Yhteenveto:
1. Kostutus- ja hajotusaine
2. Vaahdonestoaine
3. Sakeuttamisaine
4. Kalvon muodostavat lisäaineet
5. Korroosionesto-, home- ja leväsuoja-aine
6. Muut lisäaineet
1 Kostutus- ja hajotusaine:
Vesipohjaisissa pinnoitteissa käytetään vettä liuottimena tai dispersioväliaineena, ja vedellä on suuri dielektrisyysvakio, joten vesipohjaiset pinnoitteet stabiloituvat pääasiassa sähköstaattisen hylkimisen vaikutuksesta, kun sähköinen kaksoiskerros menee päällekkäin. Lisäksi vesipohjaisessa pinnoitusjärjestelmässä on usein polymeerejä ja ionittomia pinta-aktiivisia aineita, jotka adsorboituvat pigmenttitäyteaineen pintaan muodostaen steerisen esteen ja stabiloivat dispersiota. Siksi vesiohenteiset maalit ja emulsiot saavuttavat vakaita tuloksia sähköstaattisen repulsion ja steerisen esteen yhteisvaikutuksen kautta. Sen haittana on huono elektrolyyttivastus, erityisesti kalliiden elektrolyyttien kohdalla.
1.1 Kostutusaine
Vesiohenteisten pinnoitteiden kostutusaineet jaetaan anionisiin ja ionittomiin.
Kostutusaineen ja dispergointiaineen yhdistelmällä voidaan saavuttaa ihanteelliset tulokset. Kostutusaineen määrä on yleensä muutama promille. Sen negatiivinen vaikutus on vaahtoaminen ja pinnoitekalvon vedenpitävyyden heikentyminen.
Yksi kostutusaineiden kehitystrendeistä on asteittain korvata polyoksietyleenialkyyli (bentseeni) fenolieetteri (APEO tai APE) kostutusaineet, koska se johtaa rottien uroshormonien vähenemiseen ja häiritsee hormonitoimintaa. Polyoksietyleenialkyyli(bentseeni)fenolieettereitä käytetään laajalti emulgointiaineina emulsiopolymeroinnin aikana.
Myös kaksoispinta-aktiiviset aineet ovat uutta kehitystä. Se on kaksi amfifiilistä molekyyliä, joita yhdistää välikappale. Kaksisoluisten pinta-aktiivisten aineiden merkittävin ominaisuus on, että kriittinen misellipitoisuus (CMC) on enemmän kuin suuruusluokkaa pienempi kuin niiden "yksisoluisten" pinta-aktiivisten aineiden, mitä seuraa korkea tehokkuus. Kuten TEGO Twin 4000, se on kaksoissoluinen siloksaanipinta-aktiivinen aine, ja sillä on epävakaa vaahto ja vaahtoamisenesto-ominaisuudet.
Air Products on kehittänyt Gemini-pinta-aktiivisia aineita. Perinteisillä pinta-aktiivisilla aineilla on hydrofobinen häntä ja hydrofiilinen pää, mutta tässä uudessa pinta-aktiivisessa aineessa on kaksi hydrofiilistä ryhmää ja kaksi tai kolme hydrofobista ryhmää, joka on monitoiminen pinta-aktiivinen aine, joka tunnetaan asetyleeniglykoleina, tuotteita, kuten EnviroGem AD01.
1.2 Dispergointiaine
Lateksimaalien dispergointiaineet jaetaan neljään luokkaan: fosfaattidispergointiaineet, polyhappohomopolymeeridispergointiaineet, polyhappokopolymeeridispergointiaineet ja muut dispergointiaineet.
