پانی پر مبنی کوٹنگز کے پانچ "ایجنٹ"!

خلاصہ

1. گیلا اور منتشر کرنے والا ایجنٹ

2. ڈیفومر

3. گاڑھا کرنے والا

4. فلم بنانے والی اضافی چیزیں

5. دیگر additives

گیلا اور منتشر کرنے والا ایجنٹ

پانی پر مبنی کوٹنگز پانی کو سالوینٹس یا ڈسپریشن میڈیم کے طور پر استعمال کرتی ہیں، اور پانی میں ایک بڑا ڈائی الیکٹرک مستقل ہوتا ہے، اس لیے پانی پر مبنی کوٹنگز بنیادی طور پر الیکٹرو سٹیٹک ریپلشن کے ذریعے مستحکم ہوتی ہیں جب الیکٹرک ڈبل پرت اوور لیپ ہوتی ہے۔

اس کے علاوہ، پانی پر مبنی کوٹنگ سسٹم میں، اکثر پولیمر اور نان آئنک سرفیکٹینٹس ہوتے ہیں، جو پگمنٹ فلر کی سطح پر جذب ہوتے ہیں، سٹیرک رکاوٹ بناتے ہیں اور بازی کو مستحکم کرتے ہیں۔ لہٰذا، پانی پر مبنی پینٹس اور ایملشنز الیکٹرو سٹیٹک ریپلشن اور سٹیرک رکاوٹ کے مشترکہ عمل کے ذریعے مستحکم نتائج حاصل کرتے ہیں۔ اس کا نقصان الیکٹرولائٹ کی کمزور مزاحمت ہے، خاص طور پر زیادہ قیمت والے الیکٹرولائٹس کے لیے۔

1.1 گیلا کرنے والا ایجنٹ

پانی سے پیدا ہونے والی کوٹنگز کے لیے گیلا کرنے والے ایجنٹوں کو anionic اور nonionic میں تقسیم کیا گیا ہے۔

گیلا کرنے والے ایجنٹ اور منتشر ایجنٹ کا امتزاج مثالی نتائج حاصل کرسکتا ہے۔ گیلا کرنے والے ایجنٹ کی مقدار عام طور پر چند فی ہزار ہوتی ہے۔ اس کا منفی اثر فومنگ اور کوٹنگ فلم کی پانی کی مزاحمت کو کم کر رہا ہے۔

گیلے کرنے والے ایجنٹوں کے ترقی کے رجحانات میں سے ایک پولی آکسیتھیلین الکائل (بینزین) فینول ایتھر (اے پی ای او یا اے پی ای) گیلا کرنے والے ایجنٹوں کو آہستہ آہستہ تبدیل کرنا ہے، کیونکہ یہ چوہوں میں مردانہ ہارمونز کی کمی کا باعث بنتا ہے اور اینڈوکرائن میں مداخلت کرتا ہے۔ پولی آکسیتھیلین الکائل (بینزین) فینول ایتھرز ایملشن پولیمرائزیشن کے دوران ایملسیفائر کے طور پر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

جڑواں سرفیکٹینٹس بھی نئی پیشرفت ہیں۔ یہ ایک سپیسر کے ذریعے جڑے ہوئے دو ایمفیفیلک مالیکیولز ہیں۔ جڑواں سیل سرفیکٹنٹس کی سب سے قابل ذکر خصوصیت یہ ہے کہ اہم مائیکل ارتکاز (CMC) ان کے "سنگل سیل" سرفیکٹینٹس کے مقابلے میں کم شدت کے آرڈر سے زیادہ ہے، جس کے بعد اعلی کارکردگی ہوتی ہے۔ جیسا کہ TEGO Twin 4000، یہ ایک جڑواں سیل سیلوکسین سرفیکٹنٹ ہے، اور اس میں غیر مستحکم فوم اور ڈی فومنگ خصوصیات ہیں۔

