Os cinco "axentes" dos revestimentos a base de auga!

resumo

1. Axente de humectación e dispersión

2. Defoamer

3. Espesante

4. Aditivos formadores de películas

5. Outros aditivos

Axente de humectación e dispersión

Os revestimentos a base de auga usan a auga como disolvente ou medio de dispersión, e a auga ten unha gran constante dieléctrica, polo que os revestimentos a base de auga están estabilizados principalmente pola repulsión electrostática cando a dobre capa eléctrica se sola.

Ademais, no sistema de revestimento a base de auga, a miúdo hai polímeros e tensioactivos non iónicos, que se adsorben na superficie do recheo de pigmento, formando obstáculos estéricos e estabilizando a dispersión. Polo tanto, as pinturas e emulsións a base de auga conseguen resultados estables mediante a acción conxunta de repulsión electrostática e obstáculo estérico. A súa desvantaxe é unha mala resistencia aos electrólitos, especialmente para electrólitos de alto prezo.

1.1 axente de humectación

Os axentes húmidos para os revestimentos transmitidos por auga divídense en aniónicos e non iónicos.

A combinación de axente de humectación e axente disperso pode obter resultados ideais. A cantidade de axente de humectación é xeralmente algúns por mil. O seu efecto negativo é espumar e reducir a resistencia á auga da película de revestimento.

Unha das tendencias de desenvolvemento dos axentes humectantes é substituír gradualmente aos axentes de humilamento de fenol de polioxietileno alquilo (benceno) (APEO ou APE), porque leva á redución de hormonas masculinas en ratas e interfire con endocrina. Os éteres de fenol de polioxietileno (benceno) son amplamente utilizados como emulsionantes durante a polimerización da emulsión.

Os tensioactivos xemelgos tamén son novos desenvolvementos. Son dúas moléculas anfifílicas ligadas por un espaciador. A característica máis salientable dos tensioactivos das células dobre é que a concentración crítica de micela (CMC) é máis que unha orde de magnitude inferior á dos seus tensioactivos "unifícol", seguida de alta eficiencia. Como TEGO Twin 4000, é un tensioactivo de siloxano de células xemelgas e ten escuma inestable e propiedades de defoamación.

1.2 Dispersant

Os dispersantes para a pintura de látex divídense en catro categorías: dispersantes de fosfato, dispersantes de homopolímeros poliácidos, dispersantes de copolímero poliácidos e outros dispersantes.

Os dispersantes de fosfato máis empregados son polifosfatos, como hexametafosfato sódico, polifosfato de sodio (Calgon N, produto de BK Giulini Chemical Company en Alemaña), tripolifosfato de potasio (KTPP) e tetropotasio pirofosfato (TKPPPPPPPS).

O mecanismo da súa acción é estabilizar a repulsión electrostática mediante unión de hidróxeno e adsorción química. A súa vantaxe é que a dosificación é baixa, aproximadamente o 0,1%e ten un bo efecto de dispersión nos pigmentos e recheos inorgánicos. Pero tamén hai deficiencias: o, xunto co aumento do valor de pH e a temperatura, o polifosfato é facilmente hidrolizado, causa unha estabilidade de almacenamento a longo prazo; A disolución incompleta en medio afectará ao brillo da pintura de látex brillante.

1 dispersante de fosfato

Os dispersantes de ésteres de fosfato estabilizan as dispersións de pigmentos, incluídos pigmentos reactivos como o óxido de cinc. Nas formulacións de pintura de brillo, mellora o brillo e a limpeza. A diferenza doutros aditivos humedantes e dispersos, a adición de dispersantes de ésteres de fosfato non afecta a viscosidade do KU e a ICI do revestimento.

Dispersante de homopolímeros poliácidos, como Tamol 1254 e Tamol 850, Tamol 850 é un homopolímero de ácido metacrílico.

