Tajemství aditiv pro vodní povlaky

Shrnutí:

1. Agent smáčení a dispergace

2. Defoamer

3. zahušťovače

4. aditivy vytvářející filmy

5. Protikoróza, anti-staráda a anti-algae agent

6. Ostatní přísady

1 Agent smáčení a dispergace:

Povlaky na bázi vody používají vodu jako rozpouštědlo nebo disperzní médium a voda má velkou dielektrickou konstantu, takže povlaky na vodu jsou stabilizovány hlavně elektrostatickým odpuzováním, když se elektrická dvojitá vrstva překrývá. Kromě toho v potahovacím systému na bázi vody existují často polymery a neiontové povrchově aktivní látky, které jsou adsorbovány na povrchu pigmentového plniva, vytvářejí sterickou překážku a stabilizují disperzi. Proto barvy a emulze na bázi vody dosahují stabilních výsledků prostřednictvím společného působení elektrostatického odpuzování a sterické překážky. Jeho nevýhodou je špatná odolnost proti elektrolytu, zejména pro elektrolyty s vysokou cenou.

1,1 smáčecí činidlo

Vlákací činidla pro vodní povlaky jsou rozděleny na aniontové a neiontové.

Kombinace smáčeného činidla a dispergovacího činidla může dosáhnout ideálních výsledků. Množství smáčeného činidla je obecně několik na tisíc. Jeho negativním účinkem je pěnit a snižování vodovodní odolnosti potahovacího filmu.

Jedním z vývojových trendů smáčených látek je postupné nahrazení polyoxyethylenového alkylu (benzen) fenolotheru (APEO nebo APE) smáčení, protože vede ke snížení mužských hormonů u potkanů ​​a interferuje endokrinní. Fenolové ethery polyoxyethylen alkyl (benzen) se během emulzní polymerace široce používají jako emulgátory.

Twin Surfactants jsou také nový vývoj. Jsou to dvě amfifilní molekuly spojené spacerem. Nejvýznamnějším rysem povrchově aktivních látek s dvojitými buňkami je to, že kritická koncentrace micel (CMC) je více než řádová velikost nižší než u jejich „jednobuněčných“ povrchově aktivních látek, následovaná vysokou účinností. Jako je Tego Twin 4000, jedná se o povrchově aktivní látku siloxanu s dvojčatami a má nestabilní vlastnosti pěny a defoaming.

Air Products vyvinul povrchově aktivní látky Gemini. Tradiční povrchově aktivní látky mají hydrofobní ocas a hydrofilní hlavu, ale tato nová povrchově aktivní látka má dvě hydrofilní skupiny a dvě nebo tři hydrofobní skupiny, což je multifunkční povrchově aktivní látka, známá jako acetylenglykoly, produkty, jako je Envirogem AD01.

1.2 Dispergant

Disperganty pro latexovou barvu jsou rozděleny do čtyř kategorií: disperganty fosfátu, disperganty polyacidního homopolymeru, disperganty polyacidního kopolymeru a další disperganty.

Nejrozšířenějšími fosfátovými disperganty jsou polyfosfáty, jako je hexametafosfát sodný, polyfosfát sodný (Calgon N, produkt chemické společnosti BK Giulini v Německu), draselný tripolyfosfát (KTPP) (KTPP) (TKPP (TKPP). Mechanismem jeho působení je stabilizovat elektrostatickou odpuzení prostřednictvím vodíkové vazby a chemické adsorpce. Jeho výhodou je, že dávka je nízká, asi 0,1%a má dobrý disperzní účinek na anorganické pigmenty a plniva. Ale také existují nedostatky: ten, spolu se zvyšováním hodnoty pH a teploty, je polyfosfát snadno hydrolyzován, způsobuje špatnou dlouhodobou stabilitu skladování; Neúplné rozpuštění v médiu ovlivní lesk lesklé latexové barvy.

Disperganty fosfátu jsou směsi monoesterů, diesterů, zbytkových alkoholů a kyseliny fosforečné.

