Secrets d’additius per a recobriments a base d’aigua

Resum:

1. Agent de humectació i dispersió

2. Defoamer

3. Espessidor

4. Additius formadors de pel·lícules

5. Agent anti-corrosió, anti-simili i anti-Alga

6. Altres additius

1 agent de humectació i dispersió:

Els recobriments a base d’aigua utilitzen l’aigua com a dissolvent o medi de dispersió, i l’aigua té una constant constant dielèctrica, de manera que els recobriments a base d’aigua s’estabilitzen principalment per la repulsió electrostàtica quan la doble capa elèctrica es solapa. A més, en el sistema de recobriment basat en l’aigua, sovint hi ha polímers i tensioactius no iònics, que s’absorbeixen a la superfície del farcit del pigment, formant un obstacle estèric i estabilitzant la dispersió. Per tant, les pintures i emulsions a base d’aigua aconsegueixen resultats estables mitjançant l’acció conjunta de la repulsió electrostàtica i el obstacle estèric. El seu desavantatge és la mala resistència als electròlits, especialment per als electròlits de preu elevat.

1.1 Agent humit

Els agents humits per a recobriments aigua es divideixen en aniónics i no iònics.

La combinació de l’agent humit i l’agent de dispersió pot obtenir resultats ideals. La quantitat d’agència de humectació és generalment uns quants per mil. El seu efecte negatiu és espumar i reduir la resistència a l’aigua de la pel·lícula de recobriment.

Una de les tendències de desenvolupament dels agents humits és substituir gradualment els agents humits de polioxietilè alquil (benzè) fenol (APEO o APE), perquè condueix a la reducció de les hormones masculines en rates i interfereix amb endocrí. Els èters de fenol de polioxietilè alquil (benzè) s’utilitzen àmpliament com a emulsionants durant la polimerització de l’emulsió.

Els tensioactius bessons també són nous desenvolupaments. Es tracta de dues molècules amfifíliques enllaçades per un espaciador. La característica més notable dels tensioactius de cèl·lules bessones és que la concentració crítica de micel·les (CMC) és més que un ordre de magnitud inferior a la dels seus tensioactius “unicel·lulars”, seguit d’una alta eficiència. Com ara Tego Twin 4000, és un tensioactiu de siloxà de cèl·lula bessona i té propietats inestables d’escuma i defoaming.

Air Products ha desenvolupat tensioactius Gemini. Els tensioactius tradicionals tenen una cua hidrofòbica i un cap hidròfil, però aquest nou tensioactiu compta amb dos grups hidròfils i dos o tres grups hidrofòbics, que és un tensioactiu multifuncional, conegut com a acetilenglicols, productes com l’envirogem AD01.

1.2 dispersant

Els dispersants per a la pintura de làtex es divideixen en quatre categories: dispersants de fosfat, dispersants d’homopolímer poliacid, dispersants de copolímer poliacid i altres dispersants.

Els dispersants de fosfat més utilitzats són els polifosfats, com ara l’hexametafosfat de sodi, el polifosfat de sodi (Calgon N, el producte de la companyia química BK Giulini a Alemanya), el trípolifosfat de potassi (KTPP) i el pirofosfat de tetrapotàssi (TKPP). El mecanisme de la seva acció és estabilitzar la repulsió electrostàtica mitjançant l’enllaç d’hidrogen i l’adsorció química. El seu avantatge és que la dosi és baixa, al voltant del 0,1%i té un bon efecte de dispersió sobre els pigments i els farcits inorgànics. Però també hi ha deficiències: la, juntament amb l’augment del valor i la temperatura del pH, el polifosfat s’hidrolitza fàcilment, provoca una estabilitat d’emmagatzematge a llarg termini; La dissolució incompleta en medi afectarà la brillantor de la pintura de làtex brillant.

Els dispersants d’èster de fosfat són barreges de monoesters, dies, alcohols residuals i àcid fosfòric.

Els dispersants d’èster fosfat estabilitzen les dispersions de pigments, inclosos pigments reactius com l’òxid de zinc. En formulacions de pintura brillant, millora la brillantor i la neteja. A diferència d’altres additius humits i dispersant, l’addició de dispersants d’èster fosfat no afecta la viscositat del recobriment KU i ICI.

