buod
1. Wetting at dispersing agent
2. Defoamer
3. pampakapal
4. Mga additives na bumubuo ng pelikula
5. Iba pang mga additives
Wetting at dispersing agent
Ang water-based coatings ay gumagamit ng tubig bilang solvent o dispersion medium, at ang tubig ay may malaking dielectric constant, kaya ang water-based na coatings ay pangunahing pinapatatag ng electrostatic repulsion kapag nag-overlap ang electric double layer.
Bilang karagdagan, sa sistema ng patong na nakabatay sa tubig, madalas na mayroong mga polymers at non-ionic surfactant, na na-adsorbed sa ibabaw ng pigment filler, na bumubuo ng steric hindrance at nagpapatatag ng dispersion. Samakatuwid, ang water-based na mga pintura at emulsyon ay nakakamit ng mga matatag na resulta sa pamamagitan ng magkasanib na pagkilos ng electrostatic repulsion at steric hindrance. Ang kawalan nito ay mahinang electrolyte resistance, lalo na para sa mataas na presyo ng mga electrolyte.
1.1 Wetting agent
Ang mga wetting agent para sa waterborne coatings ay nahahati sa anionic at nonionic.
Ang kumbinasyon ng wetting agent at dispersing agent ay maaaring makamit ang perpektong resulta. Ang dami ng wetting agent sa pangkalahatan ay ilang bawat libo. Ang negatibong epekto nito ay foaming at binabawasan ang water resistance ng coating film.
Isa sa mga trend ng pag-unlad ng mga wetting agent ay ang unti-unting pagpapalit ng polyoxyethylene alkyl (benzene) phenol ether (APEO o APE) na mga wetting agent, dahil humahantong ito sa pagbabawas ng male hormones sa mga daga at nakakasagabal sa endocrine. Ang polyoxyethylene alkyl (benzene) phenol ethers ay malawakang ginagamit bilang mga emulsifier sa panahon ng emulsion polymerization.
Ang mga twin surfactant ay mga bagong development din. Ito ay dalawang amphiphilic molecule na naka-link ng isang spacer. Ang pinaka-kapansin-pansing tampok ng twin-cell surfactant ay ang kritikal na konsentrasyon ng micelle (CMC) ay higit sa isang order ng magnitude na mas mababa kaysa sa kanilang mga "single-cell" na surfactant, na sinusundan ng mataas na kahusayan. Tulad ng TEGO Twin 4000, ito ay isang twin cell siloxane surfactant, at may hindi matatag na foam at defoaming properties.
1.2 Dispersant
Ang mga dispersant para sa latex paint ay nahahati sa apat na kategorya: phosphate dispersants, polyacid homopolymer dispersants, polyacid copolymer dispersants at iba pang dispersant.
Ang pinakamalawak na ginagamit na phosphate dispersant ay polyphosphates, tulad ng sodium hexametaphosphate, sodium polyphosphate (Calgon N, produkto ng BK Giulini Chemical Company sa Germany), potassium tripolyphosphate (KTPP) at tetrapotassium pyrophosphate (TKPP).
Ang mekanismo ng pagkilos nito ay upang patatagin ang electrostatic repulsion sa pamamagitan ng hydrogen bonding at chemical adsorption. Ang bentahe nito ay mababa ang dosis, mga 0.1%, at mayroon itong magandang dispersion na epekto sa mga inorganic na pigment at filler. Ngunit mayroon ding mga kakulangan: ang isa, kasama ang pagtaas ng halaga ng pH at temperatura, polyphosphate ay madaling hydrolyzed, nagiging sanhi ng pang-matagalang katatagan ng imbakan masama; Ang hindi kumpletong pagkalusaw sa medium ay makakaapekto sa glossy ng glossy latex na pintura.
1 Phosphate dispersant
Ang mga dispersant ng phosphate ester ay nagpapatatag ng mga dispersion ng pigment, kabilang ang mga reaktibong pigment gaya ng zinc oxide. Sa gloss paint formulations, pinapabuti nito ang gloss at cleanability. Hindi tulad ng iba pang mga wetting at dispersing additives, ang pagdaragdag ng mga phosphate ester dispersants ay hindi nakakaapekto sa KU at ICI viscosity ng coating.
Ang polyacid homopolymer dispersant, tulad ng Tamol 1254 at Tamol 850, ang Tamol 850 ay isang homopolymer ng methacrylic acid.
