Aditivos utilizados en recubrimientos.

I. Descripción general
Como una de las materias primas de los recubrimientos, la cantidad de aditivos suele ser muy pequeña (generalmente alrededor del 1% de la formulación total), pero el efecto es grande. Su adición no sólo puede evitar muchos defectos del recubrimiento y de la película, sino que también hace que el proceso de producción y construcción del recubrimiento sea fácil de controlar, y la adición de ciertos aditivos puede dotar al recubrimiento de algunas funciones especiales. Por tanto, los aditivos son una parte importante de los recubrimientos.

2. Clasificación de aditivos
Los aditivos comúnmente utilizados para recubrimientos incluyen agentes orgánicos antisedimentación, espesantes, agentes niveladores, agentes de control de espuma, promotores de adhesión, agentes humectantes y dispersantes, etc.

3. Rendimiento y aplicación de aditivos

(1) Agente antisedimentación orgánico
La mayoría de estos productos se basan en poliolefinas, dispersas en algún disolvente, a veces modificadas con un derivado del aceite de ricino. Estos aditivos vienen en tres formas: líquido, pasta y polvo.

1. Propiedades reológicas:
La principal función reológica de los agentes antisedimentación orgánicos es controlar la suspensión de los pigmentos, es decir, evitar la sedimentación difícil o evitar la sedimentación por completo, que es su aplicación típica. Pero en la práctica, provoca un aumento de la viscosidad y también cierto grado de resistencia al pandeo, especialmente en recubrimientos industriales. Los agentes antisedimentación orgánicos se disolverán debido a la temperatura elevada, perdiendo así su eficacia, pero su reología se recuperará a medida que el sistema se enfríe.

2. Aplicación de agente antisedimentación orgánico:
Para que el agente antisedimentación actúe eficazmente en el recubrimiento, debe dispersarse y activarse adecuadamente. Los pasos específicos son los siguientes:
(1) Humectación (solo polvo seco). El agente antisedimentación orgánico en polvo seco es un agregado; para separar las partículas entre sí, debe humedecerse con solvente y (o) resina. Generalmente es suficiente añadirlo a la suspensión de molienda con agitación moderada.
(2) Desaglomeración (sólo para polvo seco). La fuerza de agregación de los agentes antisedimentación orgánicos no es muy fuerte y en la mayoría de los casos es suficiente una simple mezcla turbulenta.
(3) Dispersión, calentamiento, duración de la dispersión (todos los tipos). Todos los antisedimentantes orgánicos tienen una temperatura mínima de activación, y si no se alcanza, por muy grande que sea la fuerza dispersante, no habrá actividad reológica. La temperatura de activación depende del disolvente utilizado. Cuando se supera la temperatura mínima, la tensión aplicada activará el agente antisedimentación orgánico y aprovechará al máximo su rendimiento.

(2) Espesante
Existen diferentes tipos de espesantes que se utilizan en pinturas a base de solventes y a base de agua. Los tipos comunes de espesantes utilizados en recubrimientos a base de agua son: éteres de celulosa, poliacrilatos, espesantes asociativos y espesantes inorgánicos.
1. El espesante de éter de celulosa más utilizado es la hidroxietilcelulosa (HEC). Dependiendo de la viscosidad, existen diferentes especificaciones. HEC es un producto en polvo soluble en agua, que es un espesante no iónico. Tiene un buen efecto espesante, buena resistencia al agua y a los álcalis, pero sus desventajas son que es fácil que le crezca moho, se pudra y tiene malas propiedades niveladoras.
2. El espesante de poliacrilato es una emulsión de copolímero de acrilato con un alto contenido de carboxilo y su característica más importante es su buena resistencia a la invasión de moho. Cuando el pH es 8-10, este tipo de espesante se hincha y aumenta la viscosidad de la fase acuosa; pero cuando el pH es mayor a 10 se disuelve en agua y pierde su efecto espesante. Por tanto, existe una mayor sensibilidad al pH. En la actualidad, el agua con amoníaco es el ajustador de pH más utilizado para pinturas de látex en China. Por tanto, cuando se utiliza este tipo de espesante, el valor del pH disminuirá con la volatilización del agua con amoniaco, y su efecto espesante también disminuirá.
3. Los espesantes asociativos tienen mecanismos de espesamiento diferentes a los de otros tipos de espesantes. La mayoría de los espesantes aportan viscosidad a través de la hidratación y la formación de una estructura de gel débil en el sistema. Sin embargo, los espesantes asociativos, como los tensioactivos, tienen en su molécula partes hidrófilas y partes de aceite limpiador amarillo, que son amigables con la boca. Las partes hidrófilas pueden hidratarse e hincharse para espesar la fase acuosa. Los grupos terminales lipófilos se pueden combinar con partículas de emulsión y partículas de pigmento. asociarse para formar una estructura de red.
4. El espesante inorgánico está representado por la bentonita. Por lo general, la bentonita a base de agua se hincha cuando absorbe agua y el volumen después de absorber agua es varias veces su volumen original. No solo actúa como espesante, sino que también evita que el color se hunda, se hunda y flote. Su efecto espesante es mejor que el de los espesantes acrílicos y de poliuretano hinchables con álcalis en la misma cantidad. Además, también tiene una amplia gama de adaptabilidad del pH, buena estabilidad de congelación y descongelación y estabilidad biológica. Debido a que no contiene tensioactivos solubles en agua, las partículas finas de la película seca pueden evitar la migración y difusión del agua y pueden mejorar la resistencia al agua de la película de recubrimiento.

