Резиме:
1. Средство за влажење и дисперзију
2. Средство против пене
3. Згушњивач
4. Адитиви који стварају филм
5. Средство против корозије, плесни и алги
6. Остали адитиви
1 Средство за влажење и дисперзију:
Премази на бази воде користе воду као растварач или дисперзиони медијум, а вода има велику диелектричну константу, тако да се премази на бази воде углавном стабилизују електростатичким одбијањем када се двоструки електрични слој преклапа. Поред тога, у систему премаза на бази воде често постоје полимери и нејонски сурфактанти, који се адсорбују на површини пигментног пунила, формирајући стерску сметњу и стабилизујући дисперзију. Стога, боје и емулзије на бази воде постижу стабилне резултате заједничким деловањем електростатичког одбијања и стерске сметње. Њихов недостатак је слаба отпорност на електролите, посебно код скупих електролита.
1.1 Средство за влажење
Квашећа средства за премазе на бази воде деле се на анјонска и нејонска.
Комбинација средства за квашење и дисперзионог средства може постићи идеалне резултате. Количина средства за квашење је генерално неколико промила. Његов негативан ефекат је пењење и смањење водоотпорности премазног филма.
Један од трендова развоја средстава за квашење је постепена замена средстава за квашење полиоксиетилен алкил (бензен) фенол етар (АПЕО или АПЕ), јер то доводи до смањења мушких хормона код пацова и омета ендокрини систем. Полиоксиетилен алкил (бензен) фенол етри се широко користе као емулгатори током емулзионе полимеризације.
Двоструки сурфактанти су такође нови развој. То су два амфифилна молекула повезана размакницом. Најзначајнија карактеристика двоћелијских сурфактанта је да је критична концентрација мицела (CMC) више него ред величине нижа од оне код њихових „једноћелијских“ сурфактанта, након чега следи висока ефикасност. Као што је TEGO Twin 4000, то је двоћелијски силоксански сурфактант и има нестабилна својства пене и одупијања.
Компанија Air Products је развила сурфактант Gemini. Традиционални сурфактанти имају хидрофобни реп и хидрофилну главу, али овај нови сурфактант има две хидрофилне групе и две или три хидрофобне групе, што је мултифункционални сурфактант, познат као ацетилен гликоли, производи попут EnviroGem AD01.
1.2 Дисперсант
Дисперзанти за латекс боје су подељени у четири категорије: фосфатни дисперзанти, поликисели хомополимерни дисперзанти, поликисели кополимерни дисперзанти и други дисперзанти.
Најшире коришћени дисперзанти фосфата су полифосфати, као што су натријум хексаметафосфат, натријум полифосфат (Calgon N, производ компаније BK Giulini Chemical Company у Немачкој), калијум триполифосфат (KTPP) и тетрапалијум пирофосфат (TKPP). Механизам његовог деловања је стабилизација електростатичког одбијања путем водоничних веза и хемијске адсорпције. Његова предност је у томе што је доза ниска, око 0,1%, и има добар дисперзиони ефекат на неорганске пигменте и пунила. Али постоје и недостаци: један је да се, уз повећање pH вредности и температуре, полифосфат лако хидролизује, што узрокује лошу дуготрајну стабилност при складиштењу; непотпуно растварање у медијуму утицаће на сјај сјајне латекс боје.
Дисперзанти фосфатних естара су смеше моноестара, диестара, резидуалних алкохола и фосфорне киселине.
Дисперзанти фосфатних естара стабилизују дисперзије пигмената, укључујући реактивне пигменте као што је цинк оксид. У формулацијама сјајних боја, побољшава сјај и могућност чишћења. За разлику од других адитива за влажење и дисперзију, додавање дисперзаната фосфатних естара не утиче на вискозност премаза по KU и ICI.
Поликисели хомополимер дисперзанти, као што су Тамол 1254 и Тамол 850, Тамол 850 је хомополимер метакрилне киселине. Поликисели кополимер дисперзанти, као што је Оротан 731А, који је кополимер диизобутилена и малеинске киселине. Карактеристике ова два типа дисперзанта су да производе јаку адсорпцију или сидрење на површини пигмената и пунила, имају дуже молекуларне ланце за формирање стеричких сметњи и растворљивост у води на крајевима ланца, а неки су допуњени електростатичким одбијањем ради постизања стабилних резултата. Да би дисперзанти имали добру дисперзибилност, молекулска тежина мора бити строго контролисана. Ако је молекулска тежина премала, неће бити довољно стеричких сметњи; ако је молекулска тежина превелика, доћи ће до флокулације. Код полиакрилатних дисперзанта, најбољи ефекат дисперзије може се постићи ако је степен полимеризације 12-18.
Друге врсте дисперзаната, као што је AMP-95, имају хемијски назив 2-амино-2-метил-1-пропанол. Амино група се адсорбује на површини неорганских честица, а хидроксилна група се протеже до воде, која игра стабилизујућу улогу кроз стерску препреку. Због своје мале величине, стерска препрека је ограничена. AMP-95 је углавном регулатор pH вредности.
