Santrauka:
1. Drėkiklis ir dispergatorius
2. Putplasčio slopintojas
3. Tirštiklis
4. Plėvelę formuojantys priedai
5. Apsauga nuo korozijos, pelėsio ir dumblių
6. Kiti priedai
1 Drėkiklis ir dispergatorius:
Vandens pagrindo dangose vanduo naudojamas kaip tirpiklis arba dispersinė terpė, o vanduo turi didelę dielektrinę konstantą, todėl vandens pagrindo dangas daugiausia stabilizuoja elektrostatinė stūma, kai elektrinis dvigubas sluoksnis persidengia. Be to, vandens pagrindo dangų sistemoje dažnai yra polimerų ir nejoninių paviršinio aktyvumo medžiagų, kurios adsorbuojasi ant pigmento užpildo paviršiaus, sudarydamos sterinę kliūtį ir stabilizuodamos dispersiją. Todėl vandens pagrindo dažai ir emulsijos pasiekia stabilius rezultatus dėl bendro elektrostatinės stūmos ir sterinės kliūties poveikio. Jų trūkumas yra prastas atsparumas elektrolitams, ypač brangių elektrolitų atveju.
1.1 Drėkiklis
Vandeninių dangų drėkikliai skirstomi į anijoninius ir nejoninius.
Idealių rezultatų galima pasiekti naudojant drėkiklio ir dispergatoriaus derinį. Drėkiklio kiekis paprastai yra keli tūkstančiai. Neigiamas jo poveikis yra putojimas ir dangos plėvelės atsparumo vandeniui sumažėjimas.
Viena iš drėkiklių kūrimo tendencijų yra palaipsniui pakeisti polioksietileno alkil (benzeno) fenolio eterius (APEO arba APE), nes jie sumažina vyriškų hormonų kiekį žiurkėse ir sutrikdo endokrininę sistemą. Polioksietileno alkil (benzeno) fenolio eteriai plačiai naudojami kaip emulsikliai emulsinės polimerizacijos metu.
Dvigubos paviršinio aktyvumo medžiagos taip pat yra naujovė. Tai dvi amfifilinės molekulės, sujungtos tarpikliu. Ryškiausias dviląsčių paviršinio aktyvumo medžiagų bruožas yra tas, kad kritinė micelių koncentracija (CMC) yra daugiau nei eilės mažesnė nei jų „vienaląsčių“ paviršinio aktyvumo medžiagų, be to, jos yra labai efektyvios. Kaip ir TEGO Twin 4000, tai dviląsčių siloksano paviršinio aktyvumo medžiagos, pasižyminčios nestabiliomis putojimo ir putojimo slopinimo savybėmis.
„Air Products“ sukūrė „Gemini“ paviršinio aktyvumo medžiagas. Tradicinės paviršinio aktyvumo medžiagos turi hidrofobinę uodegą ir hidrofilinę galvutę, tačiau ši nauja paviršinio aktyvumo medžiaga turi dvi hidrofilines grupes ir dvi ar tris hidrofobines grupes, todėl yra daugiafunkcinė paviršinio aktyvumo medžiaga, žinoma kaip acetilenglikoliai, tokie kaip „EnviroGem AD01“.
1.2 Dispergentas
Latekso dažų dispergentai skirstomi į keturias kategorijas: fosfatinius dispergentus, polirūgščių homopolimerų dispergentus, polirūgščių kopolimerų dispergentus ir kitus dispergentus.
Plačiausiai naudojami fosfatų dispergentai yra polifosfatai, tokie kaip natrio heksametafosfatas, natrio polifosfatas („Calgon N“, „BK Giulini Chemical Company“ produktas Vokietijoje), kalio tripolifosfatas (KTPP) ir tetrakalio pirofosfatas (TKPP). Jų veikimo mechanizmas yra stabilizuoti elektrostatinę stūmą vandenilinių jungčių ir cheminės adsorbcijos būdu. Jų privalumas yra tas, kad dozė yra maža, apie 0,1 %, ir jie gerai disperguoja neorganinius pigmentus ir užpildus. Tačiau yra ir trūkumų: pirma, kartu su pH ir temperatūros padidėjimu polifosfatas lengvai hidrolizuojamas, dėl to pablogėja ilgalaikis laikymo stabilumas; nevisiškas ištirpimas terpėje paveiks blizgių latekso dažų blizgesį.
