Vandeninių dangų priedų paslaptys

Santrauka:

1. Drėkinamoji ir dispersinė priemonė

2. Putų šalinimo priemonė

3. Tirštiklis

4. Plėvelę formuojantys priedai

5. Antikorozinė, pelėsių ir dumblių priemonė

6. Kiti priedai

1 Drėkinanti ir disperguojanti medžiaga:

Vandens pagrindu pagamintose dangose ​​vanduo naudojamas kaip tirpiklis arba dispersinė terpė, o vanduo turi didelę dielektrinę konstantą, todėl vandens pagrindo dangas daugiausia stabilizuoja elektrostatinis atstūmimas, kai elektrinis dvigubas sluoksnis persidengia. Be to, vandens pagrindo dengimo sistemoje dažnai yra polimerų ir nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų, kurios adsorbuojamos ant pigmentinio užpildo paviršiaus, sudarydamos sterinę kliūtį ir stabilizuodami dispersiją. Todėl vandens pagrindo dažai ir emulsijos pasiekia stabilius rezultatus dėl bendro elektrostatinės atstūmimo ir sterinių kliūčių veikimo. Jo trūkumas yra mažas elektrolitų atsparumas, ypač brangiems elektrolitams.

1.1 Drėkinanti medžiaga

Vandeninių dangų drėkinimo medžiagos skirstomos į anijonines ir nejonines.

Drėkinančios medžiagos ir dispersinės medžiagos derinys gali pasiekti idealių rezultatų. Drėkinančios medžiagos kiekis paprastai yra keli tūkstančiai. Jo neigiamas poveikis yra putojimas ir mažinamas dangos plėvelės atsparumas vandeniui.

Viena iš drėkinamųjų medžiagų plėtros tendencijų yra palaipsniui keisti polioksietilenalkil (benzeno) fenolio eterio (APEO arba APE) drėkinamąsias medžiagas, nes tai lemia žiurkių vyriškųjų hormonų sumažėjimą ir trikdo endokrininę sistemą. Polioksietilenalkilo (benzeno) fenolio eteriai plačiai naudojami kaip emulsikliai emulsinės polimerizacijos metu.

Dvi paviršinio aktyvumo medžiagos taip pat yra naujovės. Tai dvi amfifilinės molekulės, sujungtos tarpikliu. Svarbiausias dviejų ląstelių paviršinio aktyvumo medžiagų bruožas yra tas, kad kritinė micelių koncentracija (CMC) yra daugiau nei eilės tvarka mažesnė nei jų „vienaląsčių“ aktyviųjų paviršiaus medžiagų, o po to yra didelis efektyvumas. Pavyzdžiui, TEGO Twin 4000, tai yra dviejų ląstelių siloksano paviršiaus aktyvioji medžiaga, pasižyminti nestabiliomis putomis ir putojimą mažinančiomis savybėmis.

Air Products sukūrė Gemini paviršiaus aktyviąsias medžiagas. Tradicinės aktyviosios paviršiaus medžiagos turi hidrofobinę uodegą ir hidrofilinę galvutę, tačiau ši nauja paviršinio aktyvumo medžiaga turi dvi hidrofilines grupes ir dvi arba tris hidrofobines grupes, tai yra daugiafunkcinė aktyvioji paviršiaus medžiaga, žinoma kaip acetileno glikoliai, tokie produktai kaip EnviroGem AD01.

1.2 Dispersantas

Latekso dažų dispergentai skirstomi į keturias kategorijas: fosfatiniai dispergentai, polirūgščių homopolimerų dispergentai, polirūgščių kopolimerų dispergentai ir kiti dispergentai.

Plačiausiai naudojami fosfato dispergentai yra polifosfatai, tokie kaip natrio heksametafosfatas, natrio polifosfatas (Calgon N, BK Giulini Chemical Company Vokietijoje produktas), kalio tripolifosfatas (KTPP) ir tetrakalio pirofosfatas (TKPP). Jo veikimo mechanizmas yra stabilizuoti elektrostatinį atstūmimą per vandenilinį ryšį ir cheminę adsorbciją. Jo privalumas yra tai, kad dozė yra maža, apie 0,1%, ir ji turi gerą dispersinį poveikį neorganiniams pigmentams ir užpildams. Tačiau yra ir trūkumų: polifosfatas, kylant pH vertei ir temperatūrai, lengvai hidrolizuojasi, blogina ilgalaikio sandėliavimo stabilumą; Nevisiškas ištirpimas terpėje turės įtakos blizgių latekso dažų blizgesiui.

Fosfato esterio dispergentai yra monoesterių, diesterių, likutinių alkoholių ir fosforo rūgšties mišiniai.

