Focus on Cellulose ethers

Пяць «агентаў» лакаў на воднай аснове!

рэзюмэ

1. Змочвальнік і дыспергатар

2. Пеногаситель

3. Загушчальнік

4. Пленкообразующие дабаўкі

5. Іншыя дадаткі

Змочвальнік і дыспергатар

Пакрыцці на воднай аснове выкарыстоўваюць ваду ў якасці растваральніка або дысперсійнага асяроддзя, і вада мае вялікую дыэлектрычную пранікальнасць, таму пакрыцця на воднай аснове ў асноўным стабілізуюцца за кошт электрастатычнага адштурхвання, калі двайны электрычны пласт перакрываецца.

Акрамя таго, у сістэме пакрыцця на воднай аснове часта прысутнічаюць палімеры і неіённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы, якія адсарбуюцца на паверхні пігментнага напаўняльніка, утвараючы стэрычныя перашкоды і стабілізуючы дысперсію. Такім чынам, фарбы і эмульсіі на воднай аснове дасягаюць стабільных вынікаў за кошт сумеснага дзеяння электрастатычнага адштурхвання і стэрычных перашкод. Яго недахопам з'яўляецца нізкая ўстойлівасць да электралітаў, асабліва для дарагіх электралітаў.

1.1 Змочвальнік

Змочвальнікі для водных пакрыццяў дзеляцца на аніённыя і неіённыя.

Камбінацыя змочвальніка і дыспергатара дазваляе дасягнуць ідэальных вынікаў. Колькасць змочвальніка звычайна складае некалькі на тысячу. Яго негатыўным дзеяннем з'яўляецца ўспеньванне і зніжэнне воданепранікальнасці плёнкі пакрыцця.

Адной з тэндэнцый развіцця змочвальных агентаў з'яўляецца паступовая замена полиоксиэтиленалкилового (бензол) фенольного эфіру (APEO або APE) змочвальных агентаў, таму што гэта прыводзіць да зніжэння мужчынскіх гармонаў у пацукоў і перашкаджае эндакрыннай. У якасці эмульгаторов пры эмульсійнай полімерызацыі шырока выкарыстоўваюцца полиоксиэтиленалкиловые (бензол)фенольные эфіры.

Новыя распрацоўкі - і двайныя ПАВ. Гэта дзве амфіфільныя малекулы, злучаныя спейсерам. Найбольш характэрнай асаблівасцю двухклеткавых павярхоўна-актыўных рэчываў з'яўляецца тое, што крытычная канцэнтрацыя міцэлы (ККМ) больш чым на парадак ніжэй, чым у іх «аднаклетачных» павярхоўна-актыўных рэчываў, а затым высокая эфектыўнасць. Такія, як TEGO Twin 4000, гэта двухячэістае сілаксанавае павярхоўна-актыўнае рэчыва, якое валодае няўстойлівымі пенообразовательными ўласцівасцямі.

1.2 Дысперсант

Диспергаторы для латексной фарбы дзеляцца на чатыры катэгорыі: фасфатныя дыспергатары, полікіслотныя гомапалімерныя дыспергатары, полікіслотныя супалімерныя дыспергатары і іншыя дыспергатары.

Найбольш шырока выкарыстоўваюцца фасфатныя дыспергатары - гэта поліфасфаты, такія як гексаметафасфат натрыю, поліфасфат натрыю (Calgon N, прадукт BK Giulini Chemical Company у Германіі), трыпаліфасфат калію (KTPP) і пірафасфат тэтрапалію (TKPP).

Механізм яго дзеяння заключаецца ў стабілізацыі электрастатычнага адштурхвання праз вадародныя сувязі і хімічную адсорбцыю. Яго перавага ў тым, што дазоўка нізкая, каля 0,1%, і ён валодае добрым дысперсійным дзеяннем на неарганічныя пігменты і напаўняльнікі. Але ёсць і недахопы: з аднаго боку, нароўні з павышэннем значэння pH і тэмпературы, поліфасфат лёгка гидролизуется, выклікае дрэнную ўстойлівасць пры працяглым захоўванні; Няпоўнае растварэнне ў асяроддзі паўплывае на бляск глянцавай латексной фарбы.

1 Фасфатны дыспергатар

Фасфатныя эфірныя дысперсанты стабілізуюць дысперсіі пігментаў, у тым ліку рэактыўныя пігменты, такія як аксід цынку. У складах глянцавых фарбаў ён паляпшае бляск і чысціню. У адрозненне ад іншых змочваюць і диспергирующих дабавак, дабаўленне фасфатных эфірных дыспергатараў не ўплывае на глейкасць KU і ICI пакрыцця.

Поликислотный гомополимерный диспергатор, такі як Тамол 1254 і Тамол 850, Тамол 850 - гэта гомополимер метакриловой кіслаты.

