Секреты добавок для покрытий на водной основе

Краткое содержание:

1. Смачивание и рассеяние агента

2. Defoamer

3. Утолшитель

4. Переживающие добавки

5. антикоррозия, анти-мильда и анти-альги-агент

6. Другие добавки

1 агент смачивания и рассеивания:

Покрытия на водной основе используют воду в качестве растворителя или дисперсионной среды, а вода имеет большую диэлектрическую постоянную, поэтому покрытия на водной основе в основном стабилизируются электростатическим отталкиванием, когда электрическое двойное слое перекрывает. Кроме того, в системе покрытия на водной основе часто бывают полимеры и неионные поверхностно-активные вещества, которые адсорбируются на поверхности пигментного наполнителя, образуя стерические помехи и стабилизируя дисперсию. Следовательно, краски и эмульсии на водной основе достигают стабильных результатов благодаря суставому действию электростатического отталкивания и стерического препятствия. Его недостатком является плохая устойчивость к электролитам, особенно для дорогостоящих электролитов.

1.1 смачивающий агент

Смачивающиеся агенты для водоснабжения разделены на анионные и неионовые.

Комбинация смачивающего агента и диспергирующего агента может достичь идеальных результатов. Количество смачивающего агента, как правило, на несколько тысяч. Его негативным эффектом является пенообразование и снижение водонепроницаемости пленки покрытия.

Одной из тенденций развития смачивающих агентов является постепенная замену полиоксиэтиленовых алкил (бензол) фенол -эфира (APEO или APE) смачивающихся агентов, поскольку это приводит к снижению мужских гормонов у крыс и мешает эндокрину. Полиоксиэтилен алкил (бензол) фенол -эфиры широко используются в качестве эмульгаторов во время эмульсионной полимеризации.

Двойные поверхностно -активные вещества также являются новыми событиями. Это две амфифильные молекулы, связанные проставкой. Наиболее заметной особенностью поверхностно-активных веществ с двумя клетками является то, что критическая концентрация мицеллы (CMC) более чем на порядок ниже, чем у их «одноклеточных» поверхностно-активных веществ, а затем высокая эффективность. Такие, как Tego Twin 4000, это сурфактанное вещество с двойной клеткой, обладающее нестабильными свойствами пены и дефорирования.

Air Products разработала поверхностно -активные вещества Близнецов. Традиционные поверхностно -активные вещества имеют гидрофобный хвост и гидрофильная головка, но этот новый поверхностно -активный вещества имеет две гидрофильные группы и две или три гидрофобные группы, которые представляют собой многофункциональный поверхностно -активное вещество, известное как ацетиленгликоль, такие продукты, как Envirogem AD01.

1.2 Диспсера

Диспперты для латексной краски делятся на четыре категории: диспергаторы фосфатов, диспергаторы полиацид гомополимеров, диспергаторы полиацид -сополимеров и другие диспергаторы.

Наиболее широко используемыми фосфатными диспергаторами являются полифосфаты, такие как гексаметафосфат натрия, полифосфат натрия (Calgon N, продукт химической компании BK Giulini в Германии), калий -триполифосфат (KTPP) и тетрапотассий пирофосфат (TKPP). Механизм его действия заключается в стабилизации электростатического отталкивания посредством водородной связи и химической адсорбции. Его преимущество состоит в том, что дозировка низкая, около 0,1%, и она оказывает хорошее дисперсионное влияние на неорганические пигменты и наполнители. Но также существуют недостатки: тот, который, наряду с повышением значения и температуры pH, полифосфат легко гидролизуется, вызывает долгосрочную стабильность хранения; Неполное растворение в среде повлияет на блеск глянцевой латексной краски.

Диспперты фосфатных эфиров представляют собой смеси моноэфиров, диеров, остаточных спиртов и фосфорной кислоты.

Диспперты фосфатных сложных эфиров стабилизируют рассеивание пигментов, включая реактивные пигменты, такие как оксид цинка. В составах глянцевой краски это улучшает блеск и чистка. В отличие от других смачивания и рассеивания добавок, добавление диспергаторов фосфатных эфиров не влияет на вязкость покрытия KU и ICI.

