sažetak
1. Sredstvo za vlaženje i dispergiranje
2. Defoamer
3. Zgušnjivač
4. Aditivi za stvaranje filma
5. Ostali aditivi
Sredstvo za vlaženje i dispergiranje
Premazi na bazi vode koriste vodu kao rastvarač ili disperzioni medij, a voda ima veliku dielektričnu konstantu, tako da se premazi na bazi vode uglavnom stabilizuju elektrostatičkim odbijanjem kada se električni dvostruki sloj preklapa.
Osim toga, u sustavu premaza na bazi vode često se nalaze polimeri i nejonski tenzidi, koji se adsorbiraju na površini pigmentnog punila, stvarajući steričku prepreku i stabilizirajući disperziju.Dakle, boje i emulzije na bazi vode postižu stabilne rezultate kroz zajedničko djelovanje elektrostatičkog odbijanja i sterične smetnje.Njegov nedostatak je slaba otpornost elektrolita, posebno za skupe elektrolite.
1.1 Sredstvo za vlaženje
Sredstva za vlaženje premaza na bazi vode dijele se na anionska i nejonska.
Kombinacija sredstva za vlaženje i sredstva za dispergiranje može postići idealne rezultate.Količina sredstva za vlaženje je uglavnom nekoliko promila.Njegovo negativno djelovanje je stvaranje pjene i smanjenje vodootpornosti premaznog filma.
Jedan od trendova razvoja sredstava za vlaženje je postupna zamjena polioksietilen alkil (benzen) fenol etera (APEO ili APE) sredstava za vlaženje, jer to dovodi do smanjenja muških hormona kod pacova i ometa endokrinu.Polioksietilen alkil (benzen) fenol eteri se široko koriste kao emulgatori tokom emulzione polimerizacije.
Dvostruki surfaktanti su također novi razvoj.To su dva amfifilna molekula povezana razmakom.Najznačajnija karakteristika dvoćelijskih surfaktanata je da je kritična koncentracija micela (CMC) više od reda veličine niža od one njihovih površinski aktivnih sastojaka s jednom ćelijom, praćena visokom efikasnošću.Kao što je TEGO Twin 4000, to je dvoćelijski siloksanski surfaktant, koji ima nestabilnu pjenu i svojstva protiv pjene.
1.2 Disperzant
Disperzanti za lateks boje podijeljeni su u četiri kategorije: fosfatni disperzanti, polikiseli homopolimerni disperzanti, polikiseli kopolimer disperzanti i drugi disperzanti.
Najrasprostranjeniji fosfatni disperzanti su polifosfati, kao što su natrijum heksametafosfat, natrijum polifosfat (Calgon N, proizvod BK Giulini Chemical Company u Nemačkoj), kalijum tripolifosfat (KTPP) i tetrakalijum pirofosfat (TKPP).
Mehanizam njegovog djelovanja je stabilizacija elektrostatičkog odbijanja kroz vodoničnu vezu i hemijsku adsorpciju.Prednost mu je što je doza niska, oko 0,1%, i ima dobar disperzioni efekat na anorganske pigmente i punila.Ali postoje i nedostaci: onaj, uz povećanje pH vrijednosti i temperature, polifosfat se lako hidrolizira, uzrokuje lošu dugotrajnu stabilnost skladištenja;Nepotpuno otapanje u medijumu će uticati na sjaj sjajne lateks boje.
1 Fosfatni disperzant
Disperzanti fosfatnog estera stabiliziraju pigmentne disperzije, uključujući reaktivne pigmente kao što je cink oksid.U formulacijama sjajnih boja, poboljšava sjaj i mogućnost čišćenja.Za razliku od drugih aditiva za vlaženje i dispergiranje, dodatak fosfatnih esterskih disperzanata ne utiče na KU i ICI viskozitet premaza.
Polikiseli homopolimerni disperzanti, kao što su Tamol 1254 i Tamol 850, Tamol 850 je homopolimer metakrilne kiseline.