1.2 منتشر

لیٹیکس پینٹ کے ڈسپرسنٹ کو چار اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: فاسفیٹ ڈسپرسنٹ، پولی ایسڈ ہومو پولیمر ڈسپرسنٹ، پولی ایسڈ کوپولیمر ڈسپرسنٹ اور دیگر ڈسپرسنٹ۔

سب سے زیادہ استعمال ہونے والے فاسفیٹ ڈسپرسنٹ پولی فاسفیٹ ہیں، جیسے سوڈیم ہیکسامیٹا فاسفیٹ، سوڈیم پولی فاسفیٹ (کیلگون این، جرمنی میں بی کے گیولینی کیمیکل کمپنی کی پیداوار)، پوٹاشیم ٹرائیپولی فاسفیٹ (KTPP) اور ٹیٹراپوٹاسیم پائرو فاسفیٹ (TKPP)۔

اس کے عمل کا طریقہ کار ہائیڈروجن بانڈنگ اور کیمیائی جذب کے ذریعے الیکٹرو اسٹاٹک ریپلشن کو مستحکم کرنا ہے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ خوراک کم ہے، تقریباً 0.1%، اور اس کا غیر نامیاتی روغن اور فلرز پر اچھا بازی اثر پڑتا ہے۔ لیکن اس میں بھی کمی ہے: ایک، پی ایچ کی قدر اور درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، پولی فاسفیٹ آسانی سے ہائیڈرولائز ہو جاتا ہے، طویل مدتی اسٹوریج کے استحکام کو خراب کرتا ہے۔ درمیانے درجے میں نامکمل تحلیل چمکدار لیٹیکس پینٹ کی چمک کو متاثر کرے گا۔

1 فاسفیٹ پھیلانے والا

فاسفیٹ ایسٹر ڈسپرسنٹ روغن کی بازی کو مستحکم کرتے ہیں، بشمول رد عمل والے روغن جیسے زنک آکسائیڈ۔ گلوس پینٹ فارمولیشنز میں، یہ چمک اور صفائی کو بہتر بناتا ہے۔ دیگر گیلا کرنے اور منتشر کرنے والے اضافے کے برعکس، فاسفیٹ ایسٹر ڈسپرسنٹ کا اضافہ کوٹنگ کی KU اور ICI واسکاسیٹی کو متاثر نہیں کرتا ہے۔

پولی ایسڈ ہومو پولیمر ڈسپرسنٹ، جیسے تامول 1254 اور تامول 850، تامول 850 میتھ کریلک ایسڈ کا ہوموپولیمر ہے۔

پولی ایسڈ کوپولیمر ڈسپرسنٹ، جیسے اوروٹان 731A، جو کہ ڈائی سوبیوٹیلین اور مالیک ایسڈ کا کوپولیمر ہے۔ ان دو قسم کے منتشر کی خصوصیات یہ ہیں کہ وہ روغن اور فلرز کی سطح پر مضبوط جذب یا اینکرنگ پیدا کرتے ہیں، ان میں سٹرک رکاوٹ بننے کے لیے طویل سالماتی زنجیریں ہوتی ہیں، اور زنجیر کے سروں پر پانی میں حل پذیری ہوتی ہے، اور کچھ کو الیکٹرو سٹیٹک ریپلشن کے ذریعے پورا کیا جاتا ہے۔ مستحکم نتائج حاصل کریں. منتشر کرنے والے کو اچھی طرح سے پھیلانے کے لئے، سالماتی وزن کو سختی سے کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ اگر سالماتی وزن بہت چھوٹا ہے تو، ناکافی سٹیرک رکاوٹ ہو گی؛ اگر مالیکیولر وزن بہت زیادہ ہے تو، فلوکولیشن ہو جائے گا. polyacrylate dispersants کے لیے، اگر پولیمرائزیشن کی ڈگری 12-18 ہے تو بہترین بازی اثر حاصل کیا جا سکتا ہے۔

