Sekretoj de aldonaĵoj por akvobazitaj tegaĵoj

Resumo:

1. Malsekigilo kaj dispersigilo

2. Senŝaŭmigilo

3. Dikigilo

4. Filmo-formaj aldonaĵoj

5. Kontraŭkoroda, kontraŭmelda kaj kontraŭalga agento

6. Aliaj aldonaĵoj

1 Malsekigilo kaj dispersigilo:

Akvobazitaj tegaĵoj uzas akvon kiel solvilon aŭ dispersan medion, kaj akvo havas grandan dielektrikan konstanton, do akvobazitaj tegaĵoj estas ĉefe stabiligitaj per la elektrostatika repuŝo kiam la elektra duobla tavolo interkovriĝas. Krome, en la akvobazita tegaĵa sistemo, ofte estas polimeroj kaj nejonaj surfaktantoj, kiuj estas adsorbitaj sur la surfaco de la pigmenta plenigaĵo, formante steran malhelpon kaj stabiligante la disperson. Tial, akvobazitaj farboj kaj emulsioj atingas stabilajn rezultojn per la kuna ago de elektrostatika repuŝo kaj stera malhelpo. Ĝia malavantaĝo estas malbona elektrolita rezisto, precipe por multekostaj elektrolitoj.

1.1 Malsekigilo

Malsekigiloj por akvobazitaj tegaĵoj estas dividitaj en anjonajn kaj nejonajn.

La kombinaĵo de malsekigilo kaj dispersigilo povas atingi idealajn rezultojn. La kvanto de malsekigilo estas ĝenerale kelkaj por mil. Ĝia negativa efiko estas ŝaŭmado kaj redukto de la akvorezisto de la tegaĵa filmo.

Unu el la evoluaj tendencoj de malsekigiloj estas iom post iom anstataŭigi malsekigilojn de polioksietilenaj alkilaj (benzenaj) fenolaj eteroj (APEO aŭ APE), ĉar ĝi kondukas al redukto de viraj hormonoj en ratoj kaj interrompas endokrinajn funkciojn. Polioksietilenaj alkilaj (benzenaj) fenolaj eteroj estas vaste uzataj kiel emulsiigiloj dum emulsia polimerigo.

Ĝemelaj surfaktantoj ankaŭ estas novaj evoluoj. Ili estas du amfifilaj molekuloj ligitaj per interaĵo. La plej rimarkinda trajto de ĝemelĉelaj surfaktantoj estas, ke la kritika micela koncentriĝo (KMK) estas pli ol grandordo pli malalta ol tiu de iliaj "unuĉelaj" surfaktantoj, sekvata de alta efikeco. Kiel TEGO Twin 4000, ĝi estas ĝemelĉela siloksana surfaktanto, kaj havas malstabilajn ŝaŭmajn kaj senŝaŭmigajn ecojn.

Air Products disvolvis surfaktantojn Gemini. Tradiciaj surfaktantoj havas hidrofoban voston kaj hidrofilan kapon, sed ĉi tiu nova surfaktanto havas du hidrofilajn grupojn kaj du aŭ tri hidrofobajn grupojn, kio estas multfunkcia surfaktanto, konata kiel acetilenaj glikoloj, produktoj kiel EnviroGem AD01.

1.2 Dispersilo

Dispersiloj por lateksa farbo estas dividitaj en kvar kategoriojn: fosfatdispersiloj, poliacidaj homopolimeraj dispersiloj, poliacidaj kopolimeraj dispersiloj kaj aliaj dispersiloj.

