पाणी-आधारित कोटिंग्जचे पाच “एजंट”!

सारांश

1. ओले करणे आणि विखुरणारे एजंट

2. डिफोमर

3. जाडसर

4. फिल्म-फॉर्मिंग ऍडिटीव्ह

5. इतर additives

ओले आणि विखुरणारे एजंट

पाणी-आधारित कोटिंग्ज पाण्याचा विद्रावक किंवा फैलाव माध्यम म्हणून वापर करतात आणि पाण्यामध्ये मोठ्या प्रमाणात डायलेक्ट्रिक स्थिरता असते, म्हणून जेव्हा विद्युत दुहेरी थर ओव्हरलॅप होतो तेव्हा पाणी-आधारित कोटिंग्स प्रामुख्याने इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षणाने स्थिर होतात.

याव्यतिरिक्त, पाणी-आधारित कोटिंग सिस्टममध्ये, बहुधा पॉलिमर आणि नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट असतात, जे रंगद्रव्य फिलरच्या पृष्ठभागावर शोषले जातात, स्टेरिक अडथळा निर्माण करतात आणि फैलाव स्थिर करतात. त्यामुळे, जल-आधारित पेंट्स आणि इमल्शन इलेक्ट्रोस्टॅटिक रिपल्शन आणि स्टेरिक अडथळा यांच्या संयुक्त क्रियेद्वारे स्थिर परिणाम प्राप्त करतात. त्याचा गैरफायदा खराब इलेक्ट्रोलाइट प्रतिकार आहे, विशेषत: उच्च-किंमत इलेक्ट्रोलाइट्ससाठी.

1.1 ओले करणारे एजंट

जलजन्य कोटिंग्जसाठी ओले करणारे एजंट ॲनिओनिक आणि नॉनिओनिकमध्ये विभागलेले आहेत.

ओले करणारे एजंट आणि विखुरणारे एजंट यांचे संयोजन आदर्श परिणाम प्राप्त करू शकते. ओले जाणा-या एजंटचे प्रमाण साधारणपणे काही प्रति हजार असते. त्याचा नकारात्मक प्रभाव फोमिंग आणि कोटिंग फिल्मचा पाण्याचा प्रतिकार कमी करत आहे.

वेटिंग एजंट्सच्या विकासाच्या ट्रेंडपैकी एक म्हणजे पॉलीऑक्सीथिलीन अल्काइल (बेंझिन) फिनॉल इथर (एपीईओ किंवा एपीई) ओले करणारे एजंट हळूहळू बदलणे, कारण यामुळे उंदरांमध्ये नर हार्मोन्स कमी होतात आणि अंतःस्रावीमध्ये हस्तक्षेप होतो. इमल्शन पॉलिमरायझेशन दरम्यान पॉलीऑक्सीथिलीन अल्काइल (बेंझिन) फिनॉल इथर मोठ्या प्रमाणावर इमल्सीफायर म्हणून वापरले जातात.

ट्विन सर्फॅक्टंट्स देखील नवीन विकास आहेत. हे स्पेसरद्वारे जोडलेले दोन एम्फिफिलिक रेणू आहेत. ट्विन-सेल सर्फॅक्टंट्सचे सर्वात लक्षणीय वैशिष्ट्य म्हणजे क्रिटिकल मायसेल कॉन्सन्ट्रेशन (CMC) हे त्यांच्या “सिंगल-सेल” सर्फॅक्टंट्सच्या परिमाणापेक्षा कमी असते, त्यानंतर उच्च कार्यक्षमता असते. TEGO Twin 4000 सारखे, हे ट्विन सेल सिलोक्सेन सर्फॅक्टंट आहे आणि त्यात अस्थिर फोम आणि डिफोमिंग गुणधर्म आहेत.