Polyacid copolymer dispersant, tulad ng Orotan 731A, na isang copolymer ng diisobutylene at maleic acid. Ang mga katangian ng dalawang uri ng mga dispersant na ito ay ang mga ito ay gumagawa ng malakas na adsorption o naka-angkla sa ibabaw ng mga pigment at filler, may mas mahabang molecular chain upang bumuo ng steric hindrance, at may water solubility sa mga dulo ng chain, at ang ilan ay pupunan ng electrostatic repulsion sa makamit ang matatag na mga resulta. Upang ang dispersant ay magkaroon ng magandang dispersibility, ang molekular na timbang ay dapat na mahigpit na kontrolado. Kung ang molekular na timbang ay masyadong maliit, magkakaroon ng hindi sapat na steric hindrance; kung ang molekular na timbang ay masyadong malaki, ang flocculation ay magaganap. Para sa polyacrylate dispersants, ang pinakamahusay na dispersion effect ay maaaring makamit kung ang antas ng polymerization ay 12-18.
Ang iba pang mga uri ng dispersant, tulad ng AMP-95, ay may kemikal na pangalan na 2-amino-2-methyl-1-propanol. Ang pangkat ng amino ay na-adsorbed sa ibabaw ng mga inorganic na particle, at ang hydroxyl group ay umaabot sa tubig, na gumaganap ng isang stabilizing role sa pamamagitan ng steric hindrance. Dahil sa maliit na sukat nito, limitado ang steric hindrance. Ang AMP-95 ay pangunahing isang pH regulator.
Sa mga nagdaang taon, ang pananaliksik sa mga dispersant ay nagtagumpay sa problema ng flocculation na dulot ng mataas na molekular na timbang, at ang pagbuo ng mataas na molekular na timbang ay isa sa mga uso. Halimbawa, ang high molecular weight dispersant EFKA-4580 na ginawa ng emulsion polymerization ay espesyal na binuo para sa water-based na pang-industriyang coatings, na angkop para sa organic at inorganic na pigment dispersion, at may magandang water resistance.
Ang mga grupo ng amino ay may magandang pagkakaugnay para sa maraming pigment sa pamamagitan ng acid-base o hydrogen bonding. Ang block copolymer dispersant na may aminoacrylic acid bilang ang anchoring group ay binigyang pansin.
2 Dispersant na may dimethylaminoethyl methacrylate bilang anchoring group
Ang Tego Dispers 655 wetting and dispersing additive ay ginagamit sa waterborne automotive paints hindi lamang para i-orient ang mga pigment kundi para maiwasan din ang aluminum powder na tumugon sa tubig.
Dahil sa mga alalahanin sa kapaligiran, nabuo ang mga biodegradable wetting at dispersing agent, tulad ng EnviroGem AE series twin-cell wetting at dispersing agent, na mga low-foaming wetting at dispersing agent.
Defoamer
Maraming uri ng tradisyonal na water-based na paint defoamer, na karaniwang nahahati sa tatlong kategorya: mineral oil defoamer, polysiloxane defoamer at iba pang defoamer.
Karaniwang ginagamit ang mga mineral oil defoamer, pangunahin sa mga flat at semi-gloss na latex na pintura.
Ang mga polysiloxane defoamer ay may mababang pag-igting sa ibabaw, malakas na defoaming at antifoaming na kakayahan, at hindi nakakaapekto sa pagtakpan, ngunit kapag ginamit nang hindi wasto, magdudulot sila ng mga depekto tulad ng pag-urong ng coating film at mahinang recoatability.
Ang mga tradisyonal na water-based na paint defoamer ay hindi tugma sa water phase upang makamit ang layunin ng defoaming, kaya madaling makagawa ng mga depekto sa ibabaw sa coating film.
Sa mga nagdaang taon, nabuo ang mga defoamer sa antas ng molekular.
Ang antifoaming agent na ito ay isang polymer na nabuo sa pamamagitan ng direktang paghugpong ng mga antifoaming active substance sa carrier substance. Ang molecular chain ng polymer ay may basang hydroxyl group, ang defoaming na aktibong sangkap ay ipinamamahagi sa paligid ng molekula, ang aktibong sangkap ay hindi madaling pinagsama-sama, at ang pagiging tugma sa sistema ng patong ay mabuti. Kabilang sa mga molecular-level na defoamer ang mga mineral na langis — serye ng FoamStar A10, naglalaman ng silicon — serye ng FoamStar A30, at mga non-silicon, non-oil polymer — serye ng FoamStar MF.
