Су негізіндегі жабындарға арналған қоспалардың құпиялары

Қысқаша мазмұны:

1. Ылғалдандыратын және диспергирлейтін агент

2. Көбіктен тазартқыш

3. Қоюлатқыш

4. Пленка түзетін қоспалар

5. Коррозияға қарсы, көгеруге қарсы және балдырларға қарсы агент

6. Басқа қоспалар

1 Ылғалдандыратын және шашырататын агент:

Су негізіндегі жабындар еріткіш немесе дисперсиялық орта ретінде суды пайдаланады, ал судың диэлектрлік тұрақтысы үлкен, сондықтан су негізіндегі жабындар негізінен электрлік қос қабат қабаттасқан кезде электростатикалық итеру арқылы тұрақтандырылады. Сонымен қатар, су негізіндегі жабын жүйесінде пигмент толтырғышының бетінде адсорбцияланатын, стерикалық кедергі түзетін және дисперсияны тұрақтандыратын полимерлер мен иондық емес беттік белсенді заттар жиі кездеседі. Сондықтан, су негізіндегі бояулар мен эмульсиялар электростатикалық итеру мен стерикалық кедергінің бірлескен әрекеті арқылы тұрақты нәтижелерге қол жеткізеді. Оның кемшілігі - электролиттерге төзімділіктің нашарлығы, әсіресе қымбат электролиттер үшін.

1.1 Ылғалдандырғыш агент

Су негізіндегі жабындарға арналған ылғалдандырғыштар аниондық және иондық емес болып бөлінеді.

Ылғалдандырғыш пен дисперсті агенттің үйлесімі тамаша нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді. Ылғалдандырғыштың мөлшері әдетте мыңға бірнешеу. Оның теріс әсері көбіктеніп, жабын қабықшасының суға төзімділігін төмендетеді.

Ылғалдандырғыштардың даму үрдістерінің бірі - полиоксиэтилен алкил (бензол) фенол эфирін (APEO немесе APE) ылғалдандырғыштарды біртіндеп ауыстыру, себебі бұл егеуқұйрықтарда аталық гормондардың азаюына әкеледі және эндокриндік жүйеге кедергі келтіреді. Полиоксиэтилен алкил (бензол) фенол эфирлері эмульгатор ретінде эмульгатор ретінде кеңінен қолданылады.

Егіз беттік белсенді заттар да жаңа әзірлемелер болып табылады. Бұл спейсермен байланысқан екі амфифилді молекула. ​​Егіз жасушалы беттік белсенді заттардың ең көрнекті ерекшелігі - мицелланың критикалық концентрациясы (КМК) олардың «бір жасушалы» беттік белсенді заттарына қарағанда бірнеше есе төмен, содан кейін жоғары тиімділік байқалады. Мысалы, TEGO Twin 4000 сияқты, ол егіз жасушалы силоксан беттік белсенді зат болып табылады және тұрақсыз көбіктену және көбіктену қасиеттеріне ие.

Air Products компаниясы Gemini беттік белсенді заттарын жасап шығарды. Дәстүрлі беттік белсенді заттардың гидрофобты құйрығы және гидрофильді басы бар, бірақ бұл жаңа беттік белсенді заттың екі гидрофильді тобы және екі немесе үш гидрофобты тобы бар, бұл ацетиленгликоль деп аталатын көпфункционалды беттік белсенді зат, мысалы, EnviroGem AD01 өнімдері.

1.2 Диспергант

Латекс бояуларына арналған диспергаторлар төрт санатқа бөлінеді: фосфат диспергаторлары, полиқышқылды гомополимер диспергаторлары, полиқышқылды сополимер диспергаторлары және басқа диспергаторлар.

