I. Преглед
Като една от суровините за покрития, количеството на добавките обикновено е много малко (обикновено около 1% от общата формула), но ефектът е голям. Добавянето му може не само да избегне много дефекти на покритието и дефектите на филма, но също така да направи процеса на производство и изграждане на покритието лесен за контрол, а добавянето на определени добавки може да придаде на покритието някои специални функции. Следователно добавките са важна част от покритията.
2. Класификация на добавките
Често използваните добавки за покрития включват органични агенти против утаяване, сгъстители, изравняващи агенти, агенти за контрол на пяната, стимулатори на адхезията, омокрящи и диспергиращи агенти и др.
3. Ефективност и приложение на добавките
(1) Органичен агент против утаяване
Повечето от тези продукти са базирани на полиолефини, диспергирани в някакъв разтворител, понякога модифицирани с производно на рициново масло. Тези добавки се предлагат в три форми: течност, паста и прах.
1. Реологични свойства:
Основната реологична функция на органичните агенти против утаяване е да контролират суспензията на пигментите – т.е. да предотвратят твърдото утаяване или да избегнат напълно утаяването, което е типичното им приложение. Но на практика това води до повишаване на вискозитета, а също и до известна степен на устойчивост на провисване, особено в индустриалните покрития. Органичните агенти против утаяване ще се разтворят поради повишена температура, като по този начин ще загубят своята ефективност, но тяхната реология ще се възстанови, когато системата се охлади.
2. Приложение на органичен агент против утаяване:
За да накара агента против утаяване да работи ефективно в покритието, той трябва да бъде правилно диспергиран и активиран. Конкретните стъпки са както следва:
(1) Намокряне (само сух прах). Сухият прахообразен органичен антиседиментационен агент е агрегат, за да се отделят частиците една от друга, той трябва да бъде намокрен с разтворител и (или) смола. Обикновено е достатъчно да се добави към суспензията за смилане с умерено разбъркване.
(2) Деагломерация (само за сух прах). Силата на агрегиране на органичните антиседиментационни агенти не е много силна и обикновеното турбулентно смесване е достатъчно в повечето случаи.
(3) Дисперсия, нагряване, продължителност на дисперсия (всички видове). Всички органични антиседиментационни агенти имат минимална температура на активиране и ако тя не бъде достигната, независимо колко голяма е диспергиращата сила, няма да има реологична активност. Температурата на активиране зависи от използвания разтворител. Когато минималната температура бъде превишена, приложеното напрежение ще активира органичния антиседиментационен агент и ще даде пълноценно действие.
(2) Сгъстител
Има различни видове сгъстители, използвани в бои на основата на разтворители и на водна основа. Обичайните видове сгъстители, използвани във водни покрития, са: целулозни етери, полиакрилати, асоциативни сгъстители и неорганични сгъстители.
1. Най-често използваният сгъстител на целулозен етер е хидроксиетил целулоза (HEC). В зависимост от вискозитета има различни спецификации. HEC е прахообразен водоразтворим продукт, който е нейонен сгъстител. Има добър сгъстяващ ефект, добра водоустойчивост и алкална устойчивост, но недостатъците му са, че лесно се образува плесен, гниене и има лошо изравняващо свойство.
2. Полиакрилатният сгъстител е емулсия от акрилатен съполимер с високо съдържание на карбоксил и най-голямата му характеристика е добрата му устойчивост на инвазия на мухъл. Когато pH е 8-10, този вид сгъстител набъбва и повишава вискозитета на водната фаза; но когато pH е по-високо от 10, той се разтваря във вода и губи сгъстяващия си ефект. Следователно има по-голяма чувствителност към pH. В момента амонячната вода е най-често използваният регулатор на pH за латексови бои в Китай. Следователно, когато се използва този тип сгъстител, стойността на pH ще намалее с изпаряването на амонячната вода и неговият сгъстяващ ефект също ще намалее.
3. Асоциативните сгъстители имат различни механизми на сгъстяване от другите видове сгъстители. Повечето сгъстители осигуряват вискозитет чрез хидратация и образуване на слаба структура на гел в системата. Въпреки това, асоциативните сгъстители, подобно на повърхностноактивните вещества, имат както хидрофилни части, така и удобни за устата части от жълто почистващо масло в молекулата. Хидрофилните части могат да бъдат хидратирани и набъбнали, за да се сгъсти водната фаза. Липофилните крайни групи могат да се комбинират с емулсионни частици и пигментни частици. асоциирайте се, за да формирате мрежова структура.
