Laburpena:
1. Hezetzaile eta sakabanatzaile agentea
2. Apar-kontrako produktua
3. Loditzailea
4. Filma eratzen duten gehigarriak
5. Korrosioaren aurkako, lizunaren aurkako eta algen aurkako agentea
6. Beste gehigarri batzuk
1 Hezetzaile eta sakabanatzaile agentea:
Ur-oinarritutako estaldurek ura erabiltzen dute disolbatzaile edo dispertsio-euskarri gisa, eta urak konstante dielektriko handia du, beraz, ur-oinarritutako estaldurak batez ere geruza bikoitz elektrikoa gainjartzen denean aldarapen elektrostatikoaz egonkortzen dira. Gainera, ur-oinarritutako estaldura-sisteman, askotan polimeroak eta gainazal-aktibo ez-ionikoak daude, pigmentu-betegarriaren gainazalean adsorbatzen direnak, oztopo esterikoa sortuz eta dispertsioa egonkortuz. Beraz, ur-oinarritutako pinturek eta emultsioek emaitza egonkorrak lortzen dituzte aldarapen elektrostatikoaren eta oztopo esterikoaren ekintza bateratuaren bidez. Bere desabantaila elektrolitoarekiko erresistentzia eskasa da, batez ere elektrolito garestietarako.
1.1 Hezetzailea
Ur-oinarritutako estalduretarako hezetzaile-agenteak anionikoetan eta ez-ionikoetan banatzen dira.
Bustitzaile eta sakabanatzaileen konbinazioak emaitza idealak lor ditzake. Bustitzaile kopurua, oro har, milako gutxi batzuetakoa da. Bere efektu negatiboa aparra sortzea eta estaldura-filmaren urarekiko erresistentzia murriztea da.
Bustitzaileen garapen-joeretako bat polioxietileno alkil (bentzeno) fenol eterra (APEO edo APE) bustitzaileak pixkanaka ordezkatzea da, arratoietan gizonezkoen hormonen murrizketa eragiten baitu eta sistema endokrinoan eragina baitu. Polioxietileno alkil (bentzeno) fenol eterrak emultsionatzaile gisa erabiltzen dira emultsio-polimerizazioan.
Gainazal-aktibo bikoitzak ere garapen berriak dira. Bi molekula anfifiliko dira, tartekatzaile batez lotuta. Zelula bikoitzeko gainazal-aktiboen ezaugarririk aipagarriena da mizela kritikoen kontzentrazioa (CMC) magnitude-ordena bat baino gehiago txikiagoa dela haien "zelula bakarreko" gainazal-aktiboena baino, eta ondoren eraginkortasun handia. TEGO Twin 4000 bezala, zelula bikoitzeko siloxanozko gainazal-aktibo bat da, eta apar- eta apar-kontrako propietate ezegonkorrak ditu.
Air Productsek Gemini gainazal-aktiboen garapena egin du. Ohiko gainazal-aktiboek isats hidrofobo bat eta buru hidrofilo bat dituzte, baina gainazal-aktibo berri honek bi talde hidrofiliko eta bi edo hiru talde hidrofobo ditu, eta horrek gainazal-aktibo multifuntzional bat sortzen du, azetileno glikolak bezala ezagutzen direnak, EnviroGem AD01 bezalako produktuak.
1.2 Dispersantea
Latex pinturaren dispertsatzaileak lau kategoriatan banatzen dira: fosfato dispertsatzaileak, poliazido homopolimero dispertsatzaileak, poliazido kopolimero dispertsatzaileak eta beste dispertsatzaile batzuk.
Fosfato-dispertsatzaile erabilienak polifosfatoak dira, hala nola sodio hexametafosfatoa, sodio polifosfatoa (Calgon N, BK Giulini Chemical Company-ren produktua Alemanian), potasio tripolifosfatoa (KTPP) eta tetrapotasio pirofosfatoa (TKPP). Bere ekintza-mekanismoa hidrogeno-loturen eta adsorzio kimikoaren bidezko aldarapen elektrostatikoa egonkortzea da. Bere abantaila da dosia baxua dela, % 0,1 ingurukoa, eta pigmentu eta betegarri ez-organikoetan efektu distiratsu ona duela. Baina gabeziak ere baditu: bata, pH balioa eta tenperatura igotzearekin batera, polifosfatoa erraz hidrolizatzen da, eta horrek epe luzeko biltegiratze-egonkortasuna txarra eragiten du; ingurunean disolbatze osatugabeak latex-pintura distiratsuaren distira eragingo du.
Fosfato ester dispertsatzaileak monoesterren, diesterren, hondar alkoholen eta azido fosforikoaren nahasteak dira.
