачивающе-диспергирующие добавки: обобщение

Смачивающе-диспергирующие добавки для разных
направлений применения
• органорастворимые и водные системы с / или без наличия смолы
в рецептуре замеса
• печатные краски и пигментные концентраты
обращайтесь к нам, мы поможем при выборе l
1/16/2017, Seite 58, Netz- und Dispergieradditive

59.

ANTI-TERRA®, ATEPAS®, BYK®, BYK®-DYNWET®, BYK®-SILCLEAN®,
BYKANOL®, BYKETOL®, BYKOPLAST®, BYKUMEN®, DISPERBYK®,
DISPERPLAST®, ISAROL®, LACTIMON®, NANOBYK®, SILBYK® и VISCOBYK® зарегистрированные товарные знаки компании BYK-Chemie.
AQUACER®, AQUAMAT®, AQUATIX®, CERACOL®, CERAFAK®, CERAFLOUR®,
CERAMAT®, CERATIX® и MINERPOL® -зарегистрированные товарные знаки
компании BYK-Cera.
Данная информация соответствует самому современному уровню наших знаний.
В связи с разнообразием рецептур, условий производства и переработки все
вышеупомянутые рекомендации должны быть скорректированны с учетом
специфических особенностей каждого производства. Данная информация не
гарантирует свойств продукта в каждом отдельном случае. Мы не несем
ответственности в случаях использования продукта за пределами
рекомендуемых областей применения, включая случаи нарушения патентных
прав.
, Page 59, János Hajas, technical support manager