Pieci ūdens bāzes pārklājumu “aģenti”!

kopsavilkums

1. Mitrināšanas un izkliedēšanas līdzeklis

2. Putu noņemšanas līdzeklis

3. Biezinātājs

4. Plēvi veidojošas piedevas

5. Citas piedevas

Mitrināšanas un izkliedēšanas līdzeklis

Ūdens bāzes pārklājumos tiek izmantots ūdens kā šķīdinātājs vai dispersijas vide, un ūdenim ir liela dielektriskā konstante, tāpēc pārklājumus uz ūdens bāzes galvenokārt stabilizē elektrostatiskā atgrūšanās, kad elektriskais dubultais slānis pārklājas.

Turklāt ūdens bāzes pārklājumu sistēmā bieži ir polimēri un nejonu virsmaktīvās vielas, kas adsorbējas uz pigmenta pildvielas virsmas, veidojot steriskus šķēršļus un stabilizējot dispersiju. Tāpēc ūdens bāzes krāsas un emulsijas sasniedz stabilus rezultātus, kopīgi iedarbojoties uz elektrostatisko atgrūšanu un steriskiem šķēršļiem. Tā trūkums ir slikta elektrolītu pretestība, īpaši dārgiem elektrolītiem.

1.1 Mitrināšanas līdzeklis

Mitrināšanas līdzekļi ūdens bāzes pārklājumiem ir sadalīti anjonos un nejonos.

Mitrinātāja un izkliedējošā līdzekļa kombinācija var sasniegt ideālus rezultātus. Mitrinātāja daudzums parasti ir dažas promiles. Tā negatīvā ietekme ir putošana un pārklājuma plēves ūdensizturības samazināšanās.

Viena no mitrinātāju attīstības tendencēm ir pakāpeniski aizstāt polioksietilēnalkil(benzola) fenola ētera (APEO vai APE) mitrinātājus, jo tas noved pie vīriešu dzimuma hormonu samazināšanās žurkām un traucē endokrīno sistēmu. Polioksietilēnalkil(benzola) fenola ēteri tiek plaši izmantoti kā emulgatori emulsijas polimerizācijas laikā.

Jaunas ir arī dubultās virsmaktīvās vielas. Tās ir divas amfifilas molekulas, kas savienotas ar starpliku. Divšūnu virsmaktīvo vielu visievērojamākā iezīme ir tā, ka kritiskā micellu koncentrācija (CMC) ir vairāk nekā par vienu pakāpi zemāka nekā to “vienšūnu” virsmaktīvo vielu koncentrācija, kam seko augsta efektivitāte. Piemēram, TEGO Twin 4000, tā ir divšūnu siloksāna virsmaktīvā viela, un tai ir nestabilas putas un putu mazināšanas īpašības.

1.2. Dispersants

Lateksa krāsu izkliedētājus iedala četrās kategorijās: fosfātu disperģētāji, poliskābju homopolimēru dispersanti, poliskābju kopolimēru dispersanti un citi dispersanti.

Visplašāk izmantotie fosfātu disperģētāji ir polifosfāti, piemēram, nātrija heksametafosfāts, nātrija polifosfāts (Calgon N, BK Giulini Chemical Company Vācijā produkts), kālija tripolifosfāts (KTPP) un tetrakālija pirofosfāts (TKPP).

Tās darbības mehānisms ir stabilizēt elektrostatisko atgrūšanos, izmantojot ūdeņraža saiti un ķīmisko adsorbciju. Tā priekšrocība ir tā, ka deva ir zema, aptuveni 0,1%, un tai ir laba dispersijas iedarbība uz neorganiskiem pigmentiem un pildvielām. Taču ir arī trūkumi: tas, līdz ar pH vērtības un temperatūras paaugstināšanos, polifosfāts viegli hidrolizējas, pasliktina ilgtermiņa uzglabāšanas stabilitāti; Nepilnīga izšķīšana vidē ietekmēs glancētas lateksa krāsas spīdumu.

1 Fosfātu disperģētājs

Fosfāta estera disperģētāji stabilizē pigmentu dispersijas, tostarp reaktīvos pigmentus, piemēram, cinka oksīdu. Spīduma krāsu sastāvos tas uzlabo spīdumu un tīrāmību. Atšķirībā no citām mitrinošām un izkliedējošām piedevām, fosfātu esteru dispersantu pievienošana neietekmē pārklājuma KU un ICI viskozitāti.

Poliskābju homopolimēru disperģētājs, piemēram, Tamol 1254 un Tamol 850, Tamol 850 ir metakrilskābes homopolimērs.