1.2 पसरणारा

लेटेक्स पेंटसाठी डिस्पर्संट्स चार श्रेणींमध्ये विभागले गेले आहेत: फॉस्फेट डिस्पर्संट्स, पॉलीएसिड होमोपॉलिमर डिस्पर्संट्स, पॉलीएसिड कॉपॉलिमर डिस्पर्संट्स आणि इतर डिस्पर्संट्स.

पॉलीफॉस्फेट, सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट, सोडियम पॉलीफॉस्फेट (कॅल्गॉन एन, जर्मनीतील बीके गियुलिनी केमिकल कंपनीचे उत्पादन), पोटॅशियम ट्रायपॉलीफॉस्फेट (KTPP) आणि टेट्रापोटॅशियम पायरोफॉस्फेट (TKPP) यांसारखे फॉस्फेट पसरवणारे सर्वाधिक वापरले जाणारे फॉस्फेट आहेत.

हायड्रोजन बाँडिंग आणि रासायनिक शोषणाद्वारे इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षण स्थिर करणे ही त्याच्या कृतीची यंत्रणा आहे. त्याचा फायदा असा आहे की डोस कमी आहे, सुमारे 0.1%, आणि त्याचा अजैविक रंगद्रव्ये आणि फिलरवर चांगला फैलाव प्रभाव आहे. परंतु त्यात कमतरता देखील आहेत: एक, पीएच मूल्य आणि तापमान वाढवण्याबरोबरच, पॉलीफॉस्फेट सहजपणे हायड्रोलायझ केले जाते, ज्यामुळे दीर्घकालीन स्टोरेज स्थिरता खराब होते; मध्यम मध्ये अपूर्ण विघटन ग्लॉसी लेटेक्स पेंटच्या चमकांवर परिणाम करेल.

1 फॉस्फेट dispersant

फॉस्फेट एस्टर डिस्पर्संट्स झिंक ऑक्साईड सारख्या प्रतिक्रियाशील रंगद्रव्यांसह रंगद्रव्य विखुरणे स्थिर करतात. ग्लॉस पेंट फॉर्म्युलेशनमध्ये, ते चकचकीत आणि स्वच्छता सुधारते. इतर ओले आणि विखुरणाऱ्या ऍडिटीव्हच्या विपरीत, फॉस्फेट एस्टर डिस्पर्संट्स जोडल्याने कोटिंगच्या KU आणि ICI चिकटपणावर परिणाम होत नाही.

पॉलीसिड होमोपॉलिमर डिस्पर्संट, जसे की टॅमोल 1254 आणि टॅमोल 850, टॅमोल 850 हे मेथाक्रिलिक ऍसिडचे होमोपॉलिमर आहे.

पॉलीसिड कॉपॉलिमर डिस्पर्संट, जसे की ओरोटन 731A, जो डायसोब्युटीलीन आणि मॅलिक ॲसिडचा कॉपॉलिमर आहे. या दोन प्रकारच्या डिस्पर्संट्सची वैशिष्ट्ये अशी आहेत की ते रंगद्रव्ये आणि फिलरच्या पृष्ठभागावर मजबूत शोषण किंवा अँकरिंग तयार करतात, स्टेरिक अडथळा निर्माण करण्यासाठी लांब आण्विक साखळ्या असतात आणि साखळीच्या टोकाला पाण्यात विद्राव्यता असते आणि काही इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षणाने पूरक असतात. स्थिर परिणाम प्राप्त करा. dispersant चांगले dispersibility करण्यासाठी, आण्विक वजन काटेकोरपणे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. जर आण्विक वजन खूप लहान असेल, तर अपुरा स्टेरिक अडथळा असेल; जर आण्विक वजन खूप मोठे असेल तर फ्लोक्युलेशन होईल. पॉलीएक्रिलेट डिस्पर्संट्ससाठी, पॉलिमरायझेशनची डिग्री 12-18 असल्यास सर्वोत्तम फैलाव प्रभाव प्राप्त केला जाऊ शकतो.