Fosfato esterio dispergentai stabilizuoja pigmentų dispersijas, įskaitant reaktyvius pigmentus, tokius kaip cinko oksidas. Naudojant blizgius dažus, jis pagerina blizgesį ir valomumą. Skirtingai nuo kitų drėkinančių ir disperguojančių priedų, fosfato esterio dispergentų pridėjimas neturi įtakos dangos KU ir ICI klampumui.

Polirūgšties homopolimero dispergentas, pvz., Tamol 1254 ir Tamol 850, Tamol 850 yra metakrilo rūgšties homopolimeras. Polirūgšties kopolimero dispergentas, pvz., Orotan 731A, kuris yra diizobutileno ir maleino rūgšties kopolimeras. Šių dviejų tipų dispergentų savybės yra tokios, kad jie sukuria stiprią adsorbciją arba tvirtinimą ant pigmentų ir užpildų paviršiaus, turi ilgesnes molekulines grandines, kad sudarytų sterines kliūtis, ir jų galuose tirpumas vandenyje, o kai kuriuos papildo elektrostatinis atstūmimas. pasiekti stabilių rezultatų. Kad dispergentas būtų gerai disperguojamas, molekulinė masė turi būti griežtai kontroliuojama. Jei molekulinė masė per maža, nebus pakankamai sterinių kliūčių; jei molekulinė masė per didelė, įvyks flokuliacija. Poliakrilato dispergentams geriausią dispersijos efektą galima pasiekti, jei polimerizacijos laipsnis yra 12-18.

Kitų tipų dispergentai, tokie kaip AMP-95, turi cheminį pavadinimą 2-amino-2-metil-1-propanolis. Amino grupė yra adsorbuota ant neorganinių dalelių paviršiaus, o hidroksilo grupė tęsiasi iki vandens, o tai atlieka stabilizavimo vaidmenį dėl sterinių kliūčių. Dėl mažo dydžio sterinis kliūtis yra ribota. AMP-95 daugiausia yra pH reguliatorius.

Pastaraisiais metais dispergentų tyrimai įveikė didelės molekulinės masės sukeltą flokuliacijos problemą, o didelės molekulinės masės kūrimas yra viena iš tendencijų. Pavyzdžiui, didelės molekulinės masės dispergatorius EFKA-4580, pagamintas emulsijos polimerizacijos būdu, yra specialiai sukurtas vandens pagrindu pagamintoms pramoninėms dangoms, tinka organinių ir neorganinių pigmentų dispersijai, pasižymi geru atsparumu vandeniui.

Amino grupės turi gerą afinitetą daugeliui pigmentų per rūgšties ir bazės arba vandenilio ryšį. Atkreiptas dėmesys į blokinį kopolimerinį dispergentą su aminoakrilo rūgštimi kaip tvirtinimo grupę.

Dispersantas su dimetilaminoetilmetakrilatu kaip tvirtinimo grupe

Tego Dispers 655 drėkinantis ir disperguojantis priedas naudojamas vandens pagrindo automobilių dažuose ne tik pigmentams orientuoti, bet ir neleisti aliuminio milteliams reaguoti su vandeniu.

Dėl aplinkosaugos problemų buvo sukurtos biologiškai skaidžios drėkinančios ir disperguojančios medžiagos, tokios kaip EnviroGem AE serijos dviejų ląstelių drėkinimo ir dispergavimo medžiagos, kurios yra mažai putojančios drėkinančios ir disperguojančios medžiagos.

2 putų šalinimo priemonės:

Yra daugybė tradicinių vandens pagrindu pagamintų dažų putų šalinimo priemonių, kurios paprastai skirstomos į tris kategorijas: mineralinės alyvos naikintuvai, polisiloksano putos naikintuvai ir kiti putų naikintuvai.

Mineralinės alyvos putų šalinimo priemonės dažniausiai naudojamos plokščiuose ir pusiau blizgiuose latekso dažuose.

Polisiloksano putų šalinimo priemonės pasižymi mažu paviršiaus įtempimu, stipriomis putojimo ir putojimo slopinimo savybėmis, neturi įtakos blizgesiui, tačiau netinkamai naudojant jie sukels defektų, tokių kaip dangos plėvelės susitraukimas ir prastas pakartotinis dengimas.

Tradiciniai vandens pagrindo dažų putų šalinimo įrenginiai nesuderinami su vandens faze, kad būtų pasiektas putų šalinimo tikslas, todėl dangos plėvelėje nesunku susidaryti paviršiaus defektų.

Pastaraisiais metais buvo sukurti molekulinio lygio putų šalinimo įrenginiai.

Šis putojimą stabdantis agentas yra polimeras, susidarantis tiesiogiai skiepijant aktyviąsias putojančias medžiagas ant nešiklio. Polimero molekulinė grandinė turi drėkinančią hidroksilo grupę, putojančioji veiklioji medžiaga pasiskirsto po molekulę, veiklioji medžiaga nėra lengvai sujungiama, o suderinamumas su dangų sistema yra geras. Tokie molekulinio lygio putų šalinimo įrenginiai apima mineralines alyvas – FoamStar A10 seriją, silicio turinčią – FoamStar A30 seriją ir ne silicio, ne aliejinius polimerus – FoamStar MF seriją.