Gumagamit ang molecular-scale defoamer na ito ng supergrafted star polymer bilang isang hindi tugmang surfactant at nakamit ang magagandang resulta sa mga waterborne coating application. Ang Air Products molecular-grade defoamer na iniulat ni Stout et al. ay isang acetylene glycol-based foam control agent at defoamer na may parehong mga katangian ng basa, gaya ng Surfynol MD 20 at Surfynol DF 37.
Bilang karagdagan, upang matugunan ang mga pangangailangan ng paggawa ng zero-VOC coatings, mayroon ding mga VOC-free defoamer, tulad ng Agitan 315, Agitan E 255, atbp.
pampalapot
Mayroong maraming mga uri ng pampalapot, kasalukuyang karaniwang ginagamit ay ang cellulose eter at ang mga derivatives na pampalapot nito, mga nauugnay na alkali-swellable na pampalapot (HASE) at polyurethane thickeners (HEUR).
3.1. Cellulose eter at mga derivatives nito
Hydroxyethyl cellulose (HEC)ay unang ginawa sa industriya ng Union Carbide Company noong 1932, at may kasaysayan ng higit sa 70 taon.
Sa kasalukuyan, ang mga pampalapot ng cellulose ether at ang mga derivatives nito ay pangunahing kinabibilangan ng hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl hydroxypropyl Base cellulose (MHPC), methyl cellulose (MC) at xanthan gum, atbp., ang mga ito ay mga non-ionic na pampalapot, at nabibilang din sa mga hindi nauugnay na pampalapot ng bahagi ng tubig. Kabilang sa mga ito, ang HEC ay ang pinakakaraniwang ginagamit sa latex na pintura.
3.2 Alkali-swellable pampalapot
Ang mga alkali-swellable na pampalapot ay nahahati sa dalawang kategorya: non-associative alkali-swellable thickeners (ASE) at associative alkali-swellable thickeners (HASE), na mga anionic na pampalapot. Ang non-associated ASE ay isang polyacrylate alkali swelling emulsion.
3.3. Polyurethane thickener at hydrophobically modified non-polyurethane thickener
Ang polyurethane thickener, na tinutukoy bilang HEUR, ay isang hydrophobic group-modified ethoxylated polyurethane water-soluble polymer, na kabilang sa non-ionic associative thickener.
Ang HEUR ay binubuo ng tatlong bahagi: hydrophobic group, hydrophilic chain at polyurethane group.
Ang hydrophobic group ay gumaganap ng papel ng asosasyon at ang mapagpasyang kadahilanan para sa pampalapot, kadalasang oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol, atbp.
Gayunpaman, ang antas ng pagpapalit ng mga hydrophobic na grupo sa magkabilang dulo ng ilang HEUR na available sa komersyo ay mas mababa sa 0.9, at ang pinakamaganda ay 1.7 lamang. Ang mga kondisyon ng reaksyon ay dapat na mahigpit na kinokontrol upang makakuha ng isang polyurethane thickener na may makitid na pamamahagi ng timbang ng molekular at matatag na pagganap. Karamihan sa mga HEUR ay na-synthesize sa pamamagitan ng stepwise polymerization, kaya ang mga HEUR na available sa komersyo ay karaniwang pinaghalong may malawak na molecular weight.
Bilang karagdagan sa mga linear associative polyurethane thickeners na inilarawan sa itaas, mayroon ding comb-like associative polyurethane thickeners. Ang tinatawag na comb association polyurethane thickener ay nangangahulugan na mayroong isang palawit na hydrophobic group sa gitna ng bawat molekula ng pampalapot. Ang mga pampalapot tulad ng SCT-200 at SCT-275 atbp.
Kapag nagdaragdag ng normal na dami ng hydrophobic group, mayroon lamang 2 end-capped hydrophobic group, kaya ang synthesized hydrophobically modified amino thickener ay hindi gaanong naiiba sa HEUR, tulad ng Optiflo H 500, tingnan ang Figure 3.
Kung mas maraming hydrophobic group ang idinagdag, gaya ng hanggang 8%, ang mga kondisyon ng reaksyon ay maaaring iakma upang makabuo ng mga amino thickener na may maraming naka-block na hydrophobic group. Syempre, pampakapal din ito ng suklay.
Maaaring pigilan ng hydrophobic modified amino thickener na ito ang lagkit ng pintura na bumaba dahil sa pagdaragdag ng malaking halaga ng mga surfactant at glycol solvents kapag idinagdag ang pagtutugma ng kulay. Ang dahilan ay ang malakas na hydrophobic group ay maaaring maiwasan ang desorption, at maramihang hydrophobic group ay may malakas na samahan.
Oras ng post: Dis-26-2022