I. Ikhtisar
Sebagai salah satu bahan baku pelapis, jumlah bahan tambahan biasanya sangat sedikit (umumnya sekitar 1% dari total formulasi), namun pengaruhnya besar. Penambahannya tidak hanya dapat menghindari banyak cacat lapisan dan cacat film, tetapi juga membuat proses produksi dan konstruksi lapisan mudah dikendalikan, dan penambahan bahan tambahan tertentu dapat memberikan beberapa fungsi khusus pada lapisan tersebut. Oleh karena itu, bahan tambahan merupakan bagian penting dalam pelapisan.
2. Klasifikasi bahan tambahan
Aditif yang umum digunakan untuk pelapis meliputi zat anti-pengendapan organik, pengental, zat perata, zat pengontrol busa, promotor adhesi, zat pembasah dan pendispersi, dll.
3. Kinerja dan penerapan bahan aditif
(1) Bahan anti pengendapan organik
Sebagian besar produk ini berbahan dasar poliolefin, terdispersi dalam beberapa pelarut, terkadang dimodifikasi dengan turunan minyak jarak. Aditif ini tersedia dalam tiga bentuk: cair, pasta, dan bubuk.
1. Sifat reologi:
Fungsi reologi utama dari bahan anti-pengendapan organik adalah untuk mengontrol suspensi pigmen – yaitu, untuk mencegah pengendapan yang keras atau untuk menghindari pengendapan sama sekali, yang merupakan penerapan khasnya. Namun dalam praktiknya, hal ini menyebabkan peningkatan viskositas dan juga ketahanan terhadap sag pada tingkat tertentu, terutama pada pelapis industri. Agen anti-pengendapan organik akan larut karena suhu tinggi, sehingga kehilangan efektivitasnya, namun reologinya akan pulih saat sistem mendingin.
2. Penerapan bahan anti-pengendapan organik:
Agar zat anti-pengendapan bekerja secara efektif pada lapisan, zat tersebut harus didispersikan dan diaktifkan dengan benar. Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
(1) Pembasahan (hanya bubuk kering). Bahan anti sedimentasi organik bubuk kering merupakan suatu agregat, untuk memisahkan partikel satu sama lain harus dibasahi dengan pelarut dan (atau) resin. Biasanya cukup menambahkannya ke dalam bubur penggilingan dengan pengadukan sedang.
(2) Deaglomerasi (hanya untuk bubuk kering). Kekuatan agregasi bahan anti-sedimentasi organik tidak terlalu kuat, dan dalam banyak kasus, pencampuran turbulen sederhana sudah cukup.
(3) Dispersi, pemanasan, durasi dispersi (semua jenis). Semua bahan anti sedimentasi organik memiliki suhu aktivasi minimum, dan jika tidak tercapai, sebesar apa pun gaya pendispersinya, tidak akan ada aktivitas reologi. Suhu aktivasi tergantung pada pelarut yang digunakan. Ketika suhu minimum terlampaui, tekanan yang diberikan akan mengaktifkan zat anti-sedimentasi organik dan memberikan pengaruh penuh terhadap kinerjanya.
(2) Pengental
Ada berbagai jenis pengental yang digunakan pada cat berbahan dasar pelarut dan berbahan dasar air. Jenis pengental yang umum digunakan dalam pelapis yang mengandung air adalah: selulosa eter, poliakrilat, pengental asosiatif, dan pengental anorganik.
1. Pengental selulosa eter yang paling umum digunakan adalah hidroksietil selulosa (HEC). Tergantung pada viskositasnya, ada spesifikasi yang berbeda. HEC adalah produk berbentuk bubuk yang larut dalam air, yang merupakan pengental non-ionik. Ini memiliki efek pengentalan yang baik, ketahanan air dan alkali yang baik, namun kelemahannya adalah mudah tumbuh jamur, membusuk, dan memiliki sifat perataan yang buruk.
2. Pengental poliakrilat adalah emulsi kopolimer akrilat dengan kandungan karboksil tinggi, dan fitur terbesarnya adalah ketahanannya yang baik terhadap invasi jamur. Pada pH 8-10, pengental jenis ini membengkak dan meningkatkan viskositas fase air; tetapi bila pH lebih besar dari 10, ia larut dalam air dan kehilangan efek pengentalannya. Oleh karena itu, ada sensitivitas yang lebih besar terhadap pH. Saat ini, air amonia adalah pengatur pH yang paling umum digunakan untuk cat lateks di Tiongkok. Oleh karena itu, bila menggunakan pengental jenis ini maka nilai pH akan menurun seiring dengan penguapan air amonia, dan efek pengentalannya juga akan menurun.
3. Pengental asosiatif mempunyai mekanisme pengentalan yang berbeda dengan jenis pengental lainnya. Kebanyakan pengental menghasilkan viskositas melalui hidrasi dan pembentukan struktur gel yang lemah dalam sistem. Namun, pengental asosiatif, seperti surfaktan, memiliki bagian hidrofilik dan bagian minyak pembersih berwarna kuning yang ramah mulut dalam molekulnya. Bagian hidrofilik dapat dihidrasi dan membengkak untuk mengentalkan fase air. Kelompok akhir lipofilik dapat dikombinasikan dengan partikel emulsi dan partikel pigmen. berasosiasi untuk membentuk struktur jaringan.
