Lima "agen" pelapis berbasis air!

ringkasan

1. Agen pembasahan dan bubur

2. Defoamer

3. Pengental

4. Aditif pembentuk film

5. Aditif lainnya

Agen pembasah dan bubur

Pelapis berbasis air menggunakan air sebagai media pelarut atau dispersi, dan air memiliki konstanta dielektrik yang besar, sehingga pelapis berbasis air terutama distabilkan oleh tolakan elektrostatik ketika lapisan ganda listrik tumpang tindih.

Selain itu, dalam sistem pelapisan berbasis air, seringkali ada polimer dan surfaktan non-ionik, yang diadsorpsi pada permukaan pengisi pigmen, membentuk penghalang sterik dan menstabilkan dispersi. Oleh karena itu, cat dan emulsi berbasis air mencapai hasil yang stabil melalui aksi sendi tolakan elektrostatik dan hambatan sterik. Kerugiannya adalah resistensi elektrolit yang buruk, terutama untuk elektrolit dengan harga tinggi.

1.1 agen pembasah

Agen pembasahan untuk pelapis yang ditularkan melalui air dibagi menjadi anionik dan nonionik.

Kombinasi agen pembasah dan agen penyebar dapat mencapai hasil yang ideal. Jumlah agen pembasah umumnya beberapa per seribu. Efek negatifnya adalah berbusa dan mengurangi ketahanan air dari film pelapis.

Salah satu tren pengembangan agen pembasah adalah secara bertahap menggantikan agen pembasah fenol (benzena) eter (APEO atau APE), karena mengarah pada pengurangan hormon jantan pada tikus dan mengganggu endokrin. Polyoxyethylene alkyl (benzena) fenol eter banyak digunakan sebagai pengemulsi selama polimerisasi emulsi.

Surfaktan kembar juga merupakan perkembangan baru. Ini adalah dua molekul amphiphilic yang dihubungkan oleh spacer. Fitur yang paling menonjol dari surfaktan sel kembar adalah bahwa konsentrasi misel kritis (CMC) lebih dari urutan besarnya lebih rendah daripada surfaktan "sel tunggal" mereka, diikuti oleh efisiensi tinggi. Seperti Tego Twin 4000, ini adalah surfaktan siloksan sel kembar, dan memiliki busa yang tidak stabil dan sifat defoaming.

1.2 Dispersant

Dispersan untuk cat lateks dibagi menjadi empat kategori: dispersan fosfat, dispersan homopolimer poliasid, dispersan kopolimer poliasida dan dispersan lainnya.

Dispersan fosfat yang paling banyak digunakan adalah polifosfat, seperti natrium heksametafosfat, natrium polifosfat (Calgon N, produk dari perusahaan kimia Bk giulini di Jerman), kalium tripolyphosphate (KTPP) dan tetrapotassium pirofosfat (TKPP).

Mekanisme aksinya adalah menstabilkan tolakan elektrostatik melalui ikatan hidrogen dan adsorpsi kimia. Keuntungannya adalah bahwa dosisnya rendah, sekitar 0,1%, dan memiliki efek dispersi yang baik pada pigmen dan pengisi anorganik. Tetapi juga ada kekurangan: yang satu, bersama dengan peningkatan nilai pH dan suhu, polifosfat mudah dihidrolisis, menyebabkan stabilitas penyimpanan jangka panjang buruk; Pembubaran yang tidak lengkap dalam medium akan mempengaruhi kilau cat lateks yang mengkilap.

1 dispersan fosfat

Dispersan ester fosfat menstabilkan dispersi pigmen, termasuk pigmen reaktif seperti seng oksida. Dalam formulasi cat gloss, ia meningkatkan gloss dan kebersihan. Tidak seperti aditif pembasahan dan penyebar lainnya, penambahan dispersan ester fosfat tidak mempengaruhi viskositas lapisan KU dan ICI.

Dispersant homopolimer poliasid, seperti Tamol 1254 dan Tamol 850, Tamol 850 adalah homopolimer asam metakrilat.

