I. Übersicht
Als einer der Rohstoffe für Beschichtungen ist die Menge an Zusatzstoffen meist sehr gering (im Allgemeinen etwa 1 % der Gesamtformulierung), aber die Wirkung ist groß. Durch die Zugabe können nicht nur viele Beschichtungsfehler und Filmfehler vermieden werden, sondern auch der Herstellungs- und Konstruktionsprozess der Beschichtung leicht kontrolliert werden, und die Zugabe bestimmter Zusatzstoffe kann der Beschichtung einige besondere Funktionen verleihen. Daher sind Additive ein wichtiger Bestandteil von Beschichtungen.
2. Klassifizierung von Zusatzstoffen
Zu den häufig verwendeten Additiven für Beschichtungen gehören organische Absetzmittel, Verdickungsmittel, Verlaufsmittel, Schaumkontrollmittel, Haftvermittler, Netz- und Dispergiermittel usw.
3. Leistung und Anwendung von Additiven
(1) Organisches Anti-Absetzmittel
Die meisten dieser Produkte basieren auf Polyolefinen, die in einem Lösungsmittel dispergiert und manchmal mit einem Rizinusölderivat modifiziert sind. Diese Zusatzstoffe gibt es in drei Formen: flüssig, pastös und pulverförmig.
1. Rheologische Eigenschaften:
Die wichtigste rheologische Funktion organischer Antiabsetzmittel besteht darin, die Suspension von Pigmenten zu kontrollieren – das heißt, ein hartes Absetzen zu verhindern oder ein Absetzen ganz zu vermeiden, was ihre typische Anwendung ist. In der Praxis kommt es jedoch insbesondere bei Industrielacken zu einem Anstieg der Viskosität und auch zu einer gewissen Standfestigkeit. Organische Antiabsetzmittel lösen sich bei erhöhter Temperatur auf und verlieren dadurch ihre Wirksamkeit, aber ihre Rheologie erholt sich, wenn das System abkühlt.
2. Anwendung eines organischen Absetzschutzmittels:
Damit das Antiabsetzmittel in der Beschichtung wirksam wirken kann, muss es ordnungsgemäß dispergiert und aktiviert werden. Konkrete Schritte sind wie folgt:
(1) Benetzung (nur Trockenpulver). Das organische Trockenpulver gegen Sedimentation ist ein Aggregat. Um die Partikel voneinander zu trennen, muss es mit Lösungsmittel und (oder) Harz benetzt werden. In der Regel reicht es aus, es unter mäßigem Rühren dem Schleifschlamm zuzugeben.
(2) Desagglomeration (nur für Trockenpulver). Die Aggregationskraft organischer Sedimentationshemmer ist nicht sehr stark und in den meisten Fällen reicht einfaches turbulentes Mischen aus.
(3) Dispergierung, Erhitzung, Dauer der Dispergierung (alle Arten). Alle organischen Sedimentationshemmer haben eine Mindestaktivierungstemperatur, und wenn diese nicht erreicht wird, gibt es keine rheologische Aktivität, egal wie groß die Dispergierkraft ist. Die Aktivierungstemperatur hängt vom verwendeten Lösungsmittel ab. Bei Überschreitung der Mindesttemperatur aktiviert die angelegte Belastung das organische Antisedimentationsmittel und entfaltet seine volle Wirkung.
(2) Verdickungsmittel
Es gibt verschiedene Arten von Verdickungsmitteln, die in lösemittelhaltigen und wasserbasierten Farben verwendet werden. Übliche Arten von Verdickungsmitteln, die in Beschichtungen auf Wasserbasis verwendet werden, sind: Celluloseether, Polyacrylate, assoziative Verdickungsmittel und anorganische Verdickungsmittel.
1. Der am häufigsten verwendete Celluloseether-Verdicker ist Hydroxyethylcellulose (HEC). Je nach Viskosität gibt es unterschiedliche Spezifikationen. HEC ist ein pulverförmiges wasserlösliches Produkt, bei dem es sich um einen nichtionischen Verdicker handelt. Es hat eine gute Verdickungswirkung, eine gute Wasser- und Alkalibeständigkeit, hat jedoch die Nachteile, dass es leicht zu Schimmelbildung und Fäulnis kommt und eine schlechte Ausgleichseigenschaft aufweist.