Yleisimmin käytetyt fosfaattidispergointiaineet ovat polyfosfaatit, kuten natriumheksametafosfaatti, natriumpolyfosfaatti (Calgon N, BK Giulini Chemical Companyn tuote Saksassa), kaliumtripolyfosfaatti (KTPP) ja tetrakaliumpyrofosfaatti (TKPP). Sen toimintamekanismi on stabiloida sähköstaattista repulsiota vetysidoksen ja kemiallisen adsorption avulla. Sen etuna on, että annostus on pieni, noin 0,1 %, ja sillä on hyvä dispergointivaikutus epäorgaanisissa pigmenteissä ja täyteaineissa. Mutta on myös puutteita: yksi, pH-arvon ja lämpötilan nousun ohella polyfosfaatti hydrolysoituu helposti, aiheuttaa pitkäaikaisen varastoinnin stabiilisuuden huonon; Epätäydellinen liukeneminen väliaineeseen vaikuttaa kiiltävän lateksimaalin kiiltoon.
Fosfaattiesteridispergointiaineet ovat monoestereiden, diestereiden, jäännösalkoholien ja fosforihapon seoksia.
Fosfaattiesteridispergointiaineet stabiloivat pigmenttidispersioita, mukaan lukien reaktiiviset pigmentit, kuten sinkkioksidi. Kiiltävässä maalikoostumuksessa se parantaa kiiltoa ja puhdistettavuutta. Toisin kuin muut kostutus- ja dispergointilisäaineet, fosfaattiesteridispergointiaineiden lisääminen ei vaikuta pinnoitteen KU- ja ICI-viskositeettiin.
Polyhappohomopolymeeridispergointiaine, kuten Tamol 1254 ja Tamol 850, Tamol 850 on metakryylihapon homopolymeeri. Polyhappokopolymeeridispergointiaine, kuten Orotan 731A, joka on di-isobuteenin ja maleiinihapon kopolymeeri. Näiden kahden tyyppisten dispergointiaineiden ominaisuudet ovat, että ne tuottavat voimakkaan adsorption tai ankkuroitumisen pigmenttien ja täyteaineiden pintaan, niillä on pidemmät molekyyliketjut muodostaen steerisen esteen ja vesiliukoisuus ketjun päissä, ja joitakin täydentää sähköstaattinen repulsio. saavuttaa vakaat tulokset. Jotta dispergointiaineella olisi hyvä dispergoituvuus, molekyylipainoa on valvottava tiukasti. Jos molekyylipaino on liian pieni, steeristä estettä ei ole riittävästi; jos molekyylipaino on liian suuri, tapahtuu flokkulaatiota. Polyakrylaattidispergointiaineilla paras dispersiovaikutus saavutetaan, jos polymerointiaste on 12-18.
Muilla dispergointiainetyypeillä, kuten AMP-95:llä, on kemiallinen nimi 2-amino-2-metyyli-1-propanoli. Aminoryhmä adsorboituu epäorgaanisten hiukkasten pinnalle ja hydroksyyliryhmä ulottuu veteen, jolla on stabiloiva rooli steerisen esteen kautta. Pienen kokonsa vuoksi steerinen este on rajallinen. AMP-95 on pääasiassa pH:n säätelijä.
Viime vuosina dispergointiaineiden tutkimuksessa on voitettu korkean molekyylipainon aiheuttama flokkulaatio-ongelma, ja korkean molekyylipainon kehittäminen on yksi trendeistä. Esimerkiksi emulsiopolymeroinnilla valmistettu korkean molekyylipainon dispergointiaine EFKA-4580 on erityisesti kehitetty vesipohjaisille teollisuuspinnoitteille, soveltuu orgaaniseen ja epäorgaaniseen pigmenttidispersioon ja sillä on hyvä vedenkestävyys.
Aminoryhmillä on hyvä affiniteetti moniin pigmentteihin happo-emäs- tai vetysidoksen kautta. Huomiota on kiinnitetty lohkokopolymeeridispergointiaineeseen, jossa ankkurointiryhmänä on aminoakryylihappo.
Dispergointiaine, jonka ankkurointiryhmänä on dimetyyliaminoetyylimetakrylaatti
Tego Dispers 655 kostutus- ja dispergointilisäainetta käytetään vesiohenteisissa automaaleissa pigmenttien suuntaamisen lisäksi estämään alumiinijauhetta reagoimasta veden kanssa.
