Mga lihim ng mga additives para sa mga coatings na batay sa tubig

Buod:

1. Wetting at nagkalat na ahente

2. Defoamer

3. Pampalapot

4. Mga additives na bumubuo ng pelikula

5. Anti-corrosion, anti-Mildew at anti-algae agent

6. Iba pang mga additives

1 basa at nagkalat na ahente:

Ang mga coatings na batay sa tubig ay gumagamit ng tubig bilang isang solvent o pagkakalat ng daluyan, at ang tubig ay may isang malaking dielectric na pare-pareho, kaya ang mga coatings na batay sa tubig ay pangunahing nagpapatatag ng electrostatic repulsion kapag ang electric double layer overlay. Bilang karagdagan, sa sistema ng patong na batay sa tubig, madalas na may mga polimer at non-ionic surfactants, na kung saan ay na-adsorbed sa ibabaw ng pigment filler, na bumubuo ng steric na hadlang at nagpapatatag ng pagpapakalat. Samakatuwid, ang mga pintura na nakabatay sa tubig at emulsyon ay nakakamit ng matatag na mga resulta sa pamamagitan ng magkasanib na pagkilos ng electrostatic repulsion at steric hadlang. Ang kawalan nito ay hindi magandang paglaban ng electrolyte, lalo na para sa mga high-presyo na electrolyte.

1.1 ahente ng basa

Ang mga basa na ahente para sa mga coatings ng tubig sa tubig ay nahahati sa anionic at nonionic.

Ang kumbinasyon ng wetting agent at pagkalat ng ahente ay maaaring makamit ang mga perpektong resulta. Ang halaga ng ahente ng basa sa pangkalahatan ay ilan bawat libo. Ang negatibong epekto nito ay foaming at binabawasan ang paglaban ng tubig ng coating film.

Ang isa sa mga uso ng pag -unlad ng mga ahente ng basa ay ang unti -unting palitan ang polyoxyethylene alkyl (benzene) phenol eter (apeo o ape) na mga ahente ng basa, sapagkat humahantong ito sa pagbawas ng mga hormones ng lalaki sa mga daga at nakakasagabal sa endocrine. Ang polyoxyethylene alkyl (benzene) phenol eter ay malawakang ginagamit bilang mga emulsifier sa panahon ng emulsyon polymerization.

Ang mga twin surfactant ay mga bagong pag -unlad din. Ito ay dalawang molekulang amphiphilic na naka -link sa pamamagitan ng isang spacer. Ang pinaka-kilalang tampok ng twin-cell surfactants ay ang kritikal na micelle concentration (CMC) ay higit pa sa isang order ng magnitude na mas mababa kaysa sa kanilang mga "single-cell" surfactants, na sinusundan ng mataas na kahusayan. Tulad ng Tego Twin 4000, ito ay isang kambal na cell siloxane surfactant, at may hindi matatag na foam at defoaming mga katangian.

Ang mga produktong air ay nakabuo ng mga surfactant ng Gemini. Ang mga tradisyunal na surfactant ay may isang hydrophobic tail at isang hydrophilic head, ngunit ang bagong surfactant na ito ay may dalawang pangkat na hydrophilic at dalawa o tatlong mga hydrophobic group, na kung saan ay isang multifunctional surfactant, na kilala bilang acetylene glycols, mga produkto tulad ng Envirogem AD01.

1.2 nagkalat

Ang mga dispersant para sa latex pintura ay nahahati sa apat na kategorya: mga dispersant ng pospeyt, polyacid homopolymer dispersants, polyacid copolymer dispersants at iba pang mga nagkalat.

