Bí mật của các chất phụ gia cho lớp phủ nước

Bản tóm tắt:

1. Tác nhân làm ướt và phân tán

2. Defoamer

3

4. Phụ gia hình thành phim

5. Tác nhân chống ăn mòn, chống từ và chống Algae

6. Các chất phụ gia khác

1 tác nhân làm ướt và phân tán:

Lớp phủ dựa trên nước sử dụng nước làm môi trường dung môi hoặc phân tán, và nước có hằng số điện môi lớn, do đó lớp phủ dựa trên nước được ổn định chủ yếu bởi lực đẩy tĩnh điện khi lớp kép điện chồng lên nhau. Ngoài ra, trong hệ thống phủ dựa trên nước, thường có các polyme và chất hoạt động bề mặt không ion, được hấp phụ trên bề mặt của chất làm đầy sắc tố, tạo thành sự cản trở không gian và ổn định sự phân tán. Do đó, các loại sơn và nhũ tương gốc nước đạt được kết quả ổn định thông qua hành động chung của lực đẩy tĩnh điện và cản trở không gian. Nhược điểm của nó là điện phân kém, đặc biệt là đối với các chất điện giải có giá cao.

1.1 Chất làm ướt

Các chất làm ướt cho lớp phủ nước được chia thành anion và nonion.

Sự kết hợp của tác nhân làm ướt và tác nhân phân tán có thể đạt được kết quả lý tưởng. Lượng chất làm ướt nói chung là một vài phần nghìn. Tác động tiêu cực của nó là tạo bọt và giảm khả năng chống nước của màng phủ.

Một trong những xu hướng phát triển của các tác nhân làm ướt là thay thế dần dần polyoxyetylen alkyl (benzen) phenol ether (APEO hoặc APE), vì nó dẫn đến việc giảm hormone nam ở chuột và can thiệp vào nội tiết. Các ete phenol polyoxyetylen (benzen) được sử dụng rộng rãi làm chất nhũ hóa trong quá trình trùng hợp nhũ tương.

Các chất hoạt động bề mặt sinh đôi cũng là những phát triển mới. Đó là hai phân tử amphiphilic được liên kết bởi một miếng đệm. Đặc điểm đáng chú ý nhất của các chất hoạt động bề mặt tế bào đôi là nồng độ micelle quan trọng (CMC) cao hơn một thứ tự thấp hơn so với các chất hoạt động bề mặt tế bào đơn của chúng, sau đó là hiệu quả cao. Chẳng hạn như Tego Twin 4000, nó là một chất hoạt động bề mặt siloxane tế bào đôi, và có các đặc tính xốp và khử màu không ổn định.

Các sản phẩm không khí đã phát triển các chất hoạt động bề mặt Song Tử. Các chất hoạt động bề mặt truyền thống có đuôi kỵ nước và đầu ưa nước, nhưng chất hoạt động bề mặt mới này có hai nhóm kỵ nước và hai hoặc ba nhóm kỵ nước, là một chất hoạt động bề mặt đa chức năng, được gọi là acetylene glycols, các sản phẩm như Envirogem AD01.

1.2 Phân tán

Phân tán cho sơn latex được chia thành bốn loại: phân tán phốt phát, phân tán homopolyme polyacid, phân tán copolyme polyacid và các chất phân tán khác.

Các chất phân tán phốt phát được sử dụng rộng rãi nhất là polyphosphate, chẳng hạn như natri hexametaphosphate, natri polyphosphate (Calgon N, sản phẩm của công ty hóa học BK Giulini ở Đức), kali tripolyphosphate (KTPP) và tetrapotass pyrophosphate (TKPP). Cơ chế của hành động của nó là ổn định lực đẩy tĩnh điện thông qua liên kết hydro và hấp phụ hóa học. Ưu điểm của nó là liều lượng thấp, khoảng 0,1%và nó có tác dụng phân tán tốt đối với các sắc tố và chất độn vô cơ. Nhưng cũng có những thiếu sót: một, cùng với việc tăng giá trị pH và nhiệt độ, polyphosphate dễ dàng bị thủy phân, gây ra sự ổn định lưu trữ lâu dài xấu; Sự hòa tan không hoàn chỉnh trong môi trường sẽ ảnh hưởng đến độ bóng của sơn latex bóng.

Photosphate este phân tán là hỗn hợp của đơn nhân, diesters, rượu còn lại và axit photphoric.