Ympäristösyistä on kehitetty biohajoavia kostutus- ja dispergointiaineita, kuten EnviroGem AE -sarjan kaksoissoluiset kostutus- ja dispergointiaineet, jotka ovat vähän vaahtoavia kostutus- ja dispergointiaineita.
2 vaahdonestoainetta:
Perinteisiä vesipohjaisia vaahdonestoaineita on monenlaisia, ja ne jaetaan yleensä kolmeen luokkaan: mineraaliöljyvaahdonestoaineet, polysiloksaanivaahdonestoaineet ja muut vaahdonestoaineet.
Mineraaliöljyvaahdonestoaineita käytetään yleisesti pääasiassa tasaisissa ja puolikiiltävissä lateksimaaleissa.
Polysiloksaanivaahdonestoaineilla on alhainen pintajännitys, voimakkaat vaahdonesto- ja vaahdonesto-ominaisuudet, eivätkä ne vaikuta kiiltoon, mutta väärin käytettynä ne aiheuttavat virheitä, kuten pinnoitekalvon kutistumista ja huonon uudelleenpinnoitettavuuden.
Perinteiset vesiohenteiset maalin vaahdonestoaineet eivät ole yhteensopivia vesifaasin kanssa vaahdonestotarkoituksen saavuttamiseksi, joten pinnoitekalvoon on helppo tuottaa pintavikoja.
Viime vuosina on kehitetty molekyylitason vaahdonestoaineita.
Tämä vaahtoamisenestoaine on polymeeri, joka on muodostettu oksastamalla suoraan vaahtoamisenestoaineita kantaja-aineeseen. Polymeerin molekyyliketjussa on kostuva hydroksyyliryhmä, vaahtoamista estävä tehoaine on jakautunut molekyylin ympärille, vaikuttava aine ei ole helppo aggregoitua ja yhteensopivuus pinnoitusjärjestelmän kanssa on hyvä. Tällaisia molekyylitason vaahdonestoaineita ovat mineraaliöljyt - FoamStar A10 -sarja, piitä sisältävät - FoamStar A30 -sarja ja ei-piitä, ei-öljypolymeerit - FoamStar MF -sarja.
On myös raportoitu, että tämä molekyylitason vaahdonestoaine käyttää superoksastettuja tähtipolymeerejä yhteensopimattomina pinta-aktiivisina aineina, ja se on saavuttanut hyviä tuloksia vesipohjaisissa päällystyssovelluksissa. Air Productsin molekyylilaatuinen vaahdonestoaine, jonka ovat raportoineet Stout et ai. on asetyleeniglykolipohjainen vaahdonestoaine ja vaahdonestoaine, jolla on molemmat kostutusominaisuudet, kuten Surfynol MD 20 ja Surfynol DF 37.
Lisäksi nolla-VOC-pinnoitteiden valmistuksen tarpeisiin on olemassa myös VOC-vapaita vaahdonestoaineita, kuten Agitan 315, Agitan E 255 jne.
3 sakeuttajaa:
Sakeuttajia on monenlaisia, nykyisin yleisesti käytettyjä ovat selluloosaeetteri ja sen johdannaiset sakeuttajat, assosiatiiviset alkalissa turpoavat sakeutusaineet (HASE) ja polyuretaanisakeuttajat (HEUR).
3.1. Selluloosaeetteri ja sen johdannaiset
Union Carbide Company tuotti hydroksietyyliselluloosan (HEC) ensimmäisen kerran teollisesti vuonna 1932, ja sillä on yli 70 vuoden historia. Tällä hetkellä selluloosaeetterin ja sen johdannaisten sakeuttajia ovat pääasiassa hydroksietyyliselluloosa (HEC), metyylihydroksietyyliselluloosa (MHEC), etyylihydroksietyyliselluloosa (EHEC), metyylihydroksipropyyliperusselluloosa (MHPC), metyyliselluloosa (MC) ja ksantaanikumi, jne., nämä ovat ionittomia sakeuttajia ja kuuluvat myös ei-assosioituneeseen vesifaasiin sakeuttamisaineet. Niistä HEC on yleisimmin käytetty lateksimaaleissa.