Dispersante de copolímero de poliácidos, como Orotan 731a, que é un copolímero de diisobutileno e ácido maleico. As características destes dous tipos de dispersantes son que producen unha forte adsorción ou anclaxe na superficie de pigmentos e recheos, teñen cadeas moleculares máis longas para formar obstáculos estéricos e teñen solubilidade de auga nos extremos da cadea, e algunhas complementan a repulsión electrostática a acadar resultados estables. Para que o dispersante teña boa dispersibilidade, o peso molecular debe ser controlado estrictamente. Se o peso molecular é demasiado pequeno, haberá un obstáculo estérico insuficiente; Se o peso molecular é demasiado grande, producirase floculación. Para os dispersantes de poliacrilato, pódese conseguir o mellor efecto de dispersión se o grao de polimerización é de 12-18.

Outros tipos de dispersantes, como o AMP-95, teñen un nome químico de 2-amino-2-metil-1-propanol. O grupo amino é adsorbido na superficie das partículas inorgánicas e o grupo hidroxilo esténdese á auga, que xoga un papel estabilizador a través do obstáculo estérico. Debido ao seu pequeno tamaño, o obstáculo estérico é limitado. O AMP-95 é principalmente un regulador de pH.

Nos últimos anos, a investigación sobre dispersantes superou o problema da floculación causada polo alto peso molecular, e o desenvolvemento de alto peso molecular é unha das tendencias. Por exemplo, o dispersante de alto peso molecular EFKA-4580 producido por polimerización de emulsión está especialmente desenvolvido para revestimentos industriais a base de auga, adecuados para a dispersión de pigmentos orgánicos e inorgánicos e ten unha boa resistencia á auga.

Os grupos amino teñen unha boa afinidade para moitos pigmentos a través da unión de ácido ou hidróxeno. O dispersante de copolímero de bloque con ácido aminoacrílico como o grupo de anclaxe foi prestado atención.

2 dispersante con metacrilato de dimetilaminoetilo como grupo de anclaxe

TEGO Dispers 655 O aditivo húmido e disperso úsase en pinturas automotivas augas non só para orientar os pigmentos senón tamén para evitar que o po de aluminio reaccione con auga.

Debido a problemas ambientais, desenvolvéronse axentes de humectación e dispersión biodegradables, como os axentes de humectación e dispersión de dúas células de envío AE, que son axentes de humectación e dispersión de pouca escuma.

Defoamer

Hai moitos tipos de defoamers tradicionais de pintura a base de auga, que normalmente se dividen en tres categorías: defoamers de aceite mineral, defoamers de polisiloxano e outros defoamers.

Os defoamers de aceite mineral úsanse habitualmente, principalmente en pinturas de látex plano e semi-brillo.

Os defoamers de polisiloxano teñen unha baixa tensión superficial, unha forte defoaming e as capacidades antifoamantes e non afectan o brillo, pero cando se usa de forma inadecuada, provocarán defectos como o encollemento do filme de revestimento e a mala reciptabilidade.

Os defoamers tradicionais de pintura a base de auga son incompatibles coa fase de auga para lograr o propósito de defoaming, polo que é fácil producir defectos superficiais na película de revestimento.

Nos últimos anos desenvolvéronse defoamers a nivel molecular.

Este axente antifundador é un polímero formado ao enxertar directamente as substancias activas antifundadoras na sustancia portadora. A cadea molecular do polímero ten un grupo hidroxilo húmido, a sustancia activa defoamante distribúese arredor da molécula, a sustancia activa non é fácil de agregar e a compatibilidade co sistema de revestimento é boa. Tales defoamers a nivel molecular inclúen aceites minerais-Series A10 FoamStar, que contén silicio-Series A30 Foamstar e polímeros non silicio, non petróleo-Serie MF Foamstar.

Este defoamer a escala molecular usa un polímero estrela supergrafado como tensioactivo incompatible e obtivo bos resultados en aplicacións de revestimento de auga. O defoamer de calidade molecular de Air Products informou por Stout et al. é un axente de control de escuma baseado en glicol e defoamer con ambas propiedades de humectación, como o surfynol MD 20 e o surfynol DF 37.