एएमपी-95 सारख्या इतर प्रकारच्या डिस्पर्संट्सचे रासायनिक नाव 2-अमीनो-2-मिथाइल-1-प्रोपॅनॉल असते. अमीनो गट अजैविक कणांच्या पृष्ठभागावर शोषला जातो आणि हायड्रॉक्सिल गट पाण्यापर्यंत पसरतो, जो स्टेरीक अडथळाद्वारे स्थिर भूमिका बजावतो. त्याच्या लहान आकारामुळे, स्टेरिक अडथळा मर्यादित आहे. AMP-95 हे प्रामुख्याने pH नियामक आहे.

अलिकडच्या वर्षांत, डिस्पर्संट्सवरील संशोधनाने उच्च आण्विक वजनामुळे होणाऱ्या फ्लोक्युलेशनच्या समस्येवर मात केली आहे आणि उच्च आण्विक वजनाचा विकास हा ट्रेंडपैकी एक आहे. उदाहरणार्थ, इमल्शन पॉलिमरायझेशनद्वारे उत्पादित उच्च आण्विक वजन डिस्पर्संट EFKA-4580 विशेषत: पाणी-आधारित औद्योगिक कोटिंगसाठी विकसित केले गेले आहे, सेंद्रिय आणि अजैविक रंगद्रव्य विखुरण्यासाठी योग्य आहे आणि पाण्याचा चांगला प्रतिकार आहे.

ॲमिनो गटांना ऍसिड-बेस किंवा हायड्रोजन बाँडिंगद्वारे अनेक रंगद्रव्यांसाठी चांगली आत्मीयता असते. अँकरिंग ग्रुप म्हणून एमिनोएक्रेलिक ऍसिडसह ब्लॉक कॉपॉलिमर डिस्पर्संटकडे लक्ष दिले गेले आहे.

2 अँकरिंग ग्रुप म्हणून डायमेथिलामिनोइथिल मेथाक्रिलेटसह डिस्पर्संट

Tego Dispers 655 wetting and dispersing additive चा वापर जलजन्य ऑटोमोटिव्ह पेंट्समध्ये केवळ रंगद्रव्यांना दिशा देण्यासाठीच नाही तर ॲल्युमिनियम पावडरला पाण्याशी प्रतिक्रिया होण्यापासून रोखण्यासाठी देखील केला जातो.

पर्यावरणाच्या चिंतेमुळे, बायोडिग्रेडेबल ओले आणि विखुरणारे एजंट विकसित केले गेले आहेत, जसे की एन्व्हायरोजेम एई मालिका ट्विन-सेल ओले आणि विखुरणारे एजंट, जे कमी फोमिंग ओले आणि विखुरणारे एजंट आहेत.

डिफोमर

पारंपारिक पाणी-आधारित पेंट डीफोमर्सचे अनेक प्रकार आहेत, जे साधारणपणे तीन श्रेणींमध्ये विभागले जातात: खनिज तेल डीफोमर्स, पॉलिसिलॉक्सेन डीफोमर्स आणि इतर डीफोमर्स.

मिनरल ऑइल डिफोमर्स सामान्यतः वापरले जातात, मुख्यतः फ्लॅट आणि सेमी-ग्लॉस लेटेक पेंट्समध्ये.

पॉलीसिलॉक्सेन डिफोमर्समध्ये पृष्ठभागावरील ताण कमी असतो, मजबूत डीफोमिंग आणि अँटीफोमिंग क्षमता असते आणि ते ग्लॉसवर परिणाम करत नाहीत, परंतु अयोग्यरित्या वापरल्यास, ते कोटिंग फिल्मचे संकोचन आणि खराब रीकोएटिबिलिटी यासारखे दोष निर्माण करतात.

पारंपारिक पाणी-आधारित पेंट डीफोमर्स डिफोमिंगचा उद्देश साध्य करण्यासाठी पाण्याच्या टप्प्याशी विसंगत आहेत, म्हणून कोटिंग फिल्ममध्ये पृष्ठभाग दोष निर्माण करणे सोपे आहे.

