Hemmeligheder af tilsætningsstoffer til vandbaserede belægninger

Oversigt:

1. befugtning og dispergeringsmiddel

2. Defoamer

3. tykkende

4. filmdannende tilsætningsstoffer

5. Anti-korrosion, anti-Mildew og Anti-Algae Agent

6. Andre tilsætningsstoffer

1 befugtnings- og spredningsmiddel:

Vandbaserede belægninger bruger vand som opløsningsmiddel eller spredningsmedium, og vand har en stor dielektrisk konstant, så vandbaserede belægninger stabiliseres hovedsageligt af den elektrostatiske frastødning, når det elektriske dobbeltlag overlapper. Derudover er der i det vandbaserede belægningssystem ofte polymerer og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer, som adsorberes på overfladen af ​​pigmentfyldstoffet, der danner sterisk hindring og stabiliserer spredningen. Derfor opnår vandbaserede maling og emulsioner stabile resultater gennem den fælles virkning af elektrostatisk frastødelse og sterisk hindring. Dens ulempe er dårlig elektrolytresistens, især for dyre elektrolytter.

1.1 befugtningsmiddel

Bevindingsmidler til vandbårne belægninger er opdelt i anioniske og ikke -ioniske.

Kombinationen af ​​befugtningsmiddel og spredningsmiddel kan opnå ideelle resultater. Mængden af ​​befugtningsmiddel er generelt et par pr. Tusinde. Dens negative virkning er at skumme og reducere vandmodstanden for belægningsfilmen.

En af udviklingstendenser for befugtningsmidler er gradvist at udskifte polyoxyethylenalkyl (benzen) phenolether (APEO eller APE) befugtningsmidler, fordi det fører til reduktion af mandlige hormoner hos rotter og forstyrrer endokrine. Polyoxyethylen alkyl (benzen) phenolethere er vidt anvendt som emulgatorer under emulsionspolymerisation.

Twin overfladeaktive stoffer er også nye udviklinger. Det er to amfifile molekyler forbundet med en afstandsstykket. Det mest bemærkelsesværdige træk ved dobbeltcelle overfladeaktive stoffer er, at den kritiske micellekoncentration (CMC) er mere end en størrelsesorden, der er lavere end for deres ”enkeltcelle” overfladeaktive stoffer, efterfulgt af høj effektivitet. Såsom Tego Twin 4000, det er en tvillingcellesiloxan overfladeaktivt middel og har ustabile skum og defoaming egenskaber.

Luftprodukter har udviklet Gemini -overfladeaktive stoffer. Traditionelle overfladeaktive stoffer har en hydrofob hale og et hydrofilt hoved, men dette nye overfladeaktive middel har to hydrofile grupper og to eller tre hydrofobe grupper, som er et multifunktionelt overfladeaktivt middel, kendt som acetylenglycoler, produkter som Envirogem AD01.

1.2 spredning

Spredtemidler til latexmaling er opdelt i fire kategorier: fosfatdispersanter, polyacid -homopolymer -dispergeringsmidler, polyacid -copolymerdispersanter og andre dispergeringsmidler.

De mest anvendte phosphatdispersanter er polyphosphater, såsom natriumhexametaphosphat, natriumpolyphosphat (Calgon N, produkt af BK Giulini Chemical Company i Tyskland), kaliumtripolyphosphat (KTPP) og tetrapotassium pyrophosphat (TKPP). Mekanismen for dens virkning er at stabilisere elektrostatisk frastødning gennem hydrogenbinding og kemisk adsorption. Dets fordel er, at doseringen er lav, ca. 0,1%, og den har en god spredningseffekt på uorganiske pigmenter og fyldstoffer. Men der er også mangler: den, der sammen med hævning af pH-værdi og temperatur, polyphosphat let hydrolyseres, forårsager langvarig opbevaringsstabilitet dårlig; Ufuldstændig opløsning i medium vil påvirke den glans af blank latexmaling.

Fosfatesterdningsfaner er blandinger af monoestere, diestere, resterende alkoholer og fosforsyre.

Fosfatesterdispileringsmidler stabiliserer pigmentdispersioner, herunder reaktive pigmenter, såsom zinkoxid. I formuleringer af glansmaling forbedrer det glans og rengørbarhed. I modsætning til andre befugtnings- og spredningsadditiver påvirker tilsætningen af ​​phosphatesterdispureringsmidler ikke belægningen Ku og ICI -viskositet.

