Kopsavilkums:
1. Mitrināšanas un izkliedēšanas līdzeklis
2. Putu noņemšanas līdzeklis
3. Biezinātājs
4. Plēvi veidojošas piedevas
5. Pretkorozijas, pretpelējuma un pretaļģu līdzeklis
6. Citas piedevas
1 Mitrināšanas un izkliedēšanas līdzeklis:
Ūdens bāzes pārklājumos tiek izmantots ūdens kā šķīdinātājs vai dispersijas vide, un ūdenim ir liela dielektriskā konstante, tāpēc pārklājumus uz ūdens bāzes galvenokārt stabilizē elektrostatiskā atgrūšanās, kad elektriskais dubultais slānis pārklājas. Turklāt ūdens bāzes pārklājumu sistēmā bieži ir polimēri un nejonu virsmaktīvās vielas, kas adsorbējas uz pigmenta pildvielas virsmas, veidojot steriskus šķēršļus un stabilizējot dispersiju. Tāpēc ūdens bāzes krāsas un emulsijas sasniedz stabilus rezultātus, kopīgi iedarbojoties uz elektrostatisko atgrūšanu un steriskiem šķēršļiem. Tā trūkums ir slikta elektrolītu pretestība, īpaši dārgiem elektrolītiem.
1.1 Mitrināšanas līdzeklis
Mitrināšanas līdzekļi ūdens bāzes pārklājumiem ir sadalīti anjonos un nejonos.
Mitrinātāja un izkliedējošā līdzekļa kombinācija var sasniegt ideālus rezultātus. Mitrinātāja daudzums parasti ir dažas promiles. Tā negatīvā ietekme ir putošana un pārklājuma plēves ūdensizturības samazināšanās.
Viena no mitrinātāju attīstības tendencēm ir pakāpeniski aizstāt polioksietilēnalkil(benzola) fenola ētera (APEO vai APE) mitrinātājus, jo tas noved pie vīriešu dzimuma hormonu samazināšanās žurkām un traucē endokrīno sistēmu. Polioksietilēnalkil(benzola) fenola ēteri tiek plaši izmantoti kā emulgatori emulsijas polimerizācijas laikā.
Jaunas ir arī dubultās virsmaktīvās vielas. Tās ir divas amfifilas molekulas, kas savienotas ar starpliku. Divšūnu virsmaktīvo vielu visievērojamākā iezīme ir tā, ka kritiskā micellu koncentrācija (CMC) ir vairāk nekā par vienu pakāpi zemāka nekā to “vienšūnu” virsmaktīvo vielu koncentrācija, kam seko augsta efektivitāte. Piemēram, TEGO Twin 4000, tā ir divšūnu siloksāna virsmaktīvā viela, un tai ir nestabilas putas un putu mazināšanas īpašības.
Air Products ir izstrādājis Gemini virsmaktīvās vielas. Tradicionālajām virsmaktīvām vielām ir hidrofoba aste un hidrofila galva, taču šai jaunajai virsmaktīvā vielai ir divas hidrofilas grupas un divas vai trīs hidrofobas grupas, kas ir daudzfunkcionāla virsmaktīvā viela, kas pazīstama kā acetilēnglikoli, tādi produkti kā EnviroGem AD01.
1.2. Dispersants
Lateksa krāsu izkliedētājus iedala četrās kategorijās: fosfātu disperģētāji, poliskābju homopolimēru dispersanti, poliskābju kopolimēru dispersanti un citi dispersanti.
Visplašāk izmantotie fosfātu disperģētāji ir polifosfāti, piemēram, nātrija heksametafosfāts, nātrija polifosfāts (Calgon N, BK Giulini Chemical Company Vācijā produkts), kālija tripolifosfāts (KTPP) un tetrakālija pirofosfāts (TKPP). Tās darbības mehānisms ir stabilizēt elektrostatisko atgrūšanos, izmantojot ūdeņraža saiti un ķīmisko adsorbciju. Tā priekšrocība ir tā, ka deva ir zema, aptuveni 0,1%, un tai ir laba dispersijas iedarbība uz neorganiskiem pigmentiem un pildvielām. Taču ir arī trūkumi: tas, līdz ar pH vērtības un temperatūras paaugstināšanos, polifosfāts viegli hidrolizējas, pasliktina ilgtermiņa uzglabāšanas stabilitāti; Nepilnīga izšķīšana vidē ietekmēs glancētas lateksa krāsas spīdumu.
Fosfātu esteru disperģētāji ir monoesteru, diesteru, atlikuma spirtu un fosforskābes maisījumi.
Fosfāta estera disperģētāji stabilizē pigmentu dispersijas, tostarp reaktīvos pigmentus, piemēram, cinka oksīdu. Spīduma krāsu sastāvos tas uzlabo spīdumu un tīrāmību. Atšķirībā no citām mitrinošām un izkliedējošām piedevām, fosfātu esteru dispersantu pievienošana neietekmē pārklājuma KU un ICI viskozitāti.
