Özet:
1. Islatma ve dağıtma maddesi
2. Köpük giderici
3. Kalınlaştırıcı
4. Film oluşturan katkı maddeleri
5. Korozyon önleyici, küf önleyici ve yosun önleyici madde
6. Diğer katkı maddeleri
1 Islatma ve dağıtma maddesi:
Su bazlı kaplamalar çözücü veya dispersiyon ortamı olarak su kullanır ve suyun büyük bir dielektrik sabiti vardır, bu nedenle su bazlı kaplamalar esas olarak elektriksel çift katman üst üste geldiğinde elektrostatik itme ile stabilize edilir. Ek olarak, su bazlı kaplama sisteminde genellikle pigment dolgusunun yüzeyine adsorbe edilen, sterik engel oluşturan ve dispersiyonu stabilize eden polimerler ve iyonik olmayan yüzey aktif maddeler bulunur. Bu nedenle, su bazlı boyalar ve emülsiyonlar elektrostatik itme ve sterik engelin ortak etkisiyle stabil sonuçlar elde eder. Dezavantajı, özellikle yüksek fiyatlı elektrolitler için zayıf elektrolit direncidir.
1.1 Islatma maddesi
Su bazlı kaplamalarda kullanılan ıslatıcı maddeler anyonik ve noniyonik olmak üzere ikiye ayrılır.
Islatıcı ve dağıtıcı ajanın kombinasyonu ideal sonuçlar elde edebilir. Islatıcı ajan miktarı genellikle binde birkaç tanedir. Olumsuz etkisi köpürmesi ve kaplama filminin su direncini azaltmasıdır.
Islatma maddelerinin geliştirme eğilimlerinden biri, sıçanlarda erkek hormonlarının azalmasına yol açtığı ve endokrinle etkileşime girdiği için polioksietilen alkil (benzen) fenol eter (APEO veya APE) ıslatma maddelerinin kademeli olarak değiştirilmesidir. Polioksietilen alkil (benzen) fenol eterler, emülsiyon polimerizasyonu sırasında emülgatör olarak yaygın olarak kullanılır.
İkiz yüzey aktif maddeleri de yeni gelişmelerdir. Bir ara parça ile birbirine bağlanmış iki amfifilik moleküldür. İkiz hücreli yüzey aktif maddelerinin en dikkat çekici özelliği, kritik misel konsantrasyonunun (CMC) "tek hücreli" yüzey aktif maddelerinden bir mertebeden daha düşük olması ve bunu yüksek verimliliğin takip etmesidir. TEGO Twin 4000 gibi, ikiz hücreli bir siloksan yüzey aktif maddesidir ve kararsız köpük ve köpük önleyici özelliklere sahiptir.
Air Products, Gemini yüzey aktif maddelerini geliştirdi. Geleneksel yüzey aktif maddelerinin hidrofobik bir kuyruğu ve hidrofilik bir başı vardır, ancak bu yeni yüzey aktif madde iki hidrofilik grup ve iki veya üç hidrofobik grup içerir, bu da asetilen glikoller olarak bilinen çok işlevli bir yüzey aktif maddedir, EnviroGem AD01 gibi ürünler.
1.2 Dağıtıcı
Lateks boya için dağıtıcılar dört kategoriye ayrılır: fosfat dağıtıcılar, poliasit homopolimer dağıtıcılar, poliasit kopolimer dağıtıcılar ve diğer dağıtıcılar.
En yaygın kullanılan fosfat dağıtıcılar, sodyum hekzametafosfat, sodyum polifosfat (Calgon N, Almanya'daki BK Giulini Chemical Company'nin ürünü), potasyum tripolifosfat (KTPP) ve tetrapotasyum pirofosfat (TKPP) gibi polifosfatlardır. Etki mekanizması, hidrojen bağı ve kimyasal adsorpsiyon yoluyla elektrostatik itmeyi stabilize etmektir. Avantajı, dozajının düşük, yaklaşık %0,1 olması ve inorganik pigmentler ve dolgu maddeleri üzerinde iyi bir dispersiyon etkisine sahip olmasıdır. Ancak eksiklikler de vardır: birincisi, pH değerinin ve sıcaklığın yükselmesiyle birlikte, polifosfat kolayca hidrolize olur, uzun vadeli depolama kararlılığının kötü olmasına neden olur; Ortamda eksik çözünme, parlak lateks boyanın parlaklığını etkileyecektir.