Ang pinaka -malawak na ginagamit na mga dispersant ng pospeyt ay polyphosphates, tulad ng sodium hexametaphosphate, sodium polyphosphate (Calgon N, produkto ng BK giulini na kumpanya ng kemikal sa Alemanya), potassium tripolyphosphate (KTPP) at tetrapotassium pyrophosphate (TKPP). Ang mekanismo ng pagkilos nito ay upang patatagin ang electrostatic repulsion sa pamamagitan ng hydrogen bonding at kemikal na adsorption. Ang kalamangan nito ay ang dosis ay mababa, tungkol sa 0.1%, at mayroon itong mahusay na epekto ng pagpapakalat sa mga hindi organikong pigment at tagapuno. Ngunit mayroon ding mga kakulangan: ang isa, kasama ang pagtaas ng halaga ng pH at temperatura, ang polyphosphate ay madaling hydrolyzed, nagiging sanhi ng pangmatagalang katatagan ng imbakan; Ang hindi kumpletong paglusaw sa daluyan ay makakaapekto sa pagtakpan ng makintab na pintura ng latex.

Ang mga dispersant ng phosphate ester ay mga mixtures ng monoesters, diesters, natitirang alkohol at posporiko acid.

Ang mga dispersant ng phosphate ester ay nagpapatatag ng mga pagpapakalat ng pigment, kabilang ang mga reaktibo na pigment tulad ng zinc oxide. Sa mga form ng gloss paint, pinapabuti nito ang pagtakpan at paglilinis. Hindi tulad ng iba pang mga basa at pagpapakalat ng mga additives, ang pagdaragdag ng mga phosphate ester dispersants ay hindi nakakaapekto sa KU at ICI na lagkit ng patong.

Ang polyacid homopolymer dispersant, tulad ng Tamol 1254 at Tamol 850, ang Tamol 850 ay isang homopolymer ng methacrylic acid. Ang polyacid copolymer ay nagkalat, tulad ng orotan 731a, na kung saan ay isang copolymer ng diisobutylene at maleic acid. Ang mga katangian ng dalawang uri ng mga nagkalat na ito ay gumagawa sila ng malakas na adsorption o pag -angkla sa ibabaw ng mga pigment at tagapuno, may mas mahabang molekular na kadena upang mabuo ang steric hindrance, at may solubility ng tubig sa mga dulo ng chain, at ang ilan ay pupunan ng electrostatic repulsion upang makamit ang matatag na mga resulta. Upang gawin ang pagkakalat ay may mahusay na pagkalat, ang timbang ng molekular ay dapat na mahigpit na kontrolado. Kung ang molekular na timbang ay napakaliit, magkakaroon ng hindi sapat na steric na hadlang; Kung ang molekular na timbang ay masyadong malaki, magaganap ang flocculation. Para sa mga polyacrylate dispersants, ang pinakamahusay na epekto ng pagpapakalat ay maaaring makamit kung ang antas ng polymerization ay 12-18.

Ang iba pang mga uri ng mga nagkakalat, tulad ng AMP-95, ay may isang pangalan ng kemikal na 2-amino-2-methyl-1-propanol. Ang pangkat ng amino ay na -adsorbed sa ibabaw ng mga tulagay na partikulo, at ang pangkat ng hydroxyl ay umaabot sa tubig, na gumaganap ng isang nagpapatatag na papel sa pamamagitan ng steric hadlang. Dahil sa maliit na sukat nito, ang steric hadlang ay limitado. Ang AMP-95 ay higit sa lahat isang regulasyon ng pH.

Sa mga nagdaang taon, ang pananaliksik sa mga nagkalat ay nagtagumpay sa problema ng flocculation na sanhi ng mataas na timbang ng molekular, at ang pagbuo ng mataas na timbang ng molekular ay isa sa mga uso. Halimbawa, ang mataas na molekular na timbang na nagkakalat ng EFKA-4580 na ginawa ng emulsyon polymerization ay espesyal na binuo para sa mga pang-industriya na coatings na batay sa tubig, na angkop para sa pagkakalat ng organikong at hindi organikong pigment, at may mahusay na paglaban sa tubig.

Ang mga pangkat ng amino ay may isang mahusay na pagkakaugnay para sa maraming mga pigment sa pamamagitan ng acid-base o hydrogen bonding. Ang block copolymer ay nagkalat sa aminoacrylic acid habang ang pangkat ng pag -angkla ay nabigyan ng pansin.

