rezumat
1. Agent de umectare și dispersare
2. Antispumant
3. Îngroșător
4. Aditivi filmogeni
5. Alți aditivi
Agent de umectare și de dispersie
Acoperirile pe bază de apă folosesc apa ca solvent sau mediu de dispersie, iar apa are o constantă dielectrică mare, astfel încât acoperirile pe bază de apă sunt stabilizate în principal de repulsia electrostatică atunci când stratul dublu electric se suprapune.
În plus, în sistemul de acoperire pe bază de apă, există adesea polimeri și agenți tensioactivi neionici, care sunt adsorbiți pe suprafața umpluturii pigmentare, formând obstacole sterice și stabilizând dispersia. Prin urmare, vopselele și emulsiile pe bază de apă obțin rezultate stabile prin acțiunea comună a respingerii electrostatice și a împiedicării sterice. Dezavantajul său este rezistența slabă la electroliți, în special pentru electroliții cu prețuri mari.
1.1 Agent de umectare
Agenții de umectare pentru acoperirile pe bază de apă sunt împărțiți în anionici și neionici.
Combinația de agent de umectare și agent de dispersie poate obține rezultate ideale. Cantitatea de agent de umectare este în general de câteva la mie. Efectul său negativ este spumarea și reducerea rezistenței la apă a filmului de acoperire.
Una dintre tendințele de dezvoltare a agenților de umectare este înlocuirea treptată a agenților de umectare polioxietilen alchil (benzen) fenol eter (APEO sau APE), deoarece duce la reducerea hormonilor masculi la șobolani și interferează cu sistemul endocrin. Eteri polioxietilen alchil (benzen) fenol sunt utilizați pe scară largă ca emulgatori în timpul polimerizării în emulsie.
Surfactanții gemeni sunt, de asemenea, noi dezvoltări. Sunt două molecule amfifile legate printr-un distanțier. Cea mai notabilă trăsătură a surfactanților cu celule duble este că concentrația critică de miceli (CMC) este cu mai mult de un ordin de mărime mai mică decât cea a agenților tensioactivi cu o singură celulă, urmată de eficiență ridicată. Cum ar fi TEGO Twin 4000, este un surfactant siloxan cu celule duble și are spumă instabilă și proprietăți antispumante.
1.2 Dispersant
Dispersanții pentru vopsea latex sunt împărțiți în patru categorii: dispersanți de fosfat, dispersanți de homopolimeri poliacizi, dispersanți de copolimeri de poliacizi și alți dispersanți.
Cei mai folosiți dispersanți de fosfat sunt polifosfații, cum ar fi hexametafosfatul de sodiu, polifosfatul de sodiu (Calgon N, produs al BK Giulini Chemical Company din Germania), tripolifosfatul de potasiu (KTPP) și pirofosfatul de tetrapotasiu (TKPP).
Mecanismul acțiunii sale este de a stabiliza repulsia electrostatică prin legături de hidrogen și adsorbție chimică. Avantajul său este că doza este scăzută, aproximativ 0,1%, și are un efect bun de dispersie asupra pigmenților și materialelor de umplutură anorganice. Dar există și deficiențe: acela, împreună cu creșterea valorii pH-ului și a temperaturii, polifosfatul este ușor hidrolizat, determină o stabilitate de depozitare pe termen lung proastă; Dizolvarea incompletă în mediu va afecta luciul vopselei lucioase latex.
1 Dispersant de fosfat
Dispersanții de esteri fosfatați stabilizează dispersiile de pigment, inclusiv pigmenții reactivi, cum ar fi oxidul de zinc. În formulările de vopsea lucioasă, îmbunătățește luciul și curățarea. Spre deosebire de alți aditivi de umectare și dispersare, adăugarea de dispersanți esteri fosfat nu afectează vâscozitatea KU și ICI a acoperirii.
Dispersant homopolimer poliacid, cum ar fi Tamol 1254 și Tamol 850, Tamol 850 este un homopolimer al acidului metacrilic.