Ең көп қолданылатын фосфат диспергенттері - натрий гексаметафосфаты, натрий полифосфаты (Calgon N, Германиядағы BK Giulini химиялық компаниясының өнімі), калий триполифосфаты (KTPP) және тетракалий пирофосфаты (TKPP) сияқты полифосфаттар. Оның әсер ету механизмі сутектік байланыс және химиялық адсорбция арқылы электростатикалық итеруді тұрақтандыру болып табылады. Оның артықшылығы - дозасы төмен, шамамен 0,1% және бейорганикалық пигменттер мен толтырғыштарға жақсы дисперсиялық әсер етеді. Бірақ сонымен қатар кемшіліктері де бар: рН мәні мен температураның жоғарылауымен қатар, полифосфат оңай гидролизденеді, ұзақ мерзімді сақтау тұрақтылығына кері әсер етеді; ортада толық ерімеу жылтыр латекс бояуының жылтырлығына әсер етеді.

Фосфат эфирінің диспергенттері - моноэфирлердің, диэфирлердің, қалдық спирттердің және фосфор қышқылының қоспалары.

Фосфат эфирінің дисперганттары мырыш оксиді сияқты реактивті пигменттерді қоса алғанда, пигмент дисперсияларын тұрақтандырады. Жылтыр бояу құрамдарында ол жылтырлығы мен тазалануын жақсартады. Басқа ылғалдандыратын және дисперсті қоспалардан айырмашылығы, фосфат эфирінің дисперганттарын қосу жабынның KU және ICI тұтқырлығына әсер етпейді.

Тамол 1254 және Тамол 850 сияқты полиқышқылды гомополимер диспергаторы, Тамол 850 метакрил қышқылының гомополимері болып табылады. Диизобутилен мен малеин қышқылының сополимері болып табылатын Оротан 731A сияқты полиқышқылды сополимер диспергаторы. Бұл екі түрдегі диспергаторлардың сипаттамалары - олар пигменттер мен толтырғыштардың бетінде күшті адсорбция немесе бекіту тудырады, стерикалық кедергіні қалыптастыру үшін ұзын молекулалық тізбектерге ие және тізбек ұштарында суда ерігіштікке ие, ал кейбіреулері тұрақты нәтижелерге қол жеткізу үшін электростатикалық итерумен толықтырылады. Диспергатордың жақсы дисперсиялануы үшін молекулалық салмақты қатаң бақылау қажет. Егер молекулалық салмақ тым аз болса, стерикалық кедергі жеткіліксіз болады; егер молекулалық салмақ тым үлкен болса, флокуляция пайда болады. Полиакрилат диспергаторлары үшін полимерлену дәрежесі 12-18 болса, ең жақсы дисперсиялық әсерге қол жеткізуге болады.

AMP-95 сияқты басқа диспергенттердің химиялық атауы 2-амино-2-метил-1-пропанол. Амин тобы бейорганикалық бөлшектердің бетінде адсорбцияланады, ал гидроксил тобы стерикалық кедергі арқылы тұрақтандырушы рөл атқаратын суға дейін созылады. Кішкентай мөлшеріне байланысты стерикалық кедергі шектеулі. AMP-95 негізінен рН реттегіші болып табылады.

Соңғы жылдары диспергенттерді зерттеу жоғары молекулалық салмақтан туындаған флокуляция мәселесін шешті, ал жоғары молекулалық салмақтың дамуы үрдістердің бірі болып табылады. Мысалы, эмульсиялық полимерлеу арқылы алынған жоғары молекулалық салмақты диспергент EFKA-4580 су негізіндегі өнеркәсіптік жабындар үшін арнайы жасалған, органикалық және бейорганикалық пигменттердің дисперсиясына жарамды және суға жақсы төзімділікке ие.

Амин топтары қышқыл-негіздік немесе сутектік байланыс арқылы көптеген пигменттерге жақсы аффинділікке ие. Бекіткіш топ ретінде аминоакрил қышқылы бар блок-сополимер диспергаторына назар аударылды.

Диметиламиноэтилметакрилат бекіткіш тобы ретінде қосылған диспергатор

Tego Dispers 655 ылғалдандыру және дисперсиялау қоспасы суда ерітілетін автомобиль бояуларында пигменттерді бағыттау үшін ғана емес, сонымен қатар алюминий ұнтағының сумен әрекеттесуіне жол бермеу үшін де қолданылады.

