I. 概要
塗料の原料の一つであるため、添加剤の配合量は通常非常に少量（通常全配合量の1％程度）ですが、その効果は絶大です。添加剤の添加により、多くのコーティング欠陥やフィルム欠陥を回避できるだけでなく、コーティングの製造および施工プロセスの制御が容易になり、特定の添加剤の添加によりコーティングにいくつかの特別な機能を与えることができます。したがって、添加剤はコーティングの重要な部分です。
2. 添加物の分類
コーティングに一般的に使用される添加剤には、有機沈降防止剤、増粘剤、レベリング剤、泡制御剤、接着促進剤、湿潤分散剤などが含まれます。
3. 添加剤の性能と用途
(1) 有機沈降防止剤
これらの製品のほとんどはポリオレフィンをベースにしており、何らかの溶媒に分散されており、場合によってはヒマシ油誘導体で修飾されています。これらの添加剤には、液体、ペースト、粉末の 3 つの形状があります。
1.レオロジー特性:
有機沈降防止剤の主なレオロジー機能は、顔料の懸濁を制御することです。つまり、典型的な用途である、激しい沈降を防止したり沈降を完全に回避したりすることです。しかし実際には、特に工業用塗料では、粘度が増加し、ある程度の垂れ耐性も生じます。有機沈降防止剤は温度の上昇により溶解し、その効果を失いますが、システムが冷却されるとレオロジーは回復します。
2. 有機沈降防止剤の塗布:
沈降防止剤をコーティング内で効果的に機能させるには、沈降防止剤を適切に分散させて活性化する必要があります。具体的な手順は次のとおりです。
(1) 湿潤化 (乾燥粉末のみ)。乾燥粉末有機沈降防止剤は凝集体であり、粒子を互いに分離するには、溶媒および（または）樹脂で湿らせる必要があります。通常は、適度に撹拌しながら研削スラリーに添加するだけで十分です。
(2) 解凝集 (乾燥粉末のみ)。有機沈降防止剤の凝集力はそれほど強くないため、ほとんどの場合、単純な乱流混合で十分です。
（３）分散、加熱、分散時間（全種類）。すべての有機沈降防止剤には最低活性温度があり、その温度に達しない場合は、分散力がどれほど大きくてもレオロジー活性はありません。活性化温度は使用する溶媒によって異なります。最低温度を超えると、加えられる応力により有機沈降防止剤が活性化し、その性能が十分に発揮されます。
(2)増粘剤
溶剤系塗料と水性塗料にはさまざまな種類の増粘剤が使用されています。水性塗料に使用される一般的な増粘剤には、セルロースエーテル、ポリアクリレート、会合性増粘剤、無機増粘剤などがあります。
1. 最も一般的に使用されるセルロース エーテル増粘剤はヒドロキシエチル セルロース (HEC) です。粘度により仕様が異なります。 HEC は粉末状の水溶性製品であり、非イオン性増粘剤です。増粘効果があり、耐水性、耐アルカリ性にも優れていますが、カビが発生しやすく、腐りやすい、レベリング性が悪いという欠点があります。
2.ポリアクリル酸エステル系増粘剤は、カルボキシル基含有量の高いアクリル酸エステル共重合体エマルジョンであり、カビの侵入に強いことが最大の特徴です。 pH が 8 ～ 10 になると、この種の増粘剤は膨潤し、水相の粘度が増加します。しかし、pH が 10 を超えると、水に溶けて増粘効果が失われます。したがって、pH に対する感度が高くなります。現在、中国ではアンモニア水がラテックス塗料の pH 調整剤として最も一般的に使用されています。したがって、この種の増粘剤を使用すると、アンモニア水の揮発に伴ってpH値が低下し、増粘効果も低下してしまいます。
3. 会合性増粘剤は、他のタイプの増粘剤とは異なる増粘メカニズムを持っています。ほとんどの増粘剤は、水和と系内での弱いゲル構造の形成によって粘度をもたらします。しかし、会合性増粘剤は界面活性剤と同様に、分子内に親水性部分と口に優しい黄色のクレンジングオイル部分の両方を持っています。親水性部分は水和して膨潤し、水相を濃くすることができます。親油性末端基は、エマルション粒子および顔料粒子と組み合わせることができます。連携してネットワーク構造を形成します。
