Sigrieti tal-addittivi għal kisi bbażat fuq l-ilma

Sommarju:

1. Aġent li jxarrab u jxerred

2. Kontra r-ragħwa

3. Sustanza li tħaxxen

4. Addittivi li jiffurmaw film

5. Aġent kontra l-korrużjoni, kontra l-moffa u kontra l-alka

6. Addittivi oħra

1 Aġent li jxarrab u jxerred:

Kisi bbażat fuq l-ilma juża l-ilma bħala solvent jew mezz ta' dispersjoni, u l-ilma għandu kostanti dielettrika kbira, għalhekk il-kisi bbażat fuq l-ilma huwa prinċipalment stabbilizzat mir-repulsjoni elettrostatika meta s-saff doppju elettriku jikkoinċidi. Barra minn hekk, fis-sistema ta' kisi bbażata fuq l-ilma, ħafna drabi jkun hemm polimeri u surfactants mhux joniċi, li jiġu assorbiti fuq il-wiċċ tal-mili tal-pigment, u jiffurmaw xkiel steriku u jistabbilizzaw id-dispersjoni. Għalhekk, żebgħa u emulsjonijiet ibbażati fuq l-ilma jiksbu riżultati stabbli permezz tal-azzjoni konġunta tar-repulsjoni elettrostatika u l-ostaklu steriku. L-iżvantaġġ tiegħu huwa reżistenza fqira għall-elettroliti, speċjalment għal elettroliti għaljin.

1.1 Aġent li jxarrab

L-aġenti li jxarrbu għall-kisi li jinġarr mill-ilma huma maqsuma f'anjoniċi u mhux joniċi.

Il-kombinazzjoni ta' aġent li jxarrab u aġent li jxerred tista' tikseb riżultati ideali. L-ammont ta' aġent li jxarrab ġeneralment huwa ftit għal kull elf. L-effett negattiv tiegħu huwa r-ragħwa u t-tnaqqis tar-reżistenza għall-ilma tal-film tal-kisi.

Waħda mix-xejriet ta' żvilupp tal-aġenti li jxarrbu hija li l-aġenti li jxarrbu tal-poliossietilen alkil (benżin) fenol etere (APEO jew APE) jiġu sostitwiti gradwalment, għaliex dan iwassal għat-tnaqqis tal-ormoni maskili fil-firien u jinterferixxi mas-sistema endokrinali. L-eteri tal-poliossietilen alkil (benżin) fenol jintużaw ħafna bħala emulsifikanti waqt il-polimerizzazzjoni tal-emulsjoni.

Is-surfactants tewmin huma wkoll żviluppi ġodda. Huma żewġ molekuli anfifiliċi marbuta permezz ta' spacer. L-aktar karatteristika notevoli tas-surfactants b'ċelluli tewmin hija li l-konċentrazzjoni kritika tal-miċelli (CMC) hija aktar minn ordni ta' kobor inqas minn dik tas-surfactants "ta' ċellula waħda" tagħhom, segwita minn effiċjenza għolja. Bħal TEGO Twin 4000, huwa surfactant tas-siloxane b'ċelluli tewmin, u għandu proprjetajiet instabbli ta' ragħwa u tneħħija tar-ragħwa.

Air Products żviluppat surfactants Gemini. Surfactants tradizzjonali għandhom denb idrofobiku u ras idrofilika, iżda dan is-surfactant ġdid għandu żewġ gruppi idrofiliċi u żewġ jew tliet gruppi idrofobiċi, li huwa surfactant multifunzjonali, magħruf bħala acetylene glycols, prodotti bħal EnviroGem AD01.

1.2 Dispersant

Id-dispersanti għaż-żebgħa tal-latex huma maqsuma f'erba' kategoriji: dispersanti tal-fosfat, dispersanti tal-omopolimeru tal-poliaċidu, dispersanti tal-kopolimeru tal-poliaċidu u dispersanti oħra.

L-aktar dispersanti tal-fosfat użati huma l-polifosfati, bħal sodium hexametaphosphate, sodium polyphosphate (Calgon N, prodott tal-Kumpanija Kimika BK Giulini fil-Ġermanja), potassium tripolyphosphate (KTPP) u tetrapotassium pyrophosphate (TKPP). Il-mekkaniżmu tal-azzjoni tiegħu huwa li jistabbilizza r-repulsjoni elettrostatika permezz ta' twaħħil tal-idroġenu u adsorbiment kimiku. Il-vantaġġ tiegħu huwa li d-dożaġġ huwa baxx, madwar 0.1%, u għandu effett tajjeb ta' dispersjoni fuq pigmenti u fillers inorganiċi. Iżda hemm ukoll nuqqasijiet: wieħed, flimkien maż-żieda fil-valur tal-pH u t-temperatura, il-polifosfat jiġi idrolizzat faċilment, jikkawża stabbiltà ħażina fil-ħażna fit-tul; Dissoluzzjoni mhux kompluta fil-mezz taffettwa t-tleqqija taż-żebgħa tal-latex tleqq.

