περίληψη
1. Παράγοντας διαβροχής και διασποράς
2. Αντιαφριστικό
3. Πυκνωτικό
4. Πρόσθετα που σχηματίζουν φιλμ
5. Άλλα πρόσθετα
Παράγοντας διαβροχής και διασποράς
Οι επικαλύψεις με βάση το νερό χρησιμοποιούν νερό ως διαλύτη ή μέσο διασποράς και το νερό έχει μεγάλη διηλεκτρική σταθερά, επομένως οι επικαλύψεις με βάση το νερό σταθεροποιούνται κυρίως από την ηλεκτροστατική απώθηση όταν το ηλεκτρικό διπλό στρώμα επικαλύπτεται.
Επιπλέον, στο σύστημα επίστρωσης με βάση το νερό, υπάρχουν συχνά πολυμερή και μη ιονικά επιφανειοδραστικά, τα οποία προσροφούνται στην επιφάνεια του πληρωτικού χρωστικής ουσίας, σχηματίζοντας στερικό εμπόδιο και σταθεροποιώντας τη διασπορά. Επομένως, τα χρώματα και τα γαλακτώματα με βάση το νερό επιτυγχάνουν σταθερά αποτελέσματα μέσω της κοινής δράσης της ηλεκτροστατικής απώθησης και της στερεοχημικής παρεμπόδισης. Το μειονέκτημά του είναι η κακή αντίσταση στους ηλεκτρολύτες, ειδικά για ηλεκτρολύτες υψηλής τιμής.
1.1 Διαβρεκτικό
Οι διαβρεκτικοί παράγοντες για υδατοδιαλυτές επικαλύψεις χωρίζονται σε ανιονικούς και μη ιοντικούς.
Ο συνδυασμός παράγοντα διαβροχής και παράγοντα διασποράς μπορεί να επιτύχει ιδανικά αποτελέσματα. Η ποσότητα του παράγοντα διαβροχής είναι γενικά μερικά ανά χίλια. Η αρνητική του επίδραση είναι ο αφρισμός και η μείωση της αντοχής στο νερό της μεμβράνης επίστρωσης.
Μία από τις τάσεις ανάπτυξης των παραγόντων διαβροχής είναι η σταδιακή αντικατάσταση των παραγόντων διαβροχής πολυοξυαιθυλενο αλκυλ (βενζολο) φαινολαιθέρα (APEO ή APE), επειδή οδηγεί στη μείωση των αρσενικών ορμονών στους αρουραίους και παρεμποδίζει το ενδοκρινικό σύστημα. Οι πολυοξυαιθυλενο αλκυλο (βενζολο) φαινολαιθέρες χρησιμοποιούνται ευρέως ως γαλακτωματοποιητές κατά τον πολυμερισμό γαλακτώματος.
Οι δίδυμες επιφανειοδραστικές ουσίες είναι επίσης νέες εξελίξεις. Είναι δύο αμφίφιλα μόρια που συνδέονται με ένα διαχωριστικό. Το πιο αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό των επιφανειοδραστικών δικύτταρων είναι ότι η κρίσιμη συγκέντρωση μικκυλίου (CMC) είναι περισσότερο από μια τάξη μεγέθους χαμηλότερη από εκείνη των επιφανειοδραστικών τους «μονοκυτταρικών», ακολουθούμενη από υψηλή απόδοση. Όπως το TEGO Twin 4000, είναι επιφανειοδραστικό σιλοξάνης διπλής κυψέλης και έχει ασταθείς ιδιότητες αφρού και αφρού.
1.2 Διασκορπιστικό
Τα προϊόντα διασποράς για βαφές λατέξ χωρίζονται σε τέσσερις κατηγορίες: διασπορικά φωσφορικών, διασπορικά ομοπολυμερών πολυοξέων, διασπορικά συμπολυμερών πολυοξέων και άλλα μέσα διασποράς.
Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα διασκορπιστικά φωσφορικών είναι τα πολυφωσφορικά, όπως το εξαμεταφωσφορικό νάτριο, το πολυφωσφορικό νάτριο (Calgon N, προϊόν της BK Giulini Chemical Company στη Γερμανία), το τριπολυφωσφορικό κάλιο (KTPP) και το πυροφωσφορικό τετρακάλλιο (TKPP).