अलिकडच्या वर्षांत, आण्विक-स्तरीय डीफोमर्स विकसित केले गेले आहेत.

हा अँटीफोमिंग एजंट एक पॉलिमर आहे जो थेट वाहक पदार्थावर अँटीफोमिंग सक्रिय पदार्थांचे कलम करून तयार होतो. पॉलिमरच्या आण्विक साखळीमध्ये ओले हायड्रॉक्सिल गट असतो, डीफोमिंग सक्रिय पदार्थ रेणूभोवती वितरीत केला जातो, सक्रिय पदार्थ एकत्रित करणे सोपे नसते आणि कोटिंग सिस्टमशी सुसंगतता चांगली असते. अशा आण्विक-स्तरीय डीफोमर्समध्ये खनिज तेलांचा समावेश होतो — FoamStar A10 मालिका, सिलिकॉन-युक्त — FoamStar A30 मालिका, आणि नॉन-सिलिकॉन, नॉन-ऑइल पॉलिमर — FoamStar MF मालिका.

हा आण्विक-स्केल डीफोमर एक विसंगत सर्फॅक्टंट म्हणून सुपरग्राफ्टेड स्टार पॉलिमर वापरतो आणि जलजन्य कोटिंग ऍप्लिकेशन्समध्ये चांगले परिणाम प्राप्त केले आहेत. स्टाउट एट अल द्वारे रिपोर्ट केलेले एअर प्रॉडक्ट्स मॉलिक्युलर-ग्रेड डीफोमर. एक एसिटिलीन ग्लायकॉल-आधारित फोम कंट्रोल एजंट आणि डिफोमर आहे ज्यामध्ये सर्फिनॉल एमडी 20 आणि सर्फीनॉल डीएफ 37 सारख्या दोन्ही ओले गुणधर्म आहेत.

याव्यतिरिक्त, शून्य-VOC कोटिंग्जच्या उत्पादनाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, VOC-मुक्त डीफोमर्स देखील आहेत, जसे की Agitan 315, Agitan E 255, इ.

घट्ट करणारा

सेल्युलोज इथर आणि त्याचे डेरिव्हेटिव्ह जाडेकर, असोसिएटिव्ह अल्कली-स्वेलबल जाडनर्स (HASE) आणि पॉलीयुरेथेन जाडनर्स (HEUR) हे अनेक प्रकारचे घट्ट करणारे आहेत, सध्या सामान्यतः वापरले जातात.

३.१. सेल्युलोज इथर आणि त्याचे डेरिव्हेटिव्ह्ज

हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज (HEC)1932 मध्ये युनियन कार्बाइड कंपनीने प्रथम औद्योगिक उत्पादन केले होते आणि त्याचा इतिहास 70 वर्षांहून अधिक आहे.

सध्या, सेल्युलोज इथर आणि त्याच्या डेरिव्हेटिव्ह्जच्या जाडीत प्रामुख्याने हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज (एचईसी), मिथाइल हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज (एमएचईसी), इथाइल हायड्रॉक्सीएथिल सेल्युलोज (ईएचईसी), मिथाइल हायड्रॉक्सीप्रोपाइल बेस सेल्युलोज (एमएचपीसी), xcellulosethyl सेल्युलोज (एमएचपीसी), xcellulosethyl सेल्युलोज (EHEC) यांचा समावेश होतो. इ., हे नॉन-आयोनिक जाडे करणारे आहेत आणि ते नॉन-संबंधित वॉटर फेज जाडनर्सचे देखील आहेत. त्यापैकी, लेटेक्स पेंटमध्ये एचईसी सर्वात जास्त वापरली जाते.

3.2 अल्कली-सुजता जाडसर

अल्कली-स्वेलेबल जाडनर्स दोन श्रेणींमध्ये विभागले गेले आहेत: नॉन-असोसिएटिव्ह अल्कली-स्वेलबल जाडनर्स (एएसई) आणि असोसिएटिव्ह अल्कली-स्वेलबल जाडनर्स (एचएएसई), जे ॲनिओनिक जाडसर आहेत. नॉन-संबंधित ASE हे पॉलीएक्रिलेट अल्कली सूज इमल्शन आहे.

