kokkuvõte
1. Niisutav ja hajutav aine
2. Vahueemaldaja
3. Paksendaja
4. Kilet moodustavad lisandid
5. Muud lisandid
Niisutav ja hajutav aine
Veepõhised katted kasutavad vett lahusti või dispersioonikeskkonnana ja vee dielektriline konstant on suur, mistõttu veepõhised katted stabiliseeritakse peamiselt elektrostaatilise tõuke tõttu, kui elektriline topeltkiht kattub.
Lisaks on veepõhises kattesüsteemis sageli polümeere ja mitteioonseid pindaktiivseid aineid, mis adsorbeeritakse pigmenditäiteaine pinnale, moodustades steerilise takistuse ja stabiliseerides dispersiooni. Seetõttu saavutavad veepõhised värvid ja emulsioonid elektrostaatilise tõrjumise ja steerilise takistuse koosmõjul stabiilseid tulemusi. Selle puuduseks on halb elektrolüütide vastupidavus, eriti kõrge hinnaga elektrolüütide puhul.
1.1 Niisutusvahend
Veepõhiste katete märgavad ained jagunevad anioonseteks ja mitteioonseteks.
Niisutusaine ja dispergeeriva aine kombinatsioon võib saavutada ideaalseid tulemusi. Niisutava aine kogus on üldiselt mõni promilli. Selle negatiivne mõju on vahutamine ja kattekile veekindluse vähenemine.
Niisutavate ainete üks arengusuundi on polüoksüetüleenalküül(benseen)fenooleetri (APEO või APE) märgavate ainete järkjärguline asendamine, sest see toob kaasa meessuguhormoonide vähenemise rottidel ja häirib endokriinset toimet. Polüoksüetüleenalküül (benseen) fenooleetreid kasutatakse laialdaselt emulgaatoritena emulsiooni polümerisatsiooni ajal.
Uued arendused on ka kaks pindaktiivset ainet. See on kaks amfifiilset molekuli, mis on ühendatud speisseriga. Kaksikrakuliste pindaktiivsete ainete kõige tähelepanuväärsem omadus on see, et kriitiline mitselli kontsentratsioon (CMC) on rohkem kui suurusjärgu võrra madalam kui nende "üherakuliste" pindaktiivsete ainete oma, millele järgneb kõrge efektiivsus. Nagu TEGO Twin 4000, on see kaherakuline siloksaanpindaktiivne aine ning sellel on ebastabiilne vaht ja vahukustutusomadused.
1.2 Dispergeeriv aine
Lateksvärvi dispergandid jagunevad nelja kategooriasse: fosfaatdispersandid, polühappe homopolümeeride dispergandid, polühappekopolümeeride dispergandid ja muud dispergandid.
Kõige laialdasemalt kasutatavad fosfaadi dispergeerivad ained on polüfosfaadid, nagu naatriumheksametafosfaat, naatriumpolüfosfaat (Calgon N, BK Giulini Chemical Company toode Saksamaal), kaaliumtripolüfosfaat (KTPP) ja tetrakaaliumpürofosfaat (TKPP).
Selle toimemehhanism on elektrostaatilise tõuke stabiliseerimine vesiniksideme ja keemilise adsorptsiooni kaudu. Selle eeliseks on see, et annus on väike, umbes 0,1%, ja sellel on hea dispersiooniefekt anorgaanilistele pigmentidele ja täiteainetele. Kuid on ka puudusi: polüfosfaat koos pH väärtuse ja temperatuuri tõusuga hüdrolüüsub kergesti, põhjustab pikaajalise säilivuse halvenemist; Mittetäielik lahustumine keskkonnas mõjutab läikiva lateksvärvi läiget.
1 Fosfaadi dispergeerija
Fosfaatestri dispergeerivad ained stabiliseerivad pigmendi dispersioone, sealhulgas reaktiivseid pigmente, nagu tsinkoksiid. Läikega värvides parandab see läiget ja puhastatavust. Erinevalt teistest märgavatest ja dispergeerivatest lisanditest ei mõjuta fosfaatestri dispergeerivate ainete lisamine katte KU ja ICI viskoossust.
Polühappe homopolümeerne dispergeeriv aine, nagu Tamol 1254 ja Tamol 850, Tamol 850 on metakrüülhappe homopolümeer.