Id-dispersanti tal-esteri tal-fosfat huma taħlitiet ta' monoesteri, diesteri, alkoħol residwi u aċidu fosforiku.

Id-dispersanti tal-esteri tal-fosfat jistabbilizzaw id-dispersjonijiet tal-pigmenti, inklużi pigmenti reattivi bħall-ossidu taż-żingu. Fil-formulazzjonijiet taż-żebgħa tleqq, dan itejjeb it-tleqqija u t-tindif. B'differenza minn addittivi oħra li jxarrbu u jxerrdu, iż-żieda ta' dispersanti tal-esteri tal-fosfat ma taffettwax il-viskożità KU u ICI tal-kisi.

Dispersant omopolimeru tal-poliaċidu, bħal Tamol 1254 u Tamol 850, Tamol 850 huwa omopolimeru tal-aċidu metakriliku. Dispersant kopolimeru tal-poliaċidu, bħal Orotan 731A, li huwa kopolimeru tad-diisobutilene u l-aċidu malejku. Il-karatteristiċi ta' dawn iż-żewġ tipi ta' dispersanti huma li jipproduċu adsorbiment qawwi jew ankraġġ fuq il-wiċċ tal-pigmenti u l-mili, għandhom ktajjen molekulari itwal biex jiffurmaw xkiel steriku, u għandhom solubilità fl-ilma fit-truf tal-katina, u xi wħud huma supplimentati minn repulsjoni elettrostatika biex jinkisbu riżultati stabbli. Biex id-dispersant ikollu dispersibilità tajba, il-piż molekulari għandu jkun ikkontrollat ​​b'mod strett. Jekk il-piż molekulari jkun żgħir wisq, ma jkunx hemm biżżejjed xkiel steriku; jekk il-piż molekulari jkun kbir wisq, isseħħ flokkulazzjoni. Għal dispersanti tal-poliakrilat, l-aħjar effett ta' dispersjoni jista' jinkiseb jekk il-grad ta' polimerizzazzjoni jkun 12-18.

Tipi oħra ta' dispersanti, bħal AMP-95, għandhom isem kimiku ta' 2-amino-2-metil-1-propanol. Il-grupp amino jiġi assorbit fuq il-wiċċ tal-partiċelli inorganiċi, u l-grupp idrossiliku jestendi għall-ilma, li għandu rwol ta' stabbilizzazzjoni permezz ta' xkiel steriku. Minħabba d-daqs żgħir tiegħu, ix-xkiel steriku huwa limitat. AMP-95 huwa prinċipalment regolatur tal-pH.

Fi snin reċenti, ir-riċerka dwar id-dispersanti għelbet il-problema tal-flokulazzjoni kkawżata minn piż molekulari għoli, u l-iżvilupp ta' piż molekulari għoli huwa waħda mix-xejriet. Pereżempju, id-dispersant ta' piż molekulari għoli EFKA-4580 prodott permezz ta' polimerizzazzjoni bl-emulsjoni huwa żviluppat apposta għal kisi industrijali bbażat fuq l-ilma, adattat għat-tixrid ta' pigmenti organiċi u inorganiċi, u għandu reżistenza tajba għall-ilma.

Il-gruppi aminiċi għandhom affinità tajba għal ħafna pigmenti permezz ta' twaħħil aċidu-bażi jew ta' idroġenu. Ingħatat attenzjoni lid-dispersant tal-kopolimeru blokk bl-aċidu aminoakriliku bħala l-grupp ta' ankraġġ.

Dispersant bil-metakrilat tad-dimetilaminoetil bħala grupp ta' ankraġġ

L-addittiv li jxarrab u jxerred Tego Dispers 655 jintuża fiż-żebgħa tal-karozzi li tinħall fl-ilma mhux biss biex jorjenta l-pigmenti iżda wkoll biex jipprevjeni lit-trab tal-aluminju milli jirreaġixxi mal-ilma.