Poliskābju homopolimēru disperģētājs, piemēram, Tamol 1254 un Tamol 850, Tamol 850 ir metakrilskābes homopolimērs. Poliskābju kopolimēru dispersants, piemēram, Orotan 731A, kas ir diizobutilēna un maleīnskābes kopolimērs. Šo divu veidu dispersantu īpašības ir tādas, ka tie rada spēcīgu adsorbciju vai noenkurošanos uz pigmentu un pildvielu virsmas, tiem ir garākas molekulārās ķēdes, lai veidotu steriskus šķēršļus, un ķēdes galos ir šķīdība ūdenī, un dažus papildina elektrostatiskā atgrūšanās. sasniegt stabilus rezultātus. Lai dispersantam būtu laba disperģējamība, molekulmasa ir stingri jākontrolē. Ja molekulmasa ir pārāk maza, nebūs pietiekami daudz stērisko šķēršļu; ja molekulmasa ir pārāk liela, notiks flokulācija. Poliakrilāta disperģētājiem vislabāko dispersijas efektu var panākt, ja polimerizācijas pakāpe ir 12-18.
Citu veidu disperģētājiem, piemēram, AMP-95, ķīmiskais nosaukums ir 2-amino-2-metil-1-propanols. Aminogrupa ir adsorbēta uz neorganisko daļiņu virsmas, un hidroksilgrupa stiepjas līdz ūdenim, kam ir stabilizējoša loma, pateicoties steriskiem šķēršļiem. Tā mazā izmēra dēļ steriskais šķērslis ir ierobežots. AMP-95 galvenokārt ir pH regulators.
Pēdējos gados dispersantu pētījumi ir pārvarējuši lielas molekulmasas izraisīto flokulācijas problēmu, un liela molekulmasa ir viena no tendencēm. Piemēram, augstas molekulmasas disperģētājs EFKA-4580, kas ražots emulsijas polimerizācijas ceļā, ir īpaši izstrādāts rūpnieciskiem pārklājumiem uz ūdens bāzes, piemērots organisko un neorganisko pigmentu dispersijai, un tam ir laba ūdensizturība.
Aminogrupām ir laba afinitāte pret daudziem pigmentiem, izmantojot skābes-bāzes vai ūdeņraža saiti. Uzmanība ir pievērsta blokkopolimēra disperģētājam ar aminoakrilskābi kā enkurgrupu.
Dispersants ar dimetilaminoetilmetakrilātu kā enkurgrupu
Mitrinošā un izkliedējošā piedeva Tego Dispers 655 tiek izmantota ūdens bāzes automobiļu krāsās ne tikai pigmentu orientēšanai, bet arī lai novērstu alumīnija pulvera reakciju ar ūdeni.
Vides apsvērumu dēļ ir izstrādāti bioloģiski noārdāmi mitrināšanas un izkliedēšanas līdzekļi, piemēram, EnviroGem AE sērijas divšūnu mitrināšanas un izkliedēšanas līdzekļi, kas ir mazputojoši mitrināšanas un izkliedēšanas līdzekļi.
2 pretputošanas līdzeklis:
Ir daudz veidu tradicionālo ūdens bāzes krāsu pretputošanas līdzekļu, kas parasti tiek iedalīti trīs kategorijās: minerāleļļu putu slāpētāji, polisiloksāna putu slāpētāji un citi putu slāpētāji.
Minerāleļļas pretputošanas līdzekļus parasti izmanto, galvenokārt plakanās un daļēji spīdīgās lateksa krāsās.
Polisiloksāna putu slāpētājiem ir zems virsmas spraigums, spēcīgas putošanas un pretputošanas spējas, un tie neietekmē spīdumu, taču, ja tos izmanto nepareizi, tie radīs tādus defektus kā pārklājuma plēves saraušanās un slikta pārklāšanas spēja.
Tradicionālie ūdens bāzes krāsu pretputošanas līdzekļi nav savietojami ar ūdens fāzi, lai sasniegtu putu noņemšanas mērķi, tāpēc pārklājuma plēvē ir viegli radīt virsmas defektus.
Pēdējos gados ir izstrādāti molekulārā līmeņa putu slāpētāji.
Šis pretputošanas līdzeklis ir polimērs, kas izveidots, tieši uzpotējot pretputošanas aktīvās vielas uz nesējvielas. Polimēra molekulārajā ķēdē ir mitrinoša hidroksilgrupa, putojošā aktīvā viela ir izplatīta ap molekulu, aktīvā viela nav viegli agregējama, un saderība ar pārklājuma sistēmu ir laba. Pie šādiem molekulārā līmeņa putu slāpētājiem pieder minerāleļļas — FoamStar A10 sērija, silīciju saturoša — FoamStar A30 sērija un polimēri bez silīcija, bez eļļas — FoamStar MF sērija.