Fosfato ester dispertsatzaileek pigmentu dispertsioak egonkortzen dituzte, zink oxidoa bezalako pigmentu erreaktiboak barne. Distira-pintura formulazioetan, distira eta garbigarritasuna hobetzen ditu. Beste hezetzeko eta dispertsatzeko gehigarriek ez bezala, fosfato ester dispertsatzaileen gehikuntzak ez du eragiten estalduraren KU eta ICI biskositatean.
Poliazido homopolimero dispertsatzailea, hala nola Tamol 1254 eta Tamol 850, Tamol 850 azido metakrilikoaren homopolimero bat da. Poliazido kopolimero dispertsatzailea, hala nola Orotan 731A, diisobutilenoaren eta azido maleikoaren kopolimero bat dena. Bi dispertsatzaile mota hauen ezaugarriak hauek dira: pigmentuen eta betegarrien gainazalean adsorzio edo ainguratze sendoa sortzen dute, kate molekular luzeagoak dituzte oztopo esterikoa eratzeko, eta kate muturretan uretan disolbagarritasuna dute, eta batzuk aldentze elektrostatikoz osatzen dira emaitza egonkorrak lortzeko. Dispertsadoreak dispertsagarritasun ona izan dezan, pisu molekularra zorrotz kontrolatu behar da. Pisu molekularra txikiegia bada, ez da oztopo esteriko nahikorik egongo; pisu molekularra handiegia bada, flokulazioa gertatuko da. Poliakrilato dispertsatzaileen kasuan, dispertsio efektu onena lor daiteke polimerizazio maila 12-18 bada.
Beste dispertsatzaile mota batzuek, hala nola AMP-95ek, 2-amino-2-metil-1-propanol izen kimikoa dute. Amino taldea partikula ez-organikoen gainazalean adsorbatzen da, eta hidroxilo taldea uretara hedatzen da, eta honek egonkortze-eginkizuna betetzen du oztopo esterikoaren bidez. Bere tamaina txikia dela eta, oztopo esterikoa mugatua da. AMP-95 batez ere pH erregulatzailea da.
Azken urteotan, dispertsatzaileen ikerketak gainditu egin du pisu molekular handiak eragindako flokulazioaren arazoa, eta pisu molekular handikoaren garapena da joeren artean bat. Adibidez, emultsio polimerizazioz ekoitzitako pisu molekular handiko EFKA-4580 dispertsatzailea bereziki garatu da uretan oinarritutako estaldura industrialerako, pigmentu organiko eta ez-organikoen dispertsiorako egokia da, eta urarekiko erresistentzia ona du.
Amino taldeek afinitate ona dute pigmentu askorekin azido-base edo hidrogeno loturen bidez. Aminoakrilikoa azido ainguratzaile gisa duen bloke kopolimero dispertsatzaileari arreta jarri zaio.
Dimetilaminoetil metakrilatoa ainguratze-talde gisa duen dispertsatzailea
Tego Dispers 655 bustitzeko eta sakabanatzeko gehigarria automobilgintzako ur-oinarritutako pinturetan erabiltzen da, ez bakarrik pigmentuak orientatzeko, baita aluminio hautsak urarekin erreakzionatzea saihesteko ere.
Ingurumen-kezkengatik, bustitzaile eta sakabanatzaile biodegradagarriak garatu dira, hala nola EnviroGem AE serieko bi zelulako bustitzaile eta sakabanatzaile, apar gutxiko bustitzaile eta sakabanatzaile direnak.
2 apar-kontrako:
Uretan oinarritutako pintura-apar-kontrako mota asko daude, eta hiru kategoriatan banatzen dira normalean: olio mineralen aurkakoak, polisiloxanozko aurkakoak eta beste apar-kontrako batzuk.
Apar-kontrako olio mineralak erabili ohi dira, batez ere latexezko pintura lauetan eta erdi-distiratsuenetan.
Polisiloxanozko apar-kontrakoek gainazaleko tentsio baxua, apar-kontrako eta apar-kontrako gaitasun handiak dituzte, eta ez dute distira eragiten, baina gaizki erabiltzen direnean, akatsak eragingo dituzte, hala nola estaldura-filmaren uzkurdura eta berriro estaltzeko gaitasun eskasa.
Apar-kentzeko helburua lortzeko, ohiko ur-oinarritutako pintura-aurkatzaileak ez dira bateragarriak ur-fasearekin, beraz, erraza da estaldura-filmean gainazaleko akatsak sortzea.
Azken urteotan, maila molekularreko apar-kontrako agenteak garatu dira.
Apar-kontrako agente hau substantzia aktiboak euskarri-substantzian zuzenean txertatuz eratutako polimero bat da. Polimeroaren kate molekularrak hidroxilo talde bustitzailea du, apar-kontrako substantzia aktiboa molekulan zehar banatzen da, substantzia aktiboa ez da erraz agregatzen, eta estaldura-sistemarekin bateragarritasuna ona da. Horrelako apar-kontrako agente molekularren artean daude olio mineralak — FoamStar A10 seriea, silizioa dutenak — FoamStar A30 seriea, eta siliziorik gabeko, oliorik gabeko polimeroak — FoamStar MF seriea.
