પાણી આધારિત કોટિંગના પાંચ “એજન્ટ”!

સારાંશ

1. ભીનાશ અને વિખેરી નાખનાર એજન્ટ

2. ડિફોમર

3. જાડું

4. ફિલ્મ-રચના ઉમેરણો

5. અન્ય ઉમેરણો

ભીનાશ અને વિખેરી નાખનાર એજન્ટ

પાણી-આધારિત કોટિંગ્સ પાણીનો ઉપયોગ દ્રાવક અથવા વિક્ષેપના માધ્યમ તરીકે કરે છે, અને પાણીમાં વિશાળ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક હોય છે, તેથી જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ડબલ લેયર ઓવરલેપ થાય છે ત્યારે પાણી આધારિત કોટિંગ્સ મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક વિસર્જન દ્વારા સ્થિર થાય છે.

વધુમાં, પાણી-આધારિત કોટિંગ સિસ્ટમમાં, ઘણી વખત પોલિમર અને બિન-આયોનિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ હોય છે, જે પિગમેન્ટ ફિલરની સપાટી પર શોષાય છે, સ્ટીરિક અવરોધ બનાવે છે અને વિખેરીને સ્થિર કરે છે. તેથી, વોટર-આધારિત પેઇન્ટ અને ઇમ્યુલન્સ ઇલેકટ્રોસ્ટેટિક રિસ્પ્લેશન અને સ્ટેરિક અવરોધની સંયુક્ત ક્રિયા દ્વારા સ્થિર પરિણામો પ્રાપ્ત કરે છે. તેનો ગેરલાભ એ નબળી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પ્રતિકાર છે, ખાસ કરીને ઊંચી કિંમતના ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ માટે.

1.1 વેટિંગ એજન્ટ

પાણીજન્ય કોટિંગ્સ માટે ભીનાશક એજન્ટો એનિઓનિક અને નોનિયોનિકમાં વહેંચાયેલા છે.

વેટિંગ એજન્ટ અને ડિસ્પર્સિંગ એજન્ટનું મિશ્રણ આદર્શ પરિણામો પ્રાપ્ત કરી શકે છે. વેટિંગ એજન્ટની માત્રા સામાન્ય રીતે હજાર દીઠ થોડી હોય છે. તેની નકારાત્મક અસર કોટિંગ ફિલ્મના પાણીના પ્રતિકારને ફોમિંગ અને ઘટાડે છે.

વેટિંગ એજન્ટોના વિકાસના વલણોમાંનો એક એ છે કે ધીમે ધીમે પોલીઓક્સીથીલીન એલ્કાઈલ (બેન્ઝીન) ફિનોલ ઈથર (એપીઈઓ અથવા એપીઈ) ભીનાશક એજન્ટોને બદલવું, કારણ કે તે ઉંદરોમાં પુરૂષ હોર્મોન્સમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે અને અંતઃસ્ત્રાવીમાં દખલ કરે છે. પોલીઓક્સીથિલીન આલ્કિલ (બેન્ઝીન) ફિનોલ ઇથર્સનો ઉપયોગ ઇમલ્સન પોલિમરાઇઝેશન દરમિયાન ઇમલ્સિફાયર તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.

ટ્વીન સર્ફેક્ટન્ટ્સ પણ નવા વિકાસ છે. તે સ્પેસર દ્વારા જોડાયેલા બે એમ્ફિફિલિક પરમાણુઓ છે. ટ્વીન-સેલ સર્ફેક્ટન્ટ્સની સૌથી નોંધપાત્ર વિશેષતા એ છે કે ક્રિટિકલ માઇસેલ કોન્સન્ટ્રેશન (CMC) તેમના "સિંગલ-સેલ" સર્ફેક્ટન્ટ્સ કરતા ઓછા તીવ્રતાના ક્રમ કરતાં વધુ છે, ત્યારબાદ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા આવે છે. જેમ કે TEGO Twin 4000, તે ટ્વીન સેલ સિલોક્સેન સર્ફેક્ટન્ટ છે, અને તેમાં અસ્થિર ફીણ અને ડિફોમિંગ ગુણધર્મો છે.