Fosfat ester dağıtıcılar monoesterler, diesterler, kalıntı alkoller ve fosforik asit karışımlarıdır.
Fosfat ester dağıtıcılar, çinko oksit gibi reaktif pigmentler de dahil olmak üzere pigment dispersiyonlarını stabilize eder. Parlak boya formülasyonlarında parlaklığı ve temizlenebilirliği iyileştirir. Diğer ıslatma ve dağıtıcı katkı maddelerinin aksine, fosfat ester dağıtıcıların eklenmesi kaplamanın KU ve ICI viskozitesini etkilemez.
Tamol 1254 ve Tamol 850 gibi poliasit homopolimer dağıtıcı, Tamol 850 metakrilik asidin bir homopolimeridir. Diizobütilen ve maleik asidin bir kopolimeri olan Orotan 731A gibi poliasit kopolimer dağıtıcı. Bu iki tip dağıtıcının özellikleri, pigmentlerin ve dolgu maddelerinin yüzeyinde güçlü adsorpsiyon veya bağlanma üretmeleri, sterik engel oluşturmak için daha uzun moleküler zincirlere sahip olmaları ve zincir uçlarında suda çözünürlüğe sahip olmaları ve bazılarının kararlı sonuçlar elde etmek için elektrostatik itme ile desteklenmesidir. Dağıtıcının iyi dağılabilirliğe sahip olması için, moleküler ağırlık sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Moleküler ağırlık çok küçükse, yetersiz sterik engel olacaktır; moleküler ağırlık çok büyükse, flokülasyon meydana gelecektir. Poliakrilat dağıtıcılar için, polimerizasyon derecesi 12-18 ise en iyi dispersiyon etkisi elde edilebilir.
AMP-95 gibi diğer dağıtıcı türlerinin kimyasal adı 2-amino-2-metil-1-propanoldür. Amino grubu inorganik parçacıkların yüzeyine adsorbe edilir ve hidroksil grubu suya uzanır ve bu da sterik engel aracılığıyla dengeleyici bir rol oynar. Küçük boyutu nedeniyle sterik engel sınırlıdır. AMP-95 esas olarak bir pH düzenleyicidir.
Son yıllarda, dağıtıcılar üzerine yapılan araştırmalar, yüksek molekül ağırlığının neden olduğu flokülasyon sorununu aşmış olup, yüksek molekül ağırlığının geliştirilmesi trendlerden biridir. Örneğin, emülsiyon polimerizasyonu ile üretilen yüksek molekül ağırlıklı dağıtıcı EFKA-4580, su bazlı endüstriyel kaplamalar için özel olarak geliştirilmiş olup, organik ve inorganik pigment dispersiyonu için uygundur ve iyi su direncine sahiptir.
Amino grupları asit-baz veya hidrojen bağı yoluyla birçok pigment için iyi bir afiniteye sahiptir. Bağlayıcı grup olarak aminoakrilik asit içeren blok kopolimer dağıtıcıya dikkat edilmiştir.
Dimetilaminoetil metakrilat içeren dağıtıcı, bağlayıcı grup olarak
Tego Dispers 655 ıslatma ve dağıtma katkı maddesi, su bazlı otomotiv boyalarında sadece pigmentleri yönlendirmek için değil aynı zamanda alüminyum tozunun suyla reaksiyona girmesini önlemek için de kullanılır.