2. Der Polyacrylat-Verdicker ist eine Acrylat-Copolymer-Emulsion mit hohem Carboxylgehalt, dessen größtes Merkmal seine gute Beständigkeit gegen Schimmelbefall ist. Bei einem pH-Wert von 8–10 quillt diese Art von Verdickungsmittel und erhöht die Viskosität der Wasserphase; Wenn der pH-Wert jedoch über 10 liegt, löst es sich in Wasser auf und verliert seine verdickende Wirkung. Daher besteht eine größere Empfindlichkeit gegenüber dem pH-Wert. Derzeit ist Ammoniakwasser in China das am häufigsten verwendete pH-Einstellmittel für Latexfarben. Daher sinkt bei Verwendung dieser Art von Verdickungsmittel der pH-Wert mit der Verflüchtigung des Ammoniakwassers und auch dessen Verdickungswirkung nimmt ab.
3. Assoziative Verdickungsmittel haben andere Verdickungsmechanismen als andere Arten von Verdickungsmitteln. Die meisten Verdickungsmittel erhöhen die Viskosität durch Hydratation und die Bildung einer schwachen Gelstruktur im System. Allerdings haben assoziative Verdicker wie Tenside sowohl hydrophile Anteile als auch mundfreundliche gelbe Reinigungsölanteile im Molekül. Die hydrophilen Teile können hydratisiert und gequollen werden, um die Wasserphase zu verdicken. Die lipophilen Endgruppen können mit Emulsionspartikeln und Pigmentpartikeln kombiniert werden. zu einer Netzwerkstruktur verbinden.
4. Der anorganische Verdicker ist Bentonit. Normalerweise quillt Bentonit auf Wasserbasis, wenn es Wasser aufnimmt, und das Volumen nach der Wasseraufnahme beträgt ein Vielfaches seines ursprünglichen Volumens. Es wirkt nicht nur als Verdickungsmittel, sondern verhindert auch das Absinken, Durchhängen und Ausschwimmen der Farbe. Seine Verdickungswirkung ist besser als die von alkalisch quellbaren Acryl- und Polyurethan-Verdickern in gleicher Menge. Darüber hinaus verfügt es über ein breites pH-Anpassungsvermögen, eine gute Gefrier-Tau-Stabilität und biologische Stabilität. Da es keine wasserlöslichen Tenside enthält, können die feinen Partikel im Trockenfilm die Migration und Diffusion von Wasser verhindern und die Wasserbeständigkeit des Beschichtungsfilms verbessern.
(3) Ausgleichsmittel
Es gibt drei Haupttypen von Verlaufsmitteln, die üblicherweise verwendet werden:
1. Verlaufsmittel vom Typ modifiziertes Polysiloxan
Diese Art von Verlaufsmittel kann die Oberflächenspannung der Beschichtung stark reduzieren, die Benetzbarkeit der Beschichtung mit dem Untergrund verbessern und ein Schrumpfen verhindern; Es kann den Oberflächenspannungsunterschied auf der Oberfläche des Nassfilms aufgrund der Verflüchtigung des Lösungsmittels verringern, den Oberflächenfließzustand verbessern und dafür sorgen, dass die Farbe schnell eingeebnet wird. Diese Art von Verlaufsmittel kann auch einen extrem dünnen und glatten Film auf der Oberfläche des Beschichtungsfilms bilden und dadurch die Glätte und den Glanz der Beschichtungsfilmoberfläche verbessern.
2. Langkettiges Nivelliermittel vom Harztyp mit eingeschränkter Verträglichkeit
Wie zum Beispiel Acrylat-Homopolymer oder -Copolymer, das die Oberflächenspannung der Beschichtung und des Substrats bis zu einem gewissen Grad reduzieren kann, um die Benetzbarkeit zu verbessern und ein Schrumpfen zu verhindern; und kann eine einzelne molekulare Ebene auf der Oberfläche des Beschichtungsfilms bilden, um die Oberflächenspannung der Beschichtung zu homogenisieren, die Oberflächenfließfähigkeit zu verbessern, die Verflüchtigungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels zu hemmen, Defekte wie Orangenhaut und Pinselspuren zu beseitigen und den Beschichtungsfilm glatt und glatt zu machen sogar.