Fosfatų esterių dispergentai yra monoesterių, diesterių, liekamųjų alkoholių ir fosforo rūgšties mišiniai.
Fosfatų esterių dispergentai stabilizuoja pigmentų dispersijas, įskaitant reaktyvius pigmentus, tokius kaip cinko oksidas. Blizgių dažų formulėse jie pagerina blizgesį ir valomumą. Skirtingai nuo kitų drėkinamųjų ir disperguojančių priedų, fosfatų esterių dispergentų pridėjimas neturi įtakos dangos KU ir ICI klampumui.
Polirūgšties homopolimero dispergentas, pvz., „Tamol 1254“ ir „Tamol 850“, „Tamol 850“ yra metakrilo rūgšties homopolimeras. Polirūgšties kopolimero dispergentas, pvz., „Orotan 731A“, yra diizobutileno ir maleino rūgšties kopolimeras. Šių dviejų tipų dispergentų savybės yra tai, kad jie stipriai adsorbuoja arba įtvirtina pigmentų ir užpildų paviršių, turi ilgesnes molekulines grandines, kad susidarytų sterinis barjeras, ir tirpsta vandenyje grandinės galuose, o kai kurie papildo elektrostatine stūma, kad būtų pasiekti stabilūs rezultatai. Kad dispergentas gerai disperguotųsi, molekulinė masė turi būti griežtai kontroliuojama. Jei molekulinė masė per maža, sterinis barjeras bus nepakankamas; jei molekulinė masė per didelė, įvyks flokuliacija. Poliakrilato dispergentų atveju geriausias dispersijos efektas gali būti pasiektas, kai polimerizacijos laipsnis yra 12–18.
Kitų tipų dispergentai, tokie kaip AMP-95, turi cheminį pavadinimą 2-amino-2-metil-1-propanolis. Amino grupė yra adsorbuota neorganinių dalelių paviršiuje, o hidroksilo grupė tęsiasi iki vandens, kuris atlieka stabilizuojantį vaidmenį per sterinį trukdymą. Dėl mažo dydžio sterinis trukdis yra ribotas. AMP-95 daugiausia yra pH reguliatorius.
Pastaraisiais metais dispergentų tyrimai įveikė didelės molekulinės masės sukeltą flokuliacijos problemą, o didelės molekulinės masės kūrimas yra viena iš tendencijų. Pavyzdžiui, emulsinės polimerizacijos būdu pagamintas didelės molekulinės masės dispergentas EFKA-4580 yra specialiai sukurtas vandens pagrindu pagamintoms pramoninėms dangoms, tinka organinių ir neorganinių pigmentų dispersijai ir pasižymi geru atsparumu vandeniui.
Amino grupės turi gerą afinitetą daugeliui pigmentų per rūgščių-šarmų arba vandenilinius ryšius. Atkreiptas dėmesys į blokinį kopolimerą, disperguojantį su aminoakrilo rūgštimi kaip tvirtinimo grupe.
Dispergentas su dimetilaminoetilmetakrilatu kaip tvirtinimo grupe
„Tego Dispers 655“ drėkinamasis ir disperguojantis priedas naudojamas vandeniniuose automobilių dažuose ne tik pigmentams orientuoti, bet ir aliuminio milteliams reaguoti su vandeniu neleisti.
Dėl aplinkosaugos problemų buvo sukurti biologiškai skaidūs drėkinamieji ir disperguojantys agentai, tokie kaip „EnviroGem AE“ serijos dviejų ląstelių drėkinamieji ir disperguojantys agentai, kurie yra mažai putojantys drėkinamieji ir disperguojantys agentai.