Taip pat pranešama, kad šis molekulinio lygio putų šalinimo priemonė naudoja itin skiepytų žvaigždžių polimerus kaip nesuderinamas paviršiaus aktyviąsias medžiagas ir pasiekė gerų rezultatų dengiant vandens pagrindu. „Air Products“ molekulinio lygio putų šalinimo priemonė, apie kurią pranešė Stout ir kt. yra acetileno glikolio pagrindu sukurta putų kontrolės priemonė ir putų šalinimo priemonė, pasižyminti abiem drėkinimo savybėmis, pvz., Surfynol MD 20 ir Surfynol DF 37.

Be to, siekiant patenkinti nulinių LOJ dangų gamybos poreikius, yra ir putų šalinimo priemonių be LOJ, tokių kaip Agitan 315, Agitan E 255 ir kt.

3 tirštikliai:

Yra daug rūšių tirštiklių, šiuo metu dažniausiai naudojami celiuliozės eterio ir jo darinių tirštikliai, asociatyvūs šarminiai tirštikliai (HASE) ir poliuretano tirštikliai (HEUR).

3.1. Celiuliozės eteris ir jo dariniai

Hidroksietilceliuliozę (HEC) pirmą kartą pramoniniu būdu pagamino Union Carbide Company 1932 m., jos istorija siekia daugiau nei 70 metų. Šiuo metu celiuliozės eterio ir jo darinių tirštikliai daugiausia yra hidroksietilceliuliozė (HEC), metilo hidroksietilceliuliozė (MHEC), etilo hidroksietilceliuliozė (EHEC), metilo hidroksipropilo bazinė celiuliozė (MHPC), metilceliuliozė (MC) ir ksantano derva, ir tt, tai yra nejoniniai tirštikliai ir taip pat priklauso nesusijusiai vandens fazei tirštikliai. Tarp jų HEC yra dažniausiai naudojamas latekso dažuose.

Hidrofobiškai modifikuota celiuliozė (HMHEC) įveda nedidelį kiekį ilgos grandinės hidrofobinių alkilo grupių ant hidrofilinio celiuliozės pagrindo, kad taptų asociatyviu tirštikliu, pvz., Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Jo tirštinamasis poveikis yra panašus į daug didesnės molekulinės masės celiuliozės eterio tirštiklių. Tai pagerina ICI klampumą ir išlyginimą bei sumažina paviršiaus įtempimą, pvz., HEC paviršiaus įtempis yra apie 67 mN/m, o HMHEC paviršiaus įtempis yra 55–65 mN/m.

3.2 Šarmuose brinkantis tirštiklis

Šarmuose brinkstantys tirštikliai skirstomi į dvi kategorijas: neasociatyvūs šarminiai tirštikliai (ASE) ir asociatyvūs šarminiai tirštikliai (HASE), kurie yra anijoniniai tirštikliai. Nesusijusi ASE yra poliakrilato šarminė brinkstanti emulsija. Associative HASE yra hidrofobiškai modifikuota poliakrilato šarminė brinkstanti emulsija.

3.3. Poliuretano tirštiklis ir hidrofobiškai modifikuotas nepoliuretano tirštiklis

Poliuretano tirštiklis, vadinamas HEUR, yra hidrofobinės grupės modifikuotas etoksilintas poliuretano vandenyje tirpus polimeras, priklausantis nejoniniam asociatyviniam tirštikliui. HEUR susideda iš trijų dalių: hidrofobinės grupės, hidrofilinės grandinės ir poliuretano grupės. Hidrofobinė grupė atlieka asociacijos vaidmenį ir yra lemiamas tirštinimo veiksnys, paprastai oleilas, oktadecilas, dodecilfenilas, nonilfenolis ir kt. Hidrofilinė grandinė gali užtikrinti cheminį stabilumą ir klampos stabilumą, dažniausiai naudojami polieteriai, tokie kaip polioksietilenas ir jo dariniai. HEUR molekulinę grandinę pratęsia poliuretano grupės, tokios kaip IPDI, TDI ir HMDI. Asociacinių tirštiklių struktūrinė ypatybė yra ta, kad juos baigia hidrofobinės grupės. Tačiau hidrofobinių grupių pakeitimo laipsnis abiejuose kai kurių komerciškai prieinamų HEUR galuose yra mažesnis nei 0,9, o geriausias yra tik 1,7. Reakcijos sąlygos turi būti griežtai kontroliuojamos, kad būtų gautas poliuretano tirštiklis, turintis siaurą molekulinės masės pasiskirstymą ir stabilų veikimą. Dauguma HEUR yra sintetinami laipsniškai polimerizuojant, todėl komerciškai prieinami HEUR paprastai yra plačios molekulinės masės mišiniai.