Phosphate este phân tán ổn định phân tán sắc tố, bao gồm các sắc tố phản ứng như oxit kẽm. Trong các công thức sơn bóng, nó cải thiện độ bóng và độ sạch. Không giống như các chất làm ướt và phân tán khác, việc bổ sung các chất phân tán este phốt phát không ảnh hưởng đến độ nhớt của KU và ICI của lớp phủ.

Chất phân tán polyacid, chẳng hạn như Tamol 1254 và Tamol 850, Tamol 850 là một homopolyme của axit methacrylic. Chất phân tán polyacid, chẳng hạn như Orotan 731a, là một chất copolyme của diisobutylen và axit maleic. Đặc điểm của hai loại phân tán này là chúng tạo ra sự hấp phụ mạnh mẽ hoặc neo trên bề mặt sắc tố và chất độn, có chuỗi phân tử dài hơn để tạo thành sự cản trở không gian và có khả năng hòa tan nước ở các đầu chuỗi, và một số được bổ sung bằng cách dùng thuốc tĩnh điện để dùng đạt được kết quả ổn định. Để làm cho chất phân tán có khả năng phân tán tốt, trọng lượng phân tử phải được kiểm soát nghiêm ngặt. Nếu trọng lượng phân tử quá nhỏ, sẽ không đủ chướng ngại vật không gian; Nếu trọng lượng phân tử quá lớn, sự kết thúc sẽ xảy ra. Đối với phân tán polyacrylate, hiệu ứng phân tán tốt nhất có thể đạt được nếu mức độ trùng hợp là 12-18.

Các loại phân tán khác, chẳng hạn như AMP-95, có tên hóa học là 2-amino-2-methyl-1-propanol. Nhóm amino được hấp phụ trên bề mặt của các hạt vô cơ và nhóm hydroxyl kéo dài lên nước, đóng vai trò ổn định thông qua các trường hợp chướng ngại vật không gian. Do kích thước nhỏ của nó, sự cản trở không gian sẽ bị hạn chế. AMP-95 chủ yếu là bộ điều chỉnh pH.

Trong những năm gần đây, nghiên cứu về chất phân tán đã khắc phục vấn đề keo tụ do trọng lượng phân tử cao và sự phát triển của trọng lượng phân tử cao là một trong những xu hướng. Ví dụ, EFKA-4580 phân tán trọng lượng cao được sản xuất bởi quá trình trùng hợp nhũ tương được phát triển đặc biệt cho lớp phủ công nghiệp dựa trên nước, phù hợp cho sự phân tán sắc tố hữu cơ và vô cơ và có khả năng chống nước tốt.

Các nhóm amino có mối quan hệ tốt với nhiều sắc tố thông qua liên kết axit-bazơ hoặc hydro. Các copolyme khối phân tán với axit aminoacrylic khi nhóm neo đã được chú ý.

Phân tán với dimethylaminoethyl methacrylate làm nhóm neo

Phân tán Tego 655 Phụ gia làm ướt và phân tán được sử dụng trong sơn ô tô trên nước không chỉ để định hướng các sắc tố mà còn để ngăn chặn bột nhôm phản ứng với nước.

Do các mối quan tâm về môi trường, các tác nhân làm ướt và phân tán có thể phân hủy sinh học đã được phát triển, chẳng hạn như các chất làm ướt và phân tán tế bào đôi AE AE, là các chất làm ướt và phân tán trong vòng thấp.

2 Defoamer:

Có nhiều loại chất khử trùng sơn nước truyền thống, thường được chia thành ba loại: chất khử dầu khoáng, polysiloxane defoamers và các chất khử trùng khác.

Các chất khử trùng dầu khoáng thường được sử dụng, chủ yếu là sơn latex phẳng và bán bóng.

Các defoamers polysiloxane có sức căng bề mặt thấp, khả năng khử ion và chống đông mạnh mẽ và không ảnh hưởng đến độ bóng, nhưng khi được sử dụng không đúng cách, chúng sẽ gây ra các khiếm khuyết như co thắt của màng phủ và khả năng tái hiện kém.

Các chất khử trùng sơn truyền thống truyền thống không tương thích với pha nước để đạt được mục đích làm mất đi, vì vậy rất dễ dàng để tạo ra các khuyết tật bề mặt trong màng phủ.

Trong những năm gần đây, các chất khử phân tử đã được phát triển.

Tác nhân chống đông này là một polymer được hình thành bằng cách ghép trực tiếp các chất hoạt động chống đông trên chất mang. Chuỗi phân tử của polymer có nhóm hydroxyl làm ướt, chất hoạt động khử màu được phân phối xung quanh phân tử, chất hoạt động không dễ để tổng hợp và khả năng tương thích với hệ thống phủ là tốt. Các chất khử trùng cấp phân tử như vậy bao gồm các loại dầu khoáng-sê-ri Foamstar A10, sê-ri Foamstar A30 chứa silicon, và các polyme không silicon, không dầu-foamstar MF.

