I. Panoramica
Essendo una delle materie prime dei rivestimenti, la quantità di additivi è solitamente molto piccola (generalmente circa l'1% della formulazione totale), ma l'effetto è eccezionale. La sua aggiunta non solo può evitare molti difetti del rivestimento e della pellicola, ma anche rendere il processo di produzione e costruzione del rivestimento facile da controllare e l'aggiunta di alcuni additivi può dotare il rivestimento di alcune funzioni speciali. Pertanto, gli additivi sono una parte importante dei rivestimenti.
2. Classificazione degli additivi
Gli additivi comunemente usati per i rivestimenti includono agenti organici antisedimentanti, addensanti, agenti livellanti, agenti di controllo della schiuma, promotori di adesione, agenti bagnanti e disperdenti, ecc.
3. Prestazioni e applicazione degli additivi
(1) Antisedimentante organico
La maggior parte di questi prodotti sono a base di poliolefine disperse in solventi, talvolta modificate con un derivato dell'olio di ricino. Questi additivi sono disponibili in tre forme: liquido, pasta e polvere.
1. Proprietà reologiche:
La principale funzione reologica degli agenti antisedimentanti organici è quella di controllare la sospensione dei pigmenti, ovvero impedire una sedimentazione dura o evitare del tutto la sedimentazione, che è la loro applicazione tipica. Ma in pratica provoca un aumento della viscosità e anche un certo grado di resistenza alla colatura, soprattutto nei rivestimenti industriali. Gli agenti organici antisedimentazioni si dissolveranno a causa della temperatura elevata, perdendo così la loro efficacia, ma la loro reologia verrà ripristinata con il raffreddamento del sistema.
2. Applicazione dell'antisedimentante organico:
Affinché l'agente antisedimentante agisca efficacemente nel rivestimento, è necessario che sia adeguatamente disperso e attivato. I passaggi specifici sono i seguenti:
(1) Bagnatura (solo polvere secca). L'antisedimentante organico in polvere secca è un aggregato, per poter separare le particelle l'una dall'altra deve essere bagnato con solvente e (o) resina. Solitamente è sufficiente aggiungerlo all'impasto di macinazione sotto moderata agitazione.
(2) Deagglomerazione (solo per polvere secca). La forza di aggregazione degli agenti organici antisedimentanti non è molto elevata e nella maggior parte dei casi è sufficiente la semplice miscelazione turbolenta.
(3) Dispersione, riscaldamento, durata della dispersione (tutti i tipi). Tutti gli agenti organici antisedimentanti hanno una temperatura minima di attivazione e se questa non viene raggiunta, non importa quanto grande sia la forza disperdente, non si avrà attività reologica. La temperatura di attivazione dipende dal solvente utilizzato. Quando viene superata la temperatura minima, lo stress applicato attiverà l'agente organico antisedimentazione e darà il massimo delle sue prestazioni.
(2) Addensante
Esistono diversi tipi di addensanti utilizzati nelle vernici a base solvente e a base acqua. I tipi comuni di addensanti utilizzati nei rivestimenti a base acqua sono: eteri di cellulosa, poliacrilati, addensanti associativi e addensanti inorganici.
1. L'addensante etere di cellulosa più comunemente usato è l'idrossietilcellulosa (HEC). A seconda della viscosità esistono specifiche diverse. HEC è un prodotto in polvere solubile in acqua, che è un addensante non ionico. Ha un buon effetto addensante, una buona resistenza all'acqua e agli alcali, ma i suoi svantaggi sono che è facile sviluppare muffe, marcire e ha scarse proprietà livellanti.
2. L'addensante in poliacrilato è un'emulsione di copolimero di acrilato con un elevato contenuto di carbossili e la sua caratteristica principale è la buona resistenza all'invasione di muffe. Quando il pH è 8-10 questo tipo di addensante si gonfia e aumenta la viscosità della fase acquosa; ma quando il pH è superiore a 10 si scioglie in acqua e perde il suo effetto addensante. Pertanto, c'è una maggiore sensibilità al pH. Attualmente, l’acqua ammoniacale è il regolatore del pH più comunemente utilizzato per le vernici al lattice in Cina. Pertanto, quando si utilizza questo tipo di addensante, il valore del pH diminuirà con la volatilizzazione dell'acqua ammoniacale e diminuirà anche il suo effetto addensante.
3. Gli addensanti associativi hanno meccanismi di addensamento diversi rispetto ad altri tipi di addensanti. La maggior parte degli addensanti apporta viscosità attraverso l'idratazione e la formazione di una debole struttura gel nel sistema. Tuttavia, gli addensanti associativi, come i tensioattivi, hanno nella molecola sia parti idrofile che parti di olio detergente giallo, gradevole alla bocca. Le parti idrofile possono essere idratate e rigonfiate per addensare la fase acquosa. I gruppi terminali lipofili possono essere combinati con particelle di emulsione e particelle di pigmento. associarsi per formare una struttura di rete.
