Тајните на адитиви за премази на база на вода

Резиме:

1. Средство за мокрење и дисперзија

2. Депенење

3. Згуснувач

4. Адитиви за формирање филм

5. Средство против корозија, против мувла и против алги

6. Други адитиви

1 Средство за навлажнување и растурање:

Облогите на база на вода користат вода како растворувач или средство за дисперзија, а водата има голема диелектрична константа, така што облогите на база на вода главно се стабилизираат со електростатско одбивање кога електричниот двоен слој се преклопува. Дополнително, во системот за обложување на база на вода, често има полимери и нејонски сурфактанти, кои се адсорбираат на површината на пигментното полнење, формирајќи стерична пречка и стабилизирајќи ја дисперзијата. Затоа, боите и емулзиите на база на вода постигнуваат стабилни резултати преку заедничко дејство на електростатско одбивање и стерична пречка. Неговиот недостаток е слабата отпорност на електролити, особено за електролитите со висока цена.

1.1 Средство за мокрење

Средствата за мокрење за водени премази се поделени на анјонски и нејонски.

Комбинацијата на средство за навлажнување и средство за дисперзирање може да постигне идеални резултати. Количината на средство за навлажнување е генерално неколку промили. Неговиот негативен ефект е пенење и намалување на водоотпорноста на филмот за обложување.

Еден од развојните трендови на средствата за навлажнување е постепено да се заменат полиоксиетилен алкил (бензен) фенол етер (APEO или APE) навлажнувачки агенси, бидејќи тоа доведува до намалување на машките хормони кај стаорци и го попречува ендокриниот. Полиоксиетилен алкил (бензен) фенол етери се широко користени како емулгатори за време на емулзија полимеризација.

Двојните сурфактанти се исто така нов развој. Тоа се две амфифилни молекули поврзани со разделник. Најзабележителната карактеристика на сурфактантите со двојни клетки е тоа што критичната мицелна концентрација (CMC) е повеќе од ред по големина помала од онаа на нивните „едноклеточни“ сурфактанти, проследена со висока ефикасност. Како што е TEGO Twin 4000, тој е силоксан сурфактант со двојни клетки и има нестабилни својства на пена и депенење.

Air Products разви сурфактанти Gemini. Традиционалните сурфактанти имаат хидрофобна опашка и хидрофилна глава, но овој нов сурфактант има две хидрофилни групи и две или три хидрофобни групи, што е мултифункционален сурфактант, познат како ацетилен гликоли, производи како што е EnviroGem AD01.

1.2 Распрскувач

Распрснувачите за латекс боја се поделени во четири категории: фосфатни дисперзанти, полиацидни хомополимерни дисперзанти, полиацидни кополимерни дисперзанти и други дисперзанти.

Најшироко користени фосфатни дисперзанти се полифосфатите, како што се натриум хексаметафосфат, натриум полифосфат (Calgon N, производ на BK Giulini Chemical Company во Германија), калиум триполифосфат (KTPP) и тетракалиум пирофосфат (TKPP). Механизмот на неговото дејство е стабилизирање на електростатско одбивање преку водородни врски и хемиска адсорпција. Неговата предност е што дозата е мала, околу 0,1%, и има добар дисперзивен ефект врз неорганските пигменти и полнила. Но, има и недостатоци: оној, заедно со зголемувањето на pH вредноста и температурата, полифосфатот лесно се хидролизира, предизвикува лоша стабилност на долгорочно складирање; Нецелосно растворање во медиум ќе влијае на сјајот на сјајната латекс боја.

Распрскувачите на фосфатни естери се мешавини од моноестери, диестери, резидуални алкохоли и фосфорна киселина.

Распрскувачите на фосфатните естери ги стабилизираат дисперзиите на пигментите, вклучувајќи реактивни пигменти како што е цинк оксидот. Во формулациите за сјајни бои, го подобрува сјајот и способноста за чистење. За разлика од другите адитиви за мокрење и дисперзирање, додавањето на дисперзанти на фосфат естер не влијае на вискозноста на KU и ICI на облогата.