Nó cũng được báo cáo rằng defoamer cấp độ phân tử này sử dụng các polyme sao siêu ghép làm chất hoạt động bề mặt không tương thích và đã đạt được kết quả tốt trong các ứng dụng lớp phủ dựa trên nước. Các sản phẩm không khí phân tử phân tử defoamer được báo cáo bởi Stout et al. là một tác nhân điều khiển bọt dựa trên acetylene glycol và defoamer với cả hai đặc tính làm ướt, chẳng hạn như Surfynol MD 20 và Surfynol DF 37.

Ngoài ra, để đáp ứng nhu cầu sản xuất lớp phủ không có VOC, cũng có những người theo dõi không có VOC, chẳng hạn như Agitan 315, Agitan E 255, v.v.

3 chất làm dày:

Có nhiều loại chất làm đặc, hiện được sử dụng thường là ether cellulose và chất làm đặc dẫn xuất của nó, chất làm đặc hiệu kiềm liên kết (Hase) và chất làm đặc polyurethane (heur).

3.1. Cellulose ether và các dẫn xuất của nó

Hydroxyethyl cellulose (HEC) lần đầu tiên được sản xuất công nghiệp bởi Công ty Union Carbide vào năm 1932 và có lịch sử hơn 70 năm. Hiện tại, chất làm đặc của cellulose ether và các dẫn xuất của nó chủ yếu bao gồm hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC) vv, đây là những chất làm đặc không ion, và cũng thuộc về chất làm đặc pha nước không liên kết. Trong số đó, HEC là loại được sử dụng phổ biến nhất trong sơn latex.

Cellulose biến đổi kỵ nước (HMHEC) giới thiệu một lượng nhỏ các nhóm alkyl kỵ nước chuỗi dài trên xương sống ưa nước của cellulose để trở thành chất làm đặc kết hợp, như natrosol cộng với lớp 330, 331, cellosize SG-100, bermocoll EHM-100. Tác dụng làm dày của nó có thể so sánh với các chất làm đặc của ether cellulose với trọng lượng phân tử lớn hơn nhiều. Nó cải thiện độ nhớt và cân bằng của ICI, và làm giảm sức căng bề mặt, chẳng hạn như sức căng bề mặt của HEC là khoảng 67Mn/m, và sức căng bề mặt của HMHEC là 55-65MN/m.

3.2 chất làm đặc khả dụng kiềm

Các chất làm dày có thể sử dụng kiềm được chia thành hai loại: chất làm dày kiềm không liên kết (ASE) và chất làm đặc khả năng liên kết (Hase), là chất làm đặc anion. ASE không liên kết là một nhũ tương sưng kiềm polyacrylate. Hase kết hợp là một nhũ tương sưng kiềm polyacrylate biến đổi kỵ nước.

3.3. Chất làm đặc polyurethane và chất làm đặc không polyurethane biến đổi kỵ nước

Chất làm đặc polyurethane, được gọi là heur, là một loại polymer hòa tan trong nước ethoxylated ethoxylated, thuộc về chất làm đặc kết hợp không ion. Heur bao gồm ba phần: nhóm kỵ nước, chuỗi ưa nước và nhóm polyurethane. Nhóm kỵ nước đóng vai trò liên kết và là yếu tố quyết định để làm dày, thường là oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol, v.v. Chuỗi phân tử của heur được mở rộng bởi các nhóm polyurethane, chẳng hạn như IPDI, TDI và HMDI. Đặc điểm cấu trúc của chất làm đặc kết hợp là chúng bị chấm dứt bởi các nhóm kỵ nước. Tuy nhiên, mức độ thay thế của các nhóm kỵ nước ở cả hai đầu của một số Heurs có sẵn trên thị trường thấp hơn 0,9 và tốt nhất chỉ là 1,7. Các điều kiện phản ứng nên được kiểm soát nghiêm ngặt để thu được chất làm đặc polyurethane với sự phân bố trọng lượng phân tử hẹp và hiệu suất ổn định. Hầu hết Heurs được tổng hợp bằng trùng hợp từng bước, vì vậy Heurs có bán trên thị trường thường là các hỗn hợp có trọng lượng phân tử rộng.