Polyacid -homopolymerspredning, såsom Tamol 1254 og Tamol 850, er Tamol 850 en homopolymer af methacrylsyre. Polyacid -copolymerspredning, såsom Orotan 731A, som er en copolymer af diisobutylen og maleinsyre. Egenskaberne ved disse to typer dispergeringsmidler er, at de producerer stærk adsorption eller forankring på overfladen af ​​pigmenter og fyldstoffer, har længere molekylære kæder til at danne sterisk hindring og have vandopløselighed i kæden ender, og nogle suppleres med elektrostatisk frastødning til opnå stabile resultater. For at gøre spredningsmidlet har god spredning, skal molekylvægten være strengt kontrolleret. Hvis molekylvægten er for lille, vil der være utilstrækkelig sterisk hindring; Hvis molekylvægten er for stor, forekommer flokkulering. For polyacrylatspredningsmidler kan den bedste spredningseffekt opnås, hvis graden af ​​polymerisation er 12-18.

Andre typer dispergeringsmidler, såsom AMP-95, har et kemisk navn på 2-amino-2-methyl-1-propanol. Aminogruppen adsorberes på overfladen af ​​de uorganiske partikler, og hydroxylgruppen strækker sig til vandet, der spiller en stabiliserende rolle gennem sterisk hindring. På grund af sin lille størrelse er sterisk hindring begrænset. AMP-95 er hovedsageligt en pH-regulator.

I de senere år har forskningen på dispergeringsmidler overvundet problemet med flokkulering forårsaget af høj molekylvægt, og udviklingen af ​​høj molekylvægt er en af ​​tendenser. F.eks. Er den spredningsmiddel EFKA-4580 produceret ved emulsionspolymerisation specielt udviklet til vandbaserede industrielle belægninger, der er egnet til organisk og uorganisk pigmentdispersion og har god vandbestandighed.

Aminogrupper har en god affinitet for mange pigmenter gennem syre-base eller hydrogenbinding. Blokcopolymerspredningsmidlet med aminoacrylsyre som forankringsgruppen er blevet opmærksom på.

Dispergeringsmiddel med dimethylaminoethylmethacrylat som forankringsgruppe

Tego spreder 655 befugtning og spredningsadditiv bruges i vandbårne bilmaling ikke kun til at orientere pigmenterne, men også for at forhindre, at aluminiumspulveret reagerer med vand.

På grund af miljøhensyn er bionedbrydelig befugtnings- og spredningsagenter blevet udviklet, såsom Envirogem AE-serie dobbeltcelle befugtnings- og spredningsmidler, som er lavt skummende befugtnings- og spredningsmidler.

2 Defoamer:

Der er mange slags traditionelle vandbaserede malingsdefoamere, som generelt er opdelt i tre kategorier: mineralolie-defoamere, polysiloxan-defoamere og andre defoamere.

Mineralolie-defoamere bruges ofte, hovedsageligt i flade og semi-glans latexmaling.

Polysiloxan -defoamere har lav overfladespænding, stærk defoaming og antifoamingfunktioner og påvirker ikke glans, men når de bruges forkert, vil de forårsage defekter, såsom krympning af belægningsfilmen og dårlig genoptagelighed.

Traditionelle vandbaserede malingsdefoamere er uforenelige med vandfasen for at opnå formålet med defoaming, så det er let at fremstille overfladedefekter i belægningsfilmen.

I de senere år er molekylære defoamere udviklet.

Dette antifoamingmiddel er en polymer dannet ved direkte podning af antifoaming af aktive stoffer på bærerstoffet. Den molekylære kæde af polymeren har en befugtningshydroxylgruppe, det defoaming, aktive stof er fordelt omkring molekylet, det aktive stof er ikke let at samle, og kompatibiliteten med belægningssystemet er godt. Sådanne molekylære defoamere inkluderer mineralolier-Foamstar A10-serien, siliciumholdig-Foamstar A30-serie og ikke-silicium, ikke-olie-polymerer-Foamstar MF-serie.