دوسری قسم کے منتشر کرنے والے، جیسے AMP-95، کا کیمیائی نام 2-amino-2-methyl-1-propanol ہے۔ امینو گروپ غیر نامیاتی ذرات کی سطح پر جذب ہوتا ہے، اور ہائیڈروکسیل گروپ پانی تک پھیلا ہوا ہے، جو سٹیرک رکاوٹ کے ذریعے ایک مستحکم کردار ادا کرتا ہے۔ اس کے چھوٹے سائز کی وجہ سے، سٹرک رکاوٹ محدود ہے. AMP-95 بنیادی طور پر پی ایچ ریگولیٹر ہے۔

حالیہ برسوں میں، منتشر کرنے والوں پر تحقیق نے زیادہ مالیکیولر وزن کی وجہ سے ہونے والے فلوکولیشن کے مسئلے پر قابو پالیا ہے، اور اعلی مالیکیولر وزن کی ترقی رجحانات میں سے ایک ہے۔ مثال کے طور پر، ایملشن پولیمرائزیشن کے ذریعے تیار کردہ اعلی مالیکیولر ویٹ ڈسپرسینٹ EFKA-4580 خاص طور پر پانی پر مبنی صنعتی کوٹنگز کے لیے تیار کیا گیا ہے، جو کہ نامیاتی اور غیر نامیاتی روغن کی بازی کے لیے موزوں ہے، اور اس میں پانی کی اچھی مزاحمت ہے۔

امائنو گروپس ایسڈ بیس یا ہائیڈروجن بانڈنگ کے ذریعے بہت سے روغن کے لیے ایک اچھی نسبت رکھتے ہیں۔ اینکرنگ گروپ کے طور پر امینو ایکریلک ایسڈ کے ساتھ بلاک کوپولیمر ڈسپرسنٹ پر توجہ دی گئی ہے۔

2 اینکرنگ گروپ کے طور پر dimethylaminoethyl methacrylate کے ساتھ منتشر

ٹیگو ڈسپرز 655 گیلا اور منتشر کرنے والا ایڈیٹیو پانی سے چلنے والے آٹوموٹیو پینٹ میں استعمال ہوتا ہے نہ صرف روغن کو سمت دینے کے لیے بلکہ ایلومینیم پاؤڈر کو پانی کے ساتھ رد عمل سے روکنے کے لیے بھی۔

ماحولیاتی خدشات کی وجہ سے، بایوڈیگریڈیبل گیلا کرنے اور منتشر کرنے والے ایجنٹ تیار کیے گئے ہیں، جیسے EnviroGem AE سیریز کے جڑواں سیل گیلے اور منتشر کرنے والے ایجنٹ، جو کم جھاگ گیلا کرنے اور منتشر کرنے والے ایجنٹ ہیں۔

ڈیفومر

روایتی پانی پر مبنی پینٹ ڈیفومرز کی بہت سی قسمیں ہیں، جنہیں عام طور پر تین قسموں میں تقسیم کیا جاتا ہے: معدنی تیل کے ڈیفومر، پولی سلوکسین ڈیفومر اور دیگر ڈیفومر۔

معدنی تیل کے ڈیفومر عام طور پر استعمال ہوتے ہیں، بنیادی طور پر فلیٹ اور نیم چمکدار لیٹیکس پینٹ میں۔

پولیسیلوکسین ڈیفومرز میں سطح کا تناؤ کم ہوتا ہے، مضبوط ڈیفومنگ اور اینٹی فومنگ کی صلاحیتیں ہوتی ہیں، اور چمک کو متاثر نہیں کرتی ہیں، لیکن جب غلط استعمال کیا جائے تو وہ کوٹنگ فلم کے سکڑنے اور خراب ریکوٹیبلٹی جیسے نقائص کا باعث بنتے ہیں۔

روایتی پانی پر مبنی پینٹ ڈیفومرز ڈیفوامنگ کے مقصد کو حاصل کرنے کے لئے پانی کے مرحلے سے مطابقت نہیں رکھتے ہیں، لہذا کوٹنگ فلم میں سطح کے نقائص پیدا کرنا آسان ہے۔