4. Неорганичният сгъстител е представен от бентонит. Обикновено бентонитът на водна основа набъбва, когато абсорбира вода, а обемът след абсорбиране на вода е няколко пъти повече от първоначалния си обем. Той не само действа като сгъстител, но също така предотвратява потъването, увисването и плаващия цвят. Неговият сгъстяващ ефект е по-добър от този на алкално набъбващите акрилни и полиуретанови сгъстители в същото количество. В допълнение, той също има широк диапазон на адаптивност на pH, добра стабилност при замразяване-размразяване и биологична стабилност. Тъй като не съдържа водоразтворими повърхностно активни вещества, фините частици в сухия филм могат да предотвратят миграцията и дифузията на водата и могат да подобрят водоустойчивостта на покриващия филм.
(3) изравняващ агент
Има три основни типа изравняващи агенти, които обикновено се използват:
1. Модифициран изравняващ агент тип полисилоксан
Този тип изравняващ агент може значително да намали повърхностното напрежение на покритието, да подобри омокряемостта на покритието спрямо основата и да предотврати свиването; може да намали разликата в повърхностното напрежение на повърхността на мокрия филм поради изпаряване на разтворителя, да подобри състоянието на повърхностния поток и да направи боята бързо изравнена; този тип изравняващ агент може също да образува изключително тънък и гладък филм върху повърхността на покриващия филм, като по този начин подобрява гладкостта и блясъка на повърхността на покриващия филм.
2. Дълговерижен изравняващ агент тип смола с ограничена съвместимост
Като акрилатен хомополимер или съполимер, който може да намали повърхностното напрежение на покритието и субстрата до известна степен, за да подобри омокряемостта и да предотврати свиването; и може да образува едно молекулярно ниво върху повърхността на покриващия филм, за да увеличи повърхностното напрежение на покритието Хомогенизира, подобри течливостта на повърхността, инхибира скоростта на изпаряване на разтворителя, елиминира дефекти като портокалова кора и следи от четка и направи покриващия филм гладък и даже.
3. Нивелиращ агент с разтворител с висока точка на кипене като основен компонент
Този тип изравняващ агент може да регулира скоростта на изпаряване на разтворителя, така че покриващият филм да има по-балансирана степен на изпаряване и разтворимост по време на процеса на сушене и предотвратява възпрепятстването на потока на покриващия филм от твърде бързото изпаряване на разтворителя и вискозитетът е твърде висок, което води до недостатъци при лошо изравняване и може да предотврати свиването, причинено от лошата разтворимост на основния материал и утаяването, причинено от твърде бързото изпаряване на разтворителя.
(4) Агент за контрол на пяната
Средствата за контрол на пяната се наричат още противопенители или средства против пяна. Антипенители предотвратяват или забавят образуването на пяна: Антипенители са повърхностно активни вещества, които пукат образувалите се мехурчета. Разликата между двете е само теоретична до известна степен, успешният обезпенител може също да предотврати образуването на пяна като антипенител. Най-общо казано, противопенителът се състои от три основни компонента: активно съединение (т.е. активен агент); дифузиращ агент (наличен или не); носител.
(5) Омокрящи и диспергиращи агенти
Омокрящите и диспергиращи агенти могат да имат набор от функции, но основните две функции са да намалят времето и/или енергията, необходими за завършване на процеса на диспергиране, като същевременно стабилизират дисперсията на пигмента. Омокрящите агенти и дисперсантите обикновено се разделят на следните
Пет категории:
1. Анионен омокрящ агент
2. Катионен омокрящ агент
3. Електронеутрален, амфотерен омокрящ агент
4. Бифункционален, неелектрически неутрален омокрящ агент
5. Нейонен омокрящ агент
Първите четири вида омокрящи агенти и дисперсанти могат да играят омокряща роля и да помогнат за диспергирането на пигмента, тъй като техните хидрофилни краища имат способността да образуват физически и химични връзки с повърхността на пигмента, ръбовете, ъглите и т.н., и се придвижват към ориентацията на повърхност на пигмента, обикновено хидрофобния край. Нейонните омокрящи и диспергиращи агенти също съдържат хидрофилни крайни групи, но те не могат да образуват физически и химични връзки с повърхността на пигмента, но могат да се комбинират с адсорбираната вода на повърхността на частиците на пигмента. Това свързване на вода с повърхността на пигментните частици е нестабилно и води до нейонна абсорбция и десорбция. Десорбираното повърхностноактивно вещество в тази система от смоли е свободно и има тенденция да причинява странични ефекти като слаба водоустойчивост.
Омокрящият агент и диспергаторът трябва да се добавят по време на процеса на диспергиране на пигмента, така че да се гарантира, че други повърхностно активни вещества могат да бъдат в близък контакт с пигмента, за да изпълнят своята роля, преди да достигнат повърхността на частицата на пигмента.
Четири. Резюме
Покритието е сложна система. Като компонент на системата, добавките се добавят в малко количество, но те играят жизненоважна роля за нейната работа. Следователно, когато се разработват покрития на базата на разтворители, кои добавки да се използват и тяхната дозировка трябва да се определят чрез голям брой повтарящи се експерименти.
Време на публикуване: 30 януари 2023 г