Det rapporteres også, at denne molekylære defoamer-niveau bruger supergravede stjernepolymerer som uforenelige overfladeaktive stoffer og har opnået gode resultater i vandbaserede belægningsapplikationer. Air Products Molecular-Grade Defoamer rapporteret af Stout et al. er et acetylenglycolbaseret skumstyringsmiddel og defoamer med både befugtningsegenskaber, såsom Surfynol MD 20 og Surfynol DF 37.

For at imødekomme behovene for at producere nul-VOC-belægninger er der også også VOC-fri defoamere, såsom agitan 315, agitan E 255 osv.

3 tykkende:

Der er mange slags fortykningsmidler, der i øjeblikket er almindeligt anvendte, er celluloseether og dens derivater tykkende, associative alkali-svoldbare fortykningsmidler (hase) og polyurethan-fortykningsmidler (heur).

3.1. Celluloseether og dets derivater

Hydroxyethylcellulose (HEC) blev først produceret industrielt af Union Carbide Company i 1932 og har en historie på mere end 70 år. På nuværende tidspunkt inkluderer fortykningsmændene af cellulosether og dets derivater hovedsageligt hydroxyethylcellulose (HEC), methylhydroxyethylcellulose (MHEC), ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), methylhydroxypropylbasecellulose (MHPC), methylcellulose (MC) og x), osv., Dette er ikke-ioniske fortykningsmidler og hører også til ikke-associerede vandfase-fortykningsmidler. Blandt dem er HEC den mest almindeligt anvendte i latexmaling.

Hydrofobt modificeret cellulose (HMHEC) introducerer en lille mængde langkædede hydrofobe alkylgrupper på den hydrofile rygrad i cellulose til at blive en associativt fortykningsmiddel, såsom natrosol plus grad 330, 331, cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Dens fortykningseffekt kan sammenlignes med virkningen af ​​celluloseether -fortykningsmidler med meget større molekylvægt. Det forbedrer viskositeten og udjævningen af ​​ICI og reducerer overfladespændingen, såsom overfladespænding af HEC er ca. 67 mn/m, og overfladespændingen af ​​HMHEC er 55-65 mn/m.

3.2 Alkali-svalbart fortykningsmiddel

Alkali-svalbart fortykningsmidler er opdelt i to kategorier: ikke-associative alkali-svalbare fortykningsmidler (ASE) og associative alkali-svoldbare fortykningsmidler (HASE), som er anioniske fortykningsmidler. Ikke-associeret ASE er et polyacrylatalkali hævende emulsion. Associativ Hase er en hydrofobt modificeret polyacrylatalkali hævende emulsion.

3.3. Polyurethan tykkemidler og hydrofobt modificeret ikke-polyurethan tykkemidler

Polyurethan-fortykningsmiddel, benævnt heur, er en hydrofob gruppemodificeret ethoxyleret polyurethan vandopløselig polymer, der hører til ikke-ionisk associativ fortykningsmiddel. Heur er sammensat af tre dele: hydrofob gruppe, hydrofil kæde og polyurethan -gruppe. Den hydrofobe gruppe spiller en associeringsrolle og er den afgørende faktor for fortykning, normalt oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol osv. Den hydrofile kæde kan tilvejebringe kemiske stabilitet og viskositetsstabilitet, ofte anvendte er polyethere, såsom polyoxyethylen og dens derivater. Den molekylære kæde af heur udvides med polyurethan -grupper, såsom IPDI, TDI og HMDI. Det strukturelle træk ved associerende fortykningsmidler er, at de afsluttes af hydrofobe grupper. Imidlertid er graden af ​​substitution af hydrofobe grupper i begge ender af nogle kommercielt tilgængelige Heurs lavere end 0,9, og det bedste er kun 1,7. Reaktionsbetingelserne skal kontrolleres strengt for at opnå en polyurethan -fortykningsmiddel med en smal molekylvægtfordeling og stabil ydeevne. De fleste heurs syntetiseres ved trinvis polymerisation, så kommercielt tilgængelige heurs er generelt blandinger af brede molekylvægte.