حالیہ برسوں میں، مالیکیولر لیول ڈیفومرز تیار کیے گئے ہیں۔

یہ اینٹی فومنگ ایجنٹ ایک پولیمر ہے جو کیریئر مادہ پر اینٹی فومنگ فعال مادوں کو براہ راست گرافٹنگ کرکے تشکیل دیا جاتا ہے۔ پولیمر کی مالیکیولر چین میں گیلا ہائیڈروکسیل گروپ ہوتا ہے، ڈیفومنگ ایکٹو مادہ مالیکیول کے گرد تقسیم ہوتا ہے، فعال مادہ کو اکٹھا کرنا آسان نہیں ہوتا، اور کوٹنگ سسٹم کے ساتھ مطابقت اچھی ہوتی ہے۔ اس طرح کے مالیکیولر لیول ڈیفومرز میں معدنی تیل شامل ہیں — فوم اسٹار اے 10 سیریز، سلکان پر مشتمل — فوم اسٹار A30 سیریز، اور نان سیلیکون، نان آئل پولیمر — فوم اسٹار ایم ایف سیریز۔

یہ مالیکیولر اسکیل ڈیفومر ایک سپر گرافٹڈ سٹار پولیمر کو غیر مطابقت پذیر سرفیکٹنٹ کے طور پر استعمال کرتا ہے اور اس نے پانی سے پیدا ہونے والی کوٹنگ ایپلی کیشنز میں اچھے نتائج حاصل کیے ہیں۔ Stout et al کے ذریعہ رپورٹ کردہ ایئر پروڈکٹس مالیکیولر گریڈ ڈیفومر۔ ایک ایسیٹیلین گلائکول پر مبنی فوم کنٹرول ایجنٹ اور ڈیفومر ہے جس میں گیلا کرنے والی خصوصیات ہیں، جیسے سرفینول MD 20 اور Surfynol DF 37۔

اس کے علاوہ، صفر-VOC کوٹنگز تیار کرنے کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، VOC سے پاک ڈیفومر بھی ہیں، جیسے Agitan 315، Agitan E 255، وغیرہ۔

گاڑھا کرنے والا

گاڑھا کرنے والوں کی بہت سی قسمیں ہیں، فی الحال عام طور پر استعمال ہونے والے سیلولوز ایتھر اور اس کے مشتق گاڑھے، ایسوسی ایٹیو الکلی سوئیبل گاڑھا کرنے والے (HASE) اور polyurethane thickeners (HEUR) ہیں۔

3.1 سیلولوز ایتھر اور اس کے مشتقات

ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز (HEC)یونین کاربائیڈ کمپنی نے سب سے پہلے صنعتی طور پر 1932 میں تیار کیا تھا، اور اس کی تاریخ 70 سال سے زیادہ ہے۔

فی الحال، سیلولوز ایتھر اور اس کے مشتقات کے موٹے کرنے والوں میں بنیادی طور پر ہائیڈروکسی ایتھائل سیلولوز (HEC)، میتھائل ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز (MHEC)، ایتھائل ہائیڈروکسی ایتھائل سیلولوز (EHEC)، میتھائل ہائیڈروکسی پروپیل بیس سیلولوز (MHPC)، xcellentum، xcellulosehum (xcellulose) شامل ہیں۔ وغیرہ، یہ غیر آئنک گاڑھا کرنے والے ہیں، اور ان کا تعلق بھی غیر وابستہ واٹر فیز گاڑھا کرنے والوں سے ہے۔ ان میں سے، لیٹیکس پینٹ میں HEC سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔

3.2 الکلی سے پھولنے والا گاڑھا کرنے والا

الکلی سوجن ایبل گاڑھا کرنے والوں کو دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے: نان ایسوسی ایٹیو الکالی سوئیبل گاڑھا کرنے والے (ASE) اور ایسوسی ایٹیو alkali-swellable thickeners (HASE)، جو anionic thickeners ہیں۔ غیر منسلک ASE ایک پولی کریلیٹ الکلی سوجن ایملشن ہے۔