4. Pengental anorganik diwakili oleh bentonit. Biasanya bentonit berbahan dasar air membengkak ketika menyerap air, dan volume setelah menyerap air beberapa kali lipat dari volume aslinya. Tidak hanya berfungsi sebagai pengental, tapi juga mencegah warna tenggelam, kendur, dan mengambang. Efek pengentalannya lebih baik dibandingkan pengental akrilik dan poliuretan yang dapat mengembang secara alkali dalam jumlah yang sama. Selain itu, ia juga memiliki kemampuan beradaptasi pH yang luas, stabilitas beku-cair yang baik, dan stabilitas biologis. Karena tidak mengandung surfaktan yang larut dalam air, partikel halus dalam film kering dapat mencegah migrasi dan difusi air, serta dapat meningkatkan ketahanan air pada film pelapis.
(3) agen leveling
Ada tiga jenis utama agen leveling yang biasa digunakan:
1. Agen perata tipe polisiloksan yang dimodifikasi
Jenis bahan perata ini dapat sangat mengurangi tegangan permukaan lapisan, meningkatkan keterbasahan lapisan terhadap substrat, dan mencegah penyusutan; dapat mengurangi perbedaan tegangan permukaan pada permukaan film basah akibat penguapan pelarut, meningkatkan kondisi aliran permukaan, dan membuat cat cepat rata; jenis bahan perata ini juga dapat membentuk lapisan yang sangat tipis dan halus pada permukaan lapisan film pelapis, sehingga meningkatkan kehalusan dan kilap permukaan film pelapis.
2. Agen leveling tipe resin rantai panjang dengan kompatibilitas terbatas
Seperti homopolimer atau kopolimer akrilat, yang dapat mengurangi tegangan permukaan lapisan dan substrat sampai batas tertentu untuk meningkatkan keterbasahan dan mencegah penyusutan; dan dapat membentuk tingkat molekul tunggal pada permukaan film pelapis untuk meningkatkan tegangan permukaan lapisan Homogenisasi, meningkatkan fluiditas permukaan, menghambat kecepatan penguapan pelarut, menghilangkan cacat seperti kulit jeruk dan bekas kuas, dan membuat film pelapis halus dan bahkan.
3. Bahan perata dengan pelarut titik didih tinggi sebagai komponen utama
Bahan perata jenis ini dapat mengatur laju penguapan pelarut, sehingga film pelapis memiliki laju penguapan dan solvabilitas yang lebih seimbang selama proses pengeringan, serta mencegah aliran film pelapis terhambat oleh penguapan pelarut yang terlalu cepat dan viskositasnya terlalu tinggi, mengakibatkan kerugian perataan yang buruk, dan dapat mencegah penyusutan yang disebabkan oleh rendahnya kelarutan bahan dasar dan pengendapan yang disebabkan oleh penguapan pelarut yang terlalu cepat.
(4) Agen pengontrol busa
Agen pengontrol busa juga disebut agen antibusa atau agen penghilang busa. Bahan anti busa mencegah atau menunda pembentukan busa: Bahan anti busa adalah surfaktan yang memecahkan gelembung yang sudah terbentuk. Perbedaan keduanya hanya bersifat teoritis sampai batas tertentu, pencegah busa yang berhasil juga dapat mencegah pembentukan busa seperti bahan antibusa. Secara umum, zat antibusa terdiri dari tiga komponen dasar: senyawa aktif (yaitu zat aktif); agen penyebar (tersedia atau tidak); pembawa.
(5) Bahan pembasah dan pendispersi
Bahan pembasah dan pendispersi mungkin memiliki berbagai fungsi, namun dua fungsi utamanya adalah mengurangi waktu dan/atau energi yang diperlukan untuk menyelesaikan proses dispersi sekaligus menstabilkan dispersi pigmen. Bahan pembasah dan pendispersi biasanya dibagi menjadi berikut ini
Lima kategori:
1. Bahan pembasah anionik
2. Bahan pembasah kationik
3. Bahan pembasah yang bersifat elektronetral dan amfoter
4. Bahan pembasah bifungsional dan tidak netral secara listrik
5. Bahan pembasah non-ionik
Empat jenis bahan pembasah dan pendispersi pertama dapat berperan sebagai pembasah dan membantu dispersi pigmen karena ujung hidrofiliknya memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan fisik dan kimia dengan permukaan pigmen, tepi, sudut, dll., dan bergerak menuju Orientasi pigmen. permukaan pigmen, biasanya ujung hidrofobik. Bahan pembasah dan pendispersi nonionik juga mengandung gugus ujung hidrofilik, namun tidak dapat membentuk ikatan fisik dan kimia dengan permukaan pigmen, namun dapat bergabung dengan air yang teradsorpsi pada permukaan partikel pigmen. Pengikatan air pada permukaan partikel pigmen tidak stabil dan menyebabkan penyerapan dan desorpsi non-ionik. Surfaktan yang terdesorpsi dalam sistem resin ini bebas dan cenderung menimbulkan efek samping seperti ketahanan air yang buruk.
Bahan pembasah dan pendispersi harus ditambahkan selama proses dispersi pigmen, untuk memastikan bahwa zat aktif permukaan lainnya dapat bersentuhan erat dengan pigmen untuk memainkan perannya sebelum mencapai permukaan partikel pigmen.
Empat. Ringkasan
Pelapisan adalah sistem yang kompleks. Sebagai komponen sistem, aditif ditambahkan dalam jumlah kecil, namun memainkan peran penting dalam kinerjanya. Oleh karena itu, ketika mengembangkan pelapis berbasis pelarut, bahan tambahan mana yang akan digunakan dan dosisnya harus ditentukan melalui sejumlah besar percobaan berulang.
Waktu posting: 30 Januari 2023