Ir arī ziņots, ka šis molekulārā līmeņa putu slāpētājs izmanto superpotētus zvaigžņu polimērus kā nesaderīgas virsmaktīvās vielas un ir sasniegusi labus rezultātus ūdens bāzes pārklājumu lietojumos. Air Products molekulārās kvalitātes pretputošanas līdzeklis, par kuru ziņo Stout et al. ir acetilēnglikola bāzes putu kontroles līdzeklis un putu slāpētājs ar abām mitrināšanas īpašībām, piemēram, Surfynol MD 20 un Surfynol DF 37.
Turklāt, lai apmierinātu nulles GOS pārklājumu ražošanas vajadzības, ir pieejami arī GOS nesaturoši putu slāpētāji, piemēram, Agitan 315, Agitan E 255 utt.
3 biezinātāji:
Ir daudz veidu biezinātāju, pašlaik plaši izmantotie ir celulozes ētera un tā atvasinājumu biezinātāji, asociatīvie sārmu uzbriestošie biezinātāji (HASE) un poliuretāna biezinātāji (HEUR).
3.1. Celulozes ēteris un tā atvasinājumi
Hidroksietilcelulozi (HEC) pirmo reizi rūpnieciski ražoja Union Carbide Company 1932. gadā, un tai ir vairāk nekā 70 gadu vēsture. Pašlaik celulozes ētera un tā atvasinājumu biezinātāji galvenokārt ir hidroksietilceluloze (HEC), metilhidroksietilceluloze (MHEC), etilhidroksietilceluloze (EHEC), metilhidroksipropil bāzes celuloze (MHPC), metilceluloze (MC) un ksantāna sveķi, utt., tie ir nejonu biezinātāji un arī pieder nesaistītai ūdens fāzei biezinātāji. Starp tiem lateksa krāsās visbiežāk izmanto HEC.
Hidrofobiski modificētā celuloze (HMHEC) celulozes hidrofilajā mugurkaulā ievieš nelielu daudzumu garu ķēžu hidrofobu alkilgrupu, lai kļūtu par asociatīvu biezinātāju, piemēram, Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Tās sabiezēšanas efekts ir salīdzināms ar celulozes ētera biezinātāju ar daudz lielāku molekulmasu. Tas uzlabo ICI viskozitāti un izlīdzināšanu, kā arī samazina virsmas spraigumu, piemēram, HEC virsmas spraigums ir aptuveni 67 mN/m, bet HMHEC virsmas spraigums ir 55–65 mN/m.
3.2 Ar sārmu uzbriestošs biezinātājs
Ar sārmu uzbriestošie biezinātāji ir sadalīti divās kategorijās: neasociatīvie sārmu uzbriestošie biezinātāji (ASE) un asociatīvie sārmu uzbriestošie biezinātāji (HASE), kas ir anjonu biezinātāji. Nesaistītā ASE ir poliakrilāta sārmu uzbriestoša emulsija. Associative HASE ir hidrofobiski modificēta poliakrilāta sārmu uzbriestoša emulsija.
3.3. Poliuretāna biezinātājs un hidrofobiski modificēts nepoliuretāna biezinātājs
Poliuretāna biezinātājs, saukts par HEUR, ir hidrofobā grupā modificēts etoksilēts, ūdenī šķīstošs poliuretāna polimērs, kas pieder nejonu asociatīvajam biezinātājam. HEUR sastāv no trim daļām: hidrofobās grupas, hidrofilās ķēdes un poliuretāna grupas. Hidrofobajai grupai ir asociācijas loma, un tā ir noteicošais faktors sabiezēšanai, parasti oleils, oktadecils, dodecilfenils, nonilfenols utt. Hidrofīlā ķēde var nodrošināt ķīmisko stabilitāti un viskozitātes stabilitāti, parasti tiek izmantoti poliēteri, piemēram, polioksietilēns un tā atvasinājumi. HEUR molekulāro ķēdi pagarina poliuretāna grupas, piemēram, IPDI, TDI un HMDI. Asociatīvo biezinātāju strukturālā iezīme ir tāda, ka tos beidz hidrofobās grupas. Tomēr dažu komerciāli pieejamu HEUR hidrofobo grupu aizstāšanas pakāpe abos galos ir zemāka par 0,9, bet labākā ir tikai 1,7. Reakcijas apstākļi ir stingri jākontrolē, lai iegūtu poliuretāna biezinātāju ar šauru molekulmasas sadalījumu un stabilu veiktspēju. Lielākā daļa HEUR tiek sintezēti ar pakāpenisku polimerizāciju, tāpēc komerciāli pieejamie HEUR parasti ir plašas molekulmasas maisījumi.