1.2 વિખેરી નાખનાર

લેટેક્સ પેઇન્ટ માટે ડિસ્પર્સન્ટ્સને ચાર કેટેગરીમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: ફોસ્ફેટ ડિસ્પર્સન્ટ્સ, પોલિઆસિડ હોમોપોલિમર ડિસ્પર્સન્ટ્સ, પોલિઆસિડ કોપોલિમર ડિસ્પર્સન્ટ્સ અને અન્ય ડિસ્પર્સન્ટ્સ.

સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ફોસ્ફેટ ડિસ્પર્સન્ટ્સ પોલીફોસ્ફેટ્સ છે, જેમ કે સોડિયમ હેક્સામેટાફોસ્ફેટ, સોડિયમ પોલીફોસ્ફેટ (કેલ્ગોન એન, જર્મનીમાં બીકે ગિયુલિની કેમિકલ કંપનીનું ઉત્પાદન), પોટેશિયમ ટ્રાઇપોલીફોસ્ફેટ (KTPP) અને ટેટ્રાપોટેશિયમ પાયરોફોસ્ફેટ (TKPP).

તેની ક્રિયાની પદ્ધતિ હાઇડ્રોજન બંધન અને રાસાયણિક શોષણ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક વિકારને સ્થિર કરવાની છે. તેનો ફાયદો એ છે કે ડોઝ ઓછો છે, લગભગ 0.1%, અને તે અકાર્બનિક રંગદ્રવ્યો અને ફિલર પર સારી વિક્ષેપ અસર ધરાવે છે. પરંતુ તેમાં ખામીઓ પણ છે: એક, પીએચ મૂલ્ય અને તાપમાનમાં વધારો સાથે, પોલીફોસ્ફેટ સરળતાથી હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ થાય છે, જે લાંબા ગાળાની સંગ્રહ સ્થિરતાને ખરાબ કરે છે; માધ્યમમાં અપૂર્ણ વિસર્જન ચળકતા લેટેક્સ પેઇન્ટના ચળકાટને અસર કરશે.

1 ફોસ્ફેટ વિખેરનાર

ફોસ્ફેટ એસ્ટર વિખેરનારાઓ ઝિંક ઓક્સાઇડ જેવા પ્રતિક્રિયાશીલ રંજકદ્રવ્યો સહિત રંજકદ્રવ્યના વિક્ષેપને સ્થિર કરે છે. ગ્લોસ પેઇન્ટ ફોર્મ્યુલેશનમાં, તે ચળકાટ અને સ્વચ્છતા સુધારે છે. અન્ય ભીનાશ અને વિખેરી નાખનારા ઉમેરણોથી વિપરીત, ફોસ્ફેટ એસ્ટર ડિસ્પર્સન્ટનો ઉમેરો કોટિંગની KU અને ICI સ્નિગ્ધતાને અસર કરતું નથી.

પોલિસીડ હોમોપોલિમર ડિસ્પર્સન્ટ, જેમ કે ટેમોલ 1254 અને ટેમોલ 850, ટેમોલ 850 એ મેથાક્રીલિક એસિડનું હોમોપોલિમર છે.

પોલિસીડ કોપોલિમર ડિસ્પર્સન્ટ, જેમ કે ઓરોટન 731A, જે ડાયસોબ્યુટીલીન અને મેલિક એસિડનું કોપોલિમર છે. આ બે પ્રકારના વિખેરનારાઓની લાક્ષણિકતાઓ એ છે કે તેઓ રંગદ્રવ્ય અને ફિલરની સપાટી પર મજબૂત શોષણ અથવા એન્કરિંગ ઉત્પન્ન કરે છે, સ્ટીરિક અવરોધ બનાવવા માટે લાંબી પરમાણુ સાંકળો ધરાવે છે, અને સાંકળના છેડે પાણીમાં દ્રાવ્યતા ધરાવે છે, અને કેટલાક ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક વિસર્જન દ્વારા પૂરક છે. સ્થિર પરિણામો પ્રાપ્ત કરો. વિખેરનારને સારી રીતે વિખેરી શકાય તે માટે, પરમાણુ વજન સખત રીતે નિયંત્રિત હોવું જોઈએ. જો મોલેક્યુલર વજન ખૂબ નાનું હોય, તો અપૂરતી સ્ટીરિક અવરોધ હશે; જો મોલેક્યુલર વજન ખૂબ મોટું હોય, તો ફ્લોક્યુલેશન થશે. પોલિઆક્રીલેટ ડિસ્પર્સન્ટ્સ માટે, જો પોલિમરાઇઝેશનની ડિગ્રી 12-18 હોય તો શ્રેષ્ઠ વિખેરવાની અસર પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