Ο μηχανισμός δράσης του είναι η σταθεροποίηση της ηλεκτροστατικής απώθησης μέσω δεσμών υδρογόνου και χημικής προσρόφησης. Το πλεονέκτημά του είναι ότι η δοσολογία είναι χαμηλή, περίπου 0,1%, και έχει καλή επίδραση διασποράς σε ανόργανες χρωστικές και πληρωτικά. Υπάρχουν όμως και ελλείψεις: το ένα, μαζί με την αύξηση της τιμής του pH και της θερμοκρασίας, το πολυφωσφορικό υδρολύεται εύκολα, προκαλεί κακή σταθερότητα στη μακροπρόθεσμη αποθήκευση. Η ατελής διάλυση σε μέσο θα επηρεάσει τη γυαλάδα του γυαλιστερού χρώματος λατέξ.
1 Φωσφορικό διασκορπιστικό
Τα διασκορπιστικά φωσφορικών εστέρων σταθεροποιούν τις διασπορές χρωστικών, συμπεριλαμβανομένων των αντιδραστικών χρωστικών όπως το οξείδιο του ψευδαργύρου. Σε σκευάσματα γυαλιστερής βαφής, βελτιώνει τη γυαλάδα και την ικανότητα καθαρισμού. Σε αντίθεση με άλλα πρόσθετα διαβροχής και διασποράς, η προσθήκη διασκορπιστικών φωσφορικών εστέρων δεν επηρεάζει το ιξώδες KU και ICI της επικάλυψης.
Διασκορπιστικό ομοπολυμερούς πολυοξέων, όπως Tamol 1254 και Tamol 850, το Tamol 850 είναι ένα ομοπολυμερές μεθακρυλικού οξέος.
Διασκορπιστικό συμπολυμερούς πολυοξέων, όπως το Orotan 731A, το οποίο είναι συμπολυμερές διισοβουτυλενίου και μηλεϊνικού οξέος. Τα χαρακτηριστικά αυτών των δύο τύπων διασκορπιστικών είναι ότι παράγουν ισχυρή προσρόφηση ή αγκύρωση στην επιφάνεια χρωστικών και πληρωτικών, έχουν μακρύτερες μοριακές αλυσίδες για να σχηματίσουν στερεό εμπόδιο και έχουν υδατοδιαλυτότητα στα άκρα της αλυσίδας και μερικά συμπληρώνονται με ηλεκτροστατική απώθηση σε επιτύχει σταθερά αποτελέσματα. Για να έχει το μέσο διασποράς καλή διασπορά, το μοριακό βάρος πρέπει να ελέγχεται αυστηρά. Εάν το μοριακό βάρος είναι πολύ μικρό, θα υπάρχει ανεπαρκής στερεοχημική παρεμπόδιση. εάν το μοριακό βάρος είναι πολύ μεγάλο, θα συμβεί κροκίδωση. Για πολυακρυλικά διασκορπιστικά, το καλύτερο αποτέλεσμα διασποράς μπορεί να επιτευχθεί εάν ο βαθμός πολυμερισμού είναι 12-18.
Άλλοι τύποι διασκορπιστικών, όπως το AMP-95, έχουν χημική ονομασία 2-αμινο-2-μεθυλ-1-προπανόλη. Η αμινομάδα προσροφάται στην επιφάνεια των ανόργανων σωματιδίων και η υδροξυλομάδα εκτείνεται στο νερό, το οποίο παίζει σταθεροποιητικό ρόλο μέσω της στερικής παρεμπόδισης. Λόγω του μικρού του μεγέθους, η στερική παρεμπόδιση είναι περιορισμένη. Το AMP-95 είναι κυρίως ρυθμιστής pH.
Τα τελευταία χρόνια, η έρευνα για τα διασκορπιστικά έχει ξεπεράσει το πρόβλημα της κροκίδωσης που προκαλείται από το υψηλό μοριακό βάρος και η ανάπτυξη υψηλού μοριακού βάρους είναι μία από τις τάσεις. Για παράδειγμα, το υψηλού μοριακού βάρους διασκορπιστικό EFKA-4580 που παράγεται με πολυμερισμό γαλακτώματος έχει αναπτυχθεί ειδικά για βιομηχανικές επικαλύψεις με βάση το νερό, κατάλληλο για διασπορά οργανικών και ανόργανων χρωστικών και έχει καλή αντοχή στο νερό.
Οι αμινο ομάδες έχουν καλή συγγένεια για πολλές χρωστικές μέσω δεσμών οξέος-βάσης ή υδρογόνου. Έχει δοθεί προσοχή στο διασκορπιστικό συμπολυμερούς κατά συστάδες με αμινοακρυλικό οξύ ως ομάδα αγκύρωσης.
2 Διασκορπιστικό με μεθακρυλικό διμεθυλαμινοαιθυλεστέρα ως ομάδα αγκύρωσης
Το πρόσθετο διαβροχής και διασποράς Tego Dispers 655 χρησιμοποιείται σε υδατοδιαλυτές βαφές αυτοκινήτων όχι μόνο για τον προσανατολισμό των χρωστικών αλλά και για την πρόληψη της αντίδρασης της σκόνης αλουμινίου με το νερό.