Последњих година, истраживање дисперзаната је превазишло проблем флокулације узроковане високом молекулском тежином, а развој средстава високе молекулске тежине је један од трендова. На пример, дисперзант високе молекулске тежине EFKA-4580 произведен емулзионом полимеризацијом је специјално развијен за индустријске премазе на бази воде, погодан је за дисперзију органских и неорганских пигмената и има добру отпорност на воду.
Амино групе имају добар афинитет за многе пигменте путем киселинско-базних или водоничних веза. Пажња је посвећена дисперзанту блок кополимера са аминоакрилном киселином као сидреном групом.
Дисперзантно средство са диметиламиноетил метакрилатом као сидреном групом
Тего Дисперс 655 адитив за влажење и дисперзију се користи у аутомобилским бојама на бази воде не само за оријентацију пигмената већ и за спречавање реакције алуминијумског праха са водом.
Због забринутости за животну средину, развијена су биоразградива средства за влажење и дисперзију, као што су средства за влажење и дисперзију EnviroGem AE серије са два ћелијска ћелија, која су средства за влажење и дисперзију са ниским пењењем.
2 средства против пене:
Постоји много врста традиционалних антипенивача за боје на бази воде, који се генерално деле у три категорије: антипеничари на бази минералног уља, антипеничари на бази полисилоксана и други антипеничари.
Депениоци на бази минералног уља се често користе, углавном у мат и полусјајним латекс бојама.
Полисилоксански антипениоци имају ниску површинску напетост, јака својства антипенења и антипенења и не утичу на сјај, али када се неправилно користе, могу изазвати недостатке као што су скупљање филма премаза и лоша могућност поновног премазивања.
Традиционални антипениоци за боје на бази воде нису компатибилни са воденом фазом да би се постигла сврха антипенења, па је лако створити површинске дефекте у премазном филму.
Последњих година развијени су антипениоци на молекуларном нивоу.
Ово средство против пењења је полимер формиран директним калемљењем активних супстанци против пењења на носећу супстанцу. Молекуларни ланац полимера има хидроксилну групу за квашење, активна супстанца против пењења је распоређена по молекулу, активна супстанца се не агрегира лако, а компатибилност са системом премаза је добра. Такви средства против пењења на молекуларном нивоу укључују минерална уља — FoamStar A10 серија, полимере који садрже силицијум — FoamStar A30 серија и полимере који нису силицијум и нису уља — FoamStar MF серија.
Такође је објављено да овај молекуларни антипенивач користи суперкалемљене звездасте полимере као некомпатибилне сурфактанте и да је постигао добре резултате у применама премаза на бази воде. Антипенивач молекуларног квалитета компаније Air Products, о коме су известио Стаут и др., је средство за контролу пене и антипенивач на бази ацетилен гликола са својствима влажења, као што су Surfynol MD 20 и Surfynol DF 37.
Поред тога, како би се задовољиле потребе производње премаза са нултим садржајем испарљивих органских једињења (VOC), постоје и средства за уклањање пене без VOC-а, као што су Agitan 315, Agitan E 255 итд.
3 згушњивача:
Постоји много врста згушњивача, тренутно се најчешће користе згушњивачи на бази целулозног етра и његових деривата, асоцијативни згушњивачи који бубре у алкалијама (HASE) и полиуретански згушњивачи (HEUR).
3.1. Целулозни етар и његови деривати
Хидроксиетил целулоза (ХЕЦ) је први пут индустријски произведена од стране компаније Union Carbide 1932. године и има историју дугу преко 70 година. Тренутно, згушњивачи целулозног етра и његових деривата углавном укључују хидроксиетил целулозу (ХЕЦ), метил хидроксиетил целулозу (МХЕЦ), етил хидроксиетил целулозу (ЕХЕЦ), метил хидроксипропил базну целулозу (МХПЦ), метил целулозу (МЦ) и ксантан гуму итд., то су нејонски згушњивачи, а такође спадају у згушњиваче који нису повезани са воденом фазом. Међу њима, ХЕЦ се најчешће користи у латекс бојама.
Хидрофобно модификована целулоза (HMHEC) уводи малу количину дуголанчаних хидрофобних алкил група на хидрофилни ланац целулозе да би постала асоцијативно згушњивач, као што су Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Његов ефекат згушњавања је упоредив са ефектом згушњивача на бази целулозних етара са много већом молекулском тежином. Побољшава вискозност и изравнавање ICI-ја и смањује површинску напетост, тако да је површинска напетост HEC-а око 67mN/m, а површинска напетост HMHEC-а 55-65mN/m.
3.2 Згушњивач који бубри под утицајем алкалија
Згушњивачи који бубре под утицајем алкалија подељени су у две категорије: неасоцијативни згушњивачи који бубре под утицајем алкалија (ASE) и асоцијативни згушњивачи који бубре под утицајем алкалија (HASE), који су ањонски згушњивачи. Неасоцијирани ASE је полиакрилатна емулзија која бубри под утицајем алкалија. Асоцијативни HASE је хидрофобно модификована полиакрилатна емулзија која бубри под утицајем алкалија.