Minħabba tħassib ambjentali, ġew żviluppati aġenti li jxarrbu u jxerrdu bijodegradabbli, bħall-aġenti li jxarrbu u jxerrdu b'ċelluli doppji tas-serje EnviroGem AE, li huma aġenti li jxarrbu u jxerrdu b'ragħwa baxxa.

2 kontra r-ragħwa:

Hemm ħafna tipi ta' defoamers tradizzjonali taż-żebgħa bbażati fuq l-ilma, li ġeneralment huma maqsuma fi tliet kategoriji: defoamers taż-żejt minerali, defoamers tal-polisilossan u defoamers oħra.

Id-defoamers taż-żejt minerali huma komunement użati, prinċipalment f'żebgħa tal-latex ċatta u semi-gloss.

Id-defoamers tal-polisilossan għandhom tensjoni tal-wiċċ baxxa, kapaċitajiet qawwija ta' defoaming u antifoaming, u ma jaffettwawx it-tleqqija, iżda meta jintużaw ħażin, jikkawżaw difetti bħal jinxtorob tal-film tal-kisi u kapaċità ħażina ta' kisi mill-ġdid.

Id-defoamers tradizzjonali taż-żebgħa bbażati fuq l-ilma mhumiex kompatibbli mal-fażi tal-ilma biex jinkiseb l-iskop tad-defoaming, għalhekk huwa faċli li tipproduċi difetti fil-wiċċ fil-film tal-kisi.

Fi snin reċenti, ġew żviluppati defoamers fil-livell molekulari.

Dan l-aġent kontra r-ragħwa huwa polimeru ffurmat billi jitlaqqmu direttament sustanzi attivi kontra r-ragħwa fuq is-sustanza trasportatriċi. Il-katina molekulari tal-polimeru għandha grupp idrossiliku li jixxarrab, is-sustanza attiva kontra r-ragħwa hija mqassma madwar il-molekula, is-sustanza attiva mhijiex faċli biex tiġi aggregata, u l-kompatibilità mas-sistema ta' kisi hija tajba. Tali kontra r-ragħwa fil-livell molekulari jinkludu żjut minerali — is-serje FoamStar A10, li fihom is-silikon — is-serje FoamStar A30, u polimeri mhux tas-silikon, mhux taż-żejt — is-serje FoamStar MF.

Huwa rrappurtat ukoll li dan id-defoamer fil-livell molekulari juża polimeri ta' stilla super-imlaqqma bħala surfactants inkompatibbli, u kiseb riżultati tajbin f'applikazzjonijiet ta' kisi bbażati fuq l-ilma. Id-defoamer ta' grad molekulari tal-Air Products irrappurtat minn Stout et al. huwa aġent tal-kontroll tal-fowm ibbażat fuq l-aċetilen glikol u defoamer kemm bi proprjetajiet ta' tixrib, bħal Surfynol MD 20 u Surfynol DF 37.

Barra minn hekk, sabiex jintlaħqu l-ħtiġijiet tal-produzzjoni ta' kisi mingħajr VOC, hemm ukoll defoamers ħielsa mill-VOC, bħal Agitan 315, Agitan E 255, eċċ.

3 Sustanzi li Jħaxxnu:

Hemm ħafna tipi ta' sustanzi li jħaxxnu, li bħalissa jintużaw komunement huma l-etere taċ-ċelluloża u d-derivattivi tiegħu, sustanzi li jħaxxnu li jintefħu bl-alkali assoċjattivi (HASE) u sustanzi li jħaxxnu tal-poliuretan (HEUR).

3.1. Etere taċ-ċelluloża u d-derivattivi tiegħu

Iċ-ċelluloża idrossietil (HEC) ġiet prodotta għall-ewwel darba industrijalment mill-Kumpanija Union Carbide fl-1932, u għandha storja ta' aktar minn 70 sena. Fil-preżent, l-sustanzi li jħaxxnu l-etere taċ-ċelluloża u d-derivattivi tiegħu jinkludu prinċipalment iċ-ċelluloża idrossietil (HEC), iċ-ċelluloża metil idrossietil (MHEC), iċ-ċelluloża etil idrossietil (EHEC), iċ-ċelluloża bażi tal-metil idrossipropil (MHPC), iċ-ċelluloża metil (MC) u l-gomma xanthan, eċċ., dawn huma sustanzi li jħaxxnu mhux joniċi, u jappartjenu wkoll għal sustanzi li jħaxxnu tal-fażi tal-ilma mhux assoċjati. Fost dawn, l-HEC huwa l-aktar użat komunement fiż-żebgħa tal-latex.