Polühappe kopolümeeri dispergeeriv aine, nagu Orotan 731A, mis on diisobutüleeni ja maleiinhappe kopolümeer. Neid kahte tüüpi dispergeerivaid aineid iseloomustavad see, et nad tekitavad pigmentide ja täiteainete pinnal tugevat adsorptsiooni või ankurdamist, neil on pikemad molekulaarsed ahelad, mis moodustavad steerilisi takistusi, ja ahela otstes lahustuvus vees ning mõnele lisandub elektrostaatiline tõrjumine. saavutada stabiilseid tulemusi. Dispergeeriva aine hea dispergeeruvuse saavutamiseks tuleb molekulmassi rangelt kontrollida. Kui molekulmass on liiga väike, on steeriline takistus ebapiisav; kui molekulmass on liiga suur, tekib flokulatsioon. Polüakrülaatdispergeerivate ainete puhul saab parima dispersiooniefekti saavutada, kui polümerisatsiooniaste on 12-18.
Muud tüüpi dispergeerivate ainete, nagu AMP-95, keemiline nimetus on 2-amino-2-metüül-1-propanool. Aminorühm adsorbeerub anorgaaniliste osakeste pinnale ja hüdroksüülrühm ulatub vette, mis mängib steerilise takistuse kaudu stabiliseerivat rolli. Väikese suuruse tõttu on steeriline takistus piiratud. AMP-95 on peamiselt pH regulaator.
Viimastel aastatel on dispergeerivate ainete uurimisel ületatud suurest molekulmassist põhjustatud flokulatsiooni probleem ning suure molekulmassiga areng on üks suundumusi. Näiteks emulsioonpolümerisatsioonil toodetud suure molekulmassiga dispergeeriv aine EFKA-4580 on spetsiaalselt välja töötatud veepõhiste tööstuslike katete jaoks, sobib orgaanilise ja anorgaanilise pigmendi dispersiooniks ning on hea veekindlusega.
Aminorühmadel on hea afiinsus paljude pigmentide suhtes happe-aluse või vesiniksideme kaudu. Tähelepanu on pööratud plokk-kopolümeeri dispergeerivale ainele, mille kinnitusrühmaks on aminoakrüülhape.
2 Dispersant, mille kinnitusrühmana on dimetüülaminoetüülmetakrülaat
Niisutavat ja dispergeerivat lisandit Tego Dispers 655 kasutatakse vesialuselistes autovärvides mitte ainult pigmentide orienteerimiseks, vaid ka selleks, et vältida alumiiniumipulbri reageerimist veega.
Keskkonnaprobleemide tõttu on välja töötatud biolagunevad märgavad ja dispergeerivad ained, nagu EnviroGem AE seeria kaherakulised märgavad ja dispergeerivad ained, mis on vähese vahuga märgavad ja dispergeerivad ained.
Vahusti
Traditsioonilisi veepõhiseid vahueemaldajaid on palju erinevaid, mis jagunevad tavaliselt kolme kategooriasse: mineraalõli vahutõrjevahendid, polüsiloksaanvahutõrjevahendid ja muud vahutõrjevahendid.
Tavaliselt kasutatakse mineraalõli vahutamisvahendeid, peamiselt lamedate ja poolläikega lateksvärvides.
Polüsiloksaanist vahutamisvastastel ainetel on madal pindpinevus, tugev vahutamis- ja vahutamisvastane toime ning need ei mõjuta läiget, kuid ebaõigel kasutamisel põhjustavad need defekte, nagu kattekile kokkutõmbumine ja kehv uuesti kattatavus.
Traditsioonilised veepõhised värvivahueemaldid ei sobi vahu eemaldamise eesmärgi saavutamiseks vesifaasiga, mistõttu on kattekilesse lihtne tekitada pinnadefekte.
Viimastel aastatel on välja töötatud molekulaarsel tasemel vahueemaldajad.
See vahutamisvastane aine on polümeer, mis moodustub vahutamisvastaste toimeainete otsesel pookimisel kandeainele. Polümeeri molekulaarahelas on märgav hüdroksüülrühm, vahutav toimeaine jaotub ümber molekuli, toimeainet ei ole lihtne agregeerida ning sobivus kattesüsteemiga on hea. Selliste molekulaarsete vahueemaldajate hulka kuuluvad mineraalõlid — FoamStar A10 seeria, räni sisaldavad — FoamStar A30 seeria ja mitte-räni-, õlivabad polümeerid — FoamStar MF seeria.
See molekulaarse mastaabiga vahutamisvastane aine kasutab kokkusobimatu pindaktiivse ainena superpoogitud tähtpolümeeri ja on saavutanud häid tulemusi veepõhiste kattekihtide puhul. Air Productsi molekulaarse kvaliteediga vahueemaldaja, mille on kirjeldanud Stout et al. on atsetüleenglükoolil põhinev vahutõrjeaine ja vahueemaldaja, millel on mõlemad niisutusomadused, näiteks Surfynol MD 20 ja Surfynol DF 37.