Λόγω περιβαλλοντικών ανησυχιών, έχουν αναπτυχθεί βιοδιασπώμενοι παράγοντες διαβροχής και διασποράς, όπως οι παράγοντες διαβροχής και διασποράς διπλών κυττάρων της σειράς EnviroGem AE, οι οποίοι είναι παράγοντες διαβροχής και διασποράς με χαμηλό αφρισμό.
Αντιαφριστικό
Υπάρχουν πολλά είδη παραδοσιακών αντιαφριστικών χρωμάτων με βάση το νερό, τα οποία γενικά χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: αντιαφριστικά ορυκτελαίων, αντιαφριστικά πολυσιλοξανίου και άλλα αντιαφριστικά.
Τα αντιαφριστικά ορυκτελαίων χρησιμοποιούνται συνήθως, κυρίως σε επίπεδα και ημί-γυαλιστερά χρώματα λατέξ.
Τα αντιαφριστικά πολυσιλοξανίου έχουν χαμηλή επιφανειακή τάση, ισχυρές αποαφριστικές και αντιαφριστικές ικανότητες και δεν επηρεάζουν τη γυαλάδα, αλλά όταν χρησιμοποιούνται ακατάλληλα, θα προκαλέσουν ελαττώματα όπως συρρίκνωση του φιλμ επίστρωσης και κακή επαναβαφή.
Τα παραδοσιακά αντιαφριστικά βαφής με βάση το νερό δεν είναι συμβατά με την υδατική φάση για την επίτευξη του σκοπού του αφρού, επομένως είναι εύκολο να δημιουργηθούν επιφανειακά ελαττώματα στο φιλμ επίστρωσης.
Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί αντιαφριστικά μοριακού επιπέδου.
Αυτός ο αντιαφριστικός παράγοντας είναι ένα πολυμερές που σχηματίζεται με απευθείας εμβολιασμό αντιαφριστικών δραστικών ουσιών στην ουσία φορέα. Η μοριακή αλυσίδα του πολυμερούς έχει μια ομάδα υδροξυλίου διαβροχής, η αποαφριστική δραστική ουσία κατανέμεται γύρω από το μόριο, η δραστική ουσία δεν είναι εύκολο να συσσωματωθεί και η συμβατότητα με το σύστημα επικάλυψης είναι καλή. Τέτοια αντιαφριστικά μοριακού επιπέδου περιλαμβάνουν ορυκτέλαια — σειρά FoamStar A10, που περιέχουν πυρίτιο — σειρά FoamStar A30, και πολυμερή χωρίς πυρίτιο, χωρίς λάδι — σειρά FoamStar MF.
Αυτό το αντιαφριστικό μοριακής κλίμακας χρησιμοποιεί ένα υπερμοσχευμένο πολυμερές αστέρι ως μη συμβατό επιφανειοδραστικό και έχει επιτύχει καλά αποτελέσματα σε εφαρμογές υδατοδιαλυτών επικαλύψεων. Το αντιαφριστικό μοριακής ποιότητας Air Products που αναφέρεται από τους Stout et al. είναι ένας παράγοντας ελέγχου αφρού με βάση την ακετυλενογλυκόλη και αντιαφριστικό με αμφότερες τις ιδιότητες διαβροχής, όπως το Surfynol MD 20 και το Surfynol DF 37.
Επιπλέον, για την κάλυψη των αναγκών παραγωγής επικαλύψεων μηδενικών VOC, υπάρχουν και αντιαφριστικά χωρίς VOC, όπως Agitan 315, Agitan E 255 κ.λπ.
πυκνώνων
Υπάρχουν πολλά είδη παχυντών, τα οποία επί του παρόντος χρησιμοποιούνται ευρέως είναι ο αιθέρας κυτταρίνης και τα παράγωγά του παχυντικά, τα συνδετικά διογκούμενα με αλκάλια πυκνωτικά (HASE) και τα πυκνωτικά πολυουρεθάνης (HEUR).
3.1. Αιθέρας κυτταρίνης και τα παράγωγά του
Υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC)παρήχθη για πρώτη φορά βιομηχανικά από την Union Carbide Company το 1932 και έχει ιστορία περισσότερα από 70 χρόνια.