Richey ir kt. panaudojo fluorescencinį atsekamąjį pireno asociacijos tirštiklį (PAT, vidutinė molekulinė masė 30 000, vidutinė molekulinė masė 60 000), kad nustatytų, kad esant 0,02 % (masės) koncentracijai, Acrysol RM-825 ir PAT micelių agregacijos laipsnis buvo apie 6. asociacijos energija tarp tirštiklio ir latekso dalelių paviršiaus yra apie 25 KJ/mol; kiekvienos PAT tirštiklio molekulės užimamas plotas latekso dalelių paviršiuje yra apie 13 nm2, o tai yra apie plotą, kurį užima Triton X-405 drėkinamoji medžiaga 14 kartų daugiau nei 0,9 nm2. Asociatyvus poliuretano tirštiklis, pvz., RM-2020NPR, DSX 1550 ir kt.

Aplinkai nekenksmingų asociatyvių poliuretano tirštiklių kūrimas sulaukė didelio dėmesio. Pavyzdžiui, BYK-425 yra LOJ ir APEO neturintis karbamidu modifikuotas poliuretano tirštiklis. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 ir 3060 yra Tai asociatyvus poliuretano tirštiklis be LOJ ir APEO.

Be aukščiau aprašytų linijinių asociatyvinių poliuretano tirštiklių, yra ir į šukas panašių asociatyvinių poliuretano tirštiklių. Vadinamasis šukų asociacijos poliuretano tirštiklis reiškia, kad kiekvienos tirštiklio molekulės viduryje yra pakabinama hidrofobinė grupė. Tokie tirštikliai kaip SCT-200 ir SCT-275 ir kt.

Hidrofobiškai modifikuotas aminoplastų tirštiklis (hidrofobiškai modifikuotas etoksilintas aminoplastų tirštiklis – HEAT) pakeičia specialią amino dervą į keturias uždarytas hidrofobines grupes, tačiau šių keturių reakcijos vietų reaktyvumas skiriasi. Įprastai pridedant hidrofobines grupes, blokuojamos tik dvi hidrofobinės grupės, todėl sintetinis hidrofobinis modifikuotas amino tirštiklis mažai kuo skiriasi nuo HEUR, pavyzdžiui, Optiflo H 500. Jei pridedama daugiau hidrofobinių grupių, pvz., iki 8 proc. reakcijos sąlygas galima koreguoti, kad būtų pagaminti amino tirštikliai su daugybe blokuotų hidrofobinių grupių. Žinoma, tai ir šukų tirštiklis. Šis hidrofobinis modifikuotas amino tirštiklis gali neleisti dažų klampumui mažėti, nes pridedant daug paviršiaus aktyviųjų medžiagų ir glikolio tirpiklių, kai dedama spalvų derinimo. Priežastis ta, kad stiprios hidrofobinės grupės gali užkirsti kelią desorbcijai, o kelios hidrofobinės grupės turi tvirtą ryšį. Tokie tirštikliai kaip Optiflo TVS.

Hidrofobiškai modifikuoto polieterio tirštiklis (HMPE) Hidrofobiškai modifikuoto polieterio tirštiklis yra panašus į HEUR, o produktai apima „Hercules“ Aquaflow NLS200, NLS210 ir NHS300.

Jo tirštinimo mechanizmas yra tiek vandenilio jungties, tiek galinių grupių susiejimo poveikis. Palyginti su įprastais tirštikliais, jis pasižymi geresnėmis savybėmis, apsaugančiomis nuo nusėdimo ir slinkimo. Pagal skirtingą galinių grupių poliškumą modifikuoti polikarbamido tirštikliai gali būti skirstomi į tris tipus: mažo poliškumo polikarbamido tirštiklius, vidutinio poliškumo polikarbamido tirštiklius ir didelio poliškumo polikarbamido tirštiklius. Pirmieji du naudojami tirštinti tirpiklio pagrindo dangas, o didelio poliškumo polikarbamido tirštikliai gali būti naudojami tiek didelio poliškumo tirpiklių, tiek vandens pagrindo dangoms. Komerciniai mažo poliškumo, vidutinio poliškumo ir didelio poliškumo polikarbamido tirštikliai yra atitinkamai BYK-411, BYK-410 ir BYK-420.

Modifikuota poliamido vaško suspensija yra reologinis priedas, susintetintas į amido vaško molekulinę grandinę įvedant hidrofilines grupes, tokias kaip PEG. Šiuo metu kai kurie prekių ženklai yra importuojami ir daugiausia naudojami sistemos tiksotropijai reguliuoti ir antitiksotropijai pagerinti. Apsauginis veikimas.