3.3 پولیوریتھین گاڑھا کرنے والا اور ہائیڈروفوبک طور پر تبدیل شدہ نان پولی یوریتھین گاڑھا کرنے والا

پولی یوریتھین گاڑھا کرنے والا، جسے HEUR کہا جاتا ہے، ایک ہائیڈروفوبک گروپ میں ترمیم شدہ ایتھوکسیلیٹڈ پولی یوریتھین پانی میں گھلنشیل پولیمر ہے، جس کا تعلق نان آئنک ایسوسی ایٹیو گاڑھا کرنے والے سے ہے۔

HEUR تین حصوں پر مشتمل ہے: ہائیڈروفوبک گروپ، ہائیڈرو فیلک چین اور پولیوریتھین گروپ۔

ہائیڈروفوبک گروپ ایک ایسوسی ایشن کا کردار ادا کرتا ہے اور گاڑھا ہونے کا فیصلہ کن عنصر ہے، عام طور پر اوائلل، اوکٹیڈیسیل، ڈوڈیکیلفینائل، نونیلفینول وغیرہ۔

تاہم، کچھ تجارتی طور پر دستیاب HEURs کے دونوں سروں پر ہائیڈروفوبک گروپس کے متبادل کی ڈگری 0.9 سے کم ہے، اور بہترین صرف 1.7 ہے۔ ایک تنگ مالیکیولر وزن کی تقسیم اور مستحکم کارکردگی کے ساتھ پولیوریتھین گاڑھا کرنے والا حاصل کرنے کے لیے رد عمل کے حالات کو سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہیے۔ زیادہ تر HEURs کو مرحلہ وار پولیمرائزیشن کے ذریعے ترکیب کیا جاتا ہے، لہذا تجارتی طور پر دستیاب HEURs عام طور پر وسیع مالیکیولر وزن کے مرکب ہوتے ہیں۔

اوپر بیان کردہ لکیری ایسوسی ایٹیو پولی یوریتھین گاڑھا کرنے والوں کے علاوہ، کنگھی کی طرح کے ایسوسی ایٹیو پولی یوریتھین گاڑھا کرنے والے بھی ہیں۔ نام نہاد کنگھی ایسوسی ایشن polyurethane thickener کا مطلب ہے کہ ہر موٹا کرنے والے مالیکیول کے درمیان میں ایک لٹکن ہائیڈروفوبک گروپ ہوتا ہے۔ SCT-200 اور SCT-275 وغیرہ جیسے موٹے کرنے والے۔

ہائیڈروفوبک گروپس کی ایک عام مقدار کو شامل کرتے وقت، صرف 2 اینڈ کیپڈ ہائیڈروفوبک گروپ ہوتے ہیں، لہذا ترکیب شدہ ہائیڈروفوبک طور پر تبدیل شدہ امینو گاڑھا HEUR سے زیادہ مختلف نہیں ہے، جیسا کہ Optiflo H 500، شکل 3 دیکھیں۔

اگر زیادہ ہائیڈروفوبک گروپس شامل کیے جائیں، جیسے کہ 8% تک، رد عمل کی شرائط کو متعدد بلاک شدہ ہائیڈروفوبک گروپوں کے ساتھ امینو گاڑھا کرنے والے پیدا کرنے کے لیے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ یقیناً یہ بھی ایک کنگھی گاڑھا کرنے والا ہے۔

یہ ہائیڈروفوبک موڈیفائیڈ امینو گاڑھا رنگ رنگ کے ملاپ کو شامل کرنے پر سرفیکٹنٹس اور گلائکول سالوینٹس کی ایک بڑی مقدار کے اضافے کی وجہ سے پینٹ کی چپکنے والی کو گرنے سے روک سکتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ مضبوط ہائیڈروفوبک گروپ ڈیسورپشن کو روک سکتے ہیں، اور ایک سے زیادہ ہائیڈروفوبک گروپس مضبوط وابستگی رکھتے ہیں۔