Oversigt:
1. Befugtnings- og dispergeringsmiddel
2. Skumdæmper
3. Fortykkelsesmiddel
4. Filmdannende tilsætningsstoffer
5. Antikorrosions-, meldug- og algemiddel
6. Andre tilsætningsstoffer
1 Befugtnings- og dispergeringsmiddel:
Vandbaserede belægninger bruger vand som opløsningsmiddel eller dispersionsmedium, og vand har en stor dielektricitetskonstant, så vandbaserede belægninger stabiliseres primært af elektrostatisk frastødning, når det elektriske dobbeltlag overlapper hinanden. Derudover er der i det vandbaserede belægningssystem ofte polymerer og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer, som adsorberes på overfladen af pigmentfyldstoffet, hvilket danner sterisk hindring og stabiliserer dispersionen. Derfor opnår vandbaserede malinger og emulsioner stabile resultater gennem den fælles virkning af elektrostatisk frastødning og sterisk hindring. Ulempen er dårlig elektrolytmodstand, især for dyre elektrolytter.
1.1 Befugtningsmiddel
Befugtningsmidler til vandbaserede belægninger er opdelt i anioniske og ikke-ioniske.
Kombinationen af befugtningsmiddel og dispergeringsmiddel kan opnå ideelle resultater. Mængden af befugtningsmiddel er generelt et par promille. Dens negative effekt er skumdannelse og reduktion af belægningsfilmens vandmodstand.
En af udviklingstendenserne inden for befugtningsmidler er gradvist at erstatte befugtningsmidler i form af polyoxyethylenalkyl (benzen)phenolether (APEO eller APE), fordi det fører til en reduktion af mandlige hormoner hos rotter og forstyrrer det endokrine system. Polyoxyethylenalkyl (benzen)phenolethere anvendes i vid udstrækning som emulgatorer under emulsionspolymerisation.
Tvillingeoverfladeaktive stoffer er også en ny udvikling. Det er to amfifile molekyler forbundet af en spacer. Det mest bemærkelsesværdige træk ved tvillingecelleoverfladeaktive stoffer er, at den kritiske micellekoncentration (CMC) er mere end en størrelsesorden lavere end for deres "enkeltcellede" overfladeaktive stoffer, efterfulgt af høj effektivitet. Som TEGO Twin 4000 er det et tvillingecellet siloxanoverfladeaktivt stof med ustabile skum- og skumdæmpende egenskaber.
Air Products har udviklet Gemini-surfaktanter. Traditionelle surfaktanter har en hydrofob hale og et hydrofilt hoved, men dette nye surfaktant har to hydrofile grupper og to eller tre hydrofobe grupper, hvilket er et multifunktionelt surfaktant, kendt som acetylenglycoler, produkter som EnviroGem AD01.
1.2 Dispergeringsmiddel
Dispergeringsmidler til latexmaling er opdelt i fire kategorier: fosfatdispergeringsmidler, polysyrehomopolymerdispergeringsmidler, polysyrecopolymerdispergeringsmidler og andre dispergeringsmidler.
De mest anvendte fosfatdispergeringsmidler er polyfosfater, såsom natriumhexametafosfat, natriumpolyfosfat (Calgon N, produkt fra BK Giulini Chemical Company i Tyskland), kaliumtripolyfosfat (KTPP) og tetrakaliumpyrofosfat (TKPP). Virkningsmekanismen er at stabilisere elektrostatisk frastødning gennem hydrogenbinding og kemisk adsorption. Fordelen er, at doseringen er lav, omkring 0,1%, og at det har en god dispergeringseffekt på uorganiske pigmenter og fyldstoffer. Men der er også mangler: For det første hydrolyseres polyfosfat let, sammen med stigende pH-værdi og temperatur, hvilket forårsager dårlig langtidsstabilitet; Ufuldstændig opløsning i medium vil påvirke glansen af blank latexmaling.
Fosfatesterdispergeringsmidler er blandinger af monoestere, diestere, restalkoholer og fosforsyre.
Fosfatesterdispergeringsmidler stabiliserer pigmentdispersioner, herunder reaktive pigmenter såsom zinkoxid. I formuleringer til blankmaling forbedrer det glans og rengøringsevne. I modsætning til andre befugtnings- og dispergeringsadditiver påvirker tilsætningen af fosfatesterdispergeringsmidler ikke belægningens KU- og ICI-viskositet.