Nakakalat na may dimethylaminoethyl methacrylate bilang pangkat ng pag -angkla

Ang Tego ay nagkalat ng 655 wetting at pagpapakalat ng additive ay ginagamit sa mga pinturang automotiko ng tubig hindi lamang upang mai -orient ang mga pigment kundi pati na rin upang maiwasan ang aluminyo na pulbos mula sa pagtugon sa tubig.

Dahil sa mga alalahanin sa kapaligiran, ang mga biodegradable wetting at nakakalat na mga ahente ay binuo, tulad ng envirogem AE series na twin-cell wetting at nakakalat na mga ahente, na kung saan ay mababa ang nag-aalsa ng mga basa at nagkalat na ahente.

2 Defoamer:

Maraming mga uri ng tradisyunal na mga defoamer na batay sa tubig na pintura, na sa pangkalahatan ay nahahati sa tatlong kategorya: mga defoamer ng mineral na langis, polysiloxane defoamer at iba pang mga defoamer.

Ang mga defoamer ng mineral na langis ay karaniwang ginagamit, pangunahin sa mga flat at semi-gloss latex paints.

Ang mga polysiloxane defoamer ay may mababang pag -igting sa ibabaw, malakas na defoaming at antifoaming kakayahan, at hindi nakakaapekto sa pagtakpan, ngunit kapag ginamit nang hindi wasto, magiging sanhi sila ng mga depekto tulad ng pag -urong ng patong film at hindi magandang pag -urong.

Ang mga tradisyunal na defoamer na batay sa tubig ay hindi katugma sa yugto ng tubig upang makamit ang layunin ng pag-defoaming, kaya madali itong makagawa ng mga depekto sa ibabaw sa patong film.

Sa mga nagdaang taon, ang mga molekular na antas ng mga defoamer ay binuo.

Ang ahente ng antifoaming na ito ay isang polimer na nabuo sa pamamagitan ng direktang paghugot ng antifoaming aktibong sangkap sa sangkap ng carrier. Ang molekular na kadena ng polimer ay may isang wetting hydroxyl group, ang defoaming aktibong sangkap ay ipinamamahagi sa paligid ng molekula, ang aktibong sangkap ay hindi madaling pag -iipon, at ang pagiging tugma sa sistema ng patong ay mabuti. Ang nasabing molekular na antas ng mga defoamer ay may kasamang mga mineral na langis-foamstar A10 series, naglalaman ng silikon-foamstar A30 series, at non-silikon, non-oil polymers-foamstar MF series.

Iniulat din na ang molekular na antas ng defoamer na ito ay gumagamit ng mga super-grafted star polymers bilang hindi katugma na mga surfactant, at nakamit ang magagandang resulta sa mga aplikasyon na batay sa patong na batay sa tubig. Ang Air Products Molecular-Grade Defoamer na iniulat ni Stout et al. ay isang acetylene glycol-based foam control agent at defoamer na may parehong mga pag-aari ng basa, tulad ng Surfynol MD 20 at Surfynol DF 37.

Bilang karagdagan, upang matugunan ang mga pangangailangan ng paggawa ng mga coatings ng zero-voc, mayroon ding mga defoamer na walang VOC, tulad ng Agitan 315, Agitan E 255, atbp.

3 mga pampalapot:

Maraming mga uri ng mga pampalapot, na kasalukuyang ginagamit ay cellulose eter at ang mga derivatives na pampalapot, mga kaakibat na alkali-swellable na mga pampalapot (hase) at polyurethane thickener (Heur).

3.1. Cellulose eter at ang mga derivatives nito

Ang Hydroxyethyl Cellulose (HEC) ay unang ginawa sa industriya ng Union Carbide Company noong 1932, at may kasaysayan ng higit sa 70 taon. Sa kasalukuyan, ang mga pampalapot ng cellulose eter at ang mga derivatives ay higit sa lahat ay kasama ang hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC), ethyl hydroxyethyl cellulose (ehec), methyl hydroxypropyl base cellulose (MHPC), methyl cellulose (MC) at xanthan gum, atbp, Ang mga makapal, at kabilang din sa mga hindi nauugnay na phase ng mga pampalapot. Kabilang sa mga ito, ang HEC ay ang pinaka -karaniwang ginagamit sa latex pintura.