Қоршаған ортаға қатысты мәселелерге байланысты, көбіктенуі аз ылғалдандыратын және дисперсті агенттер болып табылатын EnviroGem AE сериялы қос жасушалы ылғалдандыратын және дисперсті агенттер сияқты биологиялық ыдырайтын ылғалдандыратын және дисперсті агенттер жасалды.

2 көбікті кетіргіш:

Дәстүрлі су негізіндегі бояумен көбіктенетін құралдардың көптеген түрлері бар, олар әдетте үш санатқа бөлінеді: минералды маймен көбіктенетін құралдар, полисилоксанмен көбіктенетін құралдар және басқа да көбіктенетін құралдар.

Минералды май көбіксіздендіргіштері көбінесе жалпақ және жартылай жылтыр латекс бояуларында қолданылады.

Полисилоксанды көбіктенбейтіндер беттік керілуі төмен, көбіктенбейтін және көбіктенбейтін қасиеттері жоғары және жылтырлығына әсер етпейді, бірақ дұрыс пайдаланбаған кезде олар жабын қабықшасының кішіреюі және қайта жабынудың нашарлауы сияқты ақауларға әкеледі.

Дәстүрлі су негізіндегі бояу көбіксіздендіру құралдары көбіксіздендіру мақсатына жету үшін су фазасымен үйлеспейді, сондықтан жабын пленкасында беткі ақаулардың пайда болуы оңай.

Соңғы жылдары молекулалық деңгейдегі көбіксіздендірілген заттар жасалды.

Бұл көбіктенуге қарсы агент - тасымалдаушы затқа көбіктенуге қарсы белсенді заттарды тікелей егу арқылы түзілген полимер. Полимердің молекулалық тізбегінде суланатын гидроксил тобы бар, көбіктенуге қарсы белсенді зат молекуланың айналасында таралған, белсенді затты агрегациялау оңай емес және жабын жүйесімен үйлесімділігі жақсы. Мұндай молекулалық деңгейдегі көбіктенуге қарсы агенттерге минералды майлар — FoamStar A10 сериясы, кремний құрамдас — FoamStar A30 сериясы және кремний емес, майсыз полимерлер — FoamStar MF сериясы жатады.

Сондай-ақ, бұл молекулалық деңгейдегі көбікті кетіргіштің үйлесімсіз беттік белсенді заттар ретінде аса егілген жұлдызша полимерлерін пайдаланатыны және су негізіндегі жабындарды қолдануда жақсы нәтижелерге қол жеткізгені туралы хабарланған. Stout және т.б. хабарлаған Air Products молекулалық деңгейдегі көбікті кетіргіші - Surfynol MD 20 және Surfynol DF 37 сияқты ылғалдандыру қасиеттері бар ацетиленгликоль негізіндегі көбікті бақылау агенті және көбікті кетіргіш.

Сонымен қатар, нөлдік ұшқыш органикалық қосылыстар (VOC) жабындарын өндіру қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін Agitan 315, Agitan E 255 сияқты ұшқыш органикалық қосылыстарсыз көбіксіз дезодоранттар да бар.

3 Қоюлатқыштар:

Қоюлатқыштардың көптеген түрлері бар, қазіргі уақытта кеңінен қолданылатындар: целлюлоза эфирі және оның туындылары, ассоциативті сілтілік-ісінетін қоюлатқыштар (HASE) және полиуретанды қоюлатқыштар (HEUR).

3.1. Целлюлоза эфирі және оның туындылары

Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) алғаш рет 1932 жылы Union Carbide Company компаниясымен өнеркәсіптік түрде өндірілді және оның тарихы 70 жылдан астам. Қазіргі уақытта целлюлоза эфирінің және оның туындыларының қоюландырғыштарына негізінен гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ), метилгидроксиэтилцеллюлоза (MHEC), этилгидроксиэтилцеллюлоза (EHEC), метилгидроксипропил негіздік целлюлоза (MHPC), метилцеллюлоза (MC) және ксантан шайыры және т.б. жатады, бұлар иондық емес қоюландырғыштар, сондай-ақ байланысты емес су фазалық қоюландырғыштарға жатады. Олардың ішінде ГЭЦ латекс бояуларында ең көп қолданылады.

