összefoglaló
1. Nedvesítő és diszpergálószer
2. Habzásgátló
3. Sűrítő
4. Filmképző adalékok
5. Egyéb adalékok
Nedvesítő és diszpergáló szer
A vízbázisú bevonatok vizet használnak oldószerként vagy diszperziós közegként, és a víznek nagy a dielektromos állandója, így a vízbázisú bevonatokat főként az elektrosztatikus taszítás stabilizálja, amikor az elektromos kettős réteg átfed.
Ezenkívül a vízbázisú bevonatrendszerben gyakran előfordulnak polimerek és nemionos felületaktív anyagok, amelyek a pigment töltőanyag felületén adszorbeálódnak, sztérikus akadályt képezve és stabilizálva a diszperziót. Ezért a vízbázisú festékek és emulziók az elektrosztatikus taszítás és a sztérikus akadály együttes hatása révén stabil eredményeket érnek el. Hátránya a rossz elektrolitellenállás, különösen a magas árú elektrolitok esetében.
1.1 Nedvesítőszer
A vízbázisú bevonatok nedvesítőszereit anionos és nemionos anyagokra osztják.
A nedvesítőszer és a diszpergálószer kombinációja ideális eredményt érhet el. A nedvesítőszer mennyisége általában néhány ezrelék. Negatív hatása a habzás és a bevonófilm vízállóságának csökkenése.
A nedvesítőszerek egyik fejlesztési iránya a polioxietilén-alkil (benzol) fenol-éter (APEO vagy APE) nedvesítőszerek fokozatos helyettesítése, mivel patkányokban a hím hormonok csökkenéséhez vezet, és zavarja az endokrin működést. A polioxietilén-alkil (benzol) fenol-étereket széles körben használják emulgeálószerként az emulziós polimerizáció során.
Az iker felületaktív anyagok szintén új fejlesztések. Ez két amfifil molekula, amelyeket egy spacer köt össze. Az ikersejtű felületaktív anyagok legfigyelemreméltóbb tulajdonsága, hogy a kritikus micellakoncentráció (CMC) több mint egy nagyságrenddel alacsonyabb, mint az „egysejtű” felületaktív anyagoké, amit a nagy hatékonyság követ. Mint például a TEGO Twin 4000, ez egy ikercellás sziloxán felületaktív anyag, instabil hab és habzásgátló tulajdonságokkal rendelkezik.
1.2 Diszpergálószer
A latexfestékek diszpergálószerei négy kategóriába sorolhatók: foszfát diszpergálószerek, polisav homopolimer diszpergálószerek, polisav kopolimer diszpergálószerek és egyéb diszpergálószerek.
A legszélesebb körben használt foszfát diszpergálószerek a polifoszfátok, például a nátrium-hexametafoszfát, a nátrium-polifoszfát (Calgon N, a BK Giulini Chemical Company németországi terméke), a kálium-tripolifoszfát (KTPP) és a tetrakálium-pirofoszfát (TKPP).
Hatásmechanizmusa az elektrosztatikus taszítás stabilizálása hidrogénkötésen és kémiai adszorpción keresztül. Előnye, hogy alacsony, kb. 0,1%-os adagolással rendelkezik, jó diszperziós hatása van a szervetlen pigmentekre és töltőanyagokra. De vannak hiányosságok is: a polifoszfát a pH-érték és a hőmérséklet emelkedésével együtt könnyen hidrolizálódik, hosszú távú tárolási stabilitást okoz; A közegben való hiányos oldódás befolyásolja a fényes latex festék fényét.
1 Foszfát diszpergálószer
A foszfát-észter diszpergálószerek stabilizálják a pigment diszperziókat, beleértve a reaktív pigmenteket, például a cink-oxidot. Fényes festékkészítményekben javítja a fényességet és a tisztíthatóságot. Más nedvesítő és diszpergáló adalékokkal ellentétben a foszfát-észter diszpergálószerek hozzáadása nem befolyásolja a bevonat KU és ICI viszkozitását.
Polisav homopolimer diszpergálószer, mint például a Tamol 1254 és a Tamol 850, a Tamol 850 a metakrilsav homopolimerje.