Hydrofobisesti muunneltu selluloosa (HMHEC) tuo pienen määrän pitkäketjuisia hydrofobisia alkyyliryhmiä selluloosan hydrofiiliseen runkoon muodostaen assosiatiivisen sakeuttamisaineen, kuten Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Sen sakeuttamisvaikutus on verrattavissa paljon suuremman molekyylipainon omaaviin selluloosaeetterisakeuttajiin. Se parantaa ICI:n viskositeettia ja tasoitusta sekä vähentää pintajännitystä, kuten HEC:n pintajännitys on noin 67mN/m ja HMHEC:n pintajännitys 55-65mN/m.
3.2 Alkalissa turpoava sakeutusaine
Alkalissa turpoavat sakeuttajat jaetaan kahteen luokkaan: ei-assosiatiiviset alkalissa turpoavat sakeuttajat (ASE) ja assosiatiiviset alkalissa turpoavat sakeuttajat (HASE), jotka ovat anionisia sakeuttajia. Ei-assosioitunut ASE on polyakrylaattialkaliturpoava emulsio. Associative HASE on hydrofobisesti modifioitu polyakrylaattialkaliturpoava emulsio.
3.3. Polyuretaanisakeutusaine ja hydrofobisesti muunneltu ei-polyuretaanisakeutusaine
Polyuretaanisakeutusaine, jota kutsutaan nimellä HEUR, on hydrofobinen ryhmämodifioitu etoksyloitu polyuretaani, vesiliukoinen polymeeri, joka kuuluu ei-ioniseen assosiatiiviseen sakeuttamisaineeseen. HEUR koostuu kolmesta osasta: hydrofobinen ryhmä, hydrofiilinen ketju ja polyuretaaniryhmä. Hydrofobisella ryhmällä on assosiaatiorooli ja se on ratkaiseva sakeuttamistekijä, tavallisesti oleyyli, oktadekyyli, dodekyylifenyyli, nonyylifenoli jne. Hydrofiilinen ketju voi tarjota kemiallista stabiilisuutta ja viskositeetin stabiiliutta, yleisesti käytetään polyeettereitä, kuten polyoksietyleeniä ja sen johdannaisia. HEUR:n molekyyliketjua laajentavat polyuretaaniryhmät, kuten IPDI, TDI ja HMDI. Assosiatiivisten sakeutusaineiden rakenteellinen piirre on, että ne päätyvät hydrofobisiin ryhmiin. Kuitenkin joidenkin kaupallisesti saatavien HEUR:ien molemmissa päissä olevien hydrofobisten ryhmien substituutioaste on alle 0,9, ja paras on vain 1,7. Reaktio-olosuhteita tulee valvoa tarkasti, jotta saadaan polyuretaanisakeuttaja, jolla on kapea molekyylipainojakauma ja vakaa suorituskyky. Useimmat HEUR:t syntetisoidaan vaiheittaisella polymeroinnilla, joten kaupallisesti saatavilla olevat HEUR:t ovat yleensä leveiden molekyylipainojen seoksia.
Richey et ai. käytti fluoresoivaa merkkiainetta pyreeniassosiaatiosakeuttajaa (PAT, lukukeskimääräinen molekyylipaino 30 000, painokeskimääräinen molekyylipaino 60 000) havaitakseen, että pitoisuudessa 0,02 % (paino) Acrysol RM-825:n ja PAT:n misellien aggregaatioaste oli noin 6. assosiaatioenergia sakeutusaineen ja lateksihiukkasten pinnan välillä on noin 25 KJ/mol; kunkin PAT-sakeutusmolekyylin viemä pinta-ala lateksihiukkasten pinnalla on noin 13 nm2, mikä on suunnilleen Triton X-405 kostutusaineen valtaama alue 14 kertaa 0,9 nm2:een verrattuna. Assosioiva polyuretaanisakeutusaine, kuten RM-2020NPR, DSX 1550 jne.