El dispersant d’homopolímer poliacid, com el tamol 1254 i el tamol 850, el tamol 850 és un homopolímer d’àcid metacrílic. Dispersant de copolímer de poliacides, com Orotan 731A, que és un copolímer de diisobutilè i àcid maleic. Les característiques d’aquests dos tipus de dispersants són que produeixen una forta adsorció o ancoratge a la superfície de pigments i farcits, tenen cadenes moleculars més llargues per formar un obstacle estèric i tenen solubilitat a l’aigua als extrems de la cadena, i algunes es complementen amb repulsió electrostàtica a aconseguir resultats estables. Perquè el dispersi tingui una bona dispersibilitat, el pes molecular ha de ser controlat estrictament. Si el pes molecular és massa petit, no hi haurà un obstacle estèric suficient; Si el pes molecular és massa gran, es produirà floculació. Per als dispersants del poliacrilat, es pot aconseguir el millor efecte de dispersió si el grau de polimerització és de 12-18.

Altres tipus de dispersants, com AMP-95, tenen un nom químic de 2-amino-2-metil-1-propanol. El grup amino està adsorbit a la superfície de les partícules inorgàniques i el grup hidroxil s’estén a l’aigua, que té un paper estabilitzador a través d’un obstacle estèric. A causa de la seva petita mida, el obstacle estèric és limitat. L’AMP-95 és principalment un regulador de pH.

En els darrers anys, la investigació sobre dispersants ha superat el problema de la floculació causada per un pes molecular elevat i el desenvolupament d’un alt pes molecular és una de les tendències. Per exemple, l’EFKA-4580 elevat de pes molecular produït per la polimerització d’emulsió està especialment desenvolupat per a recobriments industrials basats en aigua, adequats per a la dispersió de pigments orgànics i inorgànics i té una bona resistència a l’aigua.

Els grups amino tenen una bona afinitat per a molts pigments mitjançant la connexió àcid o la unió d'hidrogen. El copolímer de blocs dispersant amb àcid aminoacrílic a mesura que s'ha prestat atenció al grup d'ancoratge.

Dispersant amb metacrilat de dimetilaminoetil com a grup d'ancoratge

Tego dispersa 655 L’additiu humitat i dispersant s’utilitza en les pintures d’automòbils a l’aigua no només per orientar els pigments, sinó també per evitar que la pols d’alumini reaccioni amb l’aigua.

A causa de les preocupacions mediambientals, s’han desenvolupat agents de humectació i dispersió biodegradables, com ara els agents de dispersió i dispersió de la sèrie AE de Envirogem AE, que són agents de dispersió i dispersió de baixes.

2 Defoamer:

Hi ha molts tipus de definicions tradicionals de pintura a base d’aigua, que generalment es divideixen en tres categories: defoamers d’oli mineral, defoamers de polisiloxà i altres defoamers.

Els defoamers d’oli mineral s’utilitzen habitualment, principalment en pintures de làtex planes i semi-brillants.

Els defoamers de polisiloxà tenen una baixa tensió superficial, fortes capacitats i antifoaming i no afecten la brillantor, però quan s’utilitzen de manera inadequada, causaran defectes com la contracció de la pel·lícula de recobriment i la poca recotatabilitat.

Els defoamers tradicionals de pintura basats en aigua són incompatibles amb la fase de l’aigua per aconseguir el propòsit de difondre’s, de manera que és fàcil produir defectes superficials a la pel·lícula de recobriment.

En els darrers anys, s’han desenvolupat defoamers a nivell molecular.

Aquest agent antifoaming és un polímer format per l’empelt directament de substàncies actives antifoaming a la substància portadora. La cadena molecular del polímer té un grup hidroxil humidor, la substància activa que es defineix es distribueix al voltant de la molècula, la substància activa no és fàcil d’agregar i la compatibilitat amb el sistema de recobriment és bona. Aquests defoamers a nivell molecular inclouen olis minerals: sèrie de foamstar A10, que conté silici-Sèrie A30 Foamstar i polímers no silicons, no oli-Sèrie MF de Foamstar.