Ang hydrophobically binagong cellulose (HMHEC) ay nagpapakilala ng isang maliit na halaga ng mga long-chain hydrophobic alkyl groups sa hydrophilic backbone ng cellulose upang maging isang kaakibat na pampalapot, tulad ng natrosol kasama ang grade 330, 331, cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Ang makapal na epekto nito ay maihahambing sa mga cellulose eter na pampalapot na may mas malaking timbang na molekular. Pinapabuti nito ang lagkit at pag-level ng ICI, at binabawasan ang pag-igting sa ibabaw, tulad ng pag-igting sa ibabaw ng HEC ay tungkol sa 67mn/m, at ang pag-igting sa ibabaw ng HMHEC ay 55-65mn/m.

3.2 alkali-swellable pampalapot

Ang mga alkali-swellable na mga pampalapot ay nahahati sa dalawang kategorya: non-associative alkali-swellable thickeners (ASE) at mga kaakibat na alkali-swellable thickeners (hase), na mga anionic na pampalapot. Ang hindi nauugnay na ASE ay isang polyacrylate alkali pamamaga. Ang Associative Hase ay isang hydrophobically na binagong polyacrylate alkali pamamaga.

3.3. Ang polyurethane pampalapot at hydrophobically binagong non-polyurethane pampalapot

Ang polyurethane pampalapot, na tinutukoy bilang Heur, ay isang hydrophobic na binagong pangkat na etoxylated polyurethane water-soluble polymer, na kabilang sa non-ionic associative thickener. Ang Heur ay binubuo ng tatlong bahagi: hydrophobic group, hydrophilic chain at polyurethane group. Ang pangkat ng hydrophobic ay gumaganap ng isang papel na ginagampanan ng samahan at ang mapagpasyang kadahilanan para sa pampalapot, karaniwang oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol, atbp. Ang molekular na kadena ng Heur ay pinalawak ng mga grupo ng polyurethane, tulad ng IPDI, TDI at HMDI. Ang tampok na istruktura ng mga kaakibat na pampalapot ay na natapos sila ng mga pangkat ng hydrophobic. Gayunpaman, ang antas ng pagpapalit ng mga pangkat ng hydrophobic sa parehong mga dulo ng ilang mga komersyal na magagamit na Heurs ay mas mababa kaysa sa 0.9, at ang pinakamahusay ay 1.7 lamang. Ang mga kondisyon ng reaksyon ay dapat na mahigpit na kontrolado upang makakuha ng isang polyurethane pampalapot na may isang makitid na pamamahagi ng timbang ng molekular at matatag na pagganap. Karamihan sa mga heurs ay synthesized sa pamamagitan ng sunud -sunod na polymerization, kaya ang mga magagamit na komersyal ay karaniwang mga mixtures ng malawak na mga timbang ng molekular.

Richey et al. Ginamit ang fluorescent tracer pyrene asosasyon ng pampalapot (PAT, bilang average na molekular na timbang 30000, timbang average na molekular na timbang 60000) upang malaman na sa isang konsentrasyon ng 0.02% (timbang), ang micelle pinagsama-samang antas ng acrysol RM-825 at PAT ay tungkol sa 6. Ang enerhiya ng samahan sa pagitan ng makapal at ang ibabaw ng mga particle ng latex ay halos 25 kJ/mol; Ang lugar na inookupahan ng bawat pat pampalapot na molekula sa ibabaw ng mga particle ng latex ay halos 13 nm2, na tungkol sa lugar na sinakop ng Triton X-405 wetting agent 14 beses na 0.9 nm2. Kaakibat na polyurethane pampalapot tulad ng RM-2020NPR, DSX 1550, atbp.

