I. Огляд
Як один із вихідних матеріалів для покриттів, кількість добавок зазвичай дуже мала (зазвичай близько 1% від загального складу), але ефект великий. Його додавання може не тільки уникнути багатьох дефектів покриття та дефектів плівки, але й зробити процес виробництва та виготовлення покриття легким для контролю, а додавання певних добавок може наділити покриття деякими спеціальними функціями. Тому добавки є важливою частиною покриттів.
2. Класифікація добавок
Зазвичай використовувані добавки для покриттів включають органічні речовини, що запобігають осадженню, загусники, вирівнювачі, засоби контролю піноутворення, прискорювачі адгезії, зволожувачі та диспергуючі речовини тощо.
3. Ефективність і застосування добавок
(1) Органічний засіб проти осідання
Більшість цих продуктів засновані на поліолефінах, диспергованих у певному розчиннику, іноді модифікованому похідною касторової олії. Ці добавки бувають трьох форм: рідина, паста та порошок.
1. Реологічні властивості:
Основною реологічною функцією органічних агентів, що запобігають осадженню, є контроль суспензії пігментів, тобто запобігання твердому осіданню або повне уникнення осідання, що є їх типовим застосуванням. Але на практиці це спричиняє збільшення в’язкості, а також певний ступінь стійкості до провисання, особливо в промислових покриттях. Органічні речовини, що запобігають осадженню, розчиняться через високу температуру, втрачаючи таким чином свою ефективність, але їх реологія відновлюється, коли система охолоджується.
2. Застосування органічного протиосадочного засобу:
Для того, щоб антиосідач ефективно працював у покритті, його слід правильно диспергувати та активувати. Конкретні кроки такі:
(1) Змочування (лише сухий порошок). Сухий порошкоподібний органічний антиседиментатор являє собою заповнювач, щоб відокремити частинки один від одного, його необхідно змочити розчинником і (або) смолою. Зазвичай достатньо додати його до суспензії для подрібнення при помірному перемішуванні.
(2) Деагломерація (лише для сухого порошку). Сила агрегації органічних антиседиментаційних агентів не дуже сильна, і в більшості випадків достатньо простого турбулентного перемішування.
(3) Дисперсія, нагрівання, тривалість дисперсії (всі типи). Усі органічні антиседиментаційні агенти мають мінімальну температуру активації, і якщо вона не досягнута, незалежно від того, наскільки великою є сила диспергування, реологічної активності не буде. Температура активації залежить від використовуваного розчинника. Коли мінімальна температура перевищена, прикладене навантаження активує органічний антиседиментаційний агент і дасть повну продуктивність.
(2) Згущувач
У фарбах на основі розчинників і на водній основі використовуються різні типи загусників. Поширені типи загусників, які використовуються у покриттях на водній основі, це: ефіри целюлози, поліакрилати, асоціативні загусники та неорганічні загусники.
1. Найбільш часто використовуваним загусником ефіру целюлози є гідроксиетилцелюлоза (HEC). Залежно від в'язкості існують різні характеристики. HEC - це порошкоподібний водорозчинний продукт, який є неіонним загусником. Він має гарний ефект загуснення, хорошу водостійкість і стійкість до лугів, але його недоліки полягають у тому, що на ньому легко рости цвіль, гнити, і він має погану вирівнювальну властивість.
2. Поліакрилатний загусник являє собою емульсію акрилатного сополімеру з високим вмістом карбоксилу, і його найбільшою особливістю є його хороша стійкість до вторгнення цвілі. Коли pH становить 8-10, цей вид загусника набухає і збільшує в'язкість водної фази; але коли рН перевищує 10, він розчиняється у воді і втрачає свій ефект загущення. Тому існує більша чутливість до pH. В даний час аміачна вода є найбільш часто використовуваним регулятором рН для латексних фарб у Китаї. Таким чином, коли використовується цей тип загусника, значення рН буде знижуватися з випаровуванням аміачної води, і його ефект загущення також зменшиться.
3. Асоціативні загусники мають інші механізми загущення, ніж інші типи загусників. Більшість загусників підвищують в'язкість за рахунок гідратації та утворення слабкої гелевої структури в системі. Однак асоціативні загусники, як і поверхнево-активні речовини, мають у молекулі як гідрофільні частини, так і зручні для рота частинки жовтої миючої олії. Гідрофільні частини можна гідратувати та набухати для згущення водної фази. Ліпофільні кінцеві групи можна комбінувати з частинками емульсії та частинками пігменту. асоціювати для формування мережевої структури.
