I. Обзор
В качестве одного из сырьевых материалов покрытий количество добавок обычно очень мало (обычно около 1% от общего состава), но эффект велик. Его добавление позволяет не только избежать многих дефектов покрытия и дефектов пленки, но также облегчить контроль над процессом производства и изготовления покрытия, а добавление определенных добавок может придать покрытию некоторые специальные функции. Поэтому добавки являются важной частью покрытий.
2. Классификация добавок
Обычно используемые добавки для покрытий включают органические антиосаждающие агенты, загустители, выравнивающие агенты, агенты, контролирующие пенообразование, усилители адгезии, смачивающие и диспергирующие агенты и т. д.
3. Характеристики и применение присадок.
(1) Органический антиосаждающий агент
Большинство этих продуктов основаны на полиолефинах, диспергированных в некотором растворителе, иногда модифицированном производным касторового масла. Эти добавки выпускаются в трех формах: жидкость, паста и порошок.
1. Реологические свойства:
Основная реологическая функция органических антиосаждающих агентов заключается в контроле взвешивания пигментов, то есть в предотвращении жесткого осаждения или во избежание осаждения вообще, что является их типичным применением. Но на практике это вызывает увеличение вязкости, а также некоторую степень устойчивости к потекам, особенно в промышленных покрытиях. Органические антиосаждающие агенты растворяются из-за повышенной температуры, теряя тем самым свою эффективность, но их реология восстанавливается по мере охлаждения системы.
2. Нанесение органического антиосаждающего агента:
Чтобы антиседиментатор эффективно работал в покрытии, его следует правильно диспергировать и активировать. Конкретные шаги заключаются в следующем:
(1) Смачивание (только сухой порошок). Сухой порошкообразный органический антиседиментатор представляет собой заполнитель, для отделения частиц друг от друга его необходимо смачивать растворителем и (или) смолой. Обычно достаточно добавить его в шлифующую суспензию при умеренном перемешивании.
(2) Деагломерация (только для сухого порошка). Агрегационная сила органических противоседиментационных агентов не очень велика, и в большинстве случаев достаточно простого турбулентного перемешивания.
(3) Дисперсия, нагрев, продолжительность диспергирования (все виды). Все органические антиседиментаторы имеют минимальную температуру активации, и если она не достигнута, какой бы большой ни была диспергирующая сила, реологической активности не будет. Температура активации зависит от используемого растворителя. При превышении минимальной температуры приложенное напряжение активирует органический антиседиментационный агент и полностью активирует его эффективность.
(2) Загуститель
В красках на основе растворителей и на водной основе используются различные типы загустителей. Распространенными типами загустителей, используемых в покрытиях на водной основе, являются: эфиры целлюлозы, полиакрилаты, ассоциативные загустители и неорганические загустители.
1. Наиболее часто используемым загустителем на основе эфира целлюлозы является гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ). В зависимости от вязкости существуют разные характеристики. ГЭЦ представляет собой порошкообразный водорастворимый продукт, являющийся неионным загустителем. Он обладает хорошим загущающим эффектом, хорошей водостойкостью и устойчивостью к щелочам, но его недостатками являются легкое образование плесени, гниение и плохие выравнивающие свойства.
2. Полиакрилатный загуститель представляет собой эмульсию акрилатного сополимера с высоким содержанием карбоксила, главной особенностью которого является хорошая устойчивость к проникновению плесени. При pH 8-10 такой загуститель набухает и увеличивает вязкость водной фазы; но когда pH превышает 10, он растворяется в воде и теряет свой загущающий эффект. Следовательно, существует большая чувствительность к pH. В настоящее время аммиачная вода является наиболее часто используемым регулятором pH для латексных красок в Китае. Следовательно, при использовании этого типа загустителя значение pH будет уменьшаться по мере улетучивания аммиачной воды, а также уменьшаться ее загущающий эффект.
3. Ассоциативные загустители имеют механизмы загущения, отличные от других типов загустителей. Большинство загустителей повышают вязкость за счет гидратации и образования слабой гелевой структуры в системе. Однако ассоциативные загустители, как и поверхностно-активные вещества, содержат в молекуле как гидрофильные части, так и части желтого очищающего масла, приятного для полости рта. Гидрофильные части можно гидратировать и набухать, чтобы загустить водную фазу. Липофильные концевые группы можно комбинировать с частицами эмульсии и частицами пигмента. объединяются, образуя сетевую структуру.
4. Неорганический загуститель представлен бентонитом. Обычно бентонит на водной основе при впитывании воды набухает, и объем после впитывания воды в несколько раз превышает первоначальный объем. Он не только действует как загуститель, но и предотвращает оседание, провисание и поплывание цвета. Его загущающий эффект лучше, чем у набухающих в щелочи акриловых и полиуретановых загустителей в том же количестве. Кроме того, он также имеет широкий диапазон адаптируемости к pH, хорошую стабильность при замораживании и оттаивании и биологическую стабильность. Поскольку он не содержит водорастворимых поверхностно-активных веществ, мелкие частицы в сухой пленке могут предотвратить миграцию и диффузию воды, а также повысить водостойкость пленки покрытия.