Полиацидно хомополимерно дисперзирање, како што се Тамол 1254 и Тамол 850, Тамол 850 е хомополимер на метакрилна киселина. Распрснувач на полиациден кополимер, како што е Оротан 731А, кој е кополимер на диизобутилен и малеинска киселина. Карактеристиките на овие два типа дисперзанти се дека тие произведуваат силна адсорпција или закотвување на површината на пигменти и полнила, имаат подолги молекуларни синџири за да формираат стерична пречка и имаат растворливост во вода на краевите на синџирот, а некои се дополнети со електростатско одбивање до постигне стабилни резултати. За да се направи распрскувачот да има добра дисперзибилност, молекуларната тежина мора строго да се контролира. Ако молекуларната тежина е премала, ќе има недоволна стерична пречка; ако молекуларната тежина е преголема, ќе дојде до флокулација. За полиакрилатни дисперзанти, најдобриот ефект на дисперзија може да се постигне ако степенот на полимеризација е 12-18.

Други видови на дисперзанти, како што е AMP-95, имаат хемиско име 2-амино-2-метил-1-пропанол. Амино групата се адсорбира на површината на неорганските честички, а хидроксилната група се протега до водата, која игра стабилизирачка улога преку стеричната пречка. Поради неговата мала големина, стеричната пречка е ограничена. AMP-95 е главно регулатор на pH вредност.

Во последниве години, истражувањето на дисперзанти го надмина проблемот со флокулација предизвикан од високата молекуларна тежина, а развојот на висока молекуларна тежина е еден од трендовите. На пример, распрскувачот со висока молекуларна тежина EFKA-4580 произведен со полимеризација на емулзија е специјално развиен за индустриски премази на база на вода, погоден за дисперзија на органски и неоргански пигменти и има добра отпорност на вода.

Амино групите имаат добар афинитет за многу пигменти преку киселинско-базната или водородната врска. Обрне внимание на блок кополимерниот дисперзант со аминоакрилна киселина како група за прицврстување.

Распрскувач со диметиламиноетил метакрилат како група за прицврстување

Тего Дисперс 655 адитивот за мокрење и дисперзирање се користи во водени автомобилски бои не само за ориентирање на пигментите туку и за спречување на алуминиумскиот прав да реагира со вода.

Поради загриженоста за животната средина, развиени се биоразградливи средства за навлажнување и дисперзирање, како што се средствата за навлажнување и дисперзирање со двојни клетки од EnviroGem AE серијата, кои се средства за навлажнување и дисперзирање со ниска пена.

2 депенест:

Постојат многу видови на традиционални средства за депенење на боја на база на вода, кои генерално се поделени во три категории: депенирани од минерални масла, полисилоксан депенари и други средства за депенење.

Најчесто се користат средства за депенење од минерално масло, главно во рамни и полусјајни латекс бои.

Депена од полисилоксан имаат ниска површинска напнатост, силни способности за депенење и против пенење и не влијаат на сјајот, но кога се користат неправилно, тие ќе предизвикаат дефекти како што се собирање на облогата и слаба можност за повторно обложување.

Традиционалните средства за депенење на боја на база на вода се некомпатибилни со водната фаза за да се постигне целта на депенење, така што е лесно да се создадат површински дефекти во слојот за обложување.

Во последниве години, развиени се дефоамери на молекуларно ниво.

Ова средство против пенење е полимер формиран со директно калемење на активните супстанции против пенење на носечката супстанција. Молекуларниот синџир на полимерот има хидроксилна група за навлажнување, активната супстанција што депенира се дистрибуира околу молекулата, активната супстанција не е лесна за агрегација, а компатибилноста со системот за обложување е добра. Ваквите депенирани на молекуларно ниво вклучуваат минерални масла - од серијата FoamStar A10, кои содржат силикон - од серијата FoamStar A30 и полимери без силициум, без масло - серијата FoamStar MF.