Çevresel kaygılar nedeniyle, düşük köpürme özelliğine sahip EnviroGem AE serisi çift hücreli ıslatma ve dağıtma maddeleri gibi biyolojik olarak parçalanabilen ıslatma ve dağıtma maddeleri geliştirilmiştir.
2 köpük önleyici:
Geleneksel su bazlı boya köpük önleyicilerin birçok çeşidi vardır ve bunlar genel olarak üç kategoriye ayrılır: mineral yağlı köpük önleyiciler, polisiloksan köpük önleyiciler ve diğer köpük önleyiciler.
Mineral yağlı köpük kesiciler, çoğunlukla mat ve yarı parlak lateks boyalarda yaygın olarak kullanılır.
Polisiloksan köpük kesiciler düşük yüzey gerilimine sahip, güçlü köpük önleme ve köpük önleme özelliğine sahip olup parlaklığı etkilemezler, ancak uygunsuz kullanıldığında kaplama filminin büzülmesi ve tekrar kaplanamama gibi kusurlara neden olurlar.
Geleneksel su bazlı boya köpük kesiciler, köpük önleme amacına ulaşmak için su fazıyla uyumsuz olduğundan, kaplama filminde yüzey kusurları oluşması kolaydır.
Son yıllarda moleküler düzeyde köpük önleyiciler geliştirilmiştir.
Bu köpük önleyici madde, köpük önleyici aktif maddelerin doğrudan taşıyıcı maddeye aşılanmasıyla oluşan bir polimerdir. Polimerin moleküler zinciri bir ıslatıcı hidroksil grubuna sahiptir, köpük önleyici aktif madde molekülün etrafına dağılmıştır, aktif maddenin toplanması kolay değildir ve kaplama sistemiyle uyumluluğu iyidir. Bu tür moleküler düzeydeki köpük önleyiciler arasında mineral yağlar — FoamStar A10 serisi, silikon içerenler — FoamStar A30 serisi ve silikon içermeyen, yağ içermeyen polimerler — FoamStar MF serisi bulunur.
Ayrıca bu moleküler düzeydeki köpük gidericinin uyumsuz yüzey aktif maddeler olarak süper-greftli yıldız polimerleri kullandığı ve su bazlı kaplama uygulamalarında iyi sonuçlar elde ettiği bildirilmiştir. Stout ve diğerleri tarafından bildirilen Air Products moleküler düzeydeki köpük giderici, Surfynol MD 20 ve Surfynol DF 37 gibi her iki ıslatma özelliğine sahip asetilen glikol bazlı bir köpük kontrol maddesi ve köpük gidericidir.
Ayrıca sıfır-VOC kaplamaların üretim ihtiyacını karşılamak amacıyla Agitan 315, Agitan E 255 vb. gibi VOC içermeyen köpük kesiciler de mevcuttur.
3 Yoğunlaştırıcılar:
Birçok çeşit koyulaştırıcı vardır, günümüzde yaygın olarak kullanılanlar selüloz eter ve türevleri koyulaştırıcılar, ilişkisel alkali-şişebilen koyulaştırıcılar (HASE) ve poliüretan koyulaştırıcılardır (HEUR).
3.1. Selüloz eter ve türevleri
Hidroksietil selüloz (HEC) ilk olarak 1932 yılında Union Carbide Company tarafından endüstriyel olarak üretildi ve 70 yılı aşkın bir geçmişe sahiptir. Şu anda, selüloz eter ve türevlerinin kalınlaştırıcıları esas olarak hidroksietil selüloz (HEC), metil hidroksietil selüloz (MHEC), etil hidroksietil selüloz (EHEC), metil hidroksipropil Baz selüloz (MHPC), metil selüloz (MC) ve ksantan zamkı vb. içerir, bunlar iyonik olmayan kalınlaştırıcılardır ve ayrıca ilişkili olmayan su fazı kalınlaştırıcılarına aittir. Bunlar arasında, HEC lateks boyada en yaygın kullanılanıdır.