Lisaks on null-VOC-katete tootmise vajaduste rahuldamiseks olemas ka VOC-vabad vahueemaldid, nagu Agitan 315, Agitan E 255 jne.
paksendaja
Paksendajaid on palju, praegu kasutatakse tavaliselt tselluloosi eetri ja selle derivaatide paksendajaid, assotsiatiivseid leeliseliselt punduvaid paksendajaid (HASE) ja polüuretaanpaksendajaid (HEUR).
3.1. Tselluloosi eeter ja selle derivaadid
Hüdroksüetüültselluloos (HEC)esmakordselt tootis tööstuslikult Union Carbide Company 1932. aastal ja selle ajalugu on üle 70 aasta.
Praegu kuuluvad tsellulooseetri ja selle derivaatide paksendajate hulka peamiselt hüdroksüetüültselluloos (HEC), metüülhüdroksüetüültselluloos (MHEC), etüülhüdroksüetüültselluloos (EHEC), metüülhüdroksüpropüülbaastselluloos (MHPC), metüültselluloos (MC) ja ksantaankummi, jne, need on mitteioonsed paksendajad ja kuuluvad ka mitteseotud veefaasi paksendajate hulka. Nende hulgas on lateksvärvides kõige sagedamini kasutatav HEC.
3.2 Leelises punduv paksendaja
Leeliseliselt punduvad paksendajad jagunevad kahte kategooriasse: mitteassotsiatiivsed leeliseliselt punduvad paksendajad (ASE) ja assotsiatiivsed leeliseliselt punduvad paksendajad (HASE), mis on anioonsed paksendajad. Mitteseotud ASE on polüakrülaat-leelise punduv emulsioon.
3.3. Polüuretaanist paksendaja ja hüdrofoobselt modifitseeritud mittepolüuretaanist paksendaja
Polüuretaanpaksendaja ehk HEUR on hüdrofoobse rühmaga modifitseeritud etoksüleeritud polüuretaanist vees lahustuv polümeer, mis kuulub mitteioonsete assotsiatiivsete paksendajate hulka.
HEUR koosneb kolmest osast: hüdrofoobne rühm, hüdrofiilne ahel ja polüuretaanrühm.
Hüdrofoobne rühm mängib assotsiatsioonirolli ja on paksenemise määrav tegur, tavaliselt oleüül, oktadetsüül, dodetsüülfenüül, nonüülfenool jne.
Mõnede kaubanduslikult saadavate HEUR-ide mõlemas otsas olevate hüdrofoobsete rühmade asendusaste on aga madalam kui 0,9 ja parim on ainult 1,7. Reaktsioonitingimusi tuleks rangelt kontrollida, et saada kitsa molekulmassi jaotusega ja stabiilse jõudlusega polüuretaanpaksendaja. Enamik HEUR-sid sünteesitakse astmelise polümerisatsiooni teel, seega on kaubanduslikult saadavad HEUR-id üldiselt laia molekulmassiga segud.
Lisaks ülalkirjeldatud lineaarsetele assotsiatiivsetele polüuretaanpaksendajatele on olemas ka kammilaadsed assotsiatiivsed polüuretaanpaksendajad. Nn kammiühendusega polüuretaanpaksendaja tähendab, et iga paksendaja molekuli keskel on rippuv hüdrofoobne rühm. Sellised paksendajad nagu SCT-200 ja SCT-275 jne.
Normaalse koguse hüdrofoobsete rühmade lisamisel on ainult 2 otsaga hüdrofoobset rühma, seega ei erine sünteesitud hüdrofoobselt modifitseeritud aminopaksendaja palju HEUR-ist, näiteks Optiflo H 500, vt joonis 3.
Kui lisatakse rohkem hüdrofoobseid rühmi, näiteks kuni 8%, saab reaktsioonitingimusi reguleerida, et saada mitme blokeeritud hüdrofoobse rühmaga aminopaksendajaid. Loomulikult on see ka kammipaksendaja.
See hüdrofoobne modifitseeritud aminopaksendaja võib takistada värvi viskoossuse langemist, kuna värvide sobitamise lisamisel on lisatud palju pindaktiivseid aineid ja glükoollahusteid. Põhjus on selles, et tugevad hüdrofoobsed rühmad võivad takistada desorptsiooni ja mitmel hüdrofoobsel rühmal on tugev seos.
Postitusaeg: 26. detsember 2022