წყლის დაფუძნებული საფარის ხუთი „აგენტი“!

შეჯამება

1. დამსველებელი და დისპერსიული საშუალება

2. ქაფის დამცავი

3. გასქელება

4. ფირის წარმომქმნელი დანამატები

5. სხვა დანამატები

დამასველებელი და დამამშვიდებელი აგენტი

წყალზე დაფუძნებული საფარი იყენებს წყალს, როგორც გამხსნელად ან დისპერსიულ საშუალებას, და წყალს აქვს დიდი დიელექტრიკული მუდმივი, ამიტომ წყალზე დაფუძნებული საფარები ძირითადად სტაბილიზდება ელექტროსტატიკური მოგერიებით, როდესაც ელექტრო ორმაგი ფენა გადაფარავს.

გარდა ამისა, წყალზე დაფუძნებული საფარის სისტემაში ხშირად არის პოლიმერები და არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც ადსორბირებულია პიგმენტური შემავსებლის ზედაპირზე, ქმნიან სტერილურ შეფერხებას და ასტაბილურებენ დისპერსიას. ამიტომ, წყალზე დაფუძნებული საღებავები და ემულსიები აღწევენ სტაბილურ შედეგებს ელექტროსტატიკური მოგერიებისა და სტერული შეფერხების ერთობლივი მოქმედებით. მისი მინუსი არის ელექტროლიტების დაბალი წინააღმდეგობა, განსაკუთრებით მაღალი ფასის ელექტროლიტებისთვის.

1.1 დამატენიანებელი საშუალება

დამსველებელი აგენტები წყლის შემცველი საფარისთვის იყოფა ანიონად და არაიონურ.

დამატენიანებელი და დისპერსიული აგენტის კომბინაციამ შეიძლება მიაღწიოს იდეალურ შედეგებს. დამატენიანებელი აგენტის რაოდენობა ზოგადად არის რამდენიმე ათასზე. მისი უარყოფითი ეფექტი არის ქაფება და ამცირებს საფარის ფირის წყალგამძლეობას.

დამატენიანებელი საშუალებების განვითარების ერთ-ერთი ტენდენციაა პოლიოქსიეთილენის ალკილის (ბენზოლის) ფენოლეთერის (APEO ან APE) დამატენიანებელი საშუალებების თანდათან ჩანაცვლება, რადგან ეს იწვევს ვირთხებში მამრობითი ჰორმონების შემცირებას და აფერხებს ენდოკრინულ მუშაობას. პოლიოქსიეთილენის ალკილის (ბენზოლის) ფენოლის ეთერები ფართოდ გამოიყენება ემულგატორების სახით ემულსიის პოლიმერიზაციის დროს.

ტყუპი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ასევე ახალი განვითარებაა. ეს არის ორი ამფიფილური მოლეკულა, რომლებიც დაკავშირებულია სპაზერით. ორუჯრედიანი ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების ყველაზე თვალსაჩინო მახასიათებელია ის, რომ მიცელის კრიტიკული კონცენტრაცია (CMC) ზომით უფრო დაბალია, ვიდრე მათი "ერთუჯრედიანი" სურფაქტანტების, რასაც მოჰყვება მაღალი ეფექტურობა. როგორიცაა TEGO Twin 4000, ეს არის ორუჯრედიანი სილოქსანის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება და აქვს არასტაბილური ქაფი და ქაფის გამწმენდი თვისებები.

1.2 დისპერსანტი

ლატექსის საღებავის დისპერსანტები იყოფა ოთხ კატეგორიად: ფოსფატის დისპერსანტები, პოლიმჟავური ჰომოპოლიმერული დისპერსანტები, პოლიმჟავა კოპოლიმერული დისპერსანტები და სხვა დისპერსანტები.

ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ფოსფატის დისპერსანტებია პოლიფოსფატები, როგორიცაა ნატრიუმის ჰექსამეტაფოსფატი, ნატრიუმის პოლიფოსფატი (Calgon N, BK Giulini Chemical Company-ის პროდუქტი გერმანიაში), კალიუმის ტრიპოლიფოსფატი (KTPP) და ტეტრაკალიუმის პიროფოსფატი (TKPP).

მისი მოქმედების მექანიზმი არის ელექტროსტატიკური მოგერიების სტაბილიზაცია წყალბადის კავშირისა და ქიმიური ადსორბციის გზით. მისი უპირატესობა ის არის, რომ დოზა დაბალია, დაახლოებით 0,1%, და აქვს კარგი დისპერსიული ეფექტი არაორგანულ პიგმენტებზე და შემავსებლებზე. მაგრამ ასევე არის ხარვეზები: ერთი, pH მნიშვნელობისა და ტემპერატურის ამაღლებასთან ერთად, პოლიფოსფატი ადვილად ჰიდროლიზდება, იწვევს გრძელვადიან შენახვის სტაბილურობას; საშუალოში არასრული დაშლა გავლენას მოახდენს პრიალა ლატექსის საღებავის სიპრიალზე.