Hidrofobik olarak modifiye edilmiş selüloz (HMHEC), selülozun hidrofilik omurgasına az miktarda uzun zincirli hidrofobik alkil grupları ekleyerek Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100 gibi birleştirici bir koyulaştırıcı haline gelir. Koyulaştırıcı etkisi, çok daha büyük molekül ağırlığına sahip selüloz eter koyulaştırıcılarının etkisine benzerdir. ICI'nin viskozitesini ve düzleşmesini iyileştirir ve yüzey gerilimini azaltır, örneğin HEC'nin yüzey gerilimi yaklaşık 67mN/m iken HMHEC'nin yüzey gerilimi 55-65mN/m'dir.
3.2 Alkali şişebilen koyulaştırıcı
Alkali şişebilen koyulaştırıcılar iki kategoriye ayrılır: ilişkisel olmayan alkali şişebilen koyulaştırıcılar (ASE) ve ilişkisel alkali şişebilen koyulaştırıcılar (HASE), anyonik koyulaştırıcılardır. İlişkisel olmayan ASE, bir poliakrilat alkali şişebilen emülsiyondur. İlişkisel HASE, hidrofobik olarak modifiye edilmiş bir poliakrilat alkali şişebilen emülsiyondur.
3.3. Poliüretan kalınlaştırıcı ve hidrofobik olarak modifiye edilmiş poliüretan olmayan kalınlaştırıcı
HEUR olarak adlandırılan poliüretan kalınlaştırıcı, iyonik olmayan birleştirici kalınlaştırıcıya ait hidrofobik grup modifiyeli etoksillenmiş poliüretan suda çözünür polimerdir. HEUR üç bölümden oluşur: hidrofobik grup, hidrofilik zincir ve poliüretan grubu. Hidrofobik grup birleştirici rol oynar ve kalınlaştırma için belirleyici faktördür, genellikle oleyl, oktadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol, vb. Hidrofilik zincir kimyasal kararlılık ve viskozite kararlılığı sağlayabilir, yaygın olarak kullanılanlar polioksietilen ve türevleri gibi polieterlerdir. HEUR'un moleküler zinciri, IPDI, TDI ve HMDI gibi poliüretan gruplarıyla uzatılır. Birleştirici kalınlaştırıcıların yapısal özelliği, hidrofobik gruplarla sonlanmalarıdır. Ancak, bazı ticari olarak temin edilebilen HEUR'ların her iki ucundaki hidrofobik grupların ikame derecesi 0,9'dan düşüktür ve en iyisi sadece 1,7'dir. Dar bir moleküler ağırlık dağılımına ve kararlı performansa sahip bir poliüretan kalınlaştırıcı elde etmek için reaksiyon koşulları sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Çoğu HEUR kademeli polimerizasyonla sentezlenir, bu nedenle ticari olarak temin edilebilen HEUR'ler genellikle geniş moleküler ağırlıkların karışımlarıdır.
Richey ve arkadaşları, floresan izleyici piren ilişki koyulaştırıcısı (PAT, sayı ortalama molekül ağırlığı 30000, ağırlık ortalama molekül ağırlığı 60000) kullanarak %0,02 (ağırlık) konsantrasyonunda Acrysol RM-825 ve PAT'ın misel agregasyon derecesinin yaklaşık 6 olduğunu buldular. Koyulaştırıcı ile lateks parçacıklarının yüzeyi arasındaki ilişki enerjisi yaklaşık 25 KJ/mol'dür; her PAT koyulaştırıcı molekülünün lateks parçacıklarının yüzeyinde kapladığı alan yaklaşık 13 nm2'dir, bu da Triton X-405 ıslatma maddesinin kapladığı alanın yaklaşık 0,9 nm2'sinin 14 katıdır. RM-2020NPR, DSX 1550 vb. gibi ilişkisel poliüretan koyulaştırıcılar.