Richey et al. izmantoja fluorescējošu marķiera pirēna asociācijas biezinātāju (PAT, skaitliskā vidējā molekulmasa 30000, svara vidējā molekulmasa 60000), lai konstatētu, ka koncentrācijā 0,02% (masas) Acrysol RM-825 un PAT micellu agregācijas pakāpe bija aptuveni 6. asociācijas enerģija starp biezinātāju un lateksa daļiņu virsmu ir aptuveni 25 KJ/mol; katras PAT biezinātāja molekulas aizņemtais laukums uz lateksa daļiņu virsmas ir aptuveni 13 nm2, kas ir apmēram Triton X-405 mitrinātāja aizņemtais laukums 14 reizes lielāks par 0,9 nm2. Asociatīvais poliuretāna biezinātājs, piemēram, RM-2020NPR, DSX 1550 utt.
Videi draudzīgu asociatīvo poliuretāna biezinātāju izstrāde ir saņēmusi plašu uzmanību. Piemēram, BYK-425 ir ar urīnvielu modificēts poliuretāna biezinātājs, kas nesatur GOS un APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 un 3060 ir Tas ir asociatīvs poliuretāna biezinātājs bez GOS un APEO.
Papildus iepriekš aprakstītajiem lineārajiem asociatīvajiem poliuretāna biezinātājiem ir arī ķemmei līdzīgi asociatīvie poliuretāna biezinātāji. Tā sauktais ķemmes asociācijas poliuretāna biezinātājs nozīmē, ka katras biezinātāja molekulas vidū ir piekaramā hidrofobā grupa. Tādi biezinātāji kā SCT-200 un SCT-275 utt.
Hidrofobiski modificēts aminoplastu biezinātājs (hidrofobiski modificēts etoksilētais aminoplastu biezinātājs — HEAT) maina īpašos aminosveķus četrās hidrofobās grupās ar vāciņu, taču šo četru reakcijas vietu reaktivitāte ir atšķirīga. Parastā hidrofobo grupu pievienošanā ir tikai divas bloķētas hidrofobās grupas, tāpēc sintētiskais hidrofobais modificētais amino biezinātājs daudz neatšķiras no HEUR, piemēram, Optiflo H 500. Ja tiek pievienotas vairāk hidrofobās grupas, piemēram, līdz 8%. reakcijas apstākļus var pielāgot, lai ražotu amino biezinātājus ar vairākām bloķētām hidrofobām grupām. Protams, šis ir arī ķemmes biezinātājs. Šis hidrofobiskais modificētais amino biezinātājs var novērst krāsas viskozitātes samazināšanos, jo, pievienojot krāsu saskaņošanu, tiek pievienots liels daudzums virsmaktīvo vielu un glikola šķīdinātāju. Iemesls ir tāds, ka spēcīgas hidrofobās grupas var novērst desorbciju, un vairākām hidrofobām grupām ir spēcīga asociācija. Tādi biezinātāji kā Optiflo TVS.
Hidrofobiski modificēts poliētera biezinātājs (HMPE) Hidrofobiski modificēts poliētera biezinātājs ir līdzīgs HEUR, un produkti ietver Hercules Aquaflow NLS200, NLS210 un NHS300.
Tās sabiezēšanas mehānisms ir gan ūdeņraža saites, gan gala grupu asociācijas ietekme. Salīdzinot ar parastajiem biezinātājiem, tam ir labākas pretnosēdināšanas un nosēšanās īpašības. Atkarībā no gala grupu dažādajām polaritātēm modificētos poliurīnvielas biezinātājus var iedalīt trīs veidos: zemas polaritātes poliurīnvielas biezinātāji, vidējas polaritātes poliurīnvielas biezinātāji un augstas polaritātes poliurīnvielas biezinātāji. Pirmie divi tiek izmantoti pārklājumu biezināšanai uz šķīdinātāja bāzes, savukārt augstas polaritātes poliurīnvielas biezinātājus var izmantot gan augstas polaritātes pārklājumiem uz šķīdinātāja bāzes, gan ūdens bāzes pārklājumiem. Komerciālie zemas polaritātes, vidējas polaritātes un augstas polaritātes poliurīnvielas biezinātāji ir attiecīgi BYK-411, BYK-410 un BYK-420.
Modificēta poliamīda vaska virca ir reoloģiska piedeva, kas sintezēta, amīda vaska molekulārajā ķēdē ievadot hidrofilās grupas, piemēram, PEG. Pašlaik daži zīmoli tiek importēti un galvenokārt tiek izmantoti, lai pielāgotu sistēmas tiksotropiju un uzlabotu antitiksotropiju. Pretslīdēšanas veiktspēja.
Izlikšanas laiks: 22. novembris 2022