La plej vaste uzataj fosfataj dispersiloj estas polifosfatoj, kiel ekzemple natria heksametafosfato, natria polifosfato (Calgon N, produkto de la kemia kompanio BK Giulini en Germanio), kalia tripolifosfato (KTPP) kaj tetrakalia pirofosfato (TKPP). La mekanismo de ĝia ago estas stabiligi elektrostatikan repuŝon per hidrogena ligado kaj kemia adsorbado. Ĝia avantaĝo estas, ke la dozo estas malalta, ĉirkaŭ 0.1%, kaj ĝi havas bonan dispersan efikon sur neorganikajn pigmentojn kaj plenigaĵojn. Sed ankaŭ ekzistas mankoj: unu, kune kun la plialtiĝo de pH-valoro kaj temperaturo, polifosfato estas facile hidrolizita, kaŭzas malbonan longdaŭran stokadan stabilecon; nekompleta dissolvo en la medio influos la brilon de brila lateksa farbo.

Fosfataj esteraj dispersiloj estas miksaĵoj de monoesteroj, diesteroloj, restaj alkoholoj kaj fosforacido.

Fosfataj esteraj dispersiloj stabiligas pigmentajn dispersiojn, inkluzive de reaktivaj pigmentoj kiel zinka oksido. En brilaj farboformuloj, ĝi plibonigas brilon kaj purigeblecon. Male al aliaj malsekigaj kaj dispersigaj aldonaĵoj, la aldono de fosfataj esteraj dispersiloj ne influas la KU kaj ICI-viskozecon de la tegaĵo.

Poliacida homopolimera dispersilo, kiel ekzemple Tamol 1254 kaj Tamol 850, Tamol 850 estas homopolimero de metakrila acido. Poliacida kopolimera dispersilo, kiel ekzemple Orotan 731A, kiu estas kopolimero de diizobutileno kaj maleata acido. La karakterizaĵoj de ĉi tiuj du specoj de dispersiloj estas, ke ili produktas fortan adsorbadon aŭ ankradon sur la surfaco de pigmentoj kaj plenigaĵoj, havas pli longajn molekulajn ĉenojn por formi steran malhelpon, kaj havas akvosolveblecon ĉe la ĉenfinoj, kaj kelkaj estas kompletigitaj per elektrostatika repuŝo por atingi stabilajn rezultojn. Por ke la dispersilo havu bonan disperseblecon, la molekula pezo devas esti strikte kontrolita. Se la molekula pezo estas tro malgranda, estos nesufiĉa stera malhelpo; se la molekula pezo estas tro granda, okazos flokiĝo. Por poliakrilataj dispersiloj, la plej bona dispersa efiko povas esti atingita se la grado de polimerigo estas 12-18.

Aliaj specoj de dispersiloj, kiel ekzemple AMP-95, havas la kemian nomon 2-amino-2-metil-1-propanolo. La amino-grupo estas adsorbita sur la surfaco de la neorganikaj partikloj, kaj la hidroksila grupo etendiĝas al la akvo, kiu ludas stabiligan rolon per stera malhelpo. Pro ĝia eta grandeco, stera malhelpo estas limigita. AMP-95 estas ĉefe pH-reguligilo.

En la lastaj jaroj, la esplorado pri dispersiloj supervenkis la problemon de flokiĝo kaŭzita de alta molekula pezo, kaj la disvolviĝo de alta molekula pezo estas unu el la tendencoj. Ekzemple, la alta molekula pezo-dispersilo EFKA-4580 produktita per emulsia polimerigo estas speciale disvolvita por akvobazitaj industriaj tegaĵoj, taŭga por organika kaj neorganika pigmenta disperso, kaj havas bonan akvoreziston.

Amino-grupoj havas bonan afinecon por multaj pigmentoj per acido-bazaj aŭ hidrogenaj ligoj. La blok-kopolimera dispersilo kun aminoakrila acido kiel ankra grupo estis atentigita.

Dispersilo kun dimetilaminoetila metakrilato kiel ankra grupo

La malsekiga kaj dispersa aldonaĵo Tego Dispers 655 estas uzata en akvobazitaj aŭtofarboj ne nur por orienti la pigmentojn sed ankaŭ por malhelpi la aluminian pulvoron reagi kun akvo.