3. Egalisiermittel mit hochsiedendem Lösungsmittel als Hauptbestandteil
Diese Art von Verlaufsmittel kann die Verflüchtigungsrate des Lösungsmittels anpassen, so dass der Beschichtungsfilm während des Trocknungsprozesses eine ausgeglichenere Verflüchtigungsrate und Lösungsfähigkeit aufweist und verhindert, dass der Fluss des Beschichtungsfilms durch die zu schnelle Verflüchtigung des Lösungsmittels behindert wird Die Viskosität ist zu hoch, was zu Nachteilen beim schlechten Verlauf führt und das durch die schlechte Löslichkeit des Grundmaterials verursachte Schrumpfen und die durch die zu schnelle Verflüchtigung des Lösungsmittels verursachte Ausfällung verhindern kann.
(4) Schaumkontrollmittel
Schaumkontrollmittel werden auch Antischaummittel oder Entschäumungsmittel genannt. Antischaummittel verhindern oder verzögern die Schaumbildung: Antischaummittel sind Tenside, die entstandene Blasen zum Platzen bringen. Der Unterschied zwischen beiden ist nur bedingt theoretisch, ein erfolgreicher Entschäumer kann wie ein Antischaummittel auch die Schaumbildung verhindern. Im Allgemeinen besteht ein Antischaummittel aus drei Grundkomponenten: Wirkstoff (dh Wirkstoff); Diffusionsmittel (verfügbar oder nicht); Träger.
(5) Netz- und Dispergiermittel
Netz- und Dispergiermittel können eine Reihe von Funktionen haben, aber die beiden wichtigsten Funktionen bestehen darin, die Zeit und/oder Energie zu reduzieren, die zum Abschluss des Dispergiervorgangs erforderlich sind, und gleichzeitig die Pigmentdispersion zu stabilisieren. Netzmittel und Dispergiermittel werden üblicherweise wie folgt unterteilt
Fünf Kategorien:
1. Anionisches Netzmittel
2. Kationisches Netzmittel
3. Elektroneutrales, amphoteres Netzmittel
4. Bifunktionales, nicht elektrisch neutrales Netzmittel
5. Nichtionisches Netzmittel
Die ersten vier Arten von Netz- und Dispergiermitteln können eine benetzende Rolle spielen und die Pigmentdispersion unterstützen, da ihre hydrophilen Enden die Fähigkeit haben, physikalische und chemische Bindungen mit der Pigmentoberfläche, den Kanten, Ecken usw. einzugehen und sich in Richtung der Ausrichtung des Pigments zu bewegen Pigmentoberfläche, normalerweise das hydrophobe Ende. Auch nichtionische Netz- und Dispergiermittel enthalten hydrophile Endgruppen, diese können jedoch keine physikalischen und chemischen Bindungen mit der Pigmentoberfläche eingehen, sondern sich mit dem adsorbierten Wasser auf der Oberfläche der Pigmentpartikel verbinden. Diese Wasserbindung an der Pigmentpartikeloberfläche ist instabil und führt zu einer nichtionischen Absorption und Desorption. Das desorbierte Tensid in diesem Harzsystem ist frei und neigt dazu, Nebenwirkungen wie eine schlechte Wasserbeständigkeit zu verursachen.
Das Netzmittel und das Dispergiermittel sollten während des Pigmentdispersionsprozesses hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass andere oberflächenaktive Substanzen in engem Kontakt mit dem Pigment stehen und ihre Rolle spielen können, bevor sie die Oberfläche des Pigmentpartikels erreichen.
Vier. Zusammenfassung
Beschichtung ist ein komplexes System. Als Bestandteil des Systems werden in geringen Mengen Zusatzstoffe zugesetzt, die jedoch eine entscheidende Rolle für dessen Leistung spielen. Daher sollten bei der Entwicklung lösemittelbasierter Beschichtungen die zu verwendenden Additive und deren Dosierung durch zahlreiche Wiederholungsversuche ermittelt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. Januar 2023