Polisav kopolimer diszpergálószer, például Orotan 731A, amely diizobutilén és maleinsav kopolimerje. Ennek a két típusú diszpergálószernek az a jellemzője, hogy erős adszorpciót vagy lehorgonyzást eredményeznek a pigmentek és töltőanyagok felületén, hosszabb molekulaláncokkal rendelkeznek, amelyek sztérikus gátlást képeznek, és a láncvégeken vízben oldódnak, és néhányat elektrosztatikus taszítás egészít ki. stabil eredményeket elérni. A diszpergálószer jó diszpergálhatósága érdekében a molekulatömeget szigorúan ellenőrizni kell. Ha a molekulatömeg túl kicsi, nem lesz elegendő sztérikus akadály; ha a molekulatömeg túl nagy, flokkuláció lép fel. A poliakrilát diszpergálószereknél a legjobb diszperziós hatást akkor érhetjük el, ha a polimerizáció foka 12-18.
Más típusú diszpergálószerek, például az AMP-95 kémiai neve 2-amino-2-metil-1-propanol. Az aminocsoport a szervetlen részecskék felületén adszorbeálódik, a hidroxilcsoport pedig a vízbe nyúlik, ami szterikus gátláson keresztül stabilizáló szerepet játszik. Kis mérete miatt a sztérikus akadályozás korlátozott. Az AMP-95 főként pH-szabályozó.
Az elmúlt években a diszpergálószerekkel kapcsolatos kutatások leküzdötték a nagy molekulatömeg okozta flokkuláció problémáját, és a nagy molekulatömegűek fejlesztése az egyik trend. Például az emulziós polimerizációval előállított EFKA-4580 nagy molekulatömegű diszpergálószer kifejezetten vízbázisú ipari bevonatokhoz lett kifejlesztve, alkalmas szerves és szervetlen pigment diszperzióra, és jó vízállósággal rendelkezik.
Az aminocsoportok sok pigmenthez jó affinitással rendelkeznek sav-bázis vagy hidrogénkötés révén. Figyelmet fordítottak az aminoakrilsavat tartalmazó blokk-kopolimer diszpergálószerre, mint rögzítőcsoportra.
2 Diszpergálószer, rögzítőcsoportként dimetil-amino-etil-metakriláttal
A Tego Dispers 655 nedvesítő és diszpergáló adalékot a vízbázisú autófestékekben nem csak a pigmentek orientálására, hanem az alumíniumpor vízzel való reakciójának megakadályozására is használják.
Környezetvédelmi szempontok miatt biológiailag lebomló nedvesítő és diszpergáló szereket fejlesztettek ki, mint például az EnviroGem AE sorozatú ikercellás nedvesítő és diszpergáló szerek, amelyek alacsony habzású nedvesítő és diszpergáló szerek.
Habzásgátló
Sokféle hagyományos vízbázisú festékhabtalanító létezik, amelyeket általában három kategóriába sorolnak: ásványolajos habzásgátlók, polisziloxán habzásgátlók és egyéb habzásgátlók.
Általában ásványolajos habzásgátlókat használnak, főleg lapos és félfényes latexfestékekben.
A polisziloxán habzásgátlók alacsony felületi feszültséggel, erős habzásgátló és habzásgátló képességgel rendelkeznek, és nem befolyásolják a fényességet, de helytelen használat esetén olyan hibákat okoznak, mint a bevonófilm zsugorodása és rossz újrafesthetőség.
A hagyományos vízbázisú festékhabtalanítók nem kompatibilisek a vízfázissal a habzás céljának elérése érdekében, így könnyen előfordulhat felületi hiba a bevonófilmben.
Az elmúlt években molekuláris szintű habzásgátlókat fejlesztettek ki.
Ez a habzásgátló egy polimer, amelyet a habzásgátló hatóanyagoknak a hordozóanyagra közvetlenül ojtásával alakítanak ki. A polimer molekulalánca nedvesítő hidroxilcsoporttal rendelkezik, a habzásgátló hatóanyag a molekula körül oszlik el, a hatóanyag nem könnyen aggregálható, a bevonatrendszerrel való kompatibilitása jó. Az ilyen molekuláris szintű habzásgátlók közé tartoznak az ásványolajok – FoamStar A10 sorozat, szilíciumtartalmú – FoamStar A30 sorozat, valamint a nem szilícium, nem olajos polimerek – a FoamStar MF sorozat.