Полицид -гомополимерный диспергатор, такой как Tamol 1254 и Tamol 850, Tamol 850 является гомополимером метакриловой кислоты. Полицидный дисперсчик сополимера, такой как Orotan 731a, который представляет собой сополимер диизобутилена и малеиновой кислоты. Характеристики этих двух типов диспергаторов заключаются в том, что они производят сильную адсорбцию или привязку на поверхности пигментов и наполнителей, имеют более длинные молекулярные цепи для образования стерических препятствий и имеют растворимость воды на цепных концах, а некоторые дополняются электростатической отталкиванием до достичь стабильных результатов. Чтобы развернуть диспергатор, хорошая диспергируемость, молекулярная масса должна строго контролироваться. Если молекулярная масса слишком мала, будет недостаточно стерических препятствий; Если молекулярная масса слишком большая, произойдет флокуляция. Для полиакрилатных диспергаторов наилучший эффект дисперсии может быть достигнут, если степень полимеризации составляет 12-18.

Другие типы диспергаторов, такие как AMP-95, имеют химическое название 2-амино-2-метил-1-пропанола. Аминогруппа адсорбируется на поверхности неорганических частиц, а гидроксильная группа распространяется на воду, которая играет стабилизирующую роль в стерическом помех. Из -за его небольшого размера стерические препятствия ограничено. AMP-95 в основном является регулятором pH.

В последние годы исследование диспергаторов преодолело проблему флокуляции, вызванную высокой молекулярной массой, и развитие высокой молекулярной массы является одной из тенденций. Например, диспергатор с высокой молекулярной массой EFKA-4580, продуцируемый эмульсионной полимеризацией, специально разработана для промышленных покрытий на водной основе, подходящих для органических и неорганических пигментных дисперсии, и обладает хорошей водостойкостью.

Аминогруппы имеют хорошее сродство ко многим пигментам с помощью кислотной базы или водородной связи. Блок -сополимер с аминоакриловой кислотой, как группу привязки, обращало внимание.

Диспергатор с диметиламиноэтилметакрилатом в качестве закрепления группы

Тего диспергируется 655 Смачивание и диспергирование добавок используется в автомобильных красках с водой не только для ориентации пигментов, но и для предотвращения реагирования алюминиевого порошка водой.

Из-за экологических проблем были разработаны биоразлагаемые смачивающие и диспергирующие агенты, такие как серия серии Envirogem AE серии с двумя клетками смачивания и диспергирующих агентов, которые являются смачивающими и диспергирующими агентами.

2 Defoamer:

Существует много видов традиционных дефорамеров с краской на водной основе, которые, как правило, разделены на три категории: дефорамеры минерального масла, дефоомеры полисилоксана и другие дефоморы.

Обычно используются минеральные масло, в основном в плоских и полуглевых латексных красках.

Полисилоксановые дефорамеры обладают низким поверхностным натяжением, сильными способностями и противодействиями антиоэмимированием и не влияют на блеск, но при неправильном использовании они будут вызывать дефекты, такие как усадка пленки покрытия и плохая перепорная способность.

Традиционные на водных красках дефорамеры несовместимы с водной фазой для достижения цели обфолоса, поэтому легко производить поверхностные дефекты в пленке покрытия.

В последние годы были разработаны дефораторы на молекулярном уровне.

Этот антифузирующий агент представляет собой полимер, образованный непосредственно привитым антифузирующим активными веществами на носительном веществе. Молекулярная цепь полимера имеет смачивающуюся гидроксильную группу, активное вещество для оборования распределяется вокруг молекулы, активное вещество нелегко агрегировать, а совместимость с системой покрытия хороша. Такие дефоморы на молекулярном уровне включают минеральные масла-серия Foamstar A10, кремниевый, содержащий-серии Foamstar A30 и не-силикон, нефтяные полимеры-серия MF Foamstar.