Halaber, jakinarazi da molekula-mailako apar-kontrako agente honek super-txertatutako izar-polimeroak erabiltzen dituela gainazal-aktibo bateraezin gisa, eta emaitza onak lortu dituela uretan oinarritutako estaldura-aplikazioetan. Stout et al.-ek jakinarazitako Air Products molekula-mailako apar-kontrako agentea azetileno glikol-oinarritutako apar-kontroleko agente eta apar-kontrako agente bat da, propietate bustitzaileak dituena, hala nola Surfynol MD 20 eta Surfynol DF 37.
Horrez gain, zero KOL estaldurak ekoizteko beharrak asetzeko, KOL gabeko apar-kontrako produktuak ere badaude, hala nola Agitan 315, Agitan E 255, etab.
3 Loditzaile:
Loditzaile mota asko daude, gaur egun gehien erabiltzen direnak zelulosa eterra eta bere deribatuak, loditzaile alkalino-puzgarri asoziatiboak (HASE) eta poliuretanozko loditzaileak (HEUR) dira.
3.1. Zelulosa eterra eta haren deribatuak
Hidroxietil zelulosa (HEC) lehen aldiz Union Carbide Company-k ekoitzi zuen industrialki 1932an, eta 70 urte baino gehiagoko historia du. Gaur egun, zelulosa eterraren eta haren deribatuen loditzaileen artean daude batez ere hidroxietil zelulosa (HEC), metil hidroxietil zelulosa (MHEC), etil hidroxietil zelulosa (EHEC), metil hidroxipropil base zelulosa (MHPC), metil zelulosa (MC) eta xantano goma, etab.; hauek loditzaile ez-ionikoak dira, eta baita loditzaile ez-elkartuen artean ere. Horien artean, HEC da latex pinturan gehien erabiltzen dena.
Hidrofobikoki eraldatutako zelulosa (HMHEC) zelulosaren bizkarrezur hidrofilikoan kate luzeko alkilo talde hidrofobiko kopuru txiki bat sartzen du loditzaile asoziatibo bihurtzeko, hala nola Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Bere loditze-efektua zelulosa eter loditzaileen parekoa da, pisu molekular askoz handiagoarekin. ICIren biskositatea eta berdintzea hobetzen ditu, eta gainazaleko tentsioa murrizten du, adibidez, HECren gainazaleko tentsioa 67mN/m ingurukoa da, eta HMHECrena 55-65mN/m.
3.2 Alkali-puzgarria den loditzailea
Loditzaile alkalino-puzgarriak bi kategoriatan banatzen dira: loditzaile alkalino-puzgarri ez-asoziatiboak (ASE) eta loditzaile alkalino-puzgarri asoziatiboak (HASE), loditzaile anionikoak direnak. ASE ez-asoziatiboa poliakrilato alkalino-puzgarri emultsioa da. HASE asoziatiboa hidrofobikoki eraldatutako poliakrilato alkalino-puzgarri emultsioa da.
3.3. Poliuretanozko loditzailea eta hidrofobikoki eraldatutako poliuretanozko loditzailea ez dena
Poliuretano loditzailea, HEUR izenez ezagutzen dena, talde hidrofoboz aldatutako poliuretano etoxilatuzko uretan disolbagarri den polimero bat da, loditzaile asoziatibo ez-ionikoen taldekoa. HEUR hiru zatitan osatuta dago: talde hidrofoboa, kate hidrofiloa eta poliuretano taldea. Talde hidrofoboak asoziazio-rola du eta loditzeko faktore erabakigarria da, normalean oleiloa, oktadeziloa, dodezilfeniloa, nonilfenola, etab. Kate hidrofiloak egonkortasun kimikoa eta biskositate-egonkortasuna eman ditzake, eta polietereak erabiltzen dira normalean, hala nola polioxietilenoa eta bere deribatuak. HEURren kate molekularra poliuretano taldeekin luzatzen da, hala nola IPDI, TDI eta HMDI. Loditzaile asoziatiboen ezaugarri estrukturala da talde hidrofoboekin amaitzen direla. Hala ere, merkataritzan eskuragarri dauden HEUR batzuen bi muturretan talde hidrofoboen ordezkapen-maila 0,9 baino txikiagoa da, eta onena 1,7 baino ez da. Erreakzio-baldintzak zorrotz kontrolatu behar dira pisu molekular-banaketa estua eta errendimendu egonkorra duen poliuretano loditzaile bat lortzeko. HEUR gehienak polimerizazio mailakatuz sintetizatzen dira, beraz, merkataritzan eskuragarri dauden HEURak, oro har, pisu molekular handiko nahasteak dira.