Pro mediaj zorgoj, oni evoluigis biodiserigeblajn malsekigajn kaj dispersajn agentojn, kiel ekzemple la ĝemelĉelaj malsekigaj kaj dispersaj agentoj de la serio EnviroGem AE, kiuj estas malalt-ŝaŭmaj malsekigaj kaj dispersaj agentoj.

2 senŝaŭmigiloj:

Ekzistas multaj specoj de tradiciaj akvobazitaj farb-senŝaŭmigiloj, kiuj estas ĝenerale dividitaj en tri kategoriojn: mineraloleaj senŝaŭmigiloj, polisiloksanaj senŝaŭmigiloj kaj aliaj senŝaŭmigiloj.

Mineralolea senŝaŭmigiloj estas ofte uzataj, ĉefe en plataj kaj duonbrilaj lateksaj farboj.

Polisiloksanaj senŝaŭmigiloj havas malaltan surfacan tension, fortajn senŝaŭmigajn kaj kontraŭŝaŭmigajn kapablojn, kaj ne influas brilon, sed se uzataj nedece, ili kaŭzos difektojn kiel ŝrumpiĝo de la tega filmo kaj malbonan rekovreblon.

Tradiciaj akvobazitaj farb-senŝaŭmigiloj ne kongruas kun la akva fazo por atingi la celon de senŝaŭmigo, do facile eblas produkti surfacajn difektojn en la tegaĵa filmo.

En la lastaj jaroj, molekulnivelaj senŝaŭmigiloj estis evoluigitaj.

Ĉi tiu kontraŭŝaŭmiga agento estas polimero formita per rekta greftado de kontraŭŝaŭmigaj aktivaj substancoj sur la portantan substancon. La molekula ĉeno de la polimero havas malsekigan hidroksilan grupon, la kontraŭŝaŭmiga aktiva substanco estas distribuita ĉirkaŭ la molekulo, la aktiva substanco ne facile agregiĝas, kaj la kongruo kun la tegaĵa sistemo estas bona. Tiaj molekulnivelaj kontraŭŝaŭmigiloj inkluzivas mineralajn oleojn — FoamStar A10-serio, silici-entenantajn — FoamStar A30-serio, kaj ne-siliciajn, ne-oleajn polimerojn — FoamStar MF-serio.

Ankaŭ estas raportite, ke ĉi tiu molekulnivela senŝaŭmigilo uzas super-greftitajn stelpolimerojn kiel nekongruajn surfaktantojn, kaj atingis bonajn rezultojn en akvobazitaj tegaĵaj aplikoj. La molekulnivela senŝaŭmigilo de Air Products raportita de Stout et al. estas acetilenglikola ŝaŭma kontrolilo kaj senŝaŭmigilo kun ambaŭ malsekigaj ecoj, kiel Surfynol MD 20 kaj Surfynol DF 37.

Krome, por plenumi la bezonojn de produktado de sen-VOC-tegaĵoj, ekzistas ankaŭ VOC-liberaj senŝaŭmigiloj, kiel ekzemple Agitan 315, Agitan E 255, ktp.

3 Dikigiloj:

Ekzistas multaj specoj de dikigiloj, nuntempe ofte uzataj estas celuloza etero kaj ĝiaj derivaĵoj, asociaj alkal-ŝveleblaj dikigiloj (HASE) kaj poliuretanaj dikigiloj (HEUR).

3.1. Celuloza etero kaj ĝiaj derivaĵoj

Hidroksietilcelulozo (HEC) unue estis industrie produktita de Union Carbide Company en 1932, kaj havas historion de pli ol 70 jaroj. Nuntempe, la dikigiloj de celuloza etero kaj ĝiaj derivaĵoj ĉefe inkluzivas hidroksietilcelulozon (HEC), metilhidroksietilcelulozon (MHEC), etilhidroksietilcelulozon (EHEC), metilhidroksipropilbazcelulozon (MHPC), metilcelulozon (MC) kaj ksantangumon, ktp., ĉi tiuj estas ne-jonaj dikigiloj, kaj ankaŭ apartenas al ne-asociitaj akvofazaj dikigiloj. Inter ili, HEC estas la plej ofte uzata en lateksa farbo.