Исто така, објавено е дека овој депенест на молекуларно ниво користи супер-пресадени ѕвездени полимери како некомпатибилни сурфактанти и има постигнато добри резултати во апликациите за обложување на база на вода. Молекуларниот депенест од Air Products, пријавен од Stout et al. е средство за контрола на пена базирано на ацетилен гликол и средство за депенење со двете својства на влажнење, како што се Surfynol MD 20 и Surfynol DF 37.

Дополнително, за да се задоволат потребите за производство на премази со нула VOC, постојат и депенирачки без VOC, како што се Agitan 315, Agitan E 255 итн.

3 згуснувачи:

Постојат многу видови на згуснувачи, а моментално најчесто се користат целулозниот етер и неговите деривати згуснувачи, асоцијативните згуснувачи со алкално набабрување (HASE) и полиуретанските згуснувачи (HEUR).

3.1. Целулозниот етер и неговите деривати

Хидроксиетил целулоза (HEC) првпат беше произведена индустриски од страна на Union Carbide Company во 1932 година и има историја од повеќе од 70 години. Во моментов, згуснувачите на целулозниот етер и неговите деривати главно вклучуваат хидроксиетил целулоза (HEC), метил хидроксиетил целулоза (MHEC), етил хидроксиетил целулоза (EHEC), метил хидроксипропил базна целулоза (MHPC), метил целулоза (MC) и ксантан итн., ова се нејонски згуснувачи, а исто така припаѓаат на несповрзани згуснувачи на водена фаза. Меѓу нив, HEC е најчесто користен во латекс боја.

Хидрофобно модифицираната целулоза (HMHEC) внесува мала количина на хидрофобни алкилни групи со долг ланец на хидрофилниот столб на целулозата за да стане асоцијативен згуснувач, како што се Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Неговиот ефект на згуснување е споредлив со оној на згуснувачите на целулоза етер со многу поголема молекуларна тежина. Ја подобрува вискозноста и израмнувањето на ICI и го намалува површинскиот напон, како што е површинскиот напон на HEC е околу 67mN/m, а површинскиот напон на HMHEC е 55-65mN/m.

3.2 Згуснувач што може да набабрува со алкали

Згуснувачите со алкално набабрување се поделени во две категории: не-асоцијативни згуснувачи што се отекуваат со алкали (ASE) и асоцијативни згуснувачи што се отекуваат со алкали (HASE), кои се анјонски згуснувачи. Неповрзан ASE е полиакрилатна алкална емулзија за отекување. Асоцијативна HASE е хидрофобно модифицирана полиакрилатна алкална емулзија за отекување.

3.3. Полиуретански згуснувач и хидрофобно модифициран неполиуретански згуснувач

Полиуретански згуснувач, познат како HEUR, е хидрофобен групно модифициран етоксилиран полиуретански полимер растворлив во вода, кој припаѓа на нејонски асоцијативен згуснувач. HEUR е составен од три дела: хидрофобна група, хидрофилен синџир и полиуретанска група. Хидрофобната група игра улога на асоцијација и е одлучувачки фактор за згуснување, обично олеил, октадецил, додецилфенил, нонилфенол итн. Хидрофилниот синџир може да обезбеди хемиска стабилност и стабилност на вискозноста, најчесто користени се полиетерите, како што се полиоксиетилен и неговите деривати. Молекуларниот синџир на HEUR е проширен со полиуретански групи, како што се IPDI, TDI и HMDI. Структурната карактеристика на асоцијативните згуснувачи е тоа што тие се завршуваат со хидрофобни групи. Сепак, степенот на замена на хидрофобните групи на двата краја на некои комерцијално достапни HEUR е помал од 0,9, а најдобриот е само 1,7. Условите на реакцијата треба строго да се контролираат за да се добие полиуретански згуснувач со тесна дистрибуција на молекуларна тежина и стабилни перформанси. Повеќето HEUR се синтетизираат со постепено полимеризација, така што комерцијално достапните HEUR се генерално мешавини од широки молекуларни тежини.