Polysyre homopolymer dispergeringsmiddel, såsom Tamol 1254 og Tamol 850, Tamol 850 er en homopolymer af methacrylsyre. Polysyre copolymer dispergeringsmiddel, såsom Orotan 731A, som er en copolymer af diisobutylen og maleinsyre. Karakteristikaene for disse to typer dispergeringsmidler er, at de producerer stærk adsorption eller forankring på overfladen af pigmenter og fyldstoffer, har længere molekylkæder til at danne sterisk hindring og har vandopløselighed ved kædeenderne, og nogle suppleres af elektrostatisk frastødning for at opnå stabile resultater. For at dispergeringsmidlet har god dispergerbarhed skal molekylvægten kontrolleres strengt. Hvis molekylvægten er for lille, vil der være utilstrækkelig sterisk hindring; hvis molekylvægten er for stor, vil der forekomme flokkulering. For polyacrylat dispergeringsmidler kan den bedste dispergeringseffekt opnås, hvis polymerisationsgraden er 12-18.
Andre typer dispergeringsmidler, såsom AMP-95, har det kemiske navn 2-amino-2-methyl-1-propanol. Aminogruppen er adsorberet på overfladen af de uorganiske partikler, og hydroxylgruppen strækker sig til vandet, som spiller en stabiliserende rolle gennem sterisk hindring. På grund af sin lille størrelse er sterisk hindring begrænset. AMP-95 er primært en pH-regulator.
I de senere år har forskningen i dispergeringsmidler overvundet problemet med flokkulering forårsaget af høj molekylvægt, og udviklingen af høj molekylvægt er en af tendenserne. For eksempel er det højmolekylære dispergeringsmiddel EFKA-4580, der produceres ved emulsionspolymerisation, specielt udviklet til vandbaserede industrielle belægninger, egnet til dispersion af organiske og uorganiske pigmenter og har god vandbestandighed.
Aminogrupper har en god affinitet for mange pigmenter gennem syre-base- eller hydrogenbindinger. Der er blevet lagt vægt på blokcopolymer-dispergeringsmidlet med aminoacrylsyre som forankringsgruppe.
Dispergeringsmiddel med dimethylaminoethylmethacrylat som forankringsgruppe
Tego Dispers 655 befugtnings- og dispergeringsadditiv anvendes i vandbaserede bilmalinger, ikke kun til at orientere pigmenterne, men også til at forhindre aluminiumpulveret i at reagere med vand.
På grund af miljøhensyn er der blevet udviklet bionedbrydelige befugtnings- og dispergeringsmidler, såsom EnviroGem AE-serien af twin-cell befugtnings- og dispergeringsmidler, som er lavtskummende befugtnings- og dispergeringsmidler.
2 skumdæmpere:
Der findes mange slags traditionelle vandbaserede skumdæmpere til maling, som generelt er opdelt i tre kategorier: skumdæmpere til mineralolie, skumdæmpere til polysiloxan og andre skumdæmpere.
Mineralolieskumdæmpningsmidler anvendes almindeligvis, hovedsageligt i matte og halvblanke latexmalinger.
Polysiloxan-skumdæmpende midler har lav overfladespænding, stærke skumdæmpende og antiskumdannende egenskaber og påvirker ikke glansen, men ved forkert brug vil de forårsage defekter såsom krympning af belægningsfilmen og dårlig genbelægningsevne.
Traditionelle vandbaserede skumdæmpere til maling er inkompatible med vandfasen for at opnå formålet med skumdæmpning, så det er let at producere overfladefejl i belægningsfilmen.
I de senere år er der blevet udviklet skumdæmpende midler på molekylært niveau.
Dette skumdæmpende middel er en polymer, der dannes ved direkte podning af skumdæmpende aktive stoffer på bærestoffet. Polymerens molekylkæde har en befugtende hydroxylgruppe, det skumdæmpende aktive stof er fordelt rundt om molekylet, det aktive stof er ikke let at aggregere, og kompatibiliteten med belægningssystemet er god. Sådanne skumdæmpende midler på molekylært niveau omfatter mineralolier - FoamStar A10-serien, siliciumholdige - FoamStar A30-serien og ikke-silicium-, ikke-oliepolymerer - FoamStar MF-serien.