Dispersant de copolimer poliacid, cum ar fi Orotan 731A, care este un copolimer de diizobutilenă și acid maleic. Caracteristicile acestor două tipuri de dispersanți sunt că produc o adsorbție sau ancorare puternică pe suprafața pigmenților și a materialelor de umplutură, au lanțuri moleculare mai lungi pentru a forma obstacole sterice și au solubilitate în apă la capetele lanțului, iar unele sunt completate de repulsie electrostatică la obține rezultate stabile. Pentru ca dispersantul să aibă o bună dispersibilitate, greutatea moleculară trebuie controlată strict. Dacă greutatea moleculară este prea mică, va exista o piedică sterică insuficientă; dacă greutatea moleculară este prea mare, se va produce flocularea. Pentru dispersanții poliacrilat, cel mai bun efect de dispersie poate fi obținut dacă gradul de polimerizare este 12-18.
Alte tipuri de dispersanți, cum ar fi AMP-95, au o denumire chimică de 2-amino-2-metil-1-propanol. Gruparea amino este adsorbită pe suprafața particulelor anorganice, iar gruparea hidroxil se extinde până la apă, care joacă un rol stabilizator prin obstacol steric. Datorită dimensiunilor sale mici, obstacolul steric este limitat. AMP-95 este în principal un regulator de pH.
În ultimii ani, cercetările privind dispersanții au depășit problema floculării cauzată de greutatea moleculară mare, iar dezvoltarea greutății moleculare mari este una dintre tendințe. De exemplu, dispersantul cu greutate moleculară mare EFKA-4580 produs prin polimerizarea în emulsie este dezvoltat special pentru acoperiri industriale pe bază de apă, potrivite pentru dispersia pigmenților organici și anorganici și are o bună rezistență la apă.
Grupările amino au o afinitate bună pentru mulți pigmenți prin legături acido-baze sau hidrogen. S-a acordat atenție dispersantului bloc copolimer cu acid aminoacrilic ca grup de ancorare.
2 Dispersant cu metacrilat de dimetilaminoetil ca grup de ancorare
Aditivul de umectare și dispersare Tego Dispers 655 este utilizat în vopselele auto pe bază de apă nu numai pentru a orienta pigmenții, ci și pentru a preveni reacția pulberii de aluminiu cu apa.
Datorită preocupărilor legate de mediu, au fost dezvoltați agenți de umectare și dispersare biodegradabili, cum ar fi agenții de umectare și dispersare cu celule duble din seria EnviroGem AE, care sunt agenți de umectare și dispersare cu spumă redusă.
Antispumant
Există multe tipuri de antispumante tradiționale pentru vopsea pe bază de apă, care sunt, în general, împărțite în trei categorii: antispumante cu ulei mineral, antispumante polisiloxan și alți antispumante.
Antispumante cu uleiuri minerale sunt utilizate în mod obișnuit, în principal în vopselele latex plate și semilucioase.
Antispumanții polisiloxani au o tensiune superficială scăzută, capacități puternice de antispumant și antispumant și nu afectează luciul, dar atunci când sunt utilizați necorespunzător, vor cauza defecte precum contracția filmului de acoperire și o capacitate de acoperire slabă.
Antispumantele tradiționale de vopsea pe bază de apă sunt incompatibile cu faza de apă pentru a atinge scopul de spumare, astfel încât este ușor să se producă defecte de suprafață în filmul de acoperire.
În ultimii ani, au fost dezvoltați antispumante la nivel molecular.
Acest agent antispumant este un polimer format prin grefarea directă a substanțelor active antispumante pe substanța purtătoare. Lanțul molecular al polimerului are o grupare hidroxil de umectare, substanța activă antispumante este distribuită în jurul moleculei, substanța activă nu este ușor de agregat, iar compatibilitatea cu sistemul de acoperire este bună. Astfel de antispumante la nivel molecular includ uleiuri minerale - seria FoamStar A10, care conțin siliciu - seria FoamStar A30 și polimeri fără siliciu, fără ulei - seria FoamStar MF.
Acest antispumant la scară moleculară folosește un polimer stea supergrefat ca surfactant incompatibil și a obținut rezultate bune în aplicațiile de acoperire pe bază de apă. Antispumantul de calitate moleculară Air Products raportat de Stout și colab. este un agent de control al spumei pe bază de acetilen glicol și un agent antispumant cu ambele proprietăți de umectare, cum ar fi Surfynol MD 20 și Surfynol DF 37.