३.३. पॉलीयुरेथेन जाडसर आणि हायड्रोफोबिकली सुधारित नॉन-पॉलीयुरेथेन जाडसर

पॉलीयुरेथेन थिनर, ज्याला HEUR असे संबोधले जाते, हा हायड्रोफोबिक ग्रुप-सुधारित इथॉक्सिलेटेड पॉलीयुरेथेन वॉटर-सोल्युबल पॉलिमर आहे, जो नॉन-आयोनिक असोसिएटिव्ह जाडनरशी संबंधित आहे.

HEUR तीन भागांनी बनलेला आहे: हायड्रोफोबिक गट, हायड्रोफिलिक साखळी आणि पॉलीयुरेथेन गट.

हायड्रोफोबिक गट एक सहयोगी भूमिका निभावतो आणि घट्ट होण्यासाठी निर्णायक घटक आहे, सामान्यतः ओलेयल, ऑक्टाडेसिल, डोडेसिलफेनिल, नॉनिलफेनॉल इ.

तथापि, काही व्यावसायिकरित्या उपलब्ध HEUR च्या दोन्ही टोकांवर हायड्रोफोबिक गटांच्या प्रतिस्थापनाची डिग्री 0.9 पेक्षा कमी आहे आणि सर्वोत्तम फक्त 1.7 आहे. संकीर्ण आण्विक वजन वितरण आणि स्थिर कार्यक्षमतेसह पॉलीयुरेथेन जाडसर मिळविण्यासाठी प्रतिक्रिया परिस्थिती कठोरपणे नियंत्रित केली पाहिजे. बहुतेक HEURs हे स्टेपवाइज पॉलिमरायझेशनद्वारे संश्लेषित केले जातात, त्यामुळे व्यावसायिकदृष्ट्या उपलब्ध HEUR सामान्यत: विस्तृत आण्विक वजनांचे मिश्रण असतात.

वर वर्णन केलेल्या रेखीय सहयोगी पॉलीयुरेथेन जाडीच्या व्यतिरिक्त, कंघीसारखे सहयोगी पॉलीयुरेथेन जाडकन देखील आहेत. तथाकथित कॉम्ब असोसिएशन पॉलीयुरेथेन थिनर म्हणजे प्रत्येक जाडसर रेणूच्या मध्यभागी लटकन हायड्रोफोबिक गट असतो. एससीटी-200 आणि एससीटी-275 इ.

हायड्रोफोबिक गटांची सामान्य रक्कम जोडताना, फक्त 2 एंड-कॅप्ड हायड्रोफोबिक गट असतात, म्हणून संश्लेषित हायड्रोफोबिकली सुधारित अमिनो जाडसर HEUR पेक्षा फारसा वेगळा नाही, जसे की Optiflo H 500, आकृती 3 पहा.

जर अधिक हायड्रोफोबिक गट जोडले गेले, जसे की 8% पर्यंत, प्रतिक्रिया परिस्थिती अनेक अवरोधित हायड्रोफोबिक गटांसह एमिनो जाड तयार करण्यासाठी समायोजित केली जाऊ शकते. अर्थात, हे देखील एक कंघी जाड आहे.

हे हायड्रोफोबिक सुधारित अमीनो जाडसर रंग जुळवताना मोठ्या प्रमाणात सर्फॅक्टंट्स आणि ग्लायकॉल सॉल्व्हेंट्स जोडल्यामुळे पेंट चिकटपणा कमी होण्यापासून रोखू शकतो. याचे कारण असे आहे की मजबूत हायड्रोफोबिक गट डिसॉर्प्शन रोखू शकतात आणि अनेक हायड्रोफोबिक गटांमध्ये मजबूत संबंध आहे.