Det er også rapporteret, at denne skumdæmper på molekylært niveau bruger superpodede stjernepolymerer som inkompatible overfladeaktive stoffer og har opnået gode resultater i vandbaserede belægningsapplikationer. Air Products' skumdæmper på molekylært niveau, som er rapporteret af Stout et al., er et acetylenglycolbaseret skumkontrolmiddel og skumdæmper med både befugtningsegenskaber, såsom Surfynol MD 20 og Surfynol DF 37.
Derudover findes der for at imødekomme behovene for at producere VOC-fri belægninger også VOC-fri skumdæmpere, såsom Agitan 315, Agitan E 255 osv.
3 fortykningsmidler:
Der findes mange slags fortykningsmidler, de i øjeblikket almindeligt anvendte er celluloseether og dets derivater, associative alkalisk kvældbare fortykningsmidler (HASE) og polyurethanfortykningsmidler (HEUR).
3.1. Celluloseether og dens derivater
Hydroxyethylcellulose (HEC) blev først produceret industrielt af Union Carbide Company i 1932 og har en historie på mere end 70 år. I øjeblikket omfatter fortykningsmidlerne til celluloseether og dets derivater hovedsageligt hydroxyethylcellulose (HEC), methylhydroxyethylcellulose (MHEC), ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), methylhydroxypropylbaseret cellulose (MHPC), methylcellulose (MC) og xanthangummi osv. Disse er ikke-ioniske fortykningsmidler og tilhører også ikke-associerede vandfasefortykningsmidler. Blandt dem er HEC det mest almindeligt anvendte i latexmaling.
Hydrofobisk modificeret cellulose (HMHEC) introducerer en lille mængde langkædede hydrofobe alkylgrupper på celluloses hydrofile rygrad, hvilket bliver et associativt fortykningsmiddel, såsom Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Dens fortykningseffekt er sammenlignelig med celluloseetherfortykningsmidler med meget større molekylvægt. Det forbedrer viskositeten og udjævningen af ICI og reducerer overfladespændingen, f.eks. er overfladespændingen af HEC omkring 67 mN/m, og overfladespændingen af HMHEC er 55-65 mN/m.
3.2 Alkalisk kvældbart fortykningsmiddel
Alkaliskvældende fortykningsmidler er opdelt i to kategorier: ikke-associative alkaliskvældende fortykningsmidler (ASE) og associative alkaliskvældende fortykningsmidler (HASE), som er anioniske fortykningsmidler. Ikke-associeret ASE er en polyacrylat-alkaliskvældende emulsion. Associativ HASE er en hydrofobt modificeret polyacrylat-alkaliskvældende emulsion.
3.3. Polyurethanfortykningsmiddel og hydrofobt modificeret ikke-polyurethanfortykningsmiddel
Polyurethanfortykningsmiddel, kaldet HEUR, er en vandopløselig polymer modificeret med hydrofob gruppe, der er ethoxyleret og modificeret med hydrofobiske grupper, og som tilhører et ikke-ionisk associativt fortykningsmiddel. HEUR består af tre dele: en hydrofob gruppe, en hydrofil kæde og en polyurethangruppe. Den hydrofobe gruppe spiller en associerende rolle og er den afgørende faktor for fortykkelse, normalt oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol osv. Den hydrofile kæde kan give kemisk stabilitet og viskositetsstabilitet, og almindeligvis anvendes polyethere, såsom polyoxyethylen og dets derivater. HEURs molekylære kæde forlænges med polyurethangrupper, såsom IPDI, TDI og HMDI. Det strukturelle træk ved associative fortykningsmidler er, at de afsluttes med hydrofobe grupper. Imidlertid er substitutionsgraden af hydrofobe grupper i begge ender af nogle kommercielt tilgængelige HEUR'er lavere end 0,9, og den bedste er kun 1,7. Reaktionsbetingelserne bør kontrolleres strengt for at opnå et polyurethanfortykningsmiddel med en smal molekylvægtfordeling og stabil ydeevne. De fleste HEUR'er syntetiseres ved trinvis polymerisering, så kommercielt tilgængelige HEUR'er er generelt blandinger med brede molekylvægte.