Dispersant kopolimer poliasid, seperti Orotan 731A, yang merupakan kopolimer diisobutilen dan asam maleat. Karakteristik dari kedua jenis dispersan ini adalah bahwa mereka menghasilkan adsorpsi yang kuat atau penahan pada permukaan pigmen dan pengisi, memiliki rantai molekul yang lebih lama untuk membentuk hambatan sterik, dan memiliki kelarutan air di ujung rantai, dan beberapa ditambah dengan repulsi elektrostatik mencapai hasil yang stabil. Untuk membuat dispersan memiliki dispersibilitas yang baik, berat molekul harus dikontrol secara ketat. Jika berat molekul terlalu kecil, akan ada penghalang sterik yang tidak mencukupi; Jika berat molekul terlalu besar, flokulasi akan terjadi. Untuk dispersan poliakrilat, efek dispersi terbaik dapat dicapai jika tingkat polimerisasi adalah 12-18.

Jenis dispersan lainnya, seperti AMP-95, memiliki nama kimia 2-amino-2-metil-1-propanol. Kelompok amino diadsorpsi pada permukaan partikel anorganik, dan gugus hidroksil meluas ke air, yang memainkan peran stabil melalui hambatan sterik. Karena ukurannya yang kecil, hambatan sterik terbatas. AMP-95 terutama merupakan regulator pH.

Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian tentang dispersan telah mengatasi masalah flokulasi yang disebabkan oleh berat molekul tinggi, dan perkembangan berat molekul tinggi adalah salah satu tren. Sebagai contoh, EFKA-4580 dispersan dengan berat molekul tinggi yang diproduksi oleh polimerisasi emulsi dikembangkan secara khusus untuk pelapis industri berbasis air, cocok untuk dispersi pigmen organik dan anorganik, dan memiliki ketahanan air yang baik.

Kelompok amino memiliki afinitas yang baik untuk banyak pigmen melalui ikatan asam-basa atau hidrogen. Blok kopolimer dispersan dengan asam aminoakrilat sebagai kelompok penahan telah diperhatikan.

2 dispersan dengan dimethylaminoethyl methacrylate sebagai kelompok penahan

Tego Dispers 655 Aditif membasahi dan menyebar digunakan dalam cat otomotif yang ditularkan melalui air tidak hanya untuk mengarahkan pigmen tetapi juga untuk mencegah bubuk aluminium bereaksi dengan air.

Karena kekhawatiran lingkungan, agen pembasahan dan penyebaran yang dapat terurai secara hayati telah dikembangkan, seperti agen pembasahan dan selisih sel kembar AE Envirogem AE, yang merupakan agen pembasah dan bubar dengan foaming rendah.

Defoamer

Ada banyak jenis defoamer cat berbasis air tradisional, yang umumnya dibagi menjadi tiga kategori: defoamer minyak mineral, defoamer polisiloksan dan defoamer lainnya.

Defoamer minyak mineral biasanya digunakan, terutama pada cat lateks datar dan semi-gloss.

Defoamer polisiloksan memiliki tegangan permukaan yang rendah, kemampuan defoaming yang kuat dan antifoaming, dan tidak mempengaruhi gloss, tetapi ketika digunakan secara tidak benar, mereka akan menyebabkan cacat seperti penyusutan film pelapis dan resoatabilitas yang buruk.

Defoamer cat berbasis air tradisional tidak sesuai dengan fase air untuk mencapai tujuan defoaming, sehingga mudah untuk menghasilkan cacat permukaan dalam film pelapis.

Dalam beberapa tahun terakhir, defoamer tingkat molekuler telah dikembangkan.

Agen antifoaming ini adalah polimer yang dibentuk dengan secara langsung mencangkok zat aktif antifoaming pada zat pembawa. Rantai molekuler polimer memiliki gugus hidroksil pembasahan, zat aktif defoaming didistribusikan di sekitar molekul, zat aktif tidak mudah dikumpulkan, dan kompatibilitas dengan sistem pelapisan baik. Defoamer tingkat molekul seperti itu termasuk minyak mineral-seri foamstar A10, serial foamstar A30, dan non-silikon, polimer non-minyak-seri MF foamstar.