Также сообщается, что этот дефоратор на молекулярном уровне использует суперзвученные звездные полимеры в качестве несовместимых поверхностно-активных веществ и достиг хороших результатов в приложениях для покрытия на водной основе. Продукты воздуха молекулярно-качества Defoamer сообщили Stout et al. является агентом пенопласта на основе ацетиленгликоля и дефоратора с обоими свойствами смачивания, такими как Surfynol MD 20 и Surfynol DF 37.

Кроме того, для удовлетворения потребностей производства покрытий с нулевым Voc также есть дефорамеры без VOC, такие как Agitan 315, Agitan E 255 и т. Д.

3 сгущания:

Существует много видов загустителей, в настоящее время обычно используются целлюлозный эфир и его производные, сгущающиеся, ассоциативные щелочно-подготовимые сгущаемые (HASE) и полиуретановые сжигатели (HEUR).

3.1. Целлюлозный эфир и его производные

Гидроксиэтил целлюлоза (HEC) впервые была произведена в промышленности компанией Union Carbide в 1932 году и имеет историю более 70 лет. В настоящее время сгущание целлюлозного эфира и его производных в основном включают гидроксиэтилцеллюлозу (HEC), метилгидроксиэтил целлюлозу (MHEC), этилгидроксиэтил целлюлозу (EHEC), метил -гидроксипропильная основание (MHPC), целлюлоза метила (MC) и XANTTHAN, xAn, xanththan, xanththan, xanththan и xanththan, xanththan, xanththan, xanththan, xanthathan и xanththan и xanththan и xanththan и xanth -gman, xanth -gman, и xanth -основа и т. д., это неионные загустители, а также принадлежат к нецележенным водорослям. Среди них HEC является наиболее часто используемым в латексной краске.

Гидрофобно модифицированная целлюлоза (HMHEC) вводит небольшое количество гидрофобных алкильных групп с длинными цепью на гидрофильной основе целлюлозы, чтобы стать ассоциативным утолщником, такого как натрозол плюс класс 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Его эффект утолщения сопоставим с эффектом сжигателей целлюлозного эфира с гораздо большей молекулярной массой. Это улучшает вязкость и выравнивание ICI и уменьшает поверхностное натяжение, например, поверхностное натяжение HEC составляет около 67 мн/м, а поверхностное натяжение HMHEC составляет 55-65 мн/м.

3.2 щелочная загустка

Загадные щелочные сгущения разделены на две категории: неассоциативные щелочно-подготовленные загустители (ASE) и ассоциативные щелочно-подготовительные загустки (HASE), которые являются анионными утолщениями. Неосознанный ASE является полиакрилатной эмульсией щелочной щелочки. Assocative HASE - это гидрофобно -модифицированная эмульсия с припухшей полиакрилатной щелочной щелочки.

3.3. Полиуретановый загустеватель и гидрофобно-модифицированный непольуретановый загустеватель

Полиуретановый загустеватель, называемый HEUR, представляет собой гидрофобную групповую модифицированную этоксилированный полиуретановый водорастворимый полимер, который принадлежит к неионо ионному ассоциативному утолщению. HEUR состоит из трех частей: гидрофобная группа, гидрофильная цепь и полиуретановая группа. Гидрофобная группа играет роль ассоциации и является решающим фактором для утолщения, обычно олеил, октадецила, додецилфенила, нонилфенола и т. Д. Гидрофильная цепь может обеспечивать химическую стабильность и стабильность вязкости, как обычно используются полиэфиры, такие как полиоксиэтилен и его производные. Молекулярная цепь HEUR расширяется полиуретановыми группами, такими как IPDI, TDI и HMDI. Структурная особенность ассоциативных сгущаний заключается в том, что они прекращаются гидрофобными группами. Тем не менее, степень замещения гидрофобных групп на обоих концах некоторых коммерчески доступных HUURS ниже 0,9, а лучшее - только 1,7. Условия реакции следует строго контролировать для получения полиуретана с узким молекулярным распределением и стабильными характеристиками. Большинство HEURS синтезируются по ступенчатой ​​полимеризации, поэтому коммерчески доступные HUURS, как правило, представляют собой смеси широких молекулярных весов.