Richey et al. anvendte fluorescerende tracer-pyrenassociationsfortykningsmiddel (PAT, gennemsnitlig molekylvægt 30000, vægtgennemsnitlig molekylvægt 60000) for at finde, at ved en koncentration på 0,02% (vægt) var micelleaggregeringsgraden af Acrysol RM-825 og PAT omkring 6. Associationsenergien mellem fortykningsmidlet og overfladen af latexpartiklerne er omkring 25 KJ/mol; det areal, der optages af hvert PAT-fortykningsmiddelmolekyle på overfladen af latexpartiklerne, er omkring 13 nm2, hvilket er omtrent det areal, der optages af Triton X-405 befugtningsmiddel, 14 gange så stort som 0,9 nm2. Associativt polyurethanfortykningsmiddel såsom RM-2020NPR, DSX 1550 osv.
Udviklingen af miljøvenlige associative polyurethanfortykningsmidler har fået bred opmærksomhed. For eksempel er BYK-425 et VOC- og APEO-frit urinstofmodificeret polyurethanfortykningsmiddel. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 og 3060 er et associativt polyurethanfortykningsmiddel uden VOC og APEO.
Ud over de ovenfor beskrevne lineære associative polyurethanfortykningsmidler findes der også kamlignende associative polyurethanfortykningsmidler. Det såkaldte kamassocierede polyurethanfortykningsmiddel betyder, at der er en vedhængende hydrofob gruppe i midten af hvert fortykningsmiddelmolekyle. Sådanne fortykningsmidler som SCT-200 og SCT-275 osv.
Det hydrofobt modificerede aminoplastfortykningsmiddel (hydrofobt modificeret ethoxyleret aminoplastfortykningsmiddel—HEAT) omdanner den specielle aminoharpiks til fire lukkede hydrofobe grupper, men reaktiviteten af disse fire reaktionssteder er forskellig. Ved normal tilsætning af hydrofobe grupper er der kun to blokerede hydrofobe grupper, så det syntetiske hydrofobe modificerede aminofortykningsmiddel er ikke meget forskelligt fra HEUR, såsom Optiflo H 500. Hvis der tilsættes flere hydrofobe grupper, såsom op til 8%, kan reaktionsbetingelserne justeres for at producere aminofortykningsmidler med flere blokerede hydrofobe grupper. Dette er selvfølgelig også et kamfortykningsmiddel. Dette hydrofobe modificerede aminofortykningsmiddel kan forhindre, at malingens viskositet falder på grund af tilsætning af en stor mængde overfladeaktive stoffer og glykolopløsningsmidler, når der tilsættes farvetilpasning. Årsagen er, at stærke hydrofobe grupper kan forhindre desorption, og flere hydrofobe grupper har en stærk association. Sådanne fortykningsmidler som Optiflo TVS.
Hydrofobt modificeret polyetherfortykningsmiddel (HMPE) Ydeevnen af hydrofobt modificeret polyetherfortykningsmiddel svarer til HEURs, og produkterne omfatter Aquaflow NLS200, NLS210 og NHS300 fra Hercules.
Dens fortykkelsesmekanisme er effekten af både hydrogenbinding og association af endegrupper. Sammenlignet med almindelige fortykningsmidler har det bedre anti-bundfældnings- og anti-sag-egenskaber. I henhold til de forskellige polariteter af endegrupperne kan modificerede polyurea-fortykningsmidler opdeles i tre typer: polyurea-fortykningsmidler med lav polaritet, polyurea-fortykningsmidler med medium polaritet og polyurea-fortykningsmidler med høj polaritet. De to første bruges til fortykkelse af opløsningsmiddelbaserede belægninger, mens polyurea-fortykningsmidler med høj polaritet kan bruges til både opløsningsmiddelbaserede belægninger med høj polaritet og vandbaserede belægninger. Kommercielle produkter med polyurea-fortykningsmidler med lav polaritet, medium polaritet og høj polaritet er henholdsvis BYK-411, BYK-410 og BYK-420.
Modificeret polyamidvoksopslæmning er et reologisk additiv syntetiseret ved at introducere hydrofile grupper såsom PEG i amidvoksens molekylkæde. I øjeblikket importeres nogle mærker og bruges primært til at justere systemets thixotropi og forbedre anti-thixotropien. Anti-sag ydeevne.
Opslagstidspunkt: 22. november 2022