Richey et al. Công cụ làm dày pyrene pyrene pyrene được sử dụng (PAT, trọng lượng phân tử trung bình số 30000, trọng lượng trung bình trọng lượng phân tử 60000) để thấy rằng ở nồng độ 0,02% (trọng lượng), mức độ tổng hợp micelle của acrysol RM-825 và PAT là khoảng 6. Năng lượng liên kết giữa chất làm đặc và bề mặt của các hạt latex là khoảng 25 kJ/mol; Diện tích chiếm bởi mỗi phân tử chất làm đặc Pat trên bề mặt của các hạt latex là khoảng 13nm2, đó là về khu vực bị chiếm bởi chất làm ướt Triton X-405 gấp 14 lần so với 0,9nm2. Chất làm đặc polyurethane kết hợp như RM-2020NPR, DSX 1550, v.v.

Sự phát triển của các chất làm dày polyurethane kết hợp thân thiện với môi trường đã nhận được sự chú ý rộng rãi. Ví dụ, BYK-425 là một chất làm đặc polyurethane biến đổi UREA không có VOA và APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego Viscoplus 3010, 3030 và 3060 là một chất làm đặc polyurethane kết hợp mà không có VOC và APEO.

Ngoài các chất làm đặc polyurethane liên kết tuyến tính được mô tả ở trên, còn có chất làm đặc polyurethane kết hợp giống như lược. Cái gọi là chất làm đặc polyurethane liên kết lược có nghĩa là có một nhóm kỵ nước mặt dây chuyền ở giữa mỗi phân tử làm đặc. Những chất làm đặc như SCT-200 và SCT-275, v.v.

Chất làm đặc aminoplast biến đổi kỵ nước (nhiệt độ ethoxylated ethoxylated ethoxylated ethoxylated đã thay đổi nhựa amino đặc biệt thành bốn nhóm kỵ nước được che phủ, nhưng khả năng phản ứng của bốn vị trí phản ứng này là khác nhau. Trong việc bổ sung bình thường các nhóm kỵ nước, chỉ có hai nhóm kỵ nước bị chặn, do đó, chất làm đặc amino được sửa đổi kỵ nước tổng hợp không khác nhiều so với heur, chẳng hạn như Optiflo H 500. Nếu nhiều nhóm kỵ nước được thêm vào, chẳng hạn như lên đến 8%, Các điều kiện phản ứng có thể được điều chỉnh để tạo ra chất làm đặc amino với nhiều nhóm kỵ nước bị chặn. Tất nhiên, đây cũng là một chất làm dày lược. Chất làm đặc amino biến đổi kỵ nước này có thể ngăn độ nhớt của sơn giảm do việc bổ sung một lượng lớn chất hoạt động bề mặt và dung môi glycol khi kết hợp màu. Lý do là các nhóm kỵ nước mạnh mẽ có thể ngăn ngừa giải hấp, và nhiều nhóm kỵ nước có mối liên hệ mạnh mẽ. Những chất làm đặc như TV Optiflo.

Chất làm đặc polyether biến đổi kỵ nước (HMPE) Hiệu suất của chất làm đặc polyether biến đổi kỵ nước tương tự như heur, và các sản phẩm bao gồm Aquaflow NLS200, NLS210 và NHS300 của Hercules.

Cơ chế làm dày của nó là ảnh hưởng của cả liên kết hydro và liên kết của các nhóm cuối. So với các chất làm dày phổ biến, nó có đặc tính chống định cư và chống SAG tốt hơn. Theo các phân cực khác nhau của các nhóm cuối, chất làm đặc polyurea được sửa đổi có thể được chia thành ba loại: chất làm đặc polyurea phân cực thấp, chất làm đặc polyurea phân cực trung bình và chất làm đặc polyurea phân cực cao. Hai loại đầu tiên được sử dụng để phủ lớp phủ dựa trên dung môi dày, trong khi các chất làm đặc polyurea phân cực cao có thể được sử dụng cho cả lớp phủ dựa trên dung môi phân cực cao và lớp phủ dựa trên nước. Các sản phẩm thương mại có độ phân cực thấp, phân cực trung bình và chất làm đặc polyurea phân cực cao lần lượt là BYK-411, BYK-410 và BYK-420.

Sơn xốp polyamide đã sửa đổi là một phụ gia lưu biến được tổng hợp bằng cách giới thiệu các nhóm ưa nước như PEG vào chuỗi phân tử của sáp amide. Hiện tại, một số thương hiệu được nhập khẩu và chủ yếu được sử dụng để điều chỉnh thixotropy của hệ thống và cải thiện khả năng chống thixotropy. Hiệu suất chống SAG.