També es informa que aquest defoamer de nivell molecular utilitza polímers estrella super empeltats com a tensioactius incompatibles i ha aconseguit bons resultats en aplicacions de recobriment basades en aigua. El Defoamer de grau molecular aeri reportat per Stout et al. és un agent de control d’escuma basat en acetilenglicol i defoamer amb les dues propietats humides, com Surfynol MD 20 i Surfynol DF 37.

A més, per satisfer les necessitats de produir recobriments de VOC zero, també hi ha defoamers lliures de VOC, com Agitan 315, Agitan E 255, etc.

3 espessidors:

Hi ha molts tipus d’espessadors, actualment s’utilitzen habitualment són l’èter de cel·lulosa i els seus espessidors derivats, els espessidors alcalis associats (HASE) i els espessidors de poliuretà (HEUR).

3.1. Èter cel·lulosa i els seus derivats

La hidroxietil cel·lulosa (HEC) va ser produïda per primera vegada industrialment per Union Carbide Company el 1932 i té una història de més de 70 anys. Actualment, els espessidors de l’èter de cel·lulosa i els seus derivats inclouen principalment la hidroxietil cel·lulosa (HEC), la metil hidroxietil cel·lulosa (MHEC), l’etil hidroxietil cel·lulosa (EHEC), la cel·lulosa base de metil hidroxipropil (MHPC), la cel·lulosa de metil (MC) i la xanha, la goma de xantà, la goma de xantà, la xanha, la goma de xantà, la xanha, la xanha) i la xantana) i la xantana) i la xantana, la xanha) i la xantana, la xanha) i la xantana, la xantana, la xantana (MC), xantana, xanhan. etc., es tracta d’espessadors no iònics i també pertanyen a espessidors de fase d’aigua no associats. Entre ells, HEC és el més utilitzat en la pintura de làtex.

La cel·lulosa modificada hidrofòbia (HMHEC) introdueix una petita quantitat de grups alquil hidrofòbics de cadena llarga a la columna vertebral hidrofílica de la cel·lulosa per convertir-se en un espessidor associatiu, com ara natrosol més grau 330, 331, celosa SG-100, Bermocoll EHM-100. El seu efecte espessidor és comparable al dels espessidors d'èter de cel·lulosa amb un pes molecular molt més gran. Millora la viscositat i l’anivellament de l’ICI i redueix la tensió superficial, com la tensió superficial de HEC és d’uns 67mn/m, i la tensió superficial de l’HMHEC és de 55-65mn/m.

3.2 Espessidor alcali-swellable

Els espessidors alcalos que es poden dividir es divideixen en dues categories: espessidors no associatius alcales (ASE) i associats alcalos gruixuts (HASE), que són espessidors anióics. L’ASE no associada és una emulsió d’inflor alcalí de poliacrilat. HASE associatiu és una emulsió de inflor alcalí de poliacrilat modificada hidrofòbia.

3.3. Espessidor de poliuretà i espessidor no poliuretà modificat hidrofòbia

L’espessador de poliuretà, conegut com HEUR, és un polimer soluble en aigua de poliuretà modificat per grups hidrofòbics, que pertany a un espessidor associatiu no iònic. Heur està format per tres parts: grup hidrofòbic, cadena hidrofílica i grup de poliuretà. El grup hidrofòbic té un paper d'associació i és el factor decisiu per a l'engrossiment, normalment oleil, octadecil, dodecilfenil, nonilfenol, etc. La cadena hidrofílica pot proporcionar estabilitat química i estabilitat de viscositat, que s'utilitzen habitualment, són polieters, com polioxietilè i els seus derivats. La cadena molecular de Heur s’amplia per grups de poliuretà, com IPDI, TDI i HMDI. La característica estructural dels espessidors associatius és que són acabats per grups hidrofòbics. No obstant això, el grau de substitució dels grups hidrofòbics als dos extrems d'alguns HEURs disponibles comercialment és inferior a 0,9, i el millor és només de 1,7. Les condicions de reacció s’han de controlar estrictament per obtenir un espessidor de poliuretà amb una distribució de pes molecular estreta i un rendiment estable. La majoria dels heres són sintetitzats per polimerització pas a pas, de manera que els heans disponibles comercialment són generalment barreges de grans pesos moleculars.

