Buod:
1. Ahente ng pagbabasa at pagpapakalat
2. Pangtanggal ng bula
3. Pampalapot
4. Mga additives na bumubuo ng pelikula
5. Pangontra sa kalawang, amag at algae agent
6. Iba pang mga additives
1 Pangbasa at pangkalat na ahente:
Ang mga water-based coating ay gumagamit ng tubig bilang solvent o dispersion medium, at ang tubig ay may malaking dielectric constant, kaya ang mga water-based coating ay pangunahing pinatatag ng electrostatic repulsion kapag ang electric double layer ay nagsasapawan. Bukod pa rito, sa water-based coating system, kadalasang may mga polymer at non-ionic surfactant, na naa-adsorb sa ibabaw ng pigment filler, na bumubuo ng steric hindrance at nagpapatatag sa dispersion. Samakatuwid, ang mga water-based paint at emulsion ay nakakamit ng matatag na resulta sa pamamagitan ng magkasanib na aksyon ng electrostatic repulsion at steric hindrance. Ang disbentaha nito ay ang mahinang electrolyte resistance, lalo na para sa mga mamahaling electrolyte.
1.1 Ahente ng basa
Ang mga wetting agent para sa mga waterborne coating ay nahahati sa anionic at nonionic.
Ang kombinasyon ng wetting agent at dispersing agent ay maaaring makamit ang mga ideal na resulta. Ang dami ng wetting agent ay karaniwang ilan sa bawat libo. Ang negatibong epekto nito ay ang pagbubula at pagbabawas ng resistensya sa tubig ng coating film.
Isa sa mga uso sa pag-unlad ng mga wetting agents ay ang unti-unting pagpapalit ng mga polyoxyethylene alkyl (benzene) phenol ether (APEO o APE) wetting agents, dahil humahantong ito sa pagbawas ng mga male hormone sa mga daga at nakakasagabal sa endocrine system. Ang mga polyoxyethylene alkyl (benzene) phenol ethers ay malawakang ginagamit bilang mga emulsifier sa panahon ng emulsion polymerization.
Ang mga twin surfactant ay mga bagong pag-unlad din. Ito ay dalawang amphiphilic molecule na pinagdurugtong ng isang spacer. Ang pinakakapansin-pansing katangian ng twin-cell surfactants ay ang critical micelle concentration (CMC) ay mas mababa nang higit sa isang order ng magnitude kaysa sa kanilang mga "single-cell" surfactant, na sinusundan ng mataas na kahusayan. Tulad ng TEGO Twin 4000, ito ay isang twin cell siloxane surfactant, at may mga katangiang hindi matatag na foam at defoaming.
Ang Air Products ay nakabuo ng mga Gemini surfactant. Ang mga tradisyonal na surfactant ay may hydrophobic tail at hydrophilic head, ngunit ang bagong surfactant na ito ay may dalawang hydrophilic group at dalawa o tatlong hydrophobic group, na isang multifunctional surfactant, na kilala bilang acetylene glycols, mga produktong tulad ng EnviroGem AD01.
1.2 Tagapamahagi
Ang mga dispersant para sa pinturang latex ay nahahati sa apat na kategorya: mga phosphate dispersant, mga polyacid homopolymer dispersant, mga polyacid copolymer dispersant at iba pang mga dispersant.
Ang mga pinakalawak na ginagamit na phosphate dispersant ay ang mga polyphosphate, tulad ng sodium hexametaphosphate, sodium polyphosphate (Calgon N, produkto ng BK Giulini Chemical Company sa Germany), potassium tripolyphosphate (KTPP) at tetrapotassium pyrophosphate (TKPP). Ang mekanismo ng pagkilos nito ay ang pagpapatatag ng electrostatic repulsion sa pamamagitan ng hydrogen bonding at chemical adsorption. Ang bentahe nito ay mababa ang dosis, humigit-kumulang 0.1%, at mayroon itong mahusay na epekto sa dispersion sa mga inorganic pigment at filler. Ngunit mayroon ding mga kakulangan: ang isa, kasama ang pagtaas ng pH value at temperatura, ang polyphosphate ay madaling ma-hydrolyze, na nagiging sanhi ng mahinang katatagan ng pangmatagalang imbakan; Ang hindi kumpletong pagkatunaw sa medium ay makakaapekto sa kinang ng makintab na latex paint.
Ang mga dispersant ng phosphate ester ay mga pinaghalong monoester, diester, residual alcohol at phosphoric acid.
Pinapatatag ng mga phosphate ester dispersant ang mga pigment dispersion, kabilang ang mga reactive pigment tulad ng zinc oxide. Sa mga pormulasyon ng gloss paint, pinapabuti nito ang kinang at kakayahang linisin. Hindi tulad ng ibang mga wetting at dispersing additives, ang pagdaragdag ng phosphate ester dispersant ay hindi nakakaapekto sa KU at ICI viscosity ng coating.