Çevre dostu ilişkisel poliüretan kalınlaştırıcıların geliştirilmesi yaygın ilgi görmüştür. Örneğin, BYK-425, VOC ve APEO içermeyen üre modifiyeli bir poliüretan kalınlaştırıcıdır. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 ve 3060, VOC ve APEO içermeyen ilişkisel bir poliüretan kalınlaştırıcıdır.
Yukarıda açıklanan doğrusal ilişkisel poliüretan kalınlaştırıcılara ek olarak, tarak benzeri ilişkisel poliüretan kalınlaştırıcılar da vardır. Sözde tarak ilişkisel poliüretan kalınlaştırıcı, her kalınlaştırıcı molekülünün ortasında asılı bir hidrofobik grup olduğu anlamına gelir. SCT-200 ve SCT-275 vb. gibi kalınlaştırıcılar.
Hidrofobik olarak modifiye edilmiş aminoplast kalınlaştırıcı (hidrofobik olarak modifiye edilmiş etoksillenmiş aminoplast kalınlaştırıcı—HEAT), özel amino reçinesini dört başlıklı hidrofobik gruba dönüştürür, ancak bu dört reaksiyon bölgesinin reaktivitesi farklıdır. Hidrofobik grupların normal eklenmesinde, sadece iki bloke edilmiş hidrofobik grup vardır, bu nedenle sentetik hidrofobik modifiye edilmiş amino kalınlaştırıcı, Optiflo H 500 gibi HEUR'den çok farklı değildir. %8'e kadar daha fazla hidrofobik grup eklenirse, reaksiyon koşulları birden fazla bloke edilmiş hidrofobik gruba sahip amino kalınlaştırıcılar üretmek üzere ayarlanabilir. Elbette, bu da bir tarak kalınlaştırıcıdır. Bu hidrofobik modifiye edilmiş amino kalınlaştırıcı, renk uyumu eklendiğinde büyük miktarda yüzey aktif madde ve glikol çözücülerin eklenmesi nedeniyle boya viskozitesinin düşmesini önleyebilir. Bunun nedeni, güçlü hidrofobik grupların desorpsiyonu önleyebilmesi ve birden fazla hidrofobik grubun güçlü bir ilişkiye sahip olmasıdır. Optiflo TVS gibi kalınlaştırıcılar.
Hidrofobik modifiye polieter kalınlaştırıcı (HMPE) Hidrofobik olarak modifiye edilmiş polieter kalınlaştırıcının performansı HEUR'a benzerdir ve ürünler arasında Hercules'ün Aquaflow NLS200, NLS210 ve NHS300'ü yer almaktadır.
Kalınlaştırma mekanizması hem hidrojen bağının hem de uç grupların birleşmesinin etkisidir. Yaygın kalınlaştırıcılarla karşılaştırıldığında, daha iyi çökme önleyici ve sarkma önleyici özelliklere sahiptir. Uç gruplarının farklı polaritelerine göre, modifiye poliüre kalınlaştırıcılar üç türe ayrılabilir: düşük polariteli poliüre kalınlaştırıcılar, orta polariteli poliüre kalınlaştırıcılar ve yüksek polariteli poliüre kalınlaştırıcılar. İlk ikisi solvent bazlı kaplamaları kalınlaştırmak için kullanılırken, yüksek polariteli poliüre kalınlaştırıcılar hem yüksek polariteli solvent bazlı kaplamalar hem de su bazlı kaplamalar için kullanılabilir. Düşük polariteli, orta polariteli ve yüksek polariteli poliüre kalınlaştırıcıların ticari ürünleri sırasıyla BYK-411, BYK-410 ve BYK-420'dir.
Modifiye poliamid mum bulamacı, amid mumunun moleküler zincirine PEG gibi hidrofilik gruplar eklenerek sentezlenen bir reolojik katkı maddesidir. Şu anda bazı markalar ithal edilmektedir ve esas olarak sistemin tiksotropisini ayarlamak ve anti-tiksotropiyi iyileştirmek için kullanılır. Sarkma önleyici performans.
Yayınlanma zamanı: 22-Kas-2022