Ang pag -unlad ng kapaligiran na friendly na kaakibat na polyurethane na mga pampalapot ay nakatanggap ng malawak na pansin. Halimbawa, ang BYK-425 ay isang VOC- at apeo-free urea-modified polyurethane na pampalapot. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego Viscoplus 3010, 3030 at 3060 ay isang kaakibat na polyurethane pampalapot na walang VOC at apeo.

Bilang karagdagan sa mga linear na kaakibat na polyurethane na mga pampalapot na inilarawan sa itaas, mayroon ding mga comb-like associative polyurethane thickener. Ang tinaguriang samahan ng samahan ng polyurethane pampalapot ay nangangahulugan na mayroong isang palawit na hydrophobic group sa gitna ng bawat molekula ng pampalapot. Ang nasabing mga pampalapot tulad ng SCT-200 at SCT-275 atbp.

Ang binagong hydrophobically na aminoplast na pampalapot (hydrophobically binagong ethoxylated aminoplast na pampalapot - ay nagbabago) ay nagbabago ang espesyal na amino resin sa apat na mga naka -cap na hydrophobic group, ngunit ang reaktibo ng apat na mga site ng reaksyon ay naiiba. Sa normal na pagdaragdag ng mga grupo ng hydrophobic, mayroon lamang dalawang naka -block na mga pangkat ng hydrophobic, kaya ang synthetic hydrophobic na binagong amino pampalapot ay hindi naiiba sa Heur, tulad ng optiflo H 500. Kung mas maraming mga pangkat na hydrophobic ang idinagdag, tulad ng hanggang sa 8%, ang mga kondisyon ng reaksyon ay maaaring maiayos upang makabuo ng mga amino na makapal na may maraming mga naharang na hydrophobic na grupo. Siyempre, ito rin ay isang pampalapot ng suklay. Ang hydrophobic na binagong amino pampalapot ay maaaring maiwasan ang lagkit ng pintura mula sa pagbagsak dahil sa pagdaragdag ng isang malaking halaga ng mga surfactant at glycol solvents kapag idinagdag ang pagtutugma ng kulay. Ang dahilan ay ang mga malakas na pangkat ng hydrophobic ay maaaring maiwasan ang pagsipsip, at ang maraming mga pangkat ng hydrophobic ay may malakas na samahan. Ang ganitong mga pampalapot tulad ng Optiflo TV.

Hydrophobic Binagong Polyether Thickener (HMPE) Ang pagganap ng hydrophobically modified polyether pampalapot ay katulad ng Heur, at ang mga produkto ay kasama ang aquaflow NLS200, NLS210 at NHS300 ng hercules.

Ang mekanismo ng pampalapot nito ay ang epekto ng parehong hydrogen bonding at samahan ng mga end group. Kung ikukumpara sa mga karaniwang pampalapot, mayroon itong mas mahusay na mga anti-pag-aayos at mga anti-Sag na mga katangian. Ayon sa iba't ibang mga polarities ng mga end group, ang binagong polyurea na mga pampalapot ay maaaring nahahati sa tatlong uri: mababang polarity polyurea na mga pampalapot, medium polarity polyurea pampalapot at mataas na polarity polyurea na mga pampalapot. Ang unang dalawa ay ginagamit para sa pampalapot na mga coatings na batay sa solvent, habang ang mga high-polarity polyurea na mga pampalapot ay maaaring magamit para sa parehong mga coatings na batay sa mataas na polarity na batay sa mga coatings at mga coatings na batay sa tubig. Ang mga komersyal na produkto ng mababang polarity, medium polarity at mataas na polarity polyurea na mga pampalapot ay BYK-411, BYK-410 at BYK-420 ayon sa pagkakabanggit.

Ang binagong polyamide wax slurry ay isang rheological additive synthesized sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga pangkat ng hydrophilic tulad ng PEG sa molekular na kadena ng amide wax. Sa kasalukuyan, ang ilang mga tatak ay na-import at pangunahing ginagamit upang ayusin ang thixotropy ng system at pagbutihin ang anti-thixotropy. Pagganap ng Anti-Sag.