Richey et al. Es va utilitzar un espessidor de l'associació de pirenes fluorescent Tracer (PAT, pes mitjà molecular mitjà 30000, pes molecular mitjà de pes 60000) per trobar que a una concentració del 0,02% (pes), el grau d'agregació de micela d'Acrysol RM-825 i PAT era d'aproximadament 6. L’energia d’associació entre l’espessador i la superfície de les partícules de làtex és d’uns 25 kJ/mol; L’àrea ocupada per cada molècula d’espessador de pat a la superfície de partícules de làtex és d’uns 13 nm2, que és aproximadament la zona ocupada per l’agent humit de Triton X-405 14 vegades la de 0,9 nm2. Espessador de poliuretà associatiu com RM-2020NPR, DSX 1550, etc.

El desenvolupament dels espessidors de poliuretà associatius respectuosos amb el medi ambient ha rebut una atenció generalitzada. Per exemple, BYK-425 és un espessidor de poliuretà modificat per urea i sense apeo. Rheolat 210, Gel Borchi 0434, Tego Viscoplus 3010, 3030 i 3060 són un espessador associatiu de poliuretà sense VOC i APEO.

A més dels espessidors de poliuretà associatiu lineals descrits anteriorment, també hi ha espessidors de poliuretà associatius semblants a pintes. L’anomenada agrupació de poliuretà Association Association significa que hi ha un grup hidrofòbic penjoll al mig de cada molècula d’espessador. Els espessidors com SCT-200 i SCT-275, etc.

L’espessador aminoplàs modificat hidrofòbicament (espessidor aminoplàs etoxilat modificat hidrofòbia - Heat) canvia l’amino resina especial en quatre grups hidrofòbics cappats, però la reactivitat d’aquests quatre llocs de reacció és diferent. En l’addició normal de grups hidrofòbics, només hi ha dos grups hidrofòbics bloquejats, de manera que l’engrosser amino modificat hidrofòbic sintètic no és gaire diferent de l’HEUR, com ara Optiflo H 500. Si s’afegeixen més grups hidrofòbics, com ara fins a un 8%, Les condicions de reacció es poden ajustar per produir espessidors amino amb múltiples grups hidrofòbics bloquejats. Per descomptat, també es tracta d’un espessidor de pinta. Aquest espessidor amino modificat hidrofòbic pot evitar que la viscositat de la pintura caigui a causa de l’addició d’una gran quantitat de tensioactius i dissolvents de glicol quan s’afegeix la concordança de color. El motiu és que els grups hidrofòbics forts poden prevenir la desorció i múltiples grups hidrofòbics tenen una forta associació. Els espessidors com els televisors Optiflo.

L’espessador de polieter modificat hidrofòbic (HMPE) El rendiment d’un espessidor de poliether modificat hidrofòbia és similar al HEUR, i els productes inclouen Aquaflow NLS200, NLS210 i NHS300 d’Hèrcules.

El seu mecanisme d’espessiment és l’efecte tant de l’enllaç d’hidrogen com de l’associació de grups finals. En comparació amb els espessidors comuns, té millors propietats anti-redaccions i anti-SAG. Segons les diferents polaritats dels grups finals, els espessidors de poliureina modificats es poden dividir en tres tipus: espessidors de poliureina de baixa polaritat, espessidors de poliureina de polaritat mitjana i espessidors d’alta polaritat. Els dos primers s’utilitzen per a espessiments de recobriments basats en dissolvents, mentre que els espessidors de poliurea d’alta polaritat es poden utilitzar tant per a recobriments basats en dissolvents d’alta polaritat com per a recobriments a base d’aigua. Els productes comercials de baixa polaritat, polaritat mitjana i espessidors d’alta polaritat són Byk-411, Byk-410 i Byk-420 respectivament.

El purí de cera de poliamida modificat és un additiu reològic sintetitzat mitjançant la introducció de grups hidròfils com PEG a la cadena molecular de la cera amida. Actualment, algunes marques s’importen i s’utilitzen principalment per ajustar la tixotropia del sistema i millorar l’anti-tixotropia. Rendiment anti-SAG.