مرحله‌ی دیسپرسیون در فرآیند ساخت رنگ یکی از چالش‌برانگیزترین و پرهزینه‌ترین مراحل است. این مرحله از آنجا که نیازمند صرف زمان و انرژی زیادی است، به عنوان یکی از پردردسترین مراحل شناخته می‌شود. علت این دشواری‌ها ناشی از تفاوت قابل توجه در تنش سطحی فاز مایع (که شامل رزین‌ها و حلال‌ها می‌شود) و فاز جامد (شامل پیگمنت‌ها و فیلرها) است.

پیگمنت‌ها و فیلرها در بسته‌بندی‌های فروش، اغلب در اندازه‌های اولیه خود قرار ندارند. در حقیقت، این ذرات به شکل آگلومرات‌ها درآمده‌اند. به عبارت دیگر، ذرات در حالت عادی به هم چسبیده و به صورت خوشه‌ای در آمده‌اند که این امر موجب افزایش دشواری فرآیند دانه‌بندی می‌شود.

فرآیند دانه‌بندی در واقع به معنای هم‌آمیختن و یکپارچه کردن مواد جامد در یک محمل مایع است. طی این فرآیند، آگلومرات‌ها به ذرات جداگانه تبدیل می‌شوند که در برخی مواقع ممکن است حتی به اندازه‌های اولیه‌ی خود نیز بازگردند. این مرحله کلیدی در تولید رنگ است زیرا کیفیت نهایی رنگ و یکنواختی آن به دانه‌بندی دقیق و بهینه وابسته است.

فرآیند دیسپرسیون معمولاً در چهار مرحله اصلی انجام می‌شود که به ترتیب شامل موارد زیر است:

1. خیس شدن: در این مرحله، هوا و آب از سطح ذرات پیگمنت و فیلرها حذف شده و به جای آنها رزین جایگزین می‌شود. این فرآیند به تسهیل در جذب مواد دیسپرس‌کننده کمک می‌کند.

2. دانه‌بندی و آسیاب: در این مرحله، ذرات جامد تحت فشار و نیروی مکانیکی شکسته شده و از یکدیگر جدا می‌شوند. هدف این مرحله رسیدن به اندازه‌ی ذرات اولیه است تا رنگ از نظر یکنواختی و قدرت پوشش بهتر عمل کند.

3. دیسپرسیون: در این مرحله، ذرات جداشده در محمل مایع توزیع می‌شوند. این مرحله برای جلوگیری از برگشت ذرات به حالت آگلومرات و اطمینان از پخش یکنواخت آنها در رنگ بسیار حیاتی است.

4. پایداری: در این مرحله، تلاش می‌شود تا ذرات در دراز مدت از هم جدا باقی بمانند و در رنگ تثبیت شوند. این کار به کمک مواد دیسپرس‌کننده و تثبیت‌کننده‌ها انجام می‌شود تا کیفیت رنگ در طول زمان حفظ شود.

در فرآیند دیسپرسیون، دو گروه اصلی از دیسپرس‌کننده‌ها وجود دارد:

1. دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی کم.

2. دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی بالا.

این دو نوع دیسپرس‌کننده در تمامی مراحل دیسپرسیون نقش مهمی ایفا می‌کنند. دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی کم معمولاً در مراحل اول و دوم فرآیند (خیس شدن و دانه‌بندی) تاثیر بیشتری دارند، در حالی که دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی بالا معمولاً در مرحله پایداری بیشتر به کار می‌روند تا مانع از بازگشت ذرات به حالت آگلومرات شوند.

دیسپرس‌کننده‌های با وزن مولکولی پایین از نظر ساختار شیمیایی به چهار گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

1. آنیونیک: مواد با بار منفی که در محیط‌های قلیایی بهتر عمل می‌کنند.

2. کاتیونیک: مواد با بار مثبت که در محیط‌های اسیدی بیشتر کاربرد دارند.

3. خنثی از نظر الکتریکی: این مواد دارای بار الکتریکی خنثی هستند و در شرایط مختلف به راحتی استفاده می‌شوند.

4. غیر یونی: مواد غیر قطبی که بدون هیچ بار الکتریکی عمل می‌کنند.

وزن مولکولی این مواد معمولاً بین 1000 تا 2000 گرم بر مول است و بسته به نوع پیگمنت و فاز مایع، انتخاب نوع دیسپرس‌کننده می‌تواند تاثیر زیادی بر عملکرد نهایی رنگ داشته باشد.

تاثیر دیسپرس‌کننده‌ها بر دو عامل اصلی سنجیده می‌شود: جذب گروه قطبی آنها به سطح پیگمنت‌ها و رفتار زنجیر غیر قطبی آنها در اطراف ذره. مولکول‌های دیسپرس‌کننده که تنها یک گروه قطبی دارند، خود را به سطح پیگمنت‌ها می‌چسبانند و با زنجیرهای غیر قطبی خود به سمت رزین گسترش می‌یابند. اگر مولکول‌ها دارای گروه‌های قطبی بیشتری باشند، این گروه‌ها به گونه‌ای آرایش می‌یابند که پیوندهای هیدروژنی بین آنها و پیگمنت‌ها شکل می‌گیرد و ساختار فیزیکی مستحکمی را به وجود می‌آورد. این ویژگی باعث بهبود پایداری رنگ و جلوگیری از رسوب ذرات می‌شود.

کاربرد اصلی این نوع دیسپرس‌کننده‌ها در سیستم‌های با فیلر بالا مانند پرایمرها و بتونه‌ها برای روکش‌های صنعتی و دریایی است، جایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی و طول عمر زیاد است.