4. Неорганічний загусник представлений бентонітом. Зазвичай бентоніт на водній основі набухає, коли він поглинає воду, і об’єм після поглинання води в декілька разів перевищує початковий об’єм. Він не тільки діє як згущувач, але й запобігає опусканню, провисанню та плаваючому кольору. Його ефект загущення кращий, ніж у акрилових і поліуретанових загусників, що набухають лугом, у тій же кількості. Крім того, він також має широкий діапазон адаптації рН, хорошу стабільність при заморожуванні-відтаванні та біологічну стабільність. Оскільки він не містить водорозчинних поверхнево-активних речовин, дрібні частинки в сухій плівці можуть запобігти міграції та дифузії води та можуть підвищити водостійкість плівки покриття.
(3) вирівнювач
Зазвичай використовуються три основних типи вирівнювачів:
1. Вирівнювач модифікованого полісилоксанового типу
Цей тип вирівнювача може значно зменшити поверхневий натяг покриття, покращити змочуваність покриття до основи та запобігти усадці; це може зменшити різницю поверхневого натягу на поверхні вологої плівки через випаровування розчинника, покращити стан поверхневого потоку та зробити фарбу швидко вирівняною; цей тип вирівнювача також може утворювати надзвичайно тонку та гладку плівку на поверхні плівки покриття, тим самим покращуючи гладкість та блиск поверхні плівки покриття.
2. Вирівнювач на основі довголанцюгової смоли з обмеженою сумісністю
Такий як акрилатний гомополімер або сополімер, який може зменшити поверхневий натяг покриття та підкладки до певної міри, щоб покращити змочуваність і запобігти усадці; і може утворювати єдиний молекулярний рівень на поверхні плівки покриття, щоб збільшити поверхневий натяг покриття. Гомогенізувати, покращити текучість поверхні, пригнічувати швидкість випаровування розчинника, усунути дефекти, такі як апельсинова кірка та сліди від пензля, і зробити плівку покриття гладкою та навіть.
3. Вирівнювач з висококиплячим розчинником як основним компонентом
Цей тип вирівнювача може регулювати швидкість випаровування розчинника, щоб плівка покриття мала більш збалансовану швидкість випаровування та розчинність під час процесу сушіння, і запобігає перешкоджанню потоку плівки покриття через надто швидке випаровування розчинника та в'язкість занадто висока, що призводить до недоліків поганого вирівнювання, і може запобігти усадці, спричиненій поганою розчинністю основного матеріалу, і випаданню осаду, спричиненому надто швидким випаровуванням розчинника.
(4) Засіб для контролю піни
Реагенти для контролю піноутворення також називаються протипінними агентами або піногасниками. Антипіноутворювачі запобігають або затримують утворення піни: антипіноутворювачі — це поверхнево-активні речовини, які лопають бульбашки, що утворилися. Різниця між ними лише певною мірою теоретична, успішний піногасник також може запобігти утворенню піни, як і піногасник. Загалом кажучи, антипінний агент складається з трьох основних компонентів: активної сполуки (тобто активного агента); дифузант (є чи ні); носій.
(5) Змочувальні та диспергуючі речовини
Зволожуючі та диспергуючі агенти можуть виконувати ряд функцій, але дві головні функції полягають у зменшенні часу та/або енергії, необхідних для завершення процесу диспергування, одночасно стабілізуючи дисперсію пігменту. Зволожувачі та диспергатори зазвичай поділяються на такі
П'ять категорій:
1. Аніонний зволожувач
2. Катіонний змочувач
3. Електронейтральний, амфотерний змочувач
4. Біфункціональний, неелектрично нейтральний змочувальний агент
5. Неіонний зволожувач
Перші чотири типи змочувачів і диспергаторів можуть відігравати змочувальну роль і сприяти дисперсії пігменту, оскільки їхні гідрофільні кінці мають здатність утворювати фізичні та хімічні зв’язки з поверхнею пігменту, краями, кутами тощо, і рухатися до орієнтації пігменту. поверхню пігменту, як правило, гідрофобний кінець. Неіонні змочувачі та диспергатори також містять гідрофільні кінцеві групи, але вони не можуть утворювати фізичні та хімічні зв’язки з поверхнею пігменту, але можуть з’єднуватися з адсорбованою водою на поверхні частинок пігменту. Це зв’язування води з поверхнею частинок пігменту є нестабільним і призводить до неіонної абсорбції та десорбції. Десорбована поверхнево-активна речовина в цій полімерній системі є вільною та має тенденцію викликати побічні ефекти, такі як низька водостійкість.
Зволожувач і диспергатор слід додавати під час процесу диспергування пігменту, щоб гарантувати, що інші поверхнево-активні речовини можуть перебувати в тісному контакті з пігментом, щоб виконувати свою роль, перш ніж досягти поверхні частинки пігменту.
чотири. Резюме
Покриття - це складна система. Як компонент системи добавки додаються в невеликій кількості, але вони відіграють важливу роль у її роботі. Тому при розробці покриттів на основі розчинників, які добавки використовувати та їх дозування, слід визначати шляхом великої кількості повторних експериментів.
Час публікації: 30 січня 2023 р