1 ფოსფატის დისპერსანტი

ფოსფატის ეთერების დისპერსანტები ასტაბილურებენ პიგმენტების დისპერსიებს, მათ შორის რეაქტიულ პიგმენტებს, როგორიცაა თუთიის ოქსიდი. პრიალა საღებავის ფორმულირებში ის აუმჯობესებს სიპრიალეს და გაწმენდას. სხვა დამატენიანებელი და დისპერსიული დანამატებისგან განსხვავებით, ფოსფატის ესტერის დისპერსანტების დამატება გავლენას არ ახდენს საფარის KU და ICI სიბლანტეზე.

პოლიაციდური ჰომოპოლიმერული დისპერსანტი, როგორიცაა Tamol 1254 და Tamol 850, Tamol 850 არის მეტაკრილის მჟავას ჰომოპოლიმერი.

პოლიაციდური კოპოლიმერული დისპერსანტი, როგორიცაა Orotan 731A, რომელიც არის დიიზობუტილენისა და მალეინის მჟავის კოპოლიმერი. ამ ორი ტიპის დისპერსანტის მახასიათებლებია ის, რომ ისინი აწარმოებენ ძლიერ ადსორბციას ან ამაგრებენ პიგმენტებისა და შემავსებლების ზედაპირზე, აქვთ გრძელი მოლეკულური ჯაჭვები სტერიკული შემაფერხებლობის შესაქმნელად და აქვთ წყალში ხსნადობა ჯაჭვის ბოლოებში, ზოგიერთს კი ემატება ელექტროსტატიკური მოგერიება. მიაღწიეთ სტაბილურ შედეგებს. იმისათვის, რომ დისპერსანტს ჰქონდეს კარგი დისპერსიულობა, მოლეკულური წონა მკაცრად უნდა იყოს კონტროლირებადი. თუ მოლეკულური წონა ძალიან მცირეა, იქნება არასაკმარისი სტერილური დაბრკოლება; თუ მოლეკულური წონა ძალიან დიდია, მოხდება ფლოკულაცია. პოლიაკრილატის დისპერსანტებისთვის საუკეთესო დისპერსიული ეფექტის მიღწევა შესაძლებელია, თუ პოლიმერიზაციის ხარისხი არის 12-18.

სხვა სახის დისპერსანტებს, როგორიცაა AMP-95, აქვთ ქიმიური სახელი 2-ამინო-2-მეთილ-1-პროპანოლი. ამინო ჯგუფი ადსორბირებულია არაორგანული ნაწილაკების ზედაპირზე, ხოლო ჰიდროქსილის ჯგუფი ვრცელდება წყალში, რომელიც სტაბილიზირებულ როლს ასრულებს სტერული დაბრკოლების გამო. მისი მცირე ზომის გამო, სტერილური დაბრკოლება შეზღუდულია. AMP-95 ძირითადად არის pH რეგულატორი.

ბოლო წლებში დისპერსანტებზე ჩატარებულმა კვლევებმა დაძლია მაღალი მოლეკულური წონით გამოწვეული ფლოკულაციის პრობლემა და ერთ-ერთი ტენდენციაა მაღალი მოლეკულური წონის განვითარება. მაგალითად, მაღალი მოლეკულური წონის დისპერსანტი EFKA-4580, რომელიც წარმოებულია ემულსიის პოლიმერიზაციით, სპეციალურად არის შემუშავებული წყალზე დაფუძნებული სამრეწველო საფარისთვის, შესაფერისია ორგანული და არაორგანული პიგმენტების დისპერსიისთვის და აქვს კარგი წყალგამძლეობა.

ამინოჯგუფებს აქვთ კარგი მიდრეკილება მრავალი პიგმენტის მიმართ მჟავა-ტუტოვანი ან წყალბადური კავშირის საშუალებით. ყურადღება მიექცა ბლოკ-კოპოლიმერის დისპერსანტს ამინოაკრილის მჟავასთან ერთად, როგორც დამჭერი ჯგუფი.

2 დისპერსანტი დიმეთილამინეთილის მეთაკრილატით, როგორც დამჭერი ჯგუფი

Tego Dispers 655 დამატენიანებელი და დისპერსიული დანამატი გამოიყენება წყლის საავტომობილო საღებავებში არა მხოლოდ პიგმენტების ორიენტირებისთვის, არამედ ალუმინის ფხვნილის წყალთან რეაქციის თავიდან ასაცილებლად.