4. L'addensante inorganico è rappresentato dalla bentonite. Di solito la bentonite a base d'acqua si gonfia quando assorbe acqua e il volume dopo aver assorbito l'acqua è molte volte il suo volume originale. Non solo agisce come addensante, ma previene anche l'affondamento, il cedimento e la fluttuazione del colore. Il suo effetto addensante è migliore di quello degli addensanti acrilici e poliuretanici rigonfiabili alcalini nella stessa quantità. Inoltre, ha anche un'ampia gamma di adattabilità del pH, buona stabilità al gelo-disgelo e stabilità biologica. Poiché non contiene tensioattivi idrosolubili, le particelle fini nella pellicola secca possono impedire la migrazione e la diffusione dell'acqua e possono migliorare la resistenza all'acqua della pellicola di rivestimento.
(3) agente livellante
Esistono tre tipi principali di agenti livellanti comunemente utilizzati:
1. Agente livellante di tipo polisilossano modificato
Questo tipo di agente livellante può ridurre fortemente la tensione superficiale del rivestimento, migliorare la bagnabilità del rivestimento sul substrato e prevenire il ritiro; può ridurre la differenza di tensione superficiale sulla superficie del film umido dovuta alla volatilizzazione del solvente, migliorare lo stato del flusso superficiale e livellare rapidamente la vernice; questo tipo di livellante può anche formare una pellicola estremamente sottile e liscia sulla superficie del film di rivestimento, migliorando così la levigatezza e la brillantezza della superficie del film di rivestimento.
2. Agente livellante di tipo resina a catena lunga con compatibilità limitata
Come l'omopolimero o il copolimero di acrilato, che può ridurre in una certa misura la tensione superficiale del rivestimento e del substrato per migliorare la bagnabilità e prevenire il ritiro; e può formare un singolo livello molecolare sulla superficie del film di rivestimento per aumentare la tensione superficiale del rivestimento, omogeneizzare, migliorare la fluidità superficiale, inibire la velocità di volatilizzazione del solvente, eliminare difetti come buccia d'arancia e segni di pennello e rendere il film di rivestimento liscio e Anche.
3. Agente livellante con solvente ad alto punto di ebollizione come componente principale
Questo tipo di agente livellante può regolare il tasso di volatilizzazione del solvente, in modo che il film di rivestimento abbia un tasso di volatilizzazione e una solvibilità più equilibrati durante il processo di essiccazione e impedisce che il flusso del film di rivestimento venga ostacolato dalla volatilizzazione del solvente troppo veloce e la viscosità è troppo elevata, con conseguenti svantaggi di scarso livellamento e può prevenire il ritiro causato dalla scarsa solubilità del materiale di base e la precipitazione causata dalla volatilizzazione del solvente troppo rapida.
(4) Agente di controllo della schiuma
Gli agenti di controllo della schiuma sono anche chiamati agenti antischiuma o agenti antischiuma. Gli agenti antischiuma prevengono o ritardano la formazione della schiuma: gli agenti antischiuma sono tensioattivi che fanno scoppiare le bolle che si sono formate. La differenza tra i due è solo teorica fino ad un certo punto, un antischiuma efficace può anche impedire la formazione di schiuma come un antischiuma. In generale, l'antischiuma è composto da tre componenti fondamentali: composto attivo (cioè agente attivo); agente diffondente (disponibile o meno); vettore.
(5) Agenti bagnanti e disperdenti
Gli agenti bagnanti e disperdenti possono avere una gamma di funzioni, ma le due funzioni principali sono ridurre il tempo e/o l'energia richiesta per completare il processo di dispersione stabilizzando al tempo stesso la dispersione del pigmento. Gli agenti bagnanti e disperdenti sono generalmente suddivisi come segue
Cinque categorie:
1. Agente bagnante anionico
2. Agente bagnante cationico
3. Agente bagnante elettroneutro, anfotero
4. Agente bagnante bifunzionale, non elettricamente neutro
5. Agente bagnante non ionico
I primi quattro tipi di agenti bagnanti e disperdenti possono svolgere un ruolo bagnante e aiutare la dispersione del pigmento perché le loro estremità idrofile hanno la capacità di formare legami fisici e chimici con la superficie del pigmento, i bordi, gli angoli, ecc. superficie del pigmento, solitamente l'estremità idrofoba. Anche gli agenti bagnanti e disperdenti non ionici contengono gruppi terminali idrofili, ma non possono formare legami fisici e chimici con la superficie del pigmento, ma possono combinarsi con l'acqua adsorbita sulla superficie delle particelle di pigmento. Questo legame dell'acqua alla superficie delle particelle di pigmento è instabile e porta ad assorbimento e desorbimento non ionico. Il tensioattivo desorbito in questo sistema di resina è libero e tende a causare effetti collaterali come scarsa resistenza all'acqua.
L'agente bagnante e il disperdente devono essere aggiunti durante il processo di dispersione del pigmento, in modo da garantire che altre sostanze tensioattive possano essere in stretto contatto con il pigmento per svolgere il loro ruolo prima di raggiungere la superficie della particella di pigmento.
Quattro. Riepilogo
Il rivestimento è un sistema complesso. Come componente del sistema, gli additivi vengono aggiunti in piccola quantità, ma svolgono un ruolo fondamentale nelle sue prestazioni. Pertanto, quando si sviluppano rivestimenti a base solvente, quali additivi utilizzare e il loro dosaggio dovrebbero essere determinati attraverso un gran numero di esperimenti ripetuti.
Orario di pubblicazione: 30 gennaio 2023