În plus, pentru a satisface nevoile de producere a acoperirilor cu zero COV, există și antispumante fără COV, cum ar fi Agitan 315, Agitan E 255 etc.
îngroșător
Există multe feluri de agenți de îngroșare, în prezent folosiți în mod obișnuit sunt eterul de celuloză și derivații săi agenți de îngroșare, agenți de îngroșare asociativi cu alcali-umflabile (HASE) și agenți de îngroșare poliuretanici (HEUR).
3.1. Eterul de celuloză și derivații săi
Hidroxietil celuloză (HEC)a fost produs pentru prima dată industrial de către compania Union Carbide în 1932 și are o istorie de peste 70 de ani.
În prezent, agenții de îngroșare ai eterului de celuloză și ai derivaților săi includ în principal hidroxietil celuloza (HEC), metil hidroxietil celuloza (MHEC), etil hidroxietil celuloza (EHEC), metil hidroxipropil celuloza de bază (MHPC), metil celuloza (MC) și guma xantană, etc., aceștia sunt agenți de îngroșare neionici și, de asemenea, aparțin agenților de îngroșare în fază apoasă neasociați. Dintre acestea, HEC este cel mai frecvent utilizat în vopseaua latex.
3.2 Agent de îngroșare gonflabil cu alcalii
Agenții de îngroșare alcalini-gonflabili sunt împărțiți în două categorii: agenți de îngroșare neasociativi cu umflare alcaline (ASE) și agenți de îngroșare alcalini-swellable asociativi (HASE), care sunt agenți de îngroșare anionici. ASE neasociat este o emulsie de umflare poliacrilat alcalin.
3.3. Agent de îngroșare din poliuretan și agent de îngroșare nepoliuretanic modificat hidrofob
Agentul de îngroșare poliuretanic, denumit HEUR, este un polimer poliuretan etoxilat, solubil în apă, modificat cu grupa hidrofobă, care aparține agentului de îngroșare asociativ neionic.
HEUR este compus din trei părți: grupă hidrofobă, lanț hidrofil și grup poliuretan.
Gruparea hidrofobă joacă un rol de asociere și este factorul decisiv pentru îngroșare, de obicei oleil, octadecil, dodecilfenil, nonilfenol etc.
Cu toate acestea, gradul de substituție al grupărilor hidrofobe la ambele capete ale unor HEUR disponibile comercial este mai mic de 0,9, iar cel mai bun este doar 1,7. Condițiile de reacție trebuie controlate strict pentru a obține un agent de îngroșare poliuretanică cu o distribuție îngustă a greutății moleculare și performanță stabilă. Majoritatea HEUR-urilor sunt sintetizate prin polimerizare în trepte, astfel încât HEUR-urile disponibile comercial sunt, în general, amestecuri cu greutăți moleculare largi.
În plus față de agenții de îngroșare poliuretanici asociativi liniari descriși mai sus, există și agenți de îngroșare poliuretanici asociativi sub formă de pieptene. Așa-numitul agent de îngroșare din poliuretan de asociere cu pieptene înseamnă că există o grupare hidrofobă suspendată în mijlocul fiecărei molecule de îngroșare. Asemenea agenți de îngroșare precum SCT-200 și SCT-275 etc.
Când se adaugă o cantitate normală de grupări hidrofobe, există doar 2 grupări hidrofobe cu capetele, astfel încât agentul de îngroșare amino modificat hidrofob sintetizat nu este mult diferit de HEUR, cum ar fi Optiflo H 500, vezi Figura 3.
Dacă se adaugă mai multe grupări hidrofobe, cum ar fi până la 8%, condițiile de reacție pot fi ajustate pentru a produce agenți de îngroșare amino cu grupări hidrofobe blocate multiple. Desigur, acesta este și un agent de îngroșare a pieptenilor.
Acest agent de îngroșare amino hidrofob modificat poate preveni scăderea vâscozității vopselei datorită adăugării unei cantități mari de agenți tensioactivi și solvenți cu glicol atunci când se adaugă potrivirea culorilor. Motivul este că grupările hidrofobe puternice pot preveni desorbția, iar grupurile hidrofobe multiple au o asociere puternică.
Ora postării: 26-12-2022