გარემოსდაცვითი პრობლემების გამო, შემუშავებულია ბიოდეგრადირებადი დამატენიანებელი და დისპერსიული აგენტები, როგორიცაა EnviroGem AE სერიის ორუჯრედიანი დამასველებელი და დისპერსიული აგენტები, რომლებიც დაბალი ქაფიანი დამატენიანებელი და დისპერსიული აგენტებია.

ქაფის დამცავი

არსებობს მრავალი სახის ტრადიციული წყლის დაფუძნებული საღებავების გამწმენდი, რომლებიც ზოგადად იყოფა სამ კატეგორიად: მინერალური ზეთის გამწმენდები, პოლისილოქსანის გამწმენდები და სხვა გამწმენდები.

მინერალური ზეთების გამწმენდები ჩვეულებრივ გამოიყენება, ძირითადად ბრტყელ და ნახევრად პრიალა ლატექსის საღებავებში.

პოლისილოქსანის გამწმენდებს აქვთ დაბალი ზედაპირული დაძაბულობა, ძლიერი ქაფის და ქაფის საწინააღმდეგო შესაძლებლობები და არ ახდენენ გავლენას სიპრიალზე, მაგრამ არასწორად გამოყენებისას ისინი გამოიწვევენ დეფექტებს, როგორიცაა საფარის ფირის შეკუმშვა და ცუდი ხელახლა შეღებვა.

წყლის დაფუძნებული საღებავების გამწმენდი ტრადიციული საშუალებები შეუთავსებელია წყლის ფაზასთან, რათა მიაღწიოს ქაფის ამოღებას, ამიტომ ადვილია ზედაპირის დეფექტების წარმოქმნა საფარის ფილმში.

ბოლო წლებში შეიქმნა მოლეკულური დონის გამწმენდი საშუალებები.

ეს ქაფის საწინააღმდეგო საშუალება არის პოლიმერი, რომელიც წარმოიქმნება ქაფის საწინააღმდეგო აქტიური ნივთიერებების პირდაპირ გადამტან ნივთიერებაზე. პოლიმერის მოლეკულურ ჯაჭვს აქვს დამატენიანებელი ჰიდროქსილის ჯგუფი, ქაფის გამწმენდი აქტიური ნივთიერება ნაწილდება მოლეკულის გარშემო, აქტიური ნივთიერების აგრეგაცია ადვილი არ არის და თავსებადობა საფარის სისტემასთან კარგია. ასეთი მოლეკულური დონის გამწმენდები მოიცავს მინერალურ ზეთებს - FoamStar A10 სერიის, სილიკონის შემცველი - FoamStar A30 სერიის და არასილიკონის, უცხიმო პოლიმერებს - FoamStar MF სერია.

ეს მოლეკულური მასშტაბის დექაფის გამწმენდი იყენებს სუპერგამყენებელ ვარსკვლავურ პოლიმერს, როგორც შეუთავსებელ ზედაპირულად და კარგ შედეგს მიაღწია წყალში გადასაფარებლის გამოყენებაში. Air Products-ის მოლეკულური ხარისხის გამწმენდი მოხსენებული Stout et al. არის აცეტილენ გლიკოლზე დაფუძნებული ქაფის კონტროლის აგენტი და ქაფის გამწმენდი ორივე დამატენიანებელი თვისებებით, როგორიცაა Surfynol MD 20 და Surfynol DF 37.

გარდა ამისა, ნულოვანი VOC საფარების წარმოების მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად, ასევე არსებობს VOC-ის თავისუფალი გამწმენდები, როგორიცაა Agitan 315, Agitan E 255 და ა.შ.

შემასქელებელი

არსებობს მრავალი სახის გასქელება, ამჟამად ხშირად გამოიყენება ცელულოზის ეთერი და მისი წარმოებულები გასქელება, ასოციაციური ტუტე ადიდებული გასქელება (HASE) და პოლიურეთანის გასქელება (HEUR).

3.1. ცელულოზის ეთერი და მისი წარმოებულები

ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (HEC)პირველად წარმოებული იქნა ინდუსტრიულად Union Carbide Company-ის მიერ 1932 წელს და აქვს 70 წელზე მეტი ხნის ისტორია.