Iċ-ċelluloża modifikata idrofobikament (HMHEC) tintroduċi ammont żgħir ta' gruppi alkil idrofobiċi ta' katina twila fuq is-sinsla idrofilika taċ-ċelluloża biex issir sustanza li tħaxxen assoċjattiva, bħal Natrosol Plus Grad 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. L-effett ta' ħaxxen tagħha huwa komparabbli ma' dak ta' sustanzi li jħaxxnu bl-etere taċ-ċelluloża b'piż molekulari ħafna akbar. Ittejjeb il-viskożità u l-livellar tal-ICI, u tnaqqas it-tensjoni tal-wiċċ, bħal pereżempju t-tensjoni tal-wiċċ tal-HEC hija madwar 67mN/m, u t-tensjoni tal-wiċċ tal-HMHEC hija 55-65mN/m.

3.2 Sustanza li tħaxxen li tintefaħ bl-alkali

L-aġenti li jħaxxnu u jintefħu bl-alkali huma maqsuma f'żewġ kategoriji: sustanzi li jħaxxnu u jintefħu bl-alkali mhux assoċjattivi (ASE) u sustanzi li jħaxxnu u jintefħu bl-alkali assoċjattivi (HASE), li huma sustanzi li jħaxxnu anjoniċi. L-ASE mhux assoċjat hija emulsjoni li tintefaħ bl-alkali tal-poliakrilat. L-HASE assoċjattiva hija emulsjoni li tintefaħ bl-alkali tal-poliakrilat modifikata idrofobikament.

3.3. Sustanza li tħaxxen il-poliuretan u sustanza li tħaxxen mhux tal-poliuretan modifikat idrofobikament

Sustanza li tħaxxen il-poliuretan, magħrufa bħala HEUR, hija polimeru solubbli fl-ilma tal-poliuretan etossilat modifikat bi grupp idrofobiku, li jappartjeni għal sustanza li tħaxxen assoċjattiva mhux jonika. L-HEUR hija magħmula minn tliet partijiet: grupp idrofobiku, katina idrofilika u grupp tal-poliuretan. Il-grupp idrofobiku għandu rwol ta' assoċjazzjoni u huwa l-fattur deċiżiv għat-tħaxxin, ġeneralment oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol, eċċ. Il-katina idrofilika tista' tipprovdi stabbiltà kimika u stabbiltà tal-viskożità, komunement użati huma polieteri, bħal polyoxyethylene u d-derivattivi tiegħu. Il-katina molekulari tal-HEUR hija estiża minn gruppi tal-poliuretan, bħal IPDI, TDI u HMDI. Il-karatteristika strutturali tas-sustanzi li tħaxxen assoċjattiva hija li huma terminati minn gruppi idrofobiċi. Madankollu, il-grad ta' sostituzzjoni tal-gruppi idrofobiċi fiż-żewġt itruf ta' xi HEURs disponibbli kummerċjalment huwa inqas minn 0.9, u l-aħjar huwa biss 1.7. Il-kundizzjonijiet tar-reazzjoni għandhom ikunu kkontrollati b'mod strett biex jinkiseb sustanza li tħaxxen il-poliuretan b'distribuzzjoni dejqa tal-piż molekulari u prestazzjoni stabbli. Il-biċċa l-kbira tal-HEURs huma sintetizzati permezz ta' polimerizzazzjoni pass pass, għalhekk l-HEURs disponibbli kummerċjalment ġeneralment huma taħlitiet ta' piżijiet molekulari wesgħin.

Richey et al. użaw sustanza li tgħaqqad l-assoċjazzjoni tal-pirene b'traċċatur fluworexxenti (PAT, piż molekulari medju numru 30000, piż molekulari medju 60000) biex sabu li f'konċentrazzjoni ta' 0.02% (piż), il-grad ta' aggregazzjoni tal-miċelli ta' Acrysol RM-825 u PAT kien ta' madwar 6. L-enerġija ta' assoċjazzjoni bejn is-sustanza li tgħaqqad u l-wiċċ tal-partiċelli tal-latex hija ta' madwar 25 KJ/mol; l-erja okkupata minn kull molekula ta' sustanza li tgħaqqad il-PAT fuq il-wiċċ tal-partiċelli tal-latex hija ta' madwar 13 nm2, li hija madwar l-erja okkupata mill-aġent li jxarrab Triton X-405 14-il darba dik ta' 0.9 nm2. Sustanza li tgħaqqad l-assoċjazzjoni tal-poliuretan bħal RM-2020NPR, DSX 1550, eċċ.