Гидрофобты түрде модификацияланған целлюлоза (HMHEC) целлюлозаның гидрофильді негізіне аз мөлшерде ұзын тізбекті гидрофобты алкил топтарын енгізіп, Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100 сияқты ассоциативті қоюландырғышқа айналады. Оның қоюландыру әсері әлдеқайда үлкен молекулалық салмағы бар целлюлоза эфирінің қоюландырғыштарымен салыстыруға болады. Ол ICI тұтқырлығын және тегістелуін жақсартады және беттік керілуді төмендетеді, мысалы, HEC беттік керілуі шамамен 67 мН/м, ал HMHEC беттік керілуі 55-65 мН/м.

3.2 Сілтілік ісінетін қоюландырғыш

Сілтілік-ісінетін қоюлатқыштар екі санатқа бөлінеді: ассоциативті емес сілтілік-ісінетін қоюлатқыштар (АСЭ) және ассоциативті сілтілік-ісінетін қоюлатқыштар (ХАСЭ). Байланысты емес АСЕ - полиакрилат сілтілік ісіну эмульсиясы. Ассоциативті ХАСЭ - гидрофобты түрде өзгертілген полиакрилат сілтілік ісіну эмульсиясы.

3.3. Полиуретанды қоюландырғыш және гидрофобты түрде модификацияланған полиуретанды емес қоюландырғыш

Полиуретанды қоюландырғыш, HEUR деп аталады, гидрофобты топпен модификацияланған этоксилденген полиуретанды суда еритін полимер, ол иондық емес ассоциативті қоюландырғышқа жатады. HEUR үш бөліктен тұрады: гидрофобты топ, гидрофильді тізбек және полиуретан тобы. Гидрофобты топ ассоциативті рөл атқарады және қоюландыру үшін шешуші фактор болып табылады, әдетте олеил, октадецил, додецилфенил, нонилфенол және т.б. Гидрофильді тізбек химиялық тұрақтылық пен тұтқырлық тұрақтылығын қамтамасыз ете алады, көбінесе полиоксиэтилен және оның туындылары сияқты полиэфирлер қолданылады. HEUR молекулалық тізбегі IPDI, TDI және HMDI сияқты полиуретан топтарымен ұзартылады. Ассоциативті қоюландырғыштардың құрылымдық ерекшелігі - олардың гидрофобты топтармен аяқталуы. Дегенмен, кейбір коммерциялық қолжетімді HEUR-лардың екі ұшындағы гидрофобты топтардың алмастыру дәрежесі 0,9-дан төмен, ал ең жақсысы тек 1,7. Тар молекулалық салмақ үлестірімі және тұрақты өнімділігі бар полиуретанды қоюландырғыш алу үшін реакция жағдайларын қатаң бақылау керек. Көптеген HEUR сатылы полимерлеу арқылы синтезделеді, сондықтан коммерциялық қолжетімді HEUR әдетте кең молекулалық салмақтағы қоспалар болып табылады.

Ричи және т.б. флуоресцентті индикаторлы пиренді ассоциациялық қоюландырғышты (PAT, орташа молекулалық салмағы 30000, орташа молекулалық салмағы 60000) пайдаланып, 0,02% (салмақ) концентрациясында Acrysol RM-825 пен PAT мицелласының агрегация дәрежесі шамамен 6 екенін анықтады. Қоюландырғыш пен латекс бөлшектерінің беті арасындағы ассоциация энергиясы шамамен 25 кДж/моль құрайды; латекс бөлшектерінің бетіндегі әрбір PAT қоюландырғыш молекуласының ауданы шамамен 13 нм2 құрайды, бұл Triton X-405 ылғалдандырғышының ауданынан 0,9 нм2-ге қарағанда 14 есе көп. RM-2020NPR, DSX 1550 және т.б. сияқты ассоциациялық полиуретанды қоюландырғыш.