Ademais, para satisfacer as necesidades de producir revestimentos cero-LOC, tamén hai defoamers libres de COV, como Agitan 315, Agitan E 255, etc.

espesante

Hai moitos tipos de espesantes, actualmente usados ​​habitualmente son o éter de celulosa e os seus espesantes derivados, espesantes asociativos de alcalino (HASE) e espesantes de poliuretano (HEUR).

3.1. Éter de celulosa e os seus derivados

Hidroxietil celulosa (HEC)Foi producido por primeira vez por Union Carbide Company en 1932 e ten unha historia de máis de 70 anos.

Na actualidade, os espesantes do éter de celulosa e os seus derivados inclúen principalmente hidroxietil celulosa (HEC), metil hidroxietil celulosa (MHEC), hidroxietil celulosa (EHEC), metilo hidroxipropil, celulosa (MHEC), metilo hidroxipropil (MHPUM), MCO) e gantilosa (mc) e xanthan (mc) e xanthan xantil (mc) e x xantil (mc) e x xantil (mc) e x xantil (mc) e x xantil (mc) e x xantil (mc) e x xantil xantal) etc., trátase de espesantes non iónicos e tamén pertencen a espesantes de fase de auga non asociados. Entre eles, o HEC é o máis usado na pintura de látex.

3.2 espesante conmutable alcalino

Os espesantes con swellable alcalvables divídense en dúas categorías: engrosadores non asociativos de álkali (ASE) e engrosadores asociativos de alcalino (HASE), que son espesantes aniónicos. ASE non asociada é unha emulsión de hinchazón de alcalos poliacrilados.

3.3. Espesante de poliuretano e espesante non poliuretano modificado hidrofóbicamente

O espesante de poliuretano, denominado Heur, é un polímero de poliuretano hidrofóbico modificado por grupo modificado por grupo, que pertence a un espesante asociativo non iónico.

Heur está composto por tres partes: grupo hidrofóbico, cadea hidrofílica e grupo de poliuretano.

O grupo hidrofóbico xoga un papel de asociación e é o factor decisivo para o engrosamento, normalmente oleilo, octadecilo, dodecilfenilo, nonlfenol, etc.

Non obstante, o grao de substitución de grupos hidrofóbicos nos dous extremos dalgúns heurs dispoñibles comercialmente é inferior a 0,9, e o mellor é só 1,7. As condicións de reacción deben controlarse estrictamente para obter un espesante de poliuretano cunha estreita distribución de peso molecular e un rendemento estable. A maioría dos heurs sintetízanse mediante polimerización a paso, polo que os heurs dispoñibles comercialmente son xeralmente mesturas de pesos moleculares amplos.

Ademais dos espesantes de poliuretano asociativos lineal descritos anteriormente, tamén hai espesantes de poliuretano asociativos similares ao pente. O chamado espesante de poliuretano de asociación de pentes significa que hai un grupo hidrofóbico colgante no medio de cada molécula de espesante. Tales espesantes como SCT-200 e SCT-275 etc.

Ao engadir unha cantidade normal de grupos hidrofóbicos, só hai 2 grupos hidrofóbicos con límite final, polo que o espesante amino modificado hidrofóbicamente sintetizado non é moi diferente de Heur, como Optiflo H 500, ver a figura 3.

Se se engaden máis grupos hidrofóbicos, como ata o 8%, as condicións de reacción pódense axustar para producir espesantes amino con múltiples grupos hidrofóbicos bloqueados. Por suposto, este tamén é un engrosamento de pente.

Este espesante amino modificado hidrofóbico pode evitar que a viscosidade da pintura caia debido á adición dunha gran cantidade de tensioactivos e disolventes de glicol cando se engade a coincidencia de cores. A razón é que os grupos hidrofóbicos fortes poden evitar a desorción e múltiples grupos hidrofóbicos teñen unha forte asociación.