Полікіслотны супалімерны дыспергатар, напрыклад Orotan 731A, які з'яўляецца супалімерам дыізабутылена і малеінавай кіслаты. Характарыстыкі гэтых двух тыпаў дыспергатараў заключаюцца ў тым, што яны ствараюць моцную адсорбцыю або замацаванне на паверхні пігментаў і напаўняльнікаў, маюць больш доўгія малекулярныя ланцужкі, якія ўтвараюць стэрычныя перашкоды, і раствараюцца ў вадзе на канцах ланцугоў, а некаторыя дапаўняюцца электрастатычным адштурхваннем. дасягнуць стабільных вынікаў. Каб дыспергатар меў добрую диспергируемость, неабходна строга кантраляваць малекулярную масу. Калі малекулярная маса занадта малая, стэрычных перашкод будзе недастаткова; калі малекулярная маса занадта вялікая, адбудзецца флокуляция. Для полиакрилатных диспергаторов найлепшы эфект дысперсіі можа быць дасягнуты пры ступені полімерызацыі 12-18.

Іншыя тыпы дыспергатараў, такія як AMP-95, маюць хімічную назву 2-аміна-2-пазначаў-1-прапанол. Амінагрупа адсарбуецца на паверхні неарганічных часціц, а гідраксільная група распаўсюджваецца на ваду, якая гуляе стабілізуючую ролю праз стэрычныя перашкоды. З-за невялікага памеру стэрычная перашкода абмежаваная. AMP-95 - гэта ў асноўным рэгулятар pH.

У апошнія гады даследаванні дыспергатараў пераадолелі праблему флокуляцыі, выкліканую высокай малекулярнай масай, і развіццё высокамалекулярнай масы з'яўляецца адной з тэндэнцый. Напрыклад, высокамалекулярны дыспергатар EFKA-4580, атрыманы метадам эмульсійнай полімерызацыі, спецыяльна распрацаваны для прамысловых пакрыццяў на воднай аснове, прыдатны для дысперсіі арганічных і неарганічных пігментаў і мае добрую воданепранікальнасць.

Амінагрупы маюць добрае сродство да многіх пігментаў праз кіслотна-шчолачную або вадародную сувязь. Звернута ўвага на блок-супалімерны дыспергатар з амінаакрылавай кіслатой у якасці якарнай групы.

2 Диспергатор з диметиламиноэтилметакрилатом ў якасці злучальнай групы

Змочвае і дыспергуючая дабаўка Tego Dispers 655 выкарыстоўваецца ў аўтамабільных фарбах на воднай аснове не толькі для арыентацыі пігментаў, але і для прадухілення рэакцыі алюмініевай пудры з вадой.

З-за праблем з навакольным асяроддзем былі распрацаваны біяраскладальныя змочвальнікі і дыспергатары, такія як змочвальнікі і дыспергатары з двума клеткамі серыі EnviroGem AE, якія з'яўляюцца змочвальнікамі і дыспергатарамі з нізкім утрыманнем пены.

Пеногаситель

Існуе шмат відаў традыцыйных пеногасителей фарбаў на воднай аснове, якія звычайна дзеляцца на тры катэгорыі: пеногасители мінеральнага алею, полисилоксановые пеногасители і іншыя пеногасители.

Звычайна выкарыстоўваюцца пеногасители на мінеральным алеі, у асноўным у плоскіх і паўглянцевых латексных фарбах.

Полісілаксанавыя пеногасители валодаюць нізкім павярхоўным нацяжэннем, моцнай пеногасительной і пеногасительной здольнасцю і не ўплываюць на бляск, але пры няправільным выкарыстанні яны прывядуць да такіх дэфектаў, як ўсаджванне плёнкі пакрыцця і дрэнная магчымасць наступнага пакрыцця.

Традыцыйныя пенагасіцелі фарбы на воднай аснове несумяшчальныя з воднай фазай для дасягнення мэты пеногасителя, таму лёгка вырабіць паверхневыя дэфекты плёнкі пакрыцця.

У апошнія гады былі распрацаваны пеногасители на малекулярным узроўні.

Гэты пеногаситель ўяўляе сабой палімер, які ўтвараецца шляхам прамога прышчэпкі пеногасителя на рэчыва-носьбіт. Малекулярны ланцужок палімера мае гідраксільную групу змочвання, пеногасительное актыўнае рэчыва размяркоўваецца вакол малекулы, актыўнае рэчыва няпроста агрэгаваць, і сумяшчальнасць з сістэмай пакрыцця добрая. Да такіх пеногасителям малекулярнага ўзроўню адносяцца мінеральныя алею — серыя FoamStar A10, кремнийсодержащие — серыя FoamStar A30 і безкремниевые немасляные палімеры — серыя FoamStar MF.

У гэтым малекулярным пеногасителе выкарыстоўваецца суперпрышчэплены зоркавы палімер у якасці несумяшчальнага павярхоўна-актыўнага рэчыва, і ён дасягнуў добрых вынікаў пры нанясенні пакрыццяў на воднай аснове. Пеногаситель малекулярнага ўзроўню Air Products, пра які паведамляюць Stout et al. з'яўляецца сродкам для кантролю пенообразования і пеногасителем на аснове ацэтыленгліколю з увільгатняльнымі ўласцівасцямі, такімі як Surfynol MD 20 і Surfynol DF 37.