Ричи и сор. користел згуснувач за асоцијација со флуоресцентен трасер на пирен (PAT, број просечна молекуларна тежина 30000, тежинска просечна молекуларна тежина 60000) за да открие дека при концентрација од 0,02% (тежина), степенот на агрегација на мицелата на Acrysol RM-825 и PAT бил околу 6. енергијата на асоцијација помеѓу згуснувачот и површината на честичките од латекс е околу 25 KJ/mol; површината окупирана од секоја молекула на згуснувачот PAT на површината на честичките од латекс е околу 13 nm2, што е отприлика окупирана од Triton X-405 средството за влажнење, 14 пати повеќе од 0,9 nm2. Асоцијативен полиуретански згуснувач како RM-2020NPR, DSX 1550 итн.

Развојот на еколошки асоцијативни полиуретански згуснувачи доби големо внимание. На пример, BYK-425 е згуснувач на полиуретански модифициран уреа без VOC и APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 и 3060 се Тоа е асоцијативен полиуретански згуснувач без VOC и APEO.

Покрај линеарните асоцијативни полиуретански згуснувачи опишани погоре, постојат и асоцијативни полиуретански згуснувачи слични на чешел. Таканаречениот полиуретански згуснувач со асоцијација со чешел значи дека во средината на секоја молекула на згуснувачот има приврзок хидрофобна група. Згуснувачи како SCT-200 и SCT-275 итн.

Хидрофобно модифицираниот згуснувач на аминопласт (хидрофобно модифициран згуснувач на етоксилиран аминопласт - HEAT) ја менува специјалната амино смола во четири хидрофобни групи со капа, но реактивноста на овие четири места на реакција е различна. Во нормалното додавање на хидрофобни групи, има само две блокирани хидрофобни групи, така што синтетичкиот хидрофобен модифициран амино згуснувач не се разликува многу од HEUR, како што е Optiflo H 500. Ако се додадат повеќе хидрофобни групи, како до 8%, условите на реакцијата може да се прилагодат за да се произведат амино згуснувачи со повеќе блокирани хидрофобни групи. Се разбира, ова е и згуснувач за чешел. Овој хидрофобен модифициран амино згуснувач може да спречи опаѓање на вискозноста на бојата поради додавање на големо количество сурфактанти и гликолни растворувачи кога се додава совпаѓање на бојата. Причината е што силните хидрофобни групи можат да спречат десорпција, а повеќе хидрофобни групи имаат силна поврзаност. Такви згуснувачи како Optiflo TVS.

Хидрофобно модифициран згуснувач на полиетер (HMPE) Перформансите на хидрофобно модифицираниот згуснувач на полиетер се слични на HEUR, а производите вклучуваат Aquaflow NLS200, NLS210 и NHS300 на Hercules.

Неговиот механизам за згуснување е ефектот на водородното поврзување и асоцијацијата на крајните групи. Во споредба со обичните згуснувачи, има подобри својства против таложење и опаѓање. Според различните поларитети на крајните групи, модифицираните згуснувачи на полиуреа можат да се поделат на три вида: згуснувачи на полиуреа со низок поларитет, згуснувачи на полиуреа со среден поларитет и згуснувачи на полиуреа со висок поларитет. Првите два се користат за згуснување на премази базирани на растворувачи, додека згуснувачите со полиуреа со висок поларитет може да се користат и за премази со растворувач со висок поларитет и за премази на база на вода. Комерцијални производи со низок поларитет, среден поларитет и згуснувачи на полиуреа со висок поларитет се BYK-411, BYK-410 и BYK-420 соодветно.

Модифицираната полиамидна восочна кашеста маса е реолошки додаток синтетизиран со воведување на хидрофилни групи како што е PEG во молекуларниот синџир на амидниот восок. Во моментов, некои марки се увезуваат и главно се користат за прилагодување на тиксотропијата на системот и подобрување на анти-тиксотропијата. Изведба против попуштање.