Hidrofobe modifita celulozo (HMHEC) enkondukas malgrandan kvanton da longĉenaj hidrofobaj alkilaj grupoj sur la hidrofila spino de celulozo por iĝi asocia dikigilo, kiel ekzemple Natrosol Plus Grado 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Ĝia dikiga efiko estas komparebla al tiu de celulozaj eteraj dikigiloj kun multe pli granda molekula pezo. Ĝi plibonigas la viskozecon kaj ebenigon de ICI, kaj reduktas la surfacan tension, ekzemple la surfaca tensio de HEC estas ĉirkaŭ 67mN/m, kaj la surfaca tensio de HMHEC estas 55-65mN/m.

3.2 Alkal-ŝvelebla dikigilo

Alkal-ŝveleblaj dikigiloj estas dividitaj en du kategoriojn: ne-asociaj alkal-ŝveleblaj dikigiloj (ASE) kaj asociaj alkal-ŝveleblaj dikigiloj (HASE), kiuj estas anjonaj dikigiloj. Ne-asocia ASE estas poliakrilata alkala ŝveliĝanta emulsio. Asocia HASE estas hidrofobe modifita poliakrilata alkala ŝveliĝanta emulsio.

3.3. Poliuretana dikigilo kaj hidrofobe modifita nepoliuretana dikigilo

Poliuretana dikigilo, nomata HEUR (Hidrofoba-grup-modifita) etoksilata poliuretana akvosolvebla polimero, kiu apartenas al ne-jona asocia dikigilo. HEUR konsistas el tri partoj: hidrofoba grupo, hidrofila ĉeno kaj poliuretana grupo. La hidrofoba grupo ludas asocian rolon kaj estas la decida faktoro por dikiĝo, kutime oleilo, oktadecilo, dodecilfenilo, nonilfenolo, ktp. La hidrofila ĉeno povas provizi kemian stabilecon kaj viskozecan stabilecon, ofte uzataj estas polieteroj, kiel polioksietileno kaj ĝiaj derivaĵoj. La molekula ĉeno de HEUR estas plilongigita per poliuretanaj grupoj, kiel IPDI, TDI kaj HMDI. La struktura trajto de asociaj dikigiloj estas, ke ili estas finitaj per hidrofobaj grupoj. Tamen, la grado de anstataŭigo de hidrofobaj grupoj ĉe ambaŭ finoj de iuj komerce haveblaj HEUR-oj estas malpli ol 0.9, kaj la plej bona estas nur 1.7. La reakciaj kondiĉoj devas esti strikte kontrolitaj por akiri poliuretanan dikigilon kun mallarĝa molekula peza distribuo kaj stabila funkciado. La plej multaj HEURoj estas sintezitaj per paŝopoŝa polimerigo, do komerce haveblaj HEURoj estas ĝenerale miksaĵoj de larĝaj molekulpezoj.

Richey kaj aliaj uzis fluoreskan spurilon de pirena asociaĵa dikigilo (PAT, averaĝa molekula pezo 30000, peza averaĝa molekula pezo 60000) por trovi, ke je koncentriĝo de 0,02% (pezo), la grado de micela agregado de Acrysol RM-825 kaj PAT estis ĉirkaŭ 6. La asociaĵa energio inter la dikigilo kaj la surfaco de lateksaj partikloj estas ĉirkaŭ 25 KJ/mol; la areo okupita de ĉiu PAT-dikigilo sur la surfaco de lateksaj partikloj estas ĉirkaŭ 13 nm², kio estas ĉirkaŭ la areo okupita de la malsekigilo Triton X-405, 14-oble pli granda ol tiu de 0,9 nm². Asociaĵa poliuretana dikigilo kiel RM-2020NPR, DSX 1550, ktp.