Акрамя таго, для таго, каб задаволіць патрэбы ў вытворчасці пакрыццяў з нулявым утрыманнем ЛОС, існуюць пеногасители без ЛОС, такія як Agitan 315, Agitan E 255 і г.д.

загушчальнік

Існуе шмат відаў загушчальнікаў, у цяперашні час звычайна выкарыстоўваюцца эфір цэлюлозы і яго вытворныя загушчальнікі, асацыятыўныя набракаемыя шчолачамі загушчальнікі (HASE) і поліурэтанавыя загушчальнікі (HEUR).

3.1. Эфір цэлюлозы і яго вытворныя

Гідраксіэтылцэлюлоза (ГЭЦ)быў упершыню выраблены прамыслова кампаніяй Union Carbide Company ў 1932 годзе і мае больш чым 70-гадовую гісторыю.

У цяперашні час загушчальнікі эфіру цэлюлозы і яе вытворных у асноўным ўключаюць гидроксиэтилцеллюлозу (HEC), метилгидроксиэтилцеллюлозу (MHEC), этилгидроксиэтилцеллюлозу (EHEC), метилгидроксипропилосновную цэлюлозу (MHPC), метилцеллюлозу (MC) і ксантановую камедь, і г. д., гэта неіённыя загушчальнікі, а таксама адносяцца да неасацыяваных загушчальнікаў воднай фазы. Сярод іх HEC найбольш часта выкарыстоўваецца ў латексной фарбе.

3.2. Набракаемы шчолаччу загушчальнік

Набракаемыя шчолачамі загушчальнікі дзеляцца на дзве катэгорыі: неасацыятыўныя набухаючыя шчолачамі загушчальнікі (ASE) і асацыятыўныя набухаючыя шчолачамі загушчальнікі (HASE), якія з'яўляюцца аніённымі загушчальнікамі. Неасацыяваная ASE - гэта поліакрылавая шчолачная эмульсія, якая набракае.

3.3. Поліўрэтанавы загушчальнік і гідрафобна мадыфікаваны непаліўрэтанавы загушчальнік

Поліўрэтанавы загушчальнік, званы HEUR, уяўляе сабой гідрафобны гэтаксіляваны паліурэтанавы водарастваральны палімер з мадыфікаванай групай, які адносіцца да неіённых асацыятыўных загушчальнікаў.

HEUR складаецца з трох частак: гідрафобнай групы, гідрафільнай ланцуга і поліурэтанавай групы.

Гідрафобная група гуляе асацыяцыйную ролю і з'яўляецца вырашальным фактарам для згушчэння, звычайна олеілавага, актадэцыльнага, дадэцылфенільнага, нонілфенольнага і інш.

Аднак ступень замяшчэння гідрафобных груп на абодвух канцах некаторых камерцыйна даступных HEUR ніжэй за 0,9, а лепшая - толькі 1,7. Умовы рэакцыі павінны строга кантралявацца, каб атрымаць поліўрэтанавы загушчальнік з вузкім размеркаваннем малекулярнай масы і стабільнай прадукцыйнасцю. Большасць HEUR сінтэзуюцца шляхам паэтапнай полімерызацыі, таму камерцыйна даступныя HEUR звычайна ўяўляюць сабой сумесі з шырокай малекулярнай масай.

Акрамя апісаных вышэй лінейных асацыятыўных поліўрэтанавых загушчальнікаў, існуюць таксама грабеньчатыя асацыятыўныя поліўрэтанавыя загушчальнікі. Так званы поліўрэтанавы загушчальнік з грабянёвай асацыяцыяй азначае, што ў сярэдзіне кожнай малекулы загушчальніка знаходзіцца падвесная гідрафобная група. Такія загушчальнікі, як SCT-200 і SCT-275 і інш.

Пры даданні звычайнай колькасці гідрафобных груп ёсць толькі 2 закрытыя на канцах гідрафобныя групы, таму сінтэзаваны гідрафобна мадыфікаваны амінакіслотны загушчальнік мала чым адрозніваецца ад HEUR, напрыклад Optiflo H 500, гл. малюнак 3.

Калі дадаецца больш гідрафобных груп, напрыклад да 8%, умовы рэакцыі могуць быць скарэкціраваны для атрымання амінакіслотных загушчальнікаў з некалькімі блакаванымі гідрафобнымі групамі. Вядома, гэта яшчэ і загушчальнік расчоскі.

Гэты гідрафобны мадыфікаваны амінакіслотны загушчальнік можа прадухіліць падзенне глейкасці фарбы з-за дадання вялікай колькасці павярхоўна-актыўных рэчываў і гліколевых растваральнікаў пры падборы колеру. Прычына ў тым, што моцныя гідрафобныя групы могуць прадухіліць дэсорбцыю, і некалькі гідрафобных груп маюць моцную сувязь.


Час публікацыі: 26 снежня 2022 г
Інтэрнэт-чат WhatsApp!