Defoamer skala molekuler ini menggunakan polimer bintang supergraft sebagai surfaktan yang tidak kompatibel dan telah mencapai hasil yang baik dalam aplikasi pelapisan air. Defoamer tingkat molekul produk udara yang dilaporkan oleh Stout et al. adalah agen kontrol busa berbasis glikol asetilena dan defoamer dengan kedua sifat pembasahan, seperti Surfynol MD 20 dan Surfynol DF 37.

Selain itu, untuk memenuhi kebutuhan memproduksi pelapis nol-VOC, ada juga defoamer bebas VOC, seperti Agitan 315, Agitan E 255, dll.

pengental

Ada banyak jenis pengental, yang saat ini umum digunakan adalah selulosa eter dan turunannya penebalan, pengental alkali yang dapat dikeluarkan (hase) dan pengental poliuretan (heur).

3.1. Selulosa eter dan turunannya

Hydroxyethyl cellulose (HEC)pertama kali diproduksi secara industri oleh Union Carbide Company pada tahun 1932, dan memiliki sejarah lebih dari 70 tahun.

At present, the thickeners of cellulose ether and its derivatives mainly include hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl hydroxypropyl Base cellulose (MHPC), methyl cellulose (MC) and xanthan gum, dll., Ini adalah pengental non-ionik, dan juga termasuk pengental fase air yang tidak terkait. Di antara mereka, HEC adalah yang paling umum digunakan dalam cat lateks.

3.2 Pengental alkali-swellable

Pengental alkali yang dapat dilalui dibagi menjadi dua kategori: pengental alkali-sandaran non-asosiatif (ASE) dan pengental (HASE) alkali asosiatif (HASE), yang merupakan pengental anionik. ASE yang tidak terkait adalah emulsi pembengkakan alkali poliakrilat.

3.3. Pengental poliuretan dan pengental non-poliuretan yang dimodifikasi secara hidrofobal

Pengental poliuretan, disebut sebagai heur, adalah polimer yang larut dalam air poliuretan yang dimodifikasi oleh kelompok hidrofobik, yang termasuk pengental asosiatif non-ionik.

Heur terdiri dari tiga bagian: kelompok hidrofobik, rantai hidrofilik dan kelompok poliuretan.

Kelompok hidrofobik memainkan peran asosiasi dan merupakan faktor penentu untuk penebalan, biasanya oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol, dll.

Namun, tingkat substitusi kelompok hidrofobik di kedua ujung beberapa Heurs yang tersedia secara komersial lebih rendah dari 0,9, dan yang terbaik hanya 1,7. Kondisi reaksi harus dikontrol secara ketat untuk mendapatkan pengental poliuretan dengan distribusi berat molekul sempit dan kinerja yang stabil. Sebagian besar Heurs disintesis oleh polimerisasi bertahap, sehingga Heurs yang tersedia secara komersial umumnya campuran bobot molekul luas.

Selain penebalan poliuretan asosiatif linier yang dijelaskan di atas, ada juga penebalan poliuretan asosiatif seperti sisir. Yang disebut pengental poliuretan asosiasi sisir berarti bahwa ada gugus hidrofobik liontin di tengah setiap molekul pengental. Pengental seperti SCT-200 dan SCT-275 dll.

Saat menambahkan jumlah normal gugus hidrofobik, hanya ada 2 gugus hidrofobik yang tertutup akhir, sehingga pengental amino yang dimodifikasi secara hidrofobik yang disintesis tidak jauh berbeda dari HEUR, seperti Optiflo H 500, lihat Gambar 3.

Jika lebih banyak gugus hidrofobik ditambahkan, seperti hingga 8%, kondisi reaksi dapat disesuaikan untuk menghasilkan pengental amino dengan beberapa gugus hidrofobik yang diblokir. Tentu saja, ini juga pengental sisir.

Penebalan amino yang dimodifikasi hidrofobik ini dapat mencegah viskositas cat jatuh karena penambahan sejumlah besar surfaktan dan pelarut glikol ketika pencocokan warna ditambahkan. Alasannya adalah bahwa gugus hidrofobik yang kuat dapat mencegah desorpsi, dan beberapa kelompok hidrofobik memiliki hubungan yang kuat.