Richey et al. Использовал флуоресцентный трасс-пиреновый пиреновый сжигатель (PAT, численность средней молекулярной массы 30000, средний вес, средний молекулярный вес 60000), чтобы обнаружить, что при концентрации 0,02% (вес), степень агрегации мицеллы акризоля RM-825, а PAT составляла около 6 лет. Энергия ассоциации между загустителем и поверхностью частиц латекса составляет около 25 кДж/моль; Площадь, занимаемая каждой молекулой загустителя PAT на поверхности частиц латекса, составляет около 13 нм2, что примерно площадь, занятая смачивающим агентом Triton X-405, в 14 раз больше, чем в 0,9 нм2. Ассоциативный полиуретановый загустеватель, такой как RM-2020NPR, DSX 1550 и т. Д.

Разработка экологически чистых ассоциативных полиуретановых сгущаний привлекло широкое внимание. Например, BYK-425-это модифицированный полиуретановым загустителем мочевины без VOC и APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego Viscoplus 3010, 3030 и 3060 - это ассоциативный полиуретановый сжигатель без ЛОС и Apeo.

В дополнение к линейным ассоциативным полиуретановым сгущаниям, описанным выше, существуют также расщепленные ассоциативные полиуретановые сжигатели. Так называемый полиуретановый сжигатель соболевания означает, что в середине каждой молекулы загустителя существует подвесная гидрофобная группа. Такие сгущения, как SCT-200 и SCT-275 и т. Д.

Гидрофобно -модифицированный загуститель аминопласта (гидрофобно -модифицированный этоксилированный сгущение аминопластов) изменяет особую амино -смолу на четыре гидрофобные группы, но реакционная способность этих четырех сайтов реакции отличается. В нормальном добавлении гидрофобных групп существует только две блокированные гидрофобные группы, поэтому синтетический гидрофобный модифицированный амино -загуститель не сильно отличается от эв. Условия реакции могут быть скорректированы для получения амино -сгущающихся с несколькими блокированными гидрофобными группами. Конечно, это также комбинированный загустеватель. Этот гидрофобный модифицированный амино -загуститель может предотвратить падение вязкости краски из -за добавления большого количества поверхностно -активных веществ и растворителей гликоля при добавлении цвета цвета. Причина в том, что сильные гидрофобные группы могут предотвратить десорбцию, а множественные гидрофобные группы имеют сильную связь. Такие утолщения, как телевизоры Optiflo.

Гидрофобно -модифицированный полиэфирный загустеватель (HMPE) Производительность гидрофобно -модифицированного полиэфира аналогична HEUR, а продукты включают Aquaflow NLS200, NLS210 и NHS300 Hercules.

Его механизм утолщения является эффектом как водородной связи, так и ассоциации конечных групп. По сравнению с общими утолщениями, он обладает лучшими антисетлинг и анти-SAG Properties. В соответствии с различными полярностями конечных групп, модифицированные сгущания полиуреа могут быть разделены на три типа: низкополярные загустители полиуреа, сгущания полиуреации средней полярности и сгущания полиуреации с высокой полярностью. Первые два используются для утолщения покрытий на основе растворителей, в то время как сжигания полиуреа с высокой полярностью могут использоваться как для покрытий на основе растворителя с высокой полярностью, так и для покрытий на водной основе. Коммерческие продукты с низкой полярностью, средней полярностью и высокой полярностью полиурея-BYK-411, BYK-410 и BYK-420 соответственно.

Модифицированная полиамидная восковая суспензия является реологической аддитивной, синтезированной путем введения гидрофильных групп, таких как ПЭГ, в молекулярную цепь амидного воска. В настоящее время некоторые бренды импортируются и в основном используются для корректировки тиксотропии системы и улучшения антииксотропии. Производительность против SAG.