Disperganty fosfátu esteru stabilizují disperze pigmentu, včetně reaktivních pigmentů, jako je oxid zinečnatý. Ve formulacích lesklých barev zlepšuje lesk a čistitelnost. Na rozdíl od jiných aditiv smáčení a dispergací, přidání dispergací fosfátu esteru neovlivňuje viskozitu CU a ICI povlaku.

Tamol 850 je homopolymer kyseliny methakrylové kyseliny, jako je Tamol 1254 a Tamol 850, polyacidní homopolymer. Dispergant polyacidního kopolymeru, jako je Orotan 731a, což je kopolymer diisobutylenu a kyseliny maleové. Charakteristiky těchto dvou typů dispergantů spočívají v tom, že produkují silnou adsorpci nebo ukotvení na povrchu pigmentů a plniv, mají delší molekulární řetězce, aby vytvořily sterickou překážku, a na koncích řetězu mají rozpustnost a některé jsou doplněny elektrostatickým odrazem dosáhnout stabilních výsledků. Aby bylo dispergant dobré rozptýlitelnosti, musí být molekulová hmotnost přísně kontrolována. Pokud je molekulová hmotnost příliš malá, bude tam nedostatečná sterická překážka; Pokud je molekulová hmotnost příliš velká, dojde k flokulaci. U dispergantů polyakrylátu lze dosáhnout nejlepšího disperzního účinku, pokud je stupeň polymerace 12-18.

Jiné typy dispergantů, jako je AMP-95, mají chemický název 2-amino-2-methyl-1-propanolu. Skupina amino je adsorbována na povrchu anorganických částic a hydroxylová skupina se rozprostírá na vodu, která hraje stabilizující roli prostřednictvím sterické překážky. Díky své malé velikosti je sterická překážka omezená. AMP-95 je hlavně regulátor pH.

V posledních letech výzkum dispergantů překonal problém flokulace způsobený vysokou molekulovou hmotností a vývoj vysoké molekulové hmotnosti je jedním z trendů. Například EFKA-4580 disperzivní dispergace s vysokou molekulovou hmotností produkované emulzní polymerací je speciálně vyvinuto pro průmyslové povlaky na bázi vody, vhodné pro organické a anorganické pigmentové disperze a má dobrou odolnost proti vodě.

Amino skupiny mají dobrou afinitu pro mnoho pigmentů prostřednictvím kyselé nebo vodíkové vazby. Dispergant bloku kopolymeru s kyselinou aminoakrylovou jako ukotvení bylo věnováno pozornosti.

Dispergant s dimethylaminoethylmethakrylátem jako ukotvení

TEGO DISPERS 655 smáčení a disperzní aditiva se používá ve vodě přenášených automobilových barvách nejen k orientaci pigmentů, ale také zabránění reagování hliníku v reakci s vodou.

Kvůli environmentálním obavám byly vyvinuty biologicky rozložitelné smáčení a dispergovací látky, jako je například série Envirogem AE Twin-buněk smáčení a disperční činidla, která jsou smáčené a dispergované látky s nízkým pěchováním.

2 Defoamer:

Existuje mnoho druhů tradičních defoamerů na vodní barvě, které jsou obecně rozděleny do tří kategorií: defoamery minerálního oleje, polysiloxanové defoamery a další odkaňovače.

Defoamery minerálního oleje se běžně používají, zejména v plochých a pololesklých latexových barvách.

Polysiloxanové defoamery mají nízké povrchové napětí, silné defoamingové a antifoamingové schopnosti a neovlivňují lesk, ale pokud se používají nesprávně, způsobí defekty, jako je smršťování potahovacího filmu a špatná přepomohla.

Tradiční defoamery na bázi vody jsou nekompatibilní s vodovodní fází, aby bylo dosaženo účelu defoamingu, takže je snadné vyrábět povrchové vady v potahovacím filmu.

V posledních letech byly vyvinuty defoamery molekulární úrovně.

Toto antifoamingové činidlo je polymer tvořený přímým roubováním antifoamingových účinných látek na nosné látce. Molekulární řetězec polymeru má hydroxylovou skupinu smáčení, defoamingová účinná látka je distribuována kolem molekuly, účinná látka není snadná a kompatibilita s povlakem je dobrá. Takové defoamery na molekulární úrovni zahrnují minerální oleje-série FOAMSTAR A10, série FOAMSTAR A30, a ne-olejové polymery-FOAMSTAR MF série.