અન્ય પ્રકારના વિખેરનારાઓ, જેમ કે AMP-95, રાસાયણિક નામ 2-amino-2-methyl-1-propanol ધરાવે છે. એમિનો જૂથ અકાર્બનિક કણોની સપાટી પર શોષાય છે, અને હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ પાણી સુધી વિસ્તરે છે, જે સ્ટેરિક અવરોધ દ્વારા સ્થિર ભૂમિકા ભજવે છે. તેના નાના કદને લીધે, સ્ટીરિક અવરોધ મર્યાદિત છે. AMP-95 મુખ્યત્વે pH રેગ્યુલેટર છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, વિખેરી નાખનારાઓ પરના સંશોધને ઉચ્ચ પરમાણુ વજનને કારણે થતી ફ્લોક્યુલેશનની સમસ્યાને દૂર કરી છે, અને ઉચ્ચ પરમાણુ વજનનો વિકાસ એ વલણોમાંનો એક છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇમલ્સન પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા ઉત્પાદિત ઉચ્ચ મોલેક્યુલર વેઇટ ડિસ્પર્સન્ટ EFKA-4580 ખાસ કરીને પાણી આધારિત ઔદ્યોગિક કોટિંગ્સ માટે વિકસાવવામાં આવ્યું છે, જે કાર્બનિક અને અકાર્બનિક રંગદ્રવ્ય વિખેરવા માટે યોગ્ય છે, અને તેમાં પાણીની સારી પ્રતિકાર છે.

એમિનો જૂથો એસિડ-બેઝ અથવા હાઇડ્રોજન બંધન દ્વારા ઘણા રંગદ્રવ્યો માટે સારી લાગણી ધરાવે છે. એન્કરિંગ ગ્રૂપ તરીકે એમિનોએક્રીલિક એસિડ સાથેના બ્લોક કોપોલિમર ડિસ્પર્સન્ટ પર ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે.

2 એન્કરિંગ ગ્રૂપ તરીકે ડાયમેથાઇલેમિનોઇથિલ મેથાક્રાયલેટ સાથે વિખેરવું

પાણીજન્ય ઓટોમોટિવ પેઇન્ટમાં ટેગો ડિસ્પર્સ 655 વેટિંગ અને ડિસ્પર્સિંગ એડિટિવનો ઉપયોગ માત્ર રંગદ્રવ્યોને દિશા આપવા માટે જ નહીં પરંતુ એલ્યુમિનિયમ પાવડરને પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરતા અટકાવવા માટે પણ થાય છે.

પર્યાવરણીય ચિંતાઓને લીધે, બાયોડિગ્રેડેબલ ભીનાશ અને વિખેરી નાખનારા એજન્ટો વિકસાવવામાં આવ્યા છે, જેમ કે EnviroGem AE શ્રેણીના ટ્વીન-સેલ ભીનાશ અને વિખેરી નાખનારા એજન્ટો, જે ઓછા ફોમિંગ ભીનાશ અને વિખેરી નાખનારા એજન્ટો છે.

ડિફોમર

પરંપરાગત પાણી આધારિત પેઇન્ટ ડિફોમર્સ ઘણા પ્રકારના હોય છે, જે સામાન્ય રીતે ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત થાય છે: ખનિજ તેલ ડિફોમર્સ, પોલિસિલોક્સેન ડિફોમર્સ અને અન્ય ડિફોમર્સ.

ખનિજ તેલ ડિફોમર્સનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે, મુખ્યત્વે ફ્લેટ અને સેમી-ગ્લોસ લેટેક્ષ પેઇન્ટમાં.

પોલિસિલોક્સેન ડિફોમર્સમાં સપાટી પરનો તણાવ ઓછો હોય છે, મજબૂત ડિફોમિંગ અને એન્ટિફોમિંગ ક્ષમતાઓ હોય છે, અને તે ચળકાટને અસર કરતી નથી, પરંતુ જ્યારે અયોગ્ય રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ કોટિંગ ફિલ્મના સંકોચન અને નબળી રીકોએટેબિલિટી જેવી ખામીઓનું કારણ બને છે.