無機増粘剤としては、ベントナイトが代表的である。通常、水系ベントナイトは水を吸収すると膨潤し、吸水後の体積は元の体積の数倍になります。増粘剤としての役割だけでなく、色の沈み・垂れ・浮きを防ぐ効果もあります。同量のアルカリ膨潤性アクリル系増粘剤やポリウレタン系増粘剤よりも増粘効果が優れています。さらに、幅広い pH 適応性、優れた凍結融解安定性、生物学的安定性も備えています。水溶性界面活性剤を含まないため、乾燥塗膜中の微粒子が水分の移行・拡散を防ぎ、塗膜の耐水性を高めることができます。
(3) レベリング剤
一般的に使用されるレベリング剤には主に 3 つのタイプがあります。
1. 変性ポリシロキサン系レベリング剤
このタイプのレベリング剤は、コーティングの表面張力を大幅に低下させ、基材に対するコーティングの濡れ性を改善し、収縮を防ぐことができます。溶剤の揮発による湿潤塗膜表面の表面張力差を軽減し、表面流動状態を改善し、塗料の平坦化を早くします。また、このレベリング剤は塗膜表面に極めて薄く平滑な膜を形成し、塗膜表面の平滑性や光沢性を向上させることができます。
2. 相溶性に制限のある長鎖樹脂型レベリング剤
アクリレートのホモポリマーまたはコポリマーなど、コーティングと基材の表面張力をある程度低下させて濡れ性を改善し、収縮を防ぐことができます。塗膜表面に単一分子レベルを形成し、塗膜の表面張力を高め、均一化、表面流動性の向上、溶剤揮発速度の抑制、みかんの皮や刷毛目などの欠陥の解消、塗膜の平滑化、平。
3. 高沸点溶剤を主成分としたレベリング剤
このタイプのレベリング剤は、溶剤の揮発速度を調整することができるため、乾燥工程中の塗膜の揮発速度と溶解力のバランスがより良くなり、溶剤の揮発が速すぎて塗膜の流れが妨げられるのを防ぎます。粘度が高すぎるとレベリング性が悪くなり、基材の溶解度の低さによる収縮や溶媒の揮発が速すぎることによる沈殿を防ぐことができます。
(4) 泡制御剤
泡制御剤は、消泡剤または消泡剤とも呼ばれます。消泡剤は泡の形成を防止または遅延します。 消泡剤は、形成された泡を破裂させる界面活性剤です。両者の違いはある程度理論上のものであり、優れた消泡剤は消泡剤と同様に泡の形成を防ぐこともできます。一般に、消泡剤は 3 つの基本成分で構成されています。拡散剤（入手可能かどうか）。運送業者。
(5) 湿潤分散剤
湿潤剤および分散剤にはさまざまな機能がありますが、主な 2 つの機能は、顔料分散を安定させながら、分散プロセスを完了するのに必要な時間および/またはエネルギーを削減することです。湿潤剤と分散剤は通常、次のように分類されます。
5 つのカテゴリ:
1. アニオン性湿潤剤
2. カチオン性湿潤剤
3. 電気中性、両性湿潤剤
4. 二官能性、非電気的に中性の湿潤剤
5. 非イオン性湿潤剤
最初の 4 種類の湿潤剤と分散剤は、湿潤の役割を果たし、顔料の分散を助けることができます。これは、それらの親水性末端が顔料の表面、エッジ、コーナーなどと物理的および化学的結合を形成し、顔料の方向に向かって移動する能力があるためです。顔料の表面、通常は疎水性の端。非イオン性湿潤分散剤にも親水性末端基が含まれていますが、顔料表面と物理的および化学的結合を形成することはできませんが、顔料粒子表面の吸着水と結合する可能性があります。顔料粒子表面に結合しているこの水は不安定であり、非イオン性の吸収と脱着を引き起こします。この樹脂系では脱離した界面活性剤が遊離しており、耐水性の低下などの副作用を引き起こす傾向があります。
湿潤剤と分散剤は、他の界面活性物質が顔料粒子の表面に到達する前に顔料と密接に接触してその役割を果たすことができるように、顔料の分散プロセス中に添加する必要があります。
4つ目。まとめ
コーティングは複雑なシステムです。システムのコンポーネントとして添加剤は少量ですが、その性能に重要な役割を果たします。したがって、溶剤ベースのコーティングを開発する場合、使用する添加剤とその投与量は、多数の実験を繰り返して決定する必要があります。
投稿時刻: 2023 年 1 月 30 日