Richey et al.-ek pireno loditzaile fluoreszentea (PAT, batez besteko pisu molekularra 30000, batez besteko pisu molekularra 60000) erabili zuten % 0,02ko (pisu) kontzentrazioan Acrysol RM-825 eta PAT-en mizelen agregazio maila 6 ingurukoa zela aurkitzeko. Loditzailearen eta latex partikulen gainazalaren arteko asoziazio energia 25 KJ/mol ingurukoa da; PAT loditzaile molekula bakoitzak latex partikulen gainazalean hartzen duen azalera 13 nm2 ingurukoa da, hau da, Triton X-405 bustitzaileak hartzen duen azalera 0,9 nm2-ren azaleraren 14 aldiz handiagoa. RM-2020NPR, DSX 1550, etab. bezalako poliuretano loditzaile asoziatiboak.
Ingurumena errespetatzen duten poliuretanozko loditzaile asoziatiboen garapenak arreta handia jaso du. Adibidez, BYK-425 urea aldatutako poliuretanozko loditzaile bat da, KOL eta APEO gabekoa. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 eta 3060 KOL eta APEO gabeko poliuretanozko loditzaile asoziatiboa da.
Goian deskribatutako poliuretanozko loditzaile asoziatibo lineal horiez gain, orrazien itxurako poliuretanozko loditzaile asoziatiboak ere badaude. Orrazien asoziazio-poliuretanozko loditzaileak esan nahi du loditzaile molekula bakoitzaren erdian talde hidrofobo zintzilikari bat dagoela. SCT-200 eta SCT-275 bezalako loditzaileak, besteak beste.
Hidrofobikoki eraldatutako aminoplasto loditzaileak (hidrofobikoki eraldatutako etoxilatutako aminoplasto loditzaileak—HEAT) amino erretxina berezia lau talde hidrofobiko estali bihurtzen ditu, baina lau erreakzio gune horien erreaktibotasuna desberdina da. Talde hidrofobikoen gehikuntza normalean, bi talde hidrofobiko blokeatu baino ez daude, beraz, amino loditzaile sintetiko hidrofobiko eraldatua ez da oso desberdina HEUR-etik, hala nola Optiflo H 500. Talde hidrofobiko gehiago gehitzen badira, % 8ra arte adibidez, erreakzio baldintzak egokitu daitezke talde hidrofobiko blokeatu anitz dituzten amino loditzaileak ekoizteko. Noski, hau ere orrazi loditzaile bat da. Hidrofobikoki eraldatutako amino loditzaile honek pinturaren biskositatea jaistea eragotzi dezake gainazal-aktibo eta glikol disolbatzaile kopuru handia gehitzeagatik koloreen parekatzea gehitzean. Arrazoia da talde hidrofobiko sendoek desortzioa eragotzi dezaketela, eta talde hidrofobiko anitzek lotura sendoa dutela. Optiflo TVS bezalako loditzaileak.
Hidrofobikoki eraldatutako polieter loditzailea (HMPE) Hidrofobikoki eraldatutako polieter loditzailearen errendimendua HEURren antzekoa da, eta produktuen artean daude Herculesen Aquaflow NLS200, NLS210 eta NHS300.
Bere loditze-mekanismoa hidrogeno-loturen eta mutur-taldeen elkarketaren efektua da. Ohiko loditzaileekin alderatuta, finkatzearen eta hondoratzearen aurkako propietate hobeak ditu. Muturreko taldeen polaritate desberdinen arabera, poliurea loditzaile aldatuak hiru motatan bana daitezke: polaritate baxuko poliurea loditzaileak, polaritate ertaineko poliurea loditzaileak eta polaritate handiko poliurea loditzaileak. Lehenengo biak disolbatzaileetan oinarritutako estaldurak loditzeko erabiltzen dira, eta polaritate handiko poliurea loditzaileak, berriz, polaritate handiko disolbatzaileetan oinarritutako estaldurak eta uretan oinarritutako estaldurak egiteko erabil daitezke. Polaritate baxuko, polaritate ertaineko eta polaritate handiko poliurea loditzaile komertzialak BYK-411, BYK-410 eta BYK-420 dira, hurrenez hurren.
Poliamidazko argizari-lohi eraldatua PEG bezalako talde hidrofiloak amida-argizariaren kate molekularrean sartuz sintetizatzen den gehigarri erreologikoa da. Gaur egun, marka batzuk inportatuak dira eta batez ere sistemaren tixotropia doitzeko eta anti-tixotropia hobetzeko erabiltzen dira. Anti-sag errendimendua.
Argitaratze data: 2022ko azaroaren 22a