Rovněž se uvádí, že tento defoamer na molekulární úrovni používá super roubované hvězdné polymery jako nekompatibilní povrchově aktivní látky a dosáhl dobrých výsledků v aplikacích povlaku na bázi vody. Defoamer molekulárního stupně vzduchových produktů hlášený Stout et al. je kontrolní činidlo pěny na bázi acetylenglykolu a defoameru s oběma smáčenými vlastnostmi, jako je surfynol MD 20 a surfynol DF 37.

Kromě toho, aby bylo možné uspokojit potřeby výroby nátěrů s nulovými VOC, existují také defoamery bez VOC, jako je Agitan 315, Agitan E 255 atd.

3 zahušťovače:

Existuje mnoho druhů zahušťovačů, v současné době běžně používané jsou celulózové ether a jeho deriváty zahušťovače, asociativní alkalické zahušťování (HASE) a polyuretanové zahušťovače (HEUR).

3.1. Celulóza ether a jeho deriváty

Hydroxyethylcelulóza (HEC) byla poprvé produkována průmyslově společností Union Carbide Company v roce 1932 a má historii více než 70 let. At present, the thickeners of cellulose ether and its derivatives mainly include hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl hydroxypropyl Base cellulose (MHPC), methyl cellulose (MC) and xanthan gum, atd., Jedná se o neionické zahušťovače a také patří do zahušťovačů vodní fáze asociované. Mezi nimi je HEC nejčastěji používán v latexové barvě.

Hydrofobně modifikovaná celulóza (HMHEC) zavádí malé množství hydrofobních alkylových skupin s dlouhým řetězcem na hydrofilní páteře celulózy, aby se stala asociativním zahušťovačem, jako je Natrosol plus stupeň 330, 331, Cellosozaze SG-100, Bermococoll EHM-100. Její zahušťovací účinek je srovnatelný s účinku celulózového etheru s mnohem větší molekulovou hmotností. Zlepšuje viskozitu a vyrovnávání ICI a snižuje povrchové napětí, jako je povrchové napětí HEC, asi 67 mn/m, a povrchové napětí HMHEC je 55-65 mn/m.

3.2 Alkalická zahušťovadlo

Alkalické zahušťovače jsou rozděleny do dvou kategorií: ne asociativní alkalické zahušťovače (ASE) a asociativní zahušťovače alkalií (HASE), což jsou aniontové zahušťování. ASE asociovaný ASE je emulze otoku alkalického polyakrylátu. Asociativní HASE je hydrofobně modifikovaná polyakrylátová alkalická otoky emulze.

3.3. Polyuretan zhušťovadlo a hydrofobně modifikované nepolyurethanové zahušťování

Polyurethanový zahušťování, označované jako HEUR, je hydrofobní skupinově modifikovaný ethoxylovaný polyuretanový polymer rozpustný, který patří do neiontového asociativního zahušťování. Heur je složen ze tří částí: hydrofobní skupiny, hydrofilní řetězec a polyuretanovou skupinu. Hydrofobní skupina hraje asociační roli a je rozhodujícím faktorem pro zesílení, obvykle oleyl, oktadecyl, dodecylfenyl, nonylfenol atd. Hydrofilní řetězec může poskytnout chemickou stabilitu a stabilitu viskozity, běžně používané jsou polyethery, jako je polyoxyethylen a deriváty. Molekulární řetězec HEUR je rozšířen polyuretanovými skupinami, jako jsou IPDI, TDI a HMDI. Strukturálním rysem asociativních zahušťování je, že jsou ukončeny hydrofobními skupinami. Stupeň nahrazení hydrofobních skupin na obou koncích některých komerčně dostupných heurů je však nižší než 0,9 a nejlepší je pouze 1,7. Reakční podmínky by měly být přísně kontrolovány, aby se získala polyurethanový zahušťovač s úzkým rozložením molekulové hmotnosti a stabilním výkonem. Většina heurů je syntetizována postupnou polymerací, takže komerčně dostupné Heury jsou obecně směsi širokých molekulárních hmotností.