დღეისათვის ცელულოზის ეთერისა და მისი წარმოებულების გასქელება ძირითადად მოიცავს ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას (HEC), მეთილის ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას (MHEC), ეთილის ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას (EHEC), მეთილის ჰიდროქსიპროპილის ბაზის ცელულოზას (MHPC), მეთილის ცელულოზას (MC) და ქსანთანს. და ა.შ., ეს არის არაიონური გასქელება და ასევე მიეკუთვნება წყლის ფაზის არაასოცირებულ გასქელებას. მათ შორის, HEC ყველაზე ხშირად გამოიყენება ლატექსის საღებავებში.

3.2 ტუტე ადიდებულმა შესქელება

ტუტეზე ადიდებული გასქელება იყოფა ორ კატეგორიად: არაასოციაციური ტუტე ადიდებული გასქელება (ASE) და ასოციაციური ტუტე ადიდებული გასქელება (HASE), რომლებიც ანიონური გასქელებაა. არაასოცირებული ASE არის პოლიაკრილატის ტუტე შეშუპების ემულსია.

3.3. პოლიურეთანის გასქელება და ჰიდროფობიურად მოდიფიცირებული არაპოლიურეთანის გასქელება

პოლიურეთანის გასქელება, მოხსენიებული როგორც HEUR, არის ჰიდროფობიური ჯგუფის მიერ მოდიფიცირებული ეთოქსილირებული პოლიურეთანის წყალში ხსნადი პოლიმერი, რომელიც ეკუთვნის არაიონურ ასოციაციურ გასქელებას.

HEUR შედგება სამი ნაწილისგან: ჰიდროფობიური ჯგუფი, ჰიდროფილური ჯაჭვი და პოლიურეთანის ჯგუფი.

ჰიდროფობიური ჯგუფი ასრულებს ასოციაციურ როლს და წარმოადგენს გადამწყვეტ ფაქტორს გასქელებაზე, როგორც წესი, ოლეილი, ოქტადეცილი, დოდეცილფენილი, ნონილფენოლი და ა.შ.

თუმცა, ზოგიერთი კომერციულად ხელმისაწვდომი HEUR-ის ორივე ბოლოში ჰიდროფობიური ჯგუფების ჩანაცვლების ხარისხი 0,9-ზე დაბალია, ხოლო საუკეთესო მხოლოდ 1,7-ია. რეაქციის პირობები მკაცრად უნდა იყოს კონტროლირებადი, რათა მივიღოთ პოლიურეთანის გასქელება ვიწრო მოლეკულური წონის განაწილებით და სტაბილური მოქმედებით. HEUR-ების უმეტესობა სინთეზირდება ეტაპობრივი პოლიმერიზაციით, ამიტომ კომერციულად ხელმისაწვდომი HEUR-ები ზოგადად ფართო მოლეკულური წონის ნარევებია.

გარდა ზემოთ აღწერილი ხაზოვანი ასოციაციური პოლიურეთანის გასქელებისა, ასევე არსებობს სავარცხლის მსგავსი ასოციაციური პოლიურეთანის გასქელება. ეგრეთ წოდებული სავარცხელი ასოციაციის პოლიურეთანის გასქელება ნიშნავს, რომ ყოველი შემასქელებელი მოლეკულის შუაში არის გულსაკიდი ჰიდროფობიური ჯგუფი. ისეთი გასქელება, როგორიცაა SCT-200 და SCT-275 და ა.შ.

ჰიდროფობიური ჯგუფების ნორმალური რაოდენობის დამატებისას, არსებობს მხოლოდ 2 ჰიდროფობიური ჯგუფის ბოლო ქუდი, ამიტომ სინთეზირებული ჰიდროფობიურად მოდიფიცირებული ამინო შესქელება დიდად არ განსხვავდება HEUR-ისგან, როგორიცაა Optiflo H 500, იხილეთ სურათი 3.

თუ დაემატება მეტი ჰიდროფობიური ჯგუფი, როგორიცაა 8%-მდე, რეაქციის პირობები შეიძლება დარეგულირდეს ამინო გასქელებათა წარმოქმნით მრავალი დაბლოკილი ჰიდროფობიური ჯგუფით. რა თქმა უნდა, ეს ასევე სავარცხლის გასქელებაა.

ამ ჰიდროფობიურ მოდიფიცირებულ ამინო გასქელებას შეუძლია თავიდან აიცილოს საღებავის სიბლანტის დაცემა დიდი რაოდენობით სურფაქტანტების და გლიკოლის გამხსნელების დამატების გამო, როდესაც დაემატება ფერის შეხამება. მიზეზი ის არის, რომ ძლიერ ჰიდროფობიურ ჯგუფებს შეუძლიათ დეზორბციის თავიდან აცილება და მრავალ ჰიდროფობიურ ჯგუფს აქვს ძლიერი კავშირი.