Ez a molekuláris léptékű habzásgátló szuperojtott csillagpolimert használ inkompatibilis felületaktív anyagként, és jó eredményeket ért el a vízbázisú bevonatokban. Az Air Products molekuláris minőségű habzásgátlót Stout et al. egy acetilénglikol alapú habzásgátló és habzásgátló, mindkét nedvesítő tulajdonsággal, mint például a Surfynol MD 20 és a Surfynol DF 37.
Ezen kívül a zéró VOC bevonatok gyártási igényeinek kielégítése érdekében léteznek VOC-mentes habzásgátlók is, mint például az Agitan 315, Agitan E 255 stb.
sűrítő
Sokféle sűrítőanyag létezik, jelenleg a cellulóz-éter és származékai sűrítők, az asszociatív alkáli-duzzadó sűrítők (HASE) és a poliuretán sűrítők (HEUR) használatosak.
3.1. Cellulóz-éter és származékai
Hidroxi-etil-cellulóz (HEC)Először a Union Carbide Company gyártotta iparilag 1932-ben, és több mint 70 éves múltra tekint vissza.
Jelenleg a cellulóz-éter és származékai sűrítőanyagai elsősorban a hidroxi-etil-cellulóz (HEC), a metil-hidroxi-etil-cellulóz (MHEC), az etil-hidroxi-etil-cellulóz (EHEC), a metil-hidroxipropil-bázis cellulóz (MHPC), a metil-cellulóz (MC) és a xantángumi, stb., ezek nem ionos sűrítők, és szintén a nem kapcsolódó vízfázisú sűrítők közé tartoznak. Ezek közül a HEC a leggyakrabban használt latexfesték.
3.2 Lúgban duzzadó sűrítő
A lúgosan duzzadó sűrítők két kategóriába sorolhatók: nem asszociatív lúgban duzzadó sűrítők (ASE) és asszociatív lúgban duzzadó sűrítők (HASE), amelyek anionos sűrítők. A nem asszociált ASE egy poliakrilát alkáli duzzadó emulzió.
3.3. Poliuretán sűrítő és hidrofób módon módosított nem poliuretán sűrítő
A poliuretán sűrítő, más néven HEUR, egy hidrofób csoporttal módosított, etoxilezett poliuretán vízoldható polimer, amely a nem ionos asszociatív sűrítők közé tartozik.
A HEUR három részből áll: hidrofób csoportból, hidrofil láncból és poliuretán csoportból.
A hidrofób csoport asszociációs szerepet játszik és a sűrítés döntő tényezője, általában oleil, oktadecil, dodecilfenil, nonilfenol stb.
A hidrofób csoportok szubsztitúciójának mértéke azonban egyes kereskedelemben kapható HEUR-ok mindkét végén alacsonyabb, mint 0,9, a legjobb pedig csak 1,7. A reakciókörülményeket szigorúan ellenőrizni kell, hogy szűk molekulatömeg-eloszlású és stabil teljesítményű poliuretán sűrítőt kapjunk. A legtöbb HEUR-t lépcsőzetes polimerizációval szintetizálják, így a kereskedelemben kapható HEUR-k általában széles molekulatömegű keverékek.
A fent leírt lineáris asszociatív poliuretán sűrítőkön kívül léteznek fésűszerű asszociatív poliuretán sűrítők is. Az úgynevezett fésűs asszociációs poliuretán sűrítő azt jelenti, hogy minden sűrítőmolekula közepén egy függő hidrofób csoport található. Olyan sűrítőanyagok, mint az SCT-200 és az SCT-275 stb.
Normál mennyiségű hidrofób csoport hozzáadásakor csak 2 végzáró hidrofób csoport van, így a szintetizált hidrofób módon módosított aminosűrítő nem sokban különbözik a HEUR-tól, például az Optiflo H 500-tól, lásd a 3. ábrát.
Ha több hidrofób csoportot adunk hozzá, például 8%-ig, a reakciókörülmények beállíthatók úgy, hogy több blokkolt hidrofób csoportot tartalmazó aminosűrítőket állítsunk elő. Természetesen ez is egy fésűsűrítő.
Ez a hidrofób módosított aminosűrítő megakadályozza, hogy a festék viszkozitása csökkenjen a nagy mennyiségű felületaktív anyag és glikol oldószer hozzáadása miatt, amikor színegyeztetést adnak hozzá. Ennek az az oka, hogy az erős hidrofób csoportok megakadályozhatják a deszorpciót, és több hidrofób csoport erős asszociációt mutat.
Feladás időpontja: 2022. december 26