Polikiselinski kopolimer disperzant, kao što je Orotan 731A, koji je kopolimer diizobutilena i maleinske kiseline.Karakteristike ove dvije vrste disperzanata su da proizvode snažnu adsorpciju ili sidrenje na površini pigmenata i punila, imaju duže molekularne lance koji stvaraju steričke prepreke i imaju topljivost u vodi na krajevima lanca, a neki su dopunjeni elektrostatičkim odbijanjem do postići stabilne rezultate.Da bi disperzant imao dobru disperzibilnost, molekularna težina mora biti strogo kontrolisana.Ako je molekularna težina premala, neće biti dovoljne sterične smetnje;ako je molekularna težina prevelika, doći će do flokulacije.Kod poliakrilatnih disperzanta najbolji disperzioni efekat se može postići ako je stepen polimerizacije 12-18.
Druge vrste disperzanata, kao što je AMP-95, imaju hemijsko ime 2-amino-2-metil-1-propanol.Amino grupa se adsorbuje na površini neorganskih čestica, a hidroksilna grupa se proteže do vode, koja igra stabilizujuću ulogu kroz sterične smetnje.Zbog male veličine, sterična smetnja je ograničena.AMP-95 je uglavnom pH regulator.
Posljednjih godina istraživanjem disperzanta je prevaziđen problem flokulacije uzrokovane visokom molekularnom masom, a razvoj visoke molekularne mase je jedan od trendova.Na primjer, disperzant visoke molekularne težine EFKA-4580 proizveden emulzijskom polimerizacijom je posebno razvijen za industrijske premaze na bazi vode, pogodan za organsku i neorgansku disperziju pigmenta, i ima dobru vodootpornost.
Amino grupe imaju dobar afinitet za mnoge pigmente putem kiselinsko-bazne ili vodikove veze.Obraćena je pažnja na blok kopolimer disperzant sa aminoakrilnom kiselinom kao ankerskom grupom.
2 Disperzant sa dimetilaminoetil metakrilatom kao sidrenom grupom
Tego Dispers 655 aditiv za vlaženje i dispergiranje koristi se u automobilskim bojama na bazi vode ne samo za orijentaciju pigmenata već i za sprječavanje reakcije aluminija u prahu s vodom.
Zbog ekoloških zabrinutosti, razvijeni su biorazgradivi agensi za vlaženje i dispergiranje, kao što su agensi za vlaženje i dispergiranje s dvostrukom ćelijom EnviroGem AE, koji su agensi za vlaženje i dispergiranje sa niskim stepenom pjene.
Defoamer
Postoje mnoge vrste tradicionalnih sredstava za otpjenjivanje boja na bazi vode, koji se općenito dijele u tri kategorije: sredstva za otpjenjivanje mineralnog ulja, sredstva protiv pjene od polisiloksana i drugi protivpjenušači.
Mineralni uljni protivpjenušači se obično koriste, uglavnom u ravnim i polusjajnim lateks bojama.
Polisiloksanski odpjenilači imaju nisku površinsku napetost, snažnu sposobnost odpjenjivanja i sprječavanja pjenjenja i ne utječu na sjaj, ali ako se nepravilno koriste, uzrokovat će nedostatke kao što su skupljanje filma premaza i loša mogućnost ponovnog premazanja.
Tradicionalni uređaji za otpjenjivanje boje na bazi vode nisu kompatibilni s vodenom fazom kako bi se postigla svrha odpjenjivanja, tako da je lako proizvesti površinske defekte u filmu premaza.
Posljednjih godina razvijeni su protivpjenušači na molekularnom nivou.
Ovo sredstvo protiv pjene je polimer koji nastaje direktnim cijepljenjem aktivnih tvari protiv pjenjenja na supstancu nosača.Molekularni lanac polimera ima vlažnu hidroksilnu grupu, aktivna tvar koja se pjeni je raspoređena oko molekule, aktivnu tvar nije lako agregirati, a kompatibilnost sa sistemom premaza je dobra.Takvi protivpjenušači na molekularnom nivou uključuju mineralna ulja — FoamStar A10 serija, koja sadrži silicijum — FoamStar A30 seriju i ne-silicijumske polimere bez ulja — FoamStar MF serija.
Ovaj molekularni defoamer koristi supergrafirani zvjezdasti polimer kao nekompatibilni surfaktant i postigao je dobre rezultate u primjenama premaza na bazi vode.Air Products molekularni defoamer koji su objavili Stout et al.je sredstvo za kontrolu pjene i sredstvo protiv pjene na bazi acetilen glikola sa oba svojstva vlaženja, kao što su Surfynol MD 20 i Surfynol DF 37.