3.3. Полиуретански згушњивач и хидрофобно модификовани неполиуретански згушњивач
Полиуретански згушњивач, познат као HEUR, је етоксиловани полиуретански полимер растворљив у води модификован хидрофобним групама, који припада нејонским асоцијативним згушњивачима. HEUR се састоји од три дела: хидрофобне групе, хидрофилног ланца и полиуретанске групе. Хидрофобна група игра улогу асоцијације и одлучујући је фактор за згушњавање, обично олеил, октадецил, додецилфенил, нонилфенол итд. Хидрофилни ланац може да обезбеди хемијску стабилност и стабилност вискозитета, а најчешће се користе полиетри, као што су полиоксиетилен и његови деривати. Молекуларни ланац HEUR-а је продужен полиуретанским групама, као што су IPDI, TDI и HMDI. Структурна карактеристика асоцијативних згушњивача је да су завршени хидрофобним групама. Међутим, степен супституције хидрофобних група на оба краја неких комерцијално доступних HEUR-а је нижи од 0,9, а најбољи је само 1,7. Услови реакције треба строго контролисати да би се добио полиуретански згушњивач са уском расподелом молекулске тежине и стабилним перформансама. Већина HEUR-ова се синтетише поступном полимеризацијом, тако да су комерцијално доступни HEUR-ови углавном смеше широких молекулских тежина.
Ричи и др. су користили флуоресцентни трасер, згушњивач асоцијације пирен (PAT, просечна бројчано-молекулска тежина 30000, просечна тежинска молекулска тежина 60000) да би открили да је при концентрацији од 0,02% (теж.), степен агрегације мицела Acrysol RM-825 и PAT био око 6. Енергија асоцијације између згушњивача и површине честица латекса је око 25 KJ/mol; површина коју заузима сваки молекул згушњивача PAT на површини честица латекса је око 13 nm2, што је отприлике 14 пута већа површина коју заузима средство за квашење Triton X-405 од 0,9 nm2. Асоцијативни згушњивач полиуретана као што су RM-2020NPR, DSX 1550, итд.
Развој еколошки прихватљивих асоцијативних полиуретанских згушњивача добио је широку пажњу. На пример, BYK-425 је полиуретански згушњивач модификован уреом без VOC и APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 и 3060 су асоцијативни полиуретански згушњивач без VOC и APEO.
Поред горе описаних линеарних асоцијативних полиуретанских згушњивача, постоје и чешљасти асоцијативни полиуретански згушњивачи. Такозвани чешљасти асоцијативни полиуретански згушњивач значи да се у средини сваког молекула згушњивача налази висећа хидрофобна група. Такви згушњивачи као што су SCT-200 и SCT-275 итд.
Хидрофобно модификовани аминопластни згушњивач (хидрофобно модификовани етоксиловани аминопластни згушњивач — HEAT) мења специјалну амино смолу у четири затворене хидрофобне групе, али је реактивност ова четири реакциона места различита. Код нормалног додавања хидрофобних група, постоје само две блокиране хидрофобне групе, тако да се синтетички хидрофобно модификовани амино згушњивач не разликује много од HEUR-а, као што је Optiflo H 500. Ако се дода више хидрофобних група, на пример до 8%, реакциони услови се могу подесити да би се произвели амино згушњивачи са више блокираних хидрофобних група. Наравно, ово је такође згушњивач са чешљем. Овај хидрофобно модификовани амино згушњивач може спречити пад вискозности боје због додавања велике количине сурфактаната и гликолних растварача када се додаје усклађивање боја. Разлог је тај што јаке хидрофобне групе могу спречити десорпцију, а вишеструке хидрофобне групе имају јаку везу. Такви згушњивачи као што је Optiflo TVS.
Хидрофобни модификовани полиетарски згушњивач (HMPE) Перформансе хидрофобно модификованог полиетарског згушњивача су сличне HEUR-у, а производи укључују Aquaflow NLS200, NLS210 и NHS300 произвођача Hercules.
Његов механизам згушњавања је ефекат и водоничних веза и удруживања крајњих група. У поређењу са уобичајеним згушњивачима, има боља својства против таложења и слегања. Према различитим поларностима крајњих група, модификовани полиуреа згушњивачи могу се поделити у три типа: полиуреа згушњивачи ниске поларности, полиуреа згушњивачи средње поларности и полиуреа згушњивачи високе поларности. Прва два се користе за згушњавање премаза на бази растварача, док се полиуреа згушњивачи високе поларности могу користити и за полиуреа премазе високе поларности и за премазе на бази воде. Комерцијални производи полиуреа згушњивача ниске, средње поларности и високе поларности су BYK-411, BYK-410 и BYK-420, респективно.
Модификована суспензија полиамидног воска је реолошки адитив синтетисан увођењем хидрофилних група као што је PEG у молекуларни ланац амидног воска. Тренутно се неки брендови увозе и углавном се користе за подешавање тиксотропије система и побољшање антитиксотропије. Против слегања.
Време објаве: 22. новембар 2022.