Экологиялық таза ассоциативті полиуретанды қоюлатқыштарды әзірлеу кеңінен назар аударды. Мысалы, BYK-425 - құрамында ұшқыш органикалық қосылыстар (VOC) және APEO (APEO) жоқ, мочевинамен модификацияланған полиуретанды қоюлатқыш. Реолат 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 және 3060 - бұл ұшқыш органикалық қосылыстар (VOC) және APEO (APEO) жоқ ассоциативті полиуретанды қоюлатқыш.

Жоғарыда сипатталған сызықтық ассоциативті полиуретанды қоюлатқыштардан басқа, тарақ тәрізді ассоциативті полиуретанды қоюлатқыштар да бар. Тарақ тәрізді ассоциативті полиуретанды қоюлатқыш деп аталатын зат әрбір қоюлатқыш молекуласының ортасында аспалы гидрофобты топ бар екенін білдіреді. SCT-200 және SCT-275 сияқты қоюлатқыштар және т.б.

Гидрофобты түрде модификацияланған этоксилденген аминопласт қоюлатқышы (гидрофобты түрде модификацияланған этоксилденген аминопласт қоюлатқышы—HEAT) арнайы амин шайырын төрт жабық гидрофобты топқа айналдырады, бірақ бұл төрт реакция орнының реактивтілігі әртүрлі. Гидрофобты топтарды қалыпты қосу кезінде тек екі бөгелген гидрофобты топ болады, сондықтан синтетикалық гидрофобты модификацияланған амин қоюлатқышы Optiflo H 500 сияқты HEUR-дан айтарлықтай ерекшеленбейді. Егер көбірек гидрофобты топтар қосылса, мысалы, 8%-ға дейін, реакция жағдайларын бірнеше бөгелген гидрофобты топтары бар амин қоюлатқыштарын алу үшін реттеуге болады. Әрине, бұл да тарақ қоюлатқышы. Бұл гидрофобты модификацияланған амин қоюлатқышы түс сәйкестігін қосқанда көп мөлшерде беттік белсенді заттар мен гликоль еріткіштерін қосу салдарынан бояу тұтқырлығының төмендеуіне жол бермейді. Себебі, күшті гидрофобты топтар десорбцияның алдын алады, ал бірнеше гидрофобты топтардың күшті байланысы бар. Мысалы, Optiflo TVS қоюлатқыштары.

Гидрофобты модификацияланған полиэфирлі қоюландырғыш (HMPE) Гидрофобты түрде модификацияланған полиэфирлі қоюландырғыштың өнімділігі HEUR-ға ұқсас, ал өнімдеріне Hercules компаниясының Aquaflow NLS200, NLS210 және NHS300 кіреді.

Оның қоюлану механизмі сутектік байланыстың және соңғы топтардың ассоциациясының әсері болып табылады. Кәдімгі қоюлатқыштармен салыстырғанда, оның шөгуге қарсы және майысуға қарсы қасиеттері жақсырақ. Соңғы топтардың әртүрлі полярлықтарына сәйкес, модификацияланған полимочевина қоюлатқыштарын үш түрге бөлуге болады: төмен полярлы полимочевина қоюлатқыштары, орташа полярлы полимочевина қоюлатқыштары және жоғары полярлы полимочевина қоюлатқыштары. Алғашқы екеуі еріткіш негізіндегі жабындарды қоюландыру үшін қолданылады, ал жоғары полярлы полимочевина қоюлатқыштарын жоғары полярлы еріткіш негізіндегі жабындар үшін де, су негізіндегі жабындар үшін де пайдалануға болады. Төмен полярлылық, орташа полярлылық және жоғары полярлы полимочевина қоюлатқыштарының коммерциялық өнімдері сәйкесінше BYK-411, BYK-410 және BYK-420 болып табылады.

Модификацияланған полиамидті балауыз суспензиясы - амид балауызының молекулалық тізбегіне PEG сияқты гидрофильді топтарды енгізу арқылы синтезделген реологиялық қоспа. Қазіргі уақытта кейбір брендтер импортталады және негізінен жүйенің тиксотропиясын реттеу және антитиксотропияны жақсарту үшін қолданылады. Анти-саусау өнімділігі.