Richey et al. Brugt fluorescerende sporstof Pyrenforening Tykkemidler (PAT, antal gennemsnitlige molekylvægt 30000, vægtgennemsnitlig molekylvægt 60000) for at finde ud af, at i en koncentration på 0,02% (vægt), micelle-aggregeringsgraden af ​​acrysol RM-825 og Pat var omkring 6. Foreningsenergi mellem tykkemidler og overfladen af ​​latexpartikler er ca. 25 kJ/mol; Området, der er besat af hvert PAT-fortykningsmolekyle på overfladen af ​​latexpartikler, er ca. 13 nm2, hvilket handler om det område, der er besat af Triton X-405-befugtningsmiddel 14 gange det på 0,9 nm2. Associativ polyurethan-fortykningsmiddel såsom RM-2020NPR, DSX 1550 osv.

Udviklingen af ​​miljøvenlige associative polyurethan -fortykningsmidler har fået bred opmærksomhed. For eksempel er BYK-425 en VOC- og Apeo-fri urinstofmodificeret polyurethan-fortykningsmiddel. Rheolat 210, Borchi Gel 0434, Tego Viscoplus 3010, 3030 og 3060 Er det er en associativ polyurethan -fortykningsmiddel uden VOC og Apeo.

Ud over de lineære associerende polyurethan-fortykningsmidler, der er beskrevet ovenfor, er der også kamlignende associative polyurethan-fortykningsmidler. Den såkaldte Comb Association-polyurethan-fortykningsmiddel betyder, at der er en vedhæng hydrofob gruppe midt i hvert tykkemålmolekyle. Sådanne fortykningsmidler som SCT-200 og SCT-275 osv.

Den hydrofobt modificerede aminoplast -fortykningsmiddel (hydrofobt modificeret ethoxyleret aminoplast -fortykningsmiddel - Weat) ændrer den specielle aminoharpiks til fire afdækkede hydrofobe grupper, men reaktiviteten af ​​disse fire reaktionssteder er forskellig. I den normale tilsætning af hydrofobe grupper er der kun to blokerede hydrofobe grupper, så de syntetiske hydrofobe modificerede amino -fortykningsmiddel er ikke meget forskellig fra Heur, såsom Optiflo H 500. Hvis der tilføjes flere hydrofobe grupper, såsom op til 8%, er op til 8%, Reaktionsbetingelserne kan justeres for at producere amino -fortykningsmidler med flere blokerede hydrofobe grupper. Naturligvis er dette også en kamfortykningsmiddel. Denne hydrofobe modificerede amino -fortykningsmiddel kan forhindre malingsviskositeten i at falde på grund af tilsætning af en stor mængde overfladeaktive stoffer og glycolopløsningsmidler, når farvematchning tilføjes. Årsagen er, at stærke hydrofobe grupper kan forhindre desorption, og flere hydrofobe grupper har en stærk tilknytning. Sådanne fortykningsmidler som Optiflo TV'er.

Hydrofob modificeret polyether -fortykningsmiddel (HMPE) ydelsen af ​​hydrofobt modificeret polyether -fortykningsmiddel svarer til heur, og produkterne inkluderer Aquaflow NLS200, NLS210 og NHS300 af Hercules.

Dens fortykningsmekanisme er virkningen af ​​både hydrogenbinding og tilknytning af slutgrupper. Sammenlignet med almindelige fortykningsmidler har det bedre anti-bosættende og anti-SAG-egenskaber. I henhold til de forskellige polariteter i slutgrupperne kan modificerede polyurea -fortykningsmidler opdeles i tre typer: lav polaritetspolyurea -fortykningsmidler, medium polaritetspolyurea -fortykningsmidler og høje polaritetspolyurea -fortykningsmidler. De to første bruges til fortykning af opløsningsmiddelbaserede belægninger, mens polyurea-fortykningsmidler med høj polyurea kan bruges til både højpolaritetsopløsningsmiddelbaserede belægninger og vandbaserede belægninger. Kommercielle produkter med lav polaritet, medium polaritet og høj polaritet Polyurea-fortykningsmidler er BYK-411, BYK-410 og BYK-420.

Modificeret polyamidvoksopslæmning er en reologisk additiv syntetiseret ved at introducere hydrofile grupper, såsom PEG i den molekylære kæde af amidvoks. På nuværende tidspunkt importeres nogle mærker og bruges hovedsageligt til at justere systemets thixotropi og forbedre anti-thixotropien. Anti-Sag-præstation.


Posttid: Nov-22-2022