2 putų slopinimo priemonės:
Yra daug tradicinių vandens pagrindo dažų putplasčio slopintuvų rūšių, kurios paprastai skirstomos į tris kategorijas: mineralinės alyvos putplasčio slopintuvus, polisiloksano putplasčio slopintuvus ir kitus putplasčio slopintuvus.
Mineralinės alyvos putojimo slopintuvai dažniausiai naudojami, daugiausia matiniuose ir pusiau blizgiuose latekso dažuose.
Polisiloksano putplasčio slopintojai pasižymi mažu paviršiaus įtempimu, stipriomis putplasčio slopinimo ir putojimo slopinimo savybėmis ir neturi įtakos blizgesiui, tačiau netinkamai naudojami jie sukels defektų, tokių kaip dangos plėvelės susitraukimas ir prastas pakartotinis padengimas.
Tradiciniai vandens pagrindo dažų putplasčio slopintojai nesuderinami su vandens faze, kad būtų pasiektas putplasčio šalinimo tikslas, todėl dangos plėvelėje lengva atsirasti paviršiaus defektų.
Pastaraisiais metais buvo sukurti molekulinio lygio putų slopintojai.
Šis putojimo slopinimo agentas yra polimeras, susidarantis tiesiogiai įterpiant putojimo slopinimo veikliąsias medžiagas į nešiklio medžiagą. Polimero molekulinė grandinė turi drėkinamąją hidroksilo grupę, putojimo slopinimo veiklioji medžiaga yra paskirstyta aplink molekulę, veiklioji medžiaga nėra lengvai agreguojama, o suderinamumas su dangų sistema yra geras. Tokiems molekulinio lygio putojimo slopinimo agentams priskiriamos mineralinės alyvos – „FoamStar A10“ serija, silicio turintys – „FoamStar A30“ serija ir polimerai be silicio, be aliejaus – „FoamStar MF“ serija.
Taip pat pranešama, kad šis molekulinio lygio putojimo slopintojas kaip nesuderinamas paviršinio aktyvumo medžiagas naudoja superskiepytus žvaigždės formos polimerus ir pasiekė gerų rezultatų vandens pagrindo dangose. Stout ir kt. aprašytas „Air Products“ molekulinio lygio putojimo slopintojas yra acetilenglikolio pagrindu pagaminta putų kontrolės ir putojimo slopinimo medžiaga, turinti abi drėkinamąsias savybes, pvz., „Surfynol MD 20“ ir „Surfynol DF 37“.
Be to, siekiant patenkinti LOJ neturinčių dangų gamybos poreikius, taip pat yra putplasčio slopintuvų be LOJ, tokių kaip „Agitan 315“, „Agitan E 255“ ir kt.
3 tirštikliai:
Yra daug tirštiklių rūšių, šiuo metu dažniausiai naudojami celiuliozės eterio ir jo darinių tirštikliai, asociatyvūs šarmu brinkstantys tirštikliai (HASE) ir poliuretano tirštikliai (HEUR).
3.1. Celiuliozės eteris ir jo dariniai
Hidroksietilceliuliozė (HEC) pirmą kartą pramoniniu būdu buvo pagaminta „Union Carbide Company“ 1932 m., o jos istorija siekia daugiau nei 70 metų. Šiuo metu celiuliozės eterio ir jo darinių tirštikliai daugiausia yra hidroksietilceliuliozė (HEC), metilhidroksietilceliuliozė (MHEC), etilhidroksietilceliuliozė (EHEC), metilhidroksipropilceliuliozė (MHPC), metilceliuliozė (MC) ir ksantano derva ir kt. Tai nejoniniai tirštikliai, taip pat priskiriami neasocijuotiems vandens fazės tirštikliams. Iš jų HEC dažniausiai naudojamas latekso dažuose.