Προς το παρόν, τα παχυντικά του αιθέρα κυτταρίνης και των παραγώγων του περιλαμβάνουν κυρίως υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC), μεθυλυδροξυαιθυλοκυτταρίνη (MHEC), αιθυλική υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (EHEC), μεθυλ υδροξυπροπυλική κυτταρίνη βάσης (MHPC), μεθυλκυτταρίνη (MC) και ξανθάνη. κ.λπ., αυτά είναι μη ιονικά πυκνωτικά και ανήκουν επίσης σε μη συνδεδεμένα πυκνωτικά υδατικής φάσης. Μεταξύ αυτών, το HEC είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο στη βαφή λατέξ.
3.2 Πυκνωτικό που διογκώνεται με αλκάλια
Τα αλκαλικά διογκώσιμα παχυντικά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: μη συνειρμικά διογκώσιμα με αλκάλια πυκνωτικά (ASE) και συνειρμικά διογκώσιμα με αλκάλια πυκνωτικά (HASE), τα οποία είναι ανιονικά πυκνωτικά. Το μη συνδεδεμένο ASE είναι ένα γαλάκτωμα διόγκωσης πολυακρυλικών αλκαλίων.
3.3. Πυκνωτικό πολυουρεθάνης και υδροφοβικά τροποποιημένο πυκνωτικό μη πολυουρεθάνης
Το πυκνωτικό πολυουρεθάνης, που αναφέρεται ως HEUR, είναι ένα υδρόφοβο υδατοδιαλυτό πολυμερές αιθοξυλιωμένης πολυουρεθάνης τροποποιημένο με ομάδα, το οποίο ανήκει σε μη ιοντικό συσχετιστικό πυκνωτικό.
Το HEUR αποτελείται από τρία μέρη: υδρόφοβη ομάδα, υδρόφιλη αλυσίδα και ομάδα πολυουρεθάνης.
Η υδρόφοβη ομάδα παίζει ρόλο συσχετισμού και είναι ο καθοριστικός παράγοντας για την πάχυνση, συνήθως ολεϋλ, οκταδεκυλ, δωδεκυλφαινυλ, εννεϋλφαινόλη κ.λπ.
Ωστόσο, ο βαθμός υποκατάστασης των υδρόφοβων ομάδων και στα δύο άκρα ορισμένων εμπορικά διαθέσιμων HEUR είναι χαμηλότερος από 0,9 και ο καλύτερος είναι μόνο 1,7. Οι συνθήκες αντίδρασης θα πρέπει να ελέγχονται αυστηρά για να ληφθεί ένα πυκνωτικό πολυουρεθάνης με στενή κατανομή μοριακού βάρους και σταθερή απόδοση. Τα περισσότερα HEUR συντίθενται με σταδιακό πολυμερισμό, επομένως τα εμπορικά διαθέσιμα HEUR είναι γενικά μείγματα ευρέων μοριακών βαρών.
Εκτός από τα γραμμικά συνδετικά πυκνωτικά πολυουρεθάνης που περιγράφηκαν παραπάνω, υπάρχουν επίσης χτενοειδή συνδετικά πυκνωτικά πολυουρεθάνης. Το λεγόμενο πυκνωτικό πολυουρεθανικής ένωσης χτένας σημαίνει ότι υπάρχει μια κρεμαστά υδρόφοβη ομάδα στη μέση κάθε μορίου παχυντή. Πυκνωτικά όπως SCT-200 και SCT-275 κ.λπ.
Κατά την προσθήκη μιας κανονικής ποσότητας υδρόφοβων ομάδων, υπάρχουν μόνο 2 υδρόφοβες ομάδες με τελική κάλυψη, επομένως το συντιθέμενο υδροφοβικά τροποποιημένο αμινο παχυντικό δεν διαφέρει πολύ από το HEUR, όπως το Optiflo H 500, βλέπε Εικόνα 3.
Εάν προστεθούν περισσότερες υδρόφοβες ομάδες, όπως έως και 8%, οι συνθήκες αντίδρασης μπορούν να ρυθμιστούν για να παραχθούν αμινο πυκνωτικά με πολλαπλές μπλοκαρισμένες υδρόφοβες ομάδες. Φυσικά και αυτό είναι πυκνωτικό χτένας.
Αυτό το υδρόφοβο τροποποιημένο αμινο πυκνωτικό μπορεί να αποτρέψει την πτώση του ιξώδους της βαφής λόγω της προσθήκης μεγάλης ποσότητας επιφανειοδραστικών ουσιών και διαλυτών γλυκόλης όταν προστίθεται χρωματική αντιστοίχιση. Ο λόγος είναι ότι οι ισχυρές υδρόφοβες ομάδες μπορούν να αποτρέψουν την εκρόφηση και πολλές υδρόφοβες ομάδες έχουν ισχυρή συσχέτιση.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-26-2022