પરંપરાગત પાણી આધારિત પેઇન્ટ ડિફોમર્સ ડિફોમિંગના હેતુને હાંસલ કરવા માટે પાણીના તબક્કા સાથે અસંગત છે, તેથી કોટિંગ ફિલ્મમાં સપાટીની ખામીઓ ઉત્પન્ન કરવી સરળ છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, મોલેક્યુલર-લેવલ ડિફોમર્સ વિકસાવવામાં આવ્યા છે.

આ એન્ટિફોમિંગ એજન્ટ એ પોલિમર છે જે વાહક પદાર્થ પર એન્ટિફોમિંગ સક્રિય પદાર્થોને સીધી કલમ કરીને રચાય છે. પોલિમરની પરમાણુ સાંકળમાં ભીનું હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ હોય છે, ડિફોમિંગ સક્રિય પદાર્થ પરમાણુની આસપાસ વિતરિત થાય છે, સક્રિય પદાર્થ એકત્ર કરવા માટે સરળ નથી, અને કોટિંગ સિસ્ટમ સાથે સુસંગતતા સારી છે. આવા મોલેક્યુલર-લેવલ ડિફોમર્સમાં ખનિજ તેલનો સમાવેશ થાય છે — ફોમસ્ટાર A10 શ્રેણી, સિલિકોન-સમાવતી — ફોમસ્ટાર A30 શ્રેણી, અને બિન-સિલિકોન, બિન-તેલ પોલિમર — ફોમસ્ટાર MF શ્રેણી.

આ પરમાણુ-સ્કેલ ડિફોમર અસંગત સર્ફેક્ટન્ટ તરીકે સુપરગ્રાફ્ટેડ સ્ટાર પોલિમરનો ઉપયોગ કરે છે અને પાણીજન્ય કોટિંગ એપ્લિકેશન્સમાં સારા પરિણામો પ્રાપ્ત કરે છે. ધ એર પ્રોડક્ટ્સ મોલેક્યુલર-ગ્રેડ ડીફોમર Stout એટ અલ દ્વારા અહેવાલ. એસીટીલીન ગ્લાયકોલ-આધારિત ફોમ કંટ્રોલ એજન્ટ અને ડિફોમર છે જે બંને ભીનાશ ગુણધર્મો ધરાવે છે, જેમ કે સર્ફિનોલ MD 20 અને Surfynol DF 37.

વધુમાં, શૂન્ય-VOC કોટિંગ્સ ઉત્પન્ન કરવાની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે, VOC-મુક્ત ડિફોમર્સ પણ છે, જેમ કે Agitan 315, Agitan E 255, વગેરે.

જાડું

ત્યાં ઘણા પ્રકારના જાડા હોય છે, હાલમાં સામાન્ય રીતે સેલ્યુલોઝ ઈથર અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝ જાડાઈ, એસોસિએટીવ આલ્કલી-સ્વેલેબલ જાડાઈ (HASE) અને પોલીયુરેથીન જાડાઈ (HEUR) નો ઉપયોગ થાય છે.

3.1. સેલ્યુલોઝ ઈથર અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝ

હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ (HEC)યુનિયન કાર્બાઇડ કંપની દ્વારા 1932માં સૌપ્રથમવાર ઔદ્યોગિક રીતે ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું અને તેનો ઇતિહાસ 70 વર્ષથી વધુ છે.

હાલમાં, સેલ્યુલોઝ ઈથર અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝના જાડાઈમાં મુખ્યત્વે હાઈડ્રોક્સીઈથાઈલ સેલ્યુલોઝ (એચઈસી), મિથાઈલ હાઈડ્રોક્સાઈથાઈલ સેલ્યુલોઝ (એમએચઈસી), એથિલ હાઈડ્રોક્સીઈથાઈલ સેલ્યુલોઝ (ઈએચઈસી), મિથાઈલ હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ બેઝ સેલ્યુલોઝ (એમએચપીસી), જી સેલ્યુલોઝ (એમએચપીસી) અને xcelluloshanum (xcellentum)નો સમાવેશ થાય છે. વગેરે., આ બિન-આયનીય જાડાઈ છે, અને બિન-સંબંધિત વોટર ફેઝ જાડાઈના પણ છે. તેમાંથી, લેટેક્સ પેઇન્ટમાં HEC નો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે.