La disvolviĝo de ekologie sanaj asociaj poliuretanaj dikigiloj ricevis vastan atenton. Ekzemple, BYK-425 estas ureo-modifita poliuretana dikigilo sen VOC kaj APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 kaj 3060 estas asocia poliuretana dikigilo sen VOC kaj APEO.

Aldone al la supre priskribitaj liniaj asociaj poliuretanaj dikigiloj, ekzistas ankaŭ kombil-similaj asociaj poliuretanaj dikigiloj. La tiel nomata kombil-asocia poliuretana dikigilo signifas, ke estas pendanta hidrofoba grupo en la mezo de ĉiu dikigilo-molekulo. Tiaj dikigiloj kiel SCT-200 kaj SCT-275 ktp.

La hidrofobe modifita aminoplasta dikigilo (hidrofobe modifita etoksilita aminoplasta dikigilo — HEAT) ŝanĝas la specialan aminorezinon en kvar ĉapitajn hidrofobajn grupojn, sed la reaktiveco de ĉi tiuj kvar reakciaj lokoj estas malsama. En la normala aldono de hidrofobaj grupoj, estas nur du blokitaj hidrofobaj grupoj, do la sinteza hidrofobe modifita aminodikigilo ne multe diferencas de HEUR, kiel ekzemple Optiflo H 500. Se pli da hidrofobaj grupoj estas aldonitaj, ekzemple ĝis 8%, la reakciaj kondiĉoj povas esti adaptitaj por produkti aminodikigilojn kun pluraj blokitaj hidrofobaj grupoj. Kompreneble, ĉi tio ankaŭ estas kombildikigilo. Ĉi tiu hidrofobe modifita aminodikigilo povas malhelpi la falon de la viskozeco de la farbo pro la aldono de granda kvanto da surfaktantoj kaj glikolaj solviloj kiam kolorkongruigo estas aldonita. La kialo estas, ke fortaj hidrofobaj grupoj povas malhelpi desorbadon, kaj pluraj hidrofobaj grupoj havas fortan asociiĝon. Tiaj dikigiloj kiel Optiflo TVS.

Hidrofobe modifita polietera dikigilo (HMPE) La funkciado de hidrofobe modifita polietera dikigilo similas al tiu de HEUR, kaj la produktoj inkluzivas Aquaflow NLS200, NLS210 kaj NHS300 de Heraklo.

Ĝia densigmekanismo estas la efiko kaj de hidrogena ligado kaj de unuiĝo de fingrupoj. Kompare kun komunaj densigiloj, ĝi havas pli bonajn kontraŭsediĝajn kaj kontraŭsinkiĝantajn ecojn. Laŭ la malsamaj polusecoj de la fingrupoj, modifitaj poliureaj densigiloj povas esti dividitaj en tri tipojn: malalt-polarecaj poliureaj densigiloj, mez-polarecaj poliureaj densigiloj kaj alt-polarecaj poliureaj densigiloj. La unuaj du estas uzataj por densigi solventajn tegaĵojn, dum alt-polarecaj poliureaj densigiloj povas esti uzataj por kaj alt-polarecaj solventaj tegaĵoj kaj akvobazitaj tegaĵoj. Komercaj produktoj kun malalta, meza kaj alt-polarecaj poliureaj densigiloj estas BYK-411, BYK-410 kaj BYK-420 respektive.

Modifita poliamida vaksa suspensiaĵo estas reologia aldonaĵo sintezita per enkonduko de hidrofilaj grupoj kiel PEG en la molekulan ĉenon de amida vakso. Nuntempe, iuj markoj estas importitaj kaj estas ĉefe uzataj por ĝustigi la tiksotropion de la sistemo kaj plibonigi la kontraŭtiksotropion. Kontraŭsinka agado.