Hidrofobiškai modifikuota celiuliozė (HMHEC) į hidrofilinį celiuliozės pagrindą įterpia nedidelį kiekį ilgos grandinės hidrofobinių alkilų grupių ir tampa asociatyviu tirštikliu, tokiu kaip „Natrosol Plus Grade 330“, „331“, „Cellosize SG-100“, „Bermocoll EHM-100“. Jos tirštinimo poveikis yra panašus į daug didesnės molekulinės masės celiuliozės eterio tirštiklių. Ji pagerina ICI klampumą ir išlyginamumą bei sumažina paviršiaus įtempimą, pavyzdžiui, HEC paviršiaus įtempimas yra apie 67 mN/m, o HMHEC paviršiaus įtempimas yra 55–65 mN/m.
3.2 Šarmuose brinkstantis tirštiklis
Šarmuose brinkstantys tirštikliai skirstomi į dvi kategorijas: neasociacinius šarmuose brinkstančius tirštiklius (ASE) ir asociacinius šarmuose brinkstančius tirštiklius (HASE), kurie yra anijoniniai tirštikliai. Neasociacinis ASE yra poliakrilato šarmų brinkimo emulsija. Asociacinis HASE yra hidrofobiškai modifikuota poliakrilato šarmų brinkimo emulsija.
3.3. Poliuretano tirštiklis ir hidrofobiškai modifikuotas ne poliuretano tirštiklis
Poliuretano tirštiklis, vadinamas HEUR, yra hidrofobine grupe modifikuotas etoksilintas poliuretano vandenyje tirpus polimeras, priklausantis nejoniniams asociatyviems tirštikliams. HEUR sudaro trys dalys: hidrofobinė grupė, hidrofilinė grandinė ir poliuretano grupė. Hidrofobinė grupė atlieka asociacinį vaidmenį ir yra lemiamas tirštiklio veiksnys, paprastai oleilas, oktadecilas, dodecilfenilas, nonilfenolis ir kt. Hidrofilinė grandinė gali užtikrinti cheminį stabilumą ir klampumo stabilumą, dažniausiai naudojami polieteriai, tokie kaip polioksietilenas ir jo dariniai. HEUR molekulinę grandinę pratęsia poliuretano grupės, tokios kaip IPDI, TDI ir HMDI. Asociatyvių tirštiklių struktūrinė ypatybė yra ta, kad jie yra užbaigti hidrofobinėmis grupėmis. Tačiau kai kurių komerciškai prieinamų HEUR hidrofobinių grupių pakeitimo laipsnis abiejuose galuose yra mažesnis nei 0,9, o geriausias yra tik 1,7. Reakcijos sąlygos turėtų būti griežtai kontroliuojamos, kad būtų gautas poliuretano tirštiklis su siauru molekulinės masės pasiskirstymu ir stabiliomis savybėmis. Dauguma HEUR yra sintetinami laipsniškos polimerizacijos būdu, todėl komerciškai prieinami HEUR paprastai yra plačios molekulinės masės mišiniai.
Richey ir kt., naudodami fluorescencinį pireno asociacinį tirštiklį (PAT, skaitinė vidutinė molekulinė masė 30000, svorinė vidutinė molekulinė masė 60000), nustatė, kad esant 0,02 % (svorio) koncentracijai, „Acrysol RM-825“ ir PAT micelių agregacijos laipsnis buvo apie 6. Asociacijos energija tarp tirštiklio ir latekso dalelių paviršiaus yra apie 25 kJ/mol; kiekvienos PAT tirštiklio molekulės užimamas plotas latekso dalelių paviršiuje yra apie 13 nm2, tai yra maždaug 14 kartų didesnis plotas nei „Triton X-405“ drėkiklio užimamas plotas nei 0,9 nm2. Asociaciniai poliuretano tirštikliai, tokie kaip RM-2020NPR, DSX 1550 ir kt.