Poliskābju kopolimēru dispersants, piemēram, Orotan 731A, kas ir diizobutilēna un maleīnskābes kopolimērs. Šo divu veidu dispersantu īpašības ir tādas, ka tie rada spēcīgu adsorbciju vai noenkurošanos uz pigmentu un pildvielu virsmas, tiem ir garākas molekulārās ķēdes, lai veidotu steriskus šķēršļus, un ķēdes galos ir šķīdība ūdenī, un dažus papildina elektrostatiskā atgrūšanās. sasniegt stabilus rezultātus. Lai dispersantam būtu laba disperģējamība, molekulmasa ir stingri jākontrolē. Ja molekulmasa ir pārāk maza, nebūs pietiekami daudz stērisko šķēršļu; ja molekulmasa ir pārāk liela, notiks flokulācija. Poliakrilāta disperģētājiem vislabāko dispersijas efektu var panākt, ja polimerizācijas pakāpe ir 12-18.

Citu veidu disperģētājiem, piemēram, AMP-95, ķīmiskais nosaukums ir 2-amino-2-metil-1-propanols. Aminogrupa ir adsorbēta uz neorganisko daļiņu virsmas, un hidroksilgrupa stiepjas līdz ūdenim, kam ir stabilizējoša loma, pateicoties steriskiem šķēršļiem. Tā mazā izmēra dēļ sterisks šķērslis ir ierobežots. AMP-95 galvenokārt ir pH regulators.

Pēdējos gados dispersantu pētījumi ir pārvarējuši lielas molekulmasas izraisīto flokulācijas problēmu, un liela molekulmasa ir viena no tendencēm. Piemēram, augstas molekulmasas disperģētājs EFKA-4580, kas ražots emulsijas polimerizācijas ceļā, ir īpaši izstrādāts rūpnieciskiem pārklājumiem uz ūdens bāzes, piemērots organisko un neorganisko pigmentu dispersijai, un tam ir laba ūdensizturība.

Aminogrupām ir laba afinitāte pret daudziem pigmentiem, izmantojot skābes-bāzes vai ūdeņraža saiti. Uzmanība ir pievērsta blokkopolimēra disperģētājam ar aminoakrilskābi kā enkurgrupu.

2 Dispersants ar dimetilaminoetilmetakrilātu kā enkurgrupu

Mitrinošā un izkliedējošā piedeva Tego Dispers 655 tiek izmantota ūdens bāzes automobiļu krāsās ne tikai pigmentu orientēšanai, bet arī lai novērstu alumīnija pulvera reakciju ar ūdeni.

Vides apsvērumu dēļ ir izstrādāti bioloģiski noārdāmi mitrināšanas un izkliedēšanas līdzekļi, piemēram, EnviroGem AE sērijas divšūnu mitrināšanas un izkliedēšanas līdzekļi, kas ir mazputojoši mitrināšanas un izkliedēšanas līdzekļi.

Putu noņemšanas līdzeklis

Ir daudz veidu tradicionālo ūdens bāzes krāsu pretputošanas līdzekļu, kas parasti tiek iedalīti trīs kategorijās: minerāleļļu putu slāpētāji, polisiloksāna putu slāpētāji un citi putu slāpētāji.

Minerāleļļas pretputošanas līdzekļus parasti izmanto, galvenokārt plakanās un daļēji spīdīgās lateksa krāsās.

Polisiloksāna putu slāpētājiem ir zems virsmas spraigums, spēcīgas putošanas un pretputošanas spējas, un tie neietekmē spīdumu, taču, ja tos izmanto nepareizi, tie radīs tādus defektus kā pārklājuma plēves saraušanās un slikta pārklāšanas spēja.

Tradicionālie ūdens bāzes krāsu pretputošanas līdzekļi nav savietojami ar ūdens fāzi, lai sasniegtu putu noņemšanas mērķi, tāpēc pārklājuma plēvē ir viegli radīt virsmas defektus.

Pēdējos gados ir izstrādāti molekulārā līmeņa putu slāpētāji.

Šis pretputošanas līdzeklis ir polimērs, kas izveidots, tieši uzpotējot pretputošanas aktīvās vielas uz nesējvielas. Polimēra molekulārajā ķēdē ir mitrinoša hidroksilgrupa, putojošā aktīvā viela ir izplatīta ap molekulu, aktīvā viela nav viegli agregējama, un saderība ar pārklājuma sistēmu ir laba. Pie šādiem molekulārā līmeņa putu slāpētājiem pieder minerāleļļas — FoamStar A10 sērija, silīciju saturoša — FoamStar A30 sērija un polimēri bez silīcija, bez eļļas — FoamStar MF sērija.