Osim toga, kako bi se zadovoljile potrebe proizvodnje premaza bez VOC-a, postoje i sredstva protiv pjene bez VOC-a, kao što su Agitan 315, Agitan E 255, itd.
zgušnjivač
Postoji mnogo vrsta zgušnjivača, a trenutno se najčešće koriste celulozni eter i njegovi derivati zgušnjivači, asocijativni zgušnjivači koji bubre na bazi alkalnih (HASE) i poliuretanski zgušnjivači (HEUR).
3.1.Eter celuloze i njegovi derivati
Hidroksietil celuloza (HEC)prvi put je industrijski proizveden od strane kompanije Union Carbide 1932. godine i ima istoriju dužu od 70 godina.
Trenutno, zgušnjivači celuloznog etra i njegovih derivata uglavnom uključuju hidroksietil celulozu (HEC), metil hidroksietil celulozu (MHEC), etil hidroksietil celulozu (EHEC), metil hidroksipropil baznu celulozu (MHPC), metil celulozu (MC) i ksantan gum, itd., ovo su nejonski zgušnjivači, a pripadaju i nevezanim zgušnjivačima vodene faze.Među njima, HEC se najčešće koristi u lateks bojama.
3.2 Alkalno bubri zgušnjivač
Alkalno bubri zgušnjivači dijele se u dvije kategorije: neasocijativni zgušnjivači koji bubre u alkalnim kiselinama (ASE) i asocijativni zgušnjivači koji bubre na bazi (HASE), koji su anjonski zgušnjivači.Nevezani ASE je poliakrilatna alkalna emulzija koja bubri.
3.3.Poliuretanski zgušnjivač i hidrofobno modificirani nepoliuretanski zgušnjivač
Poliuretanski zgušnjivač, nazvan HEUR, je hidrofobna grupa modificirana etoksilovani poliuretanski vodotopivi polimer, koji pripada nejonskom asocijativnom zgušnjivaču.
HEUR se sastoji od tri dijela: hidrofobne grupe, hidrofilnog lanca i poliuretanske grupe.
Hidrofobna grupa igra ulogu asocijacije i odlučujući je faktor za zgušnjavanje, obično oleil, oktadecil, dodecilfenil, nonilfenol, itd.
Međutim, stepen supstitucije hidrofobnih grupa na oba kraja nekih komercijalno dostupnih HEUR-a je niži od 0,9, a najbolji je samo 1,7.Reakcione uslove treba strogo kontrolisati kako bi se dobio poliuretanski zgušnjivač sa uskom distribucijom molekulske težine i stabilnim performansama.Većina HEUR se sintetizira postupnom polimerizacijom, tako da su komercijalno dostupni HEUR općenito mješavine široke molekularne težine.
Pored linearnih asocijativnih poliuretanskih zgušnjivača opisanih gore, postoje i češljasti asocijativni poliuretanski zgušnjivači.Takozvani češljasti poliuretanski zgušnjivač znači da postoji visilica hidrofobne grupe u sredini svake molekule zgušnjivača.Takvi zgušnjivači kao što su SCT-200 i SCT-275 itd.
Kada se dodaje normalna količina hidrofobnih grupa, postoje samo 2 hidrofobne grupe zatvorene na kraju, tako da se sintetizovani hidrofobno modifikovani amino zgušnjivač ne razlikuje mnogo od HEUR-a, kao što je Optiflo H 500, vidi sliku 3.
Ako se doda više hidrofobnih grupa, kao što je do 8%, reakcioni uslovi se mogu podesiti da se proizvedu amino zgušnjivači sa više blokiranih hidrofobnih grupa.Naravno, ovo je i zgušnjivač za češalj.
Ovaj hidrofobno modificirani amino zgušnjivač može spriječiti pad viskoziteta boje zbog dodavanja velike količine površinski aktivnih tvari i otapala glikola kada se dodaje usklađivanje boja.Razlog je taj što jake hidrofobne grupe mogu spriječiti desorpciju, a više hidrofobnih grupa ima jaku povezanost.
Vrijeme objave: 26.12.2022