(3) выравнивающий агент
Обычно используются три основных типа выравнивающих средств:
1. Выравниватель модифицированного полисилоксанового типа.
Этот тип выравнивающего средства может значительно снизить поверхностное натяжение покрытия, улучшить смачиваемость покрытия подложкой и предотвратить усадку; он может уменьшить разницу поверхностного натяжения на поверхности влажной пленки из-за испарения растворителя, улучшить состояние поверхностного течения и сделать краску быстро выравниваемой; этот тип выравнивающего агента также может образовывать чрезвычайно тонкую и гладкую пленку на поверхности покровной пленки, тем самым улучшая гладкость и блеск поверхности покровной пленки.
2. Выравнивающее вещество на основе длинноцепочечной смолы с ограниченной совместимостью.
Такие как акрилатный гомополимер или сополимер, который может в определенной степени снижать поверхностное натяжение покрытия и подложки, улучшая смачиваемость и предотвращая усадку; и может образовывать единый молекулярный уровень на поверхности пленки покрытия для увеличения поверхностного натяжения покрытия. Гомогенизировать, улучшать текучесть поверхности, замедлять скорость испарения растворителя, устранять такие дефекты, как апельсиновая корка и следы от кисти, а также делать пленку покрытия гладкой и гладкой. даже.
3. Выравниватель с растворителем с высокой температурой кипения в качестве основного компонента.
Этот тип выравнивающего агента может регулировать скорость испарения растворителя, так что пленка покрытия имеет более сбалансированную скорость испарения и растворяющую способность во время процесса сушки, а также предотвращает затруднение течения пленки покрытия из-за слишком быстрого испарения растворителя и вязкость слишком высока, что приводит к проблемам с плохим выравниванием и может предотвратить усадку, вызванную плохой растворимостью основного материала, и осаждение, вызванное слишком быстрым улетучиванием растворителя.
(4) Агент контроля пенообразования
Агенты, контролирующие пенообразование, также называются пеногасителями или пеногасителями. Пеногасители предотвращают или задерживают образование пены. Противовспениватели — это поверхностно-активные вещества, которые разрывают образовавшиеся пузырьки. Разница между ними в определенной степени является лишь теоретической: успешный пеногаситель может также предотвратить образование пены, как и пеногаситель. Вообще говоря, пеногаситель состоит из трех основных компонентов: активного соединения (т.е. активного агента); диффузор (имеется или нет); перевозчик.
(5) Смачивающие и диспергирующие агенты
Смачивающие и диспергирующие агенты могут иметь ряд функций, но две основные функции заключаются в сокращении времени и/или энергии, необходимых для завершения процесса диспергирования, при одновременной стабилизации дисперсии пигмента. Смачиватели и диспергаторы обычно делят на следующие:
Пять категорий:
1. Анионный смачиватель.
2. Катионный смачивающий агент.
3. Электронейтральный амфотерный смачиватель.
4. Бифункциональный неэлектрически нейтральный смачивающий агент.
5. Неионогенный смачивающий агент.
Первые четыре типа смачивающих агентов и диспергаторов могут играть смачивающую роль и способствовать диспергированию пигмента, поскольку их гидрофильные концы обладают способностью образовывать физические и химические связи с поверхностью пигмента, краями, углами и т. д. и перемещаться в направлении ориентации пигмента. поверхность пигмента, обычно гидрофобный конец. Неионогенные смачиватели и диспергаторы также содержат гидрофильные концевые группы, но они не могут образовывать физические и химические связи с поверхностью пигмента, но могут соединяться с адсорбированной водой на поверхности частиц пигмента. Такое связывание воды с поверхностью частиц пигмента нестабильно и приводит к неионной абсорбции и десорбции. Десорбированное поверхностно-активное вещество в этой системе смол является свободным и имеет тенденцию вызывать побочные эффекты, такие как плохая водостойкость.
Смачивающий агент и диспергатор следует добавлять в процессе диспергирования пигмента, чтобы гарантировать, что другие поверхностно-активные вещества могут находиться в тесном контакте с пигментом и выполнять свою роль до того, как достигнут поверхности частицы пигмента.
Четыре. Краткое содержание
Покрытие представляет собой сложную систему. В качестве компонента системы присадки добавляются в небольшом количестве, но они играют жизненно важную роль в ее работе. Поэтому при разработке покрытий на основе растворителей вопрос о том, какие добавки использовать и их дозировку, необходимо определять путем большого количества повторных экспериментов.
Время публикации: 30 января 2023 г.