Ympäristöystävällisten assosiatiivisten polyuretaanisakeutusaineiden kehittäminen on saanut laajaa huomiota. Esimerkiksi BYK-425 on VOC- ja APEO-vapaa urea-modifioitu polyuretaanisakeutusaine. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 ja 3060 ovat Se on assosiatiivinen polyuretaanisakeutusaine ilman VOC:ta ja APEO:ta.
Edellä kuvattujen lineaaristen assosiatiivisten polyuretaanisakeutusaineiden lisäksi on olemassa myös kampamaisia assosiatiivisia polyuretaanisakeuttajia. Ns. kampayhdistelmäpolyuretaanisakeutusaine tarkoittaa, että jokaisen sakeutusmolekyylin keskellä on riippuva hydrofobinen ryhmä. Tällaisia sakeuttajia kuten SCT-200 ja SCT-275 jne.
Hydrofobisesti modifioitu aminomuovisakeutusaine (hydrofobisesti modifioitu etoksyloitu aminomuovisakeutusaine – HEAT) muuttaa erityisen aminohartsin neljäksi päällystetyksi hydrofobiseksi ryhmäksi, mutta näiden neljän reaktiokohdan reaktiivisuus on erilainen. Normaalissa hydrofobisten ryhmien lisäyksessä on vain kaksi estettyä hydrofobista ryhmää, joten synteettinen hydrofobinen modifioitu aminosakeutusaine ei juurikaan eroa HEUR:sta, kuten Optiflo H 500. Jos lisätään enemmän hydrofobisia ryhmiä, kuten jopa 8 %. reaktio-olosuhteita voidaan säätää tuottamaan aminosakeuttajia, joissa on useita estyneitä hydrofobisia ryhmiä. Tietenkin tämä on myös kampapaksunta. Tämä hydrofobinen modifioitu aminopaksuaine voi estää maalin viskositeetin putoamisen, koska siihen lisätään suuri määrä pinta-aktiivisia aineita ja glykoliliuottimia, kun värisovitusta lisätään. Syynä on se, että vahvat hydrofobiset ryhmät voivat estää desorption, ja useilla hydrofobisilla ryhmillä on vahva yhteys. Sellaisia sakeuttajia kuten Optiflo TVS.
Hydrofobisesti muunneltu polyeetterisakeutusaine (HMPE) Hydrofobisesti muunnetun polyeetterisakeuttimen suorituskyky on samanlainen kuin HEUR, ja tuotteita ovat muun muassa Herculesin Aquaflow NLS200, NLS210 ja NHS300.
Sen paksuuntumismekanismi on sekä vetysidoksen että pääteryhmien yhdistymisen vaikutus. Tavallisiin sakeuttamisaineisiin verrattuna sillä on paremmat laskeutumista ja painumista estävät ominaisuudet. Päätyryhmien eri polariteettien mukaan modifioidut polyureasakeuttajat voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: matalapolariteettiset polyureasakeuttajat, keskinapaiset polyureasakeuttajat ja korkeapolariteettiset polyureasakeuttajat. Kahta ensimmäistä käytetään liuotinpohjaisten pinnoitteiden sakeuttamiseen, kun taas erittäin napaisia polyureasakeuttajia voidaan käyttää sekä erittäin napaisiin liuotinpohjaisiin pinnoitteisiin että vesipohjaisiin pinnoitteisiin. Kaupallisia tuotteita, joissa on matala-, keskinapainen ja korkeapolariteettinen polyurea-sakeutusaineet, ovat BYK-411, BYK-410 ja BYK-420.
Modifioitu polyamidivahaliete on reologinen lisäaine, joka syntetisoidaan lisäämällä hydrofiilisiä ryhmiä, kuten PEG, amidivahan molekyyliketjuun. Tällä hetkellä joitain merkkejä tuodaan maahan, ja niitä käytetään pääasiassa säätämään järjestelmän tiksotropiaa ja parantamaan anti-tiksotropiaa. Vakaamista estävä suorituskyky.
Postitusaika: 22.11.2022