Richey et al. Použitý fluorescenční stopový asociace pyrenu (PAT, číslo průměrné molekulové hmotnosti 30000, průměrná molekulová hmotnost hmotnosti 60000), aby se zjistilo, že při koncentraci 0,02% (hmotnosti), stupeň agregace micel rm-825 a Pat byl asi 6. Asociační energie mezi zahušťovačem a povrchem částic latexů je asi 25 kJ/mol; Oblast obsazená každou molekulou zahušťování PAT na povrchu částic latexů je asi 13 nm2, což je o ploše zabírané Tritonem X-405 smáčeným činidlem 14krát více než 0,9 nm2. Asociativní polyuretanový zahušťování, jako je RM-2020NPR, DSX 1550 atd.

Rozvoj asociativních asociativních polyuretanových zahušťovačů šetrných k životnímu prostředí věnoval širokou pozornost. Například, BYK-425 je polyuretanový zahušťovadlo s močovinou bez VOC a APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego Viscoplus 3010, 3030 a 3060 jsou to asociativní polyuretanový zahušťovadlo bez VOC a APEO.

Kromě výše popsaných lineárních asociativních polyuretanových zahušťovačů existují také bojové asociativní polyuretanové zahušťovače. Takzvaný polyuretanový zahušťovač asociace hřebenů znamená, že uprostřed každé zahušťové molekuly existuje přívěsek hydrofobní. Takové zahušťování jako SCT-200 a SCT-275 atd.

Hydrofobně modifikovaná zahušťovače aminoplastů (hydrofobně modifikované ethoxylované zahušťovače aminoplastů - heat) mění speciální amino pryskyřici na čtyři omezené hydrofobní skupiny, ale reaktivita těchto čtyř reakčních míst je jiná. Při normálním přidání hydrofobních skupin existují pouze dvě blokované hydrofobní skupiny, takže syntetické hydrofobní modifikované amino zhušťovače se příliš neliší od Heur, jako je optiflo H 500. Pokud se přidá více hydrofobních skupin, jako je až 8%, Reakční podmínky mohou být upraveny tak, aby produkovaly amino zahušťovače s více blokovanými hydrofobními skupinami. To je samozřejmě také hřeben. Tento hydrofobní modifikovaný amino zhušťovač může zabránit pádu viskozity barvy v důsledku přidání velkého množství povrchově aktivních látek a rozpouštědel glykolu při přidání barev. Důvodem je to, že silné hydrofobní skupiny mohou zabránit desorpci a více hydrofobních skupin má silnou asociaci. Taková zahušťování jako Optiflo TV.

Hydrofobní modifikované polyetherové zahušťování (HMPE) Výkon hydrofobně modifikovaného polyetherového zahušťování je podobný Heur a produkty zahrnují Aquaflow NLS200, NLS210 a NHS300 Hercules.

Jeho mechanismem zahušťování je účinek jak vodíkové vazby, tak asociace koncových skupin. Ve srovnání s běžnými zahušťovateli má lepší anti-setlingové a anti-SAG vlastnosti. Podle různých polarit koncových skupin lze modifikované polymočové zahušťovače rozdělit do tří typů: zahušťovače polymočoviny s nízkou polaritou, zahušťovače polyuroviny střední polarita a zahušťovače polyurových polyurea s vysokou polaritou. První dva se používají pro zahušťování povlaků na bázi rozpouštědel, zatímco zahupovací polymočovací zasídnění s vysokou polaritou lze použít jak pro povlaky na bázi rozpouštědel s vysokou polaritou, tak pro povlaky na bázi vody. Komerční produkty s nízkou polaritou, střední polaritou a zahušťovačí polyurea s vysokou polaritou jsou BYK-411, BYK-410 a BYK-420.

Modifikovaná polyamidová kaše vosková kaše je reologická aditiva syntetizovaná zavedením hydrofilních skupin, jako je PEG do molekulárního řetězce amidového vosku. V současné době jsou některé značky importovány a používají se hlavně k úpravě thixotropie systému a zlepšení anti-thixotropie. Anti-SAG výkon.