(3) agente nivelador

Hay tres tipos principales de agentes niveladores comúnmente utilizados:
1. Agente nivelador tipo polisiloxano modificado
Este tipo de agente nivelador puede reducir fuertemente la tensión superficial del revestimiento, mejorar la humectabilidad del revestimiento sobre el sustrato y evitar la contracción; puede reducir la diferencia de tensión superficial en la superficie de la película húmeda debido a la volatilización del solvente, mejorar el estado de flujo de la superficie y hacer que la pintura se nivele rápidamente; este tipo de agente nivelador también puede formar una película extremadamente delgada y suave sobre la superficie de la película de recubrimiento, mejorando así la suavidad y el brillo de la superficie de la película de recubrimiento.
2. Agente nivelador tipo resina de cadena larga con compatibilidad limitada
Como el homopolímero o copolímero de acrilato, que puede reducir la tensión superficial del recubrimiento y el sustrato hasta cierto punto para mejorar la humectabilidad y evitar la contracción; y puede formar un solo nivel molecular en la superficie de la película de recubrimiento para aumentar la tensión superficial del recubrimiento Homogeneizar, mejorar la fluidez de la superficie, inhibir la velocidad de volatilización del solvente, eliminar defectos como la piel de naranja y las marcas de cepillo, y hacer que la película de recubrimiento sea suave y incluso.
3. Agente nivelador con disolvente de alto punto de ebullición como componente principal.
Este tipo de agente nivelador puede ajustar la tasa de volatilización del solvente, de modo que la película de recubrimiento tenga una tasa de volatilización y solvencia más equilibrada durante el proceso de secado, y evita que el flujo de la película de recubrimiento se vea obstaculizado por una volatilización del solvente demasiado rápida y la viscosidad es demasiado alta, lo que resulta en desventajas de nivelación deficientes y puede evitar la contracción causada por la mala solubilidad del material base y la precipitación causada por la volatilización demasiado rápida del solvente.

(4) Agente de control de espuma
Los agentes de control de espuma también se denominan agentes antiespumantes o agentes desespumantes. Los antiespumantes previenen o retrasan la formación de espuma: Los antiespumantes son tensioactivos que revientan las burbujas que se han formado. La diferencia entre ambos es sólo teórica hasta cierto punto: un antiespumante eficaz también puede evitar la formación de espuma como un agente antiespumante. En términos generales, el agente antiespumante se compone de tres componentes básicos: compuesto activo (es decir, agente activo); agente difusor (disponible o no); transportador.

(5) Agentes humectantes y dispersantes.
Los agentes humectantes y dispersantes pueden tener una variedad de funciones, pero las dos funciones principales son reducir el tiempo y/o la energía requerida para completar el proceso de dispersión mientras se estabiliza la dispersión de pigmento. Los agentes humectantes y dispersantes generalmente se dividen en los siguientes

Cinco categorías:
1. Agente humectante aniónico
2. Agente humectante catiónico
3. Agente humectante anfótero y electroneutro.
4. Agente humectante bifuncional, no eléctricamente neutro.
5. Agente humectante no iónico

Los primeros cuatro tipos de agentes humectantes y dispersantes pueden desempeñar un papel humectante y ayudar a la dispersión del pigmento porque sus extremos hidrófilos tienen la capacidad de formar enlaces físicos y químicos con la superficie del pigmento, bordes, esquinas, etc., y moverse hacia la orientación del pigmento. superficie del pigmento, generalmente el extremo hidrofóbico. Los agentes humectantes y dispersantes no iónicos también contienen grupos terminales hidrófilos, pero no pueden formar enlaces físicos y químicos con la superficie del pigmento, pero pueden combinarse con el agua adsorbida en la superficie de las partículas de pigmento. Esta unión de agua a la superficie de las partículas de pigmento es inestable y conduce a una absorción y desorción no iónica. El tensioactivo desorbido en este sistema de resina es libre y tiende a provocar efectos secundarios tales como mala resistencia al agua.

El agente humectante y el dispersante deben agregarse durante el proceso de dispersión del pigmento, para garantizar que otras sustancias tensioactivas puedan estar en estrecho contacto con el pigmento para desempeñar su función antes de alcanzar la superficie de la partícula de pigmento.

Cuatro. Resumen

El recubrimiento es un sistema complejo. Como componente del sistema, los aditivos se agregan en pequeñas cantidades, pero juegan un papel vital en su desempeño. Por lo tanto, al desarrollar recubrimientos a base de solventes, qué aditivos usar y su dosis deben determinarse mediante una gran cantidad de experimentos repetidos.