L-iżvilupp ta' sustanzi li jħaxxnu l-poliuretan assoċjattivi li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent irċieva attenzjoni mifruxa. Pereżempju, BYK-425 huwa sustanza li tħaxxen il-poliuretan modifikat bl-urea mingħajr VOC u APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 u 3060 huma sustanza li tħaxxen il-poliuretan assoċjattiva mingħajr VOC u APEO.

Minbarra l-aġenti li jħaxxnu tal-poliuretan assoċjattivi lineari deskritti hawn fuq, hemm ukoll aġenti li jħaxxnu tal-poliuretan assoċjattivi simili għal moxt. L-hekk imsejjaħ aġenti li jħaxxnu tal-poliuretan b'assoċjazzjoni ta' moxt ifisser li hemm grupp idrofobiku pendant fin-nofs ta' kull molekula ta' aġenti li jħaxxnu. Aġenti li jħaxxnu bħal SCT-200 u SCT-275 eċċ.

L-addittiv tal-aminoplast modifikat idrofobikament (addittiv tal-aminoplast etossilat modifikat idrofobikament—HEAT) jibdel ir-reżina aminika speċjali f'erba' gruppi idrofobiċi mgħottija, iżda r-reattività ta' dawn l-erba' siti ta' reazzjoni hija differenti. Fiż-żieda normali ta' gruppi idrofobiċi, hemm biss żewġ gruppi idrofobiċi mblukkati, għalhekk l-addittiv tal-aminoplast modifikat idrofobikament sintetiku mhuwiex differenti ħafna minn HEUR, bħal Optiflo H 500. Jekk jiżdiedu aktar gruppi idrofobiċi, bħal sa 8%, il-kundizzjonijiet tar-reazzjoni jistgħu jiġu aġġustati biex jipproduċu addittivi tal-aminoplast b'diversi gruppi idrofobiċi mblukkati. Naturalment, dan huwa wkoll addittiv tal-moxt. Dan l-addittiv tal-aminoplast modifikat idrofobikament jista' jipprevjeni li l-viskożità taż-żebgħa tinżel minħabba ż-żieda ta' ammont kbir ta' surfactants u solventi tal-glikol meta jiżdied it-tqabbil tal-kulur. Ir-raġuni hija li gruppi idrofobiċi qawwija jistgħu jipprevjenu d-desorbiment, u gruppi idrofobiċi multipli għandhom assoċjazzjoni qawwija. Addittivi tal-aminoplast bħal Optiflo TVS.

Sustanza li tħaxxen il-polietere modifikat idrofobikament (HMPE) Il-prestazzjoni tas-sustanza li tħaxxen il-polietere modifikat idrofobikament hija simili għal dik tal-HEUR, u l-prodotti jinkludu Aquaflow NLS200, NLS210 u NHS300 ta' Hercules.

Il-mekkaniżmu ta' ħxuna tiegħu huwa l-effett kemm tar-rabta tal-idroġenu kif ukoll tal-assoċjazzjoni tal-gruppi tat-tarf. Meta mqabbel ma' sustanzi li jħaxxnu komuni, għandu proprjetajiet aħjar kontra s-settling u t-tgħawwiġ. Skont il-polaritajiet differenti tal-gruppi tat-tarf, sustanzi li jħaxxnu tal-polyurea modifikati jistgħu jinqasmu fi tliet tipi: sustanzi li jħaxxnu tal-polyurea b'polarità baxxa, sustanzi li jħaxxnu tal-polyurea b'polarità medja u sustanzi li jħaxxnu tal-polyurea b'polarità għolja. L-ewwel tnejn jintużaw għat-tħaxxin ta' kisi bbażat fuq is-solvent, filwaqt li sustanzi li jħaxxnu tal-polyurea b'polarità għolja jistgħu jintużaw kemm għal kisi bbażat fuq is-solvent b'polarità għolja kif ukoll għal kisi bbażat fuq l-ilma. Prodotti kummerċjali ta' sustanzi li jħaxxnu tal-polyurea b'polarità baxxa, polarità medja u polarità għolja huma BYK-411, BYK-410 u BYK-420 rispettivament.

It-taħlita tax-xama' tal-poliamide modifikata hija addittiv reoloġiku sintetizzat bl-introduzzjoni ta' gruppi idrofiliċi bħal PEG fil-katina molekulari tax-xama' tal-amide. Fil-preżent, xi marki huma importati u jintużaw prinċipalment biex jaġġustaw it-tixotropija tas-sistema u jtejbu l-anti-tixotropija. Prestazzjoni kontra t-tgħaffiġ.