Ekologiškų asociatyviųjų poliuretano tirštiklių kūrimas sulaukė didelio dėmesio. Pavyzdžiui, BYK-425 yra karbamidu modifikuotas poliuretano tirštiklis be lakiųjų organinių junginių ir APEO. „Rheolate 210“, „Borchi Gel 0434“, „Tego ViscoPlus 3010“, 3030 ir 3060 yra asociatyvusis poliuretano tirštiklis be lakiųjų organinių junginių ir APEO.
Be aukščiau aprašytų linijinių asociatyvių poliuretano tirštiklių, yra ir šukų formos asociatyvių poliuretano tirštiklių. Vadinamasis šukų asociatyvinis poliuretano tirštiklis reiškia, kad kiekvienos tirštiklio molekulės viduryje yra kabanti hidrofobinė grupė. Tokie tirštikliai kaip SCT-200, SCT-275 ir kt.
Hidrofobiškai modifikuotas aminoplastikų tirštiklis (hidrofobiškai modifikuotas etoksilintas aminoplastikų tirštiklis – HEAT) pakeičia specialią amino dervą į keturias užblokuotas hidrofobines grupes, tačiau šių keturių reakcijos vietų reaktyvumas yra kitoks. Įprastai pridedant hidrofobines grupes, yra tik dvi blokuotos hidrofobinės grupės, todėl sintetinis hidrofobiškai modifikuotas amino tirštiklis nedaug skiriasi nuo HEUR, pvz., „Optiflo H 500“. Jei pridedama daugiau hidrofobinių grupių, pvz., iki 8 %, reakcijos sąlygas galima reguliuoti, kad būtų gauti amino tirštikliai su keliomis blokuotomis hidrofobinėmis grupėmis. Žinoma, tai taip pat yra šukuotas tirštiklis. Šis hidrofobiškai modifikuotas amino tirštiklis gali užkirsti kelią dažų klampumo sumažėjimui dėl didelio kiekio paviršinio aktyvumo medžiagų ir glikolio tirpiklių, kai pridedama spalvų derinimo medžiaga. Priežastis ta, kad stiprios hidrofobinės grupės gali užkirsti kelią desorbcijai, o kelios hidrofobinės grupės yra stipriai susijusios. Tokie tirštikliai kaip „Optiflo TVS“.
Hidrofobiškai modifikuotas polieterio tirštiklis (HMPE). Hidrofobiškai modifikuoto polieterio tirštiklio savybės yra panašios į HEUR, o produktai yra „Hercules“ „Aquaflow NLS200“, „NLS210“ ir „NHS300“.
Jo tirštėjimo mechanizmas yra vandenilinių jungčių ir galinių grupių asociacijos poveikis. Palyginti su įprastais tirštikliais, jis pasižymi geresnėmis savybėmis prieš nusėdimą ir sulinkimą. Pagal skirtingą galinių grupių poliškumą, modifikuotus poliurėjos tirštiklius galima suskirstyti į tris tipus: mažo poliškumo poliurėjos tirštiklius, vidutinio poliškumo poliurėjos tirštiklius ir didelio poliškumo poliurėjos tirštiklius. Pirmieji du naudojami tirpiklių pagrindu pagamintoms dangoms sutirštinti, o didelio poliškumo poliurėjos tirštikliai gali būti naudojami tiek didelio poliškumo tirpiklių pagrindu pagamintoms dangoms, tiek vandens pagrindu pagamintoms dangoms. Komerciniai mažo, vidutinio poliškumo ir didelio poliškumo poliurėjos tirštiklių produktai yra atitinkamai BYK-411, BYK-410 ir BYK-420.
Modifikuotas poliamido vaško srutos yra reologinis priedas, sintetinamas įvedant hidrofilines grupes, tokias kaip PEG, į amidinio vaško molekulinę grandinę. Šiuo metu kai kurie prekių ženklai yra importuojami ir daugiausia naudojami sistemos tiksotropijai reguliuoti ir tiksotropijai pagerinti. Apsauga nuo įdubimo.
Įrašo laikas: 2022 m. lapkričio 22 d.