I. Oversikt
Som et av råmaterialene i belegg er mengden tilsetningsstoffer vanligvis svært liten (vanligvis omtrent 1 % av den totale formuleringen), men effekten er stor. Tilsetning av tilsetningsstoffer kan ikke bare unngå mange beleggsdefekter og filmdefekter, men også gjøre produksjons- og konstruksjonsprosessen til belegget enkel å kontrollere, og tilsetning av visse tilsetningsstoffer kan gi belegget noen spesielle funksjoner. Derfor er tilsetningsstoffer en viktig del av belegg.
2. Klassifisering av tilsetningsstoffer
Vanlig brukte tilsetningsstoffer for belegg inkluderer organiske anti-settlingsmidler, fortykningsmidler, utjevningsmidler, skumkontrollmidler, heftfremmende midler, fukte- og dispergeringsmidler, etc.
3. Ytelse og bruk av tilsetningsstoffer
(1) Organisk anti-sedimenteringsmiddel
De fleste av disse produktene er basert på polyolefiner, dispergert i et løsemiddel, noen ganger modifisert med et ricinusoljederivat. Disse tilsetningsstoffene finnes i tre former: væske, pasta og pulver.
1. Reologiske egenskaper:
Den viktigste reologiske funksjonen til organiske anti-sedimenteringsmidler er å kontrollere suspensjonen av pigmenter – det vil si å forhindre hard sedimentering eller å unngå sedimentering helt, som er deres typiske bruksområde. Men i praksis forårsaker det en økning i viskositet og også en viss grad av sigemotstand, spesielt i industrielle belegg. Organiske anti-sedimenteringsmidler vil oppløses på grunn av forhøyet temperatur, og dermed miste effektiviteten, men reologien deres vil gjenopprettes når systemet avkjøles.
2. Påføring av organisk anti-settlingsmiddel:
For at anti-settlingsmiddelet skal virke effektivt i belegget, må det dispergeres og aktiveres på riktig måte. De spesifikke trinnene er som følger:
(1) Fukting (kun tørt pulver). Det tørre pulverformede organiske antisedimenteringsmiddelet er et aggregat. For å separere partiklene fra hverandre må det fuktes med løsemiddel og/eller harpiks. Det er vanligvis tilstrekkelig å tilsette det til slipeslammet under moderat omrøring.
(2) Deagglomerering (kun for tørt pulver). Aggregeringskraften til organiske antisedimentasjonsmidler er ikke særlig sterk, og enkel turbulent blanding er tilstrekkelig i de fleste tilfeller.
(3) Dispersjon, oppvarming, dispersjonsvarighet (alle typer). Alle organiske antisedimentasjonsmidler har en minimumsaktiveringstemperatur, og hvis den ikke nås, uansett hvor stor dispergeringskraften er, vil det ikke være noen reologisk aktivitet. Aktiveringstemperaturen avhenger av løsningsmidlet som brukes. Når minimumstemperaturen overskrides, vil den påførte belastningen aktivere det organiske antisedimentasjonsmidlet og gi full spille på dets ytelse.
(2) Fortykningsmiddel
Det finnes forskjellige typer fortykningsmidler som brukes i løsemiddelbaserte og vannbaserte malinger. Vanlige typer fortykningsmidler som brukes i vannbaserte belegg er: celluloseetere, polyakrylater, assosiative fortykningsmidler og uorganiske fortykningsmidler.
1. Det mest brukte celluloseeterfortykningsmiddelet er hydroksyetylcellulose (HEC). Avhengig av viskositeten finnes det forskjellige spesifikasjoner. HEC er et pulverformet vannløselig produkt, som er et ikke-ionisk fortykningsmiddel. Det har god fortykningseffekt, god vannbestandighet og alkalibestandighet, men ulempene er at det lett utvikler mugg, råte og har dårlig utjevningsevne.
2. Polyakrylatfortykningsmiddelet er en akrylatkopolymeremulsjon med høyt karboksylinnhold, og dens største egenskap er dens gode motstand mot muggdannelse. Når pH-verdien er 8–10, sveller denne typen fortykningsmiddel og øker viskositeten til vannfasen; men når pH-verdien er høyere enn 10, løses den opp i vann og mister sin fortykningseffekt. Derfor er det større følsomhet for pH. For tiden er ammoniakkvann den mest brukte pH-justereren for lateksmaling i Kina. Derfor, når denne typen fortykningsmiddel brukes, vil pH-verdien synke med fordampningen av ammoniakkvannet, og fortykningseffekten vil også avta.
3. Assosiative fortykningsmidler har andre fortykningsmekanismer enn andre typer fortykningsmidler. De fleste fortykningsmidler bringer viskositet gjennom hydrering og dannelse av en svak gelstruktur i systemet. Imidlertid har assosiative fortykningsmidler, som overflateaktive stoffer, både hydrofile deler og munnvennlige gule renseoljedeler i molekylet. De hydrofile delene kan hydreres og svelles for å fortykke vannfasen. De lipofile endegruppene kan kombineres med emulsjonspartikler og pigmentpartikler for å assosieres for å danne en nettverksstruktur.