3.2 આલ્કલી-સ્વેલેબલ જાડું

આલ્કલી-સ્વેલેબલ જાડાઈને બે કેટેગરીમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: નોન-એસોસિએટીવ આલ્કલી-સ્વેલેબલ જાડાઈ (ASE) અને એસોસિએટીવ આલ્કલી-સ્વેલેબલ જાડાઈ (HASE), જે એનિઓનિક જાડું છે. નોન-એસોસિયેટેડ ASE એ પોલિએક્રીલેટ આલ્કલી સોજો ઇમલ્શન છે.

3.3. પોલીયુરેથીન જાડું અને હાઇડ્રોફોબિકલી સંશોધિત નોન પોલીયુરેથીન જાડું

પોલીયુરેથીન જાડું, જેને HEUR તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે હાઇડ્રોફોબિક જૂથ-સંશોધિત ઇથોક્સિલેટેડ પોલીયુરેથીન પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલિમર છે, જે બિન-આયનીય એસોસિએટીવ જાડાઈથી સંબંધિત છે.

HEUR ત્રણ ભાગોથી બનેલું છે: હાઇડ્રોફોબિક જૂથ, હાઇડ્રોફિલિક સાંકળ અને પોલીયુરેથીન જૂથ.

હાઇડ્રોફોબિક જૂથ એક સહયોગી ભૂમિકા ભજવે છે અને તે ઘટ્ટ થવા માટે નિર્ણાયક પરિબળ છે, સામાન્ય રીતે ઓલેઇલ, ઓક્ટાડેસીલ, ડોડેસીલફેનાઇલ, નોનીલફેનોલ, વગેરે.

જો કે, કેટલાક વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ HEUR ના બંને છેડા પર હાઇડ્રોફોબિક જૂથોની અવેજીની ડિગ્રી 0.9 કરતાં ઓછી છે, અને શ્રેષ્ઠ માત્ર 1.7 છે. સાંકડી પરમાણુ વજન વિતરણ અને સ્થિર કામગીરી સાથે પોલીયુરેથીન જાડું મેળવવા માટે પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવી જોઈએ. મોટા ભાગના HEUR ને સ્ટેપવાઈઝ પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, તેથી વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ HEUR સામાન્ય રીતે વ્યાપક પરમાણુ વજનનું મિશ્રણ હોય છે.

ઉપર વર્ણવેલ રેખીય એસોસિએટીવ પોલીયુરેથીન જાડાઈ ઉપરાંત, કાંસકો જેવા સહયોગી પોલીયુરેથીન જાડા પણ છે. કહેવાતા કોમ્બ એસોસિએશન પોલીયુરેથીન જાડાઈનો અર્થ એ છે કે દરેક જાડાઈના પરમાણુની મધ્યમાં પેન્ડન્ટ હાઇડ્રોફોબિક જૂથ છે. SCT-200 અને SCT-275 વગેરે જેવા જાડા.

હાઇડ્રોફોબિક જૂથોની સામાન્ય માત્રા ઉમેરતી વખતે, ત્યાં માત્ર 2 અંત-કેપ્ડ હાઇડ્રોફોબિક જૂથો છે, તેથી સંશ્લેષિત હાઇડ્રોફોબિકલી સંશોધિત એમિનો જાડું HEUR, જેમ કે Optiflo H 500, આકૃતિ 3 થી ઘણું અલગ નથી.

જો વધુ હાઇડ્રોફોબિક જૂથો ઉમેરવામાં આવે છે, જેમ કે 8% સુધી, પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિને બહુવિધ અવરોધિત હાઇડ્રોફોબિક જૂથો સાથે એમિનો જાડું બનાવવા માટે ગોઠવી શકાય છે. અલબત્ત, આ કાંસકો જાડું કરનાર પણ છે.

આ હાઇડ્રોફોબિક સંશોધિત એમિનો જાડું જ્યારે રંગ મેચિંગ ઉમેરવામાં આવે ત્યારે મોટી માત્રામાં સર્ફેક્ટન્ટ્સ અને ગ્લાયકોલ સોલવન્ટના ઉમેરાને કારણે પેઇન્ટની સ્નિગ્ધતાને ઘટતા અટકાવી શકે છે. કારણ એ છે કે મજબૂત હાઇડ્રોફોબિક જૂથો ડિસોર્પ્શનને અટકાવી શકે છે, અને બહુવિધ હાઇડ્રોફોબિક જૂથો મજબૂત જોડાણ ધરાવે છે.