Šis molekulārā mēroga pretputošanas līdzeklis izmanto superpotētu zvaigžņu polimēru kā nesaderīgu virsmaktīvo vielu, un tas ir sasniedzis labus rezultātus ūdens bāzes pārklājumu lietojumos. Air Products molekulārās kvalitātes pretputošanas līdzeklis, par kuru ziņo Stout et al. ir acetilēnglikola bāzes putu kontroles līdzeklis un putu slāpētājs ar abām mitrināšanas īpašībām, piemēram, Surfynol MD 20 un Surfynol DF 37.

Turklāt, lai apmierinātu nulles GOS pārklājumu ražošanas vajadzības, ir pieejami arī GOS nesaturoši putu slāpētāji, piemēram, Agitan 315, Agitan E 255 utt.

biezinātājs

Ir daudz veidu biezinātāju, pašlaik plaši izmantotie ir celulozes ētera un tā atvasinājumu biezinātāji, asociatīvie sārmu uzbriestošie biezinātāji (HASE) un poliuretāna biezinātāji (HEUR).

3.1. Celulozes ēteris un tā atvasinājumi

Hidroksietilceluloze (HEC)pirmo reizi rūpnieciski ražoja Union Carbide Company 1932. gadā, un tam ir vairāk nekā 70 gadu vēsture.

Pašlaik celulozes ētera un tā atvasinājumu biezinātāji galvenokārt ir hidroksietilceluloze (HEC), metilhidroksietilceluloze (MHEC), etilhidroksietilceluloze (EHEC), metilhidroksipropil bāzes celuloze (MHPC), metilceluloze (MC) un ksantāna sveķi, utt., tie ir nejonu biezinātāji, kā arī pieder pie nesaistītiem ūdens fāzes biezinātājiem. Starp tiem lateksa krāsās visbiežāk izmanto HEC.

3.2 Ar sārmu uzbriestošs biezinātājs

Ar sārmu uzbriestošie biezinātāji ir sadalīti divās kategorijās: neasociatīvie sārmu uzbriestošie biezinātāji (ASE) un asociatīvie sārmu uzbriestošie biezinātāji (HASE), kas ir anjonu biezinātāji. Nesaistītā ASE ir poliakrilāta sārmu uzbriestoša emulsija.

3.3. Poliuretāna biezinātājs un hidrofobiski modificēts nepoliuretāna biezinātājs

Poliuretāna biezinātājs, saukts par HEUR, ir hidrofobā grupā modificēts etoksilēts, ūdenī šķīstošs poliuretāna polimērs, kas pieder nejonu asociatīvajam biezinātājam.

HEUR sastāv no trim daļām: hidrofobās grupas, hidrofilās ķēdes un poliuretāna grupas.

Hidrofobajai grupai ir asociācijas loma, un tā ir noteicošais faktors sabiezēšanai, parasti oleils, oktadecils, dodecilfenils, nonilfenols utt.

Tomēr dažu komerciāli pieejamu HEUR hidrofobo grupu aizstāšanas pakāpe abos galos ir zemāka par 0,9, bet labākā ir tikai 1,7. Reakcijas apstākļi ir stingri jākontrolē, lai iegūtu poliuretāna biezinātāju ar šauru molekulmasas sadalījumu un stabilu veiktspēju. Lielākā daļa HEUR tiek sintezēti ar pakāpenisku polimerizāciju, tāpēc komerciāli pieejamie HEUR parasti ir plašas molekulmasas maisījumi.

Papildus iepriekš aprakstītajiem lineārajiem asociatīvajiem poliuretāna biezinātājiem ir arī ķemmei līdzīgi asociatīvie poliuretāna biezinātāji. Tā sauktais ķemmes asociācijas poliuretāna biezinātājs nozīmē, ka katras biezinātāja molekulas vidū ir piekaramā hidrofobā grupa. Tādi biezinātāji kā SCT-200 un SCT-275 utt.

Pievienojot normālu daudzumu hidrofobo grupu, ir tikai 2 hidrofobās grupas ar gala vāciņu, tāpēc sintezētais hidrofobiski modificētais amino biezinātājs daudz neatšķiras no HEUR, piemēram, Optiflo H 500, skatīt 3. attēlu.

Ja pievieno vairāk hidrofobisku grupu, piemēram, līdz 8%, reakcijas apstākļus var pielāgot, lai iegūtu amino biezinātājus ar vairākām bloķētām hidrofobām grupām. Protams, šis ir arī ķemmes biezinātājs.

Šis hidrofobiskais modificētais amino biezinātājs var novērst krāsas viskozitātes samazināšanos, jo, pievienojot krāsu saskaņošanu, tiek pievienots liels daudzums virsmaktīvo vielu un glikola šķīdinātāju. Iemesls ir tāds, ka spēcīgas hidrofobās grupas var novērst desorbciju, un vairākām hidrofobām grupām ir spēcīga asociācija.