4. Uorganisk fortykningsmiddel er bentonitt. Vanligvis sveller vannbasert bentonitt når den absorberer vann, og volumet etter at vann er absorbert er flere ganger det opprinnelige volumet. Det fungerer ikke bare som et fortykningsmiddel, men forhindrer også synking, siging og flytende farge. Dens fortykningseffekt er bedre enn alkali-svellbare akryl- og polyuretanfortykningsmidler i samme mengde. I tillegg har den også et bredt pH-tilpasningsspekter, god fryse-tine-stabilitet og biologisk stabilitet. Fordi den ikke inneholder vannløselige overflateaktive stoffer, kan de fine partiklene i den tørre filmen forhindre vannmigrasjon og diffusjon, og kan forbedre vannmotstanden til beleggfilmen.
(3) utjevningsmiddel
Det finnes tre hovedtyper av utjevningsmidler som ofte brukes:
1. Modifisert polysiloksan-utjevningsmiddel
Denne typen utjevningsmiddel kan redusere overflatespenningen til belegget kraftig, forbedre fuktbarheten til belegget i forhold til underlaget og forhindre krymping; det kan redusere overflatespenningsforskjellen på overflaten av den våte filmen på grunn av løsningsmiddelfordampning, forbedre overflateflyttilstanden og gjøre at malingen raskt utjevnes; denne typen utjevningsmiddel kan også danne en ekstremt tynn og glatt film på overflaten av beleggfilmen, og dermed forbedre glattheten og glansen på beleggfilmoverflaten.
2. Langkjedet harpiksavrettingsmiddel med begrenset kompatibilitet
Slik som akrylat-homopolymer eller -kopolymer, som kan redusere overflatespenningen til belegget og substratet til en viss grad for å forbedre fuktbarheten og forhindre krymping; og kan danne et enkelt molekylært nivå på overflaten av beleggfilmen for å øke overflatespenningen til belegget, homogenisere, forbedre overflatefluiditeten, hemme løsemiddelets fordampningshastighet, eliminere defekter som appelsinskall og penselmerker, og gjøre beleggfilmen glatt og jevn.
3. Utjevningsmiddel med løsemiddel med høyt kokepunkt som hovedkomponent
Denne typen utjevningsmiddel kan justere fordampningshastigheten til løsningsmidlet, slik at beleggfilmen har en mer balansert fordampningshastighet og løselighetsevne under tørkeprosessen, og forhindrer at strømningen av beleggfilmen hindres av for rask fordampning av løsningsmidlet og for høy viskositet, noe som resulterer i ulemper med dårlig utjevning, og kan forhindre krymping forårsaket av dårlig løselighet av basismaterialet og utfelling forårsaket av for rask fordampning av løsningsmidlet.
(4) Skumkontrollmiddel
Skumkontrollmidler kalles også skumdempende midler eller skumdempende midler. Skumdempende midler forhindrer eller forsinker dannelsen av skum: Skumdempende midler er overflateaktive stoffer som sprenger bobler som har dannet seg. Forskjellen mellom de to er bare teoretisk til en viss grad, en vellykket skumdempende middel kan også forhindre dannelsen av skum som et skumdempende middel. Generelt sett består et skumdempende middel av tre grunnleggende komponenter: aktiv forbindelse (dvs. aktivt middel); diffusjonsmiddel (tilgjengelig eller ikke); bærer.
(5) Fukt- og dispergeringsmidler
Fukte- og dispergeringsmidler kan ha en rekke funksjoner, men de to viktigste funksjonene er å redusere tiden og/eller energien som kreves for å fullføre dispergeringsprosessen samtidig som pigmentdispersjonen stabiliseres. Fuktemidler og dispergeringsmidler deles vanligvis inn i følgende
Fem kategorier:
1. Anionisk fuktemiddel
2. Kationisk fuktemiddel
3. Elektronøytralt, amfotert fuktemiddel
4. Bifunksjonelt, ikke-elektrisk nøytralt fuktemiddel
5. Ikke-ionisk fuktemiddel
De fire første typene fuktemidler og dispergeringsmidler kan spille en fuktende rolle og hjelpe pigmentdispersjon fordi deres hydrofile ender har evnen til å danne fysiske og kjemiske bindinger med pigmentoverflaten, kanter, hjørner osv., og bevege seg mot pigmentoverflatens orientering, vanligvis den hydrofobe enden. Ikke-ioniske fukte- og dispergeringsmidler inneholder også hydrofile endegrupper, men de kan ikke danne fysiske og kjemiske bindinger med pigmentoverflaten, men kan kombineres med det adsorberte vannet på overflaten av pigmentpartiklene. Denne vannbindingen til pigmentpartikkeloverflaten er ustabil og fører til ikke-ionisk absorpsjon og desorpsjon. Det desorberte overflateaktive stoffet i dette harpikssystemet er fritt og har en tendens til å forårsake bivirkninger som dårlig vannbestandighet.
Fuktemiddelet og dispergeringsmiddelet bør tilsettes under pigmentdispersjonsprosessen, for å sikre at andre overflateaktive stoffer kan være i nær kontakt med pigmentet for å spille sin rolle før de når overflaten av pigmentpartikkelen.
Fire. Sammendrag
Belegg er et komplekst system. Som en del av systemet tilsettes tilsetningsstoffer i små mengder, men de spiller en viktig rolle i ytelsen. Derfor bør man, når man utvikler løsemiddelbaserte belegg, bestemme hvilke tilsetningsstoffer som skal brukes og doseringen av disse gjennom et stort antall gjentatte eksperimenter.
Publisert: 30. januar 2023