Ang polyacid homopolymer dispersant, tulad ng Tamol 1254 at Tamol 850, ang Tamol 850 ay isang homopolymer ng methacrylic acid. Ang polyacid copolymer dispersant, tulad ng Orotan 731A, na isang copolymer ng diisobutylene at maleic acid. Ang mga katangian ng dalawang uri ng dispersant na ito ay ang mga ito ay gumagawa ng malakas na adsorption o anchoring sa ibabaw ng mga pigment at filler, may mas mahahabang molecular chain upang bumuo ng steric hindrance, at may water solubility sa mga dulo ng chain, at ang ilan ay dinadagdagan ng electrostatic repulsion upang makamit ang matatag na resulta. Upang magkaroon ng mahusay na dispersibility ang dispersant, ang molecular weight ay dapat na mahigpit na kontrolin. Kung ang molecular weight ay masyadong maliit, magkakaroon ng hindi sapat na steric hindrance; kung ang molecular weight ay masyadong malaki, magkakaroon ng flocculation. Para sa mga polyacrylate dispersant, ang pinakamahusay na dispersion effect ay makakamit kung ang antas ng polymerization ay 12-18.
Ang iba pang mga uri ng dispersant, tulad ng AMP-95, ay may kemikal na pangalan na 2-amino-2-methyl-1-propanol. Ang amino group ay nasisipsip sa ibabaw ng mga inorganic na particle, at ang hydroxyl group ay umaabot sa tubig, na gumaganap ng papel sa pag-stabilize sa pamamagitan ng steric hindrance. Dahil sa maliit na sukat nito, limitado ang steric hindrance. Ang AMP-95 ay pangunahing isang pH regulator.
Sa mga nakaraang taon, nalampasan ng pananaliksik sa mga dispersant ang problema ng flocculation na dulot ng mataas na molecular weight, at ang pag-unlad ng mataas na molecular weight ay isa sa mga uso. Halimbawa, ang high molecular weight dispersant na EFKA-4580 na ginawa sa pamamagitan ng emulsion polymerization ay espesyal na binuo para sa mga water-based industrial coatings, na angkop para sa organic at inorganic pigment dispersion, at may mahusay na water resistance.
Ang mga amino group ay may mahusay na affinity para sa maraming pigment sa pamamagitan ng acid-base o hydrogen bonding. Nabigyang-pansin ang block copolymer dispersant na may aminoacrylic acid bilang anchoring group.
Dispersant na may dimethylaminoethyl methacrylate bilang anchoring group
Ang Tego Dispers 655 wetting and dispersing additive ay ginagamit sa mga pinturang dala ng tubig para sa mga sasakyan hindi lamang para i-orient ang mga pigment kundi para rin maiwasan ang reaksiyon ng aluminum powder sa tubig.
Dahil sa mga alalahanin sa kapaligiran, nakabuo na ng mga biodegradable na wetting at dispersing agent, tulad ng EnviroGem AE series twin-cell wetting at dispersing agent, na mga low-foaming wetting at dispersing agent.
2 pangtanggal ng bula:
Maraming uri ng tradisyonal na mga pangtanggal ng bula ng pinturang nakabatay sa tubig, na karaniwang nahahati sa tatlong kategorya: mga pangtanggal ng bula ng mineral oil, mga pangtanggal ng bula ng polysiloxane at iba pang mga pangtanggal ng bula.
Karaniwang ginagamit ang mga mineral oil defoamer, pangunahin na sa mga flat at semi-gloss latex paints.
Ang mga polysiloxane defoamer ay may mababang surface tension, malakas na kakayahan sa pag-alis ng bula at pag-antifoaming, at hindi nakakaapekto sa kinang, ngunit kapag ginamit nang hindi wasto, magdudulot ang mga ito ng mga depekto tulad ng pag-urong ng coating film at mahinang recoatability.
Ang mga tradisyonal na water-based na pangtanggal ng bula ng pintura ay hindi tugma sa water phase upang makamit ang layunin ng pagtanggal ng bula, kaya madaling makagawa ng mga depekto sa ibabaw ng coating film.
Sa mga nakaraang taon, nabuo ang mga molecular-level defoamer.
Ang antifoaming agent na ito ay isang polimer na nabuo sa pamamagitan ng direktang pagdugtong ng mga aktibong sangkap na antifoaming sa carrier substance. Ang molecular chain ng polimer ay may wetting hydroxyl group, ang defoaming active substance ay nakakalat sa paligid ng molekula, ang aktibong sangkap ay hindi madaling pagsamahin, at mahusay ang compatibility sa coating system. Kabilang sa mga ganitong molecular-level defoamer ang mga mineral oil — FoamStar A10 series, FoamStar A30 series na naglalaman ng silicon, at mga non-silicon, non-oil polymer — FoamStar MF series.
Naiulat din na ang molecular-level defoamer na ito ay gumagamit ng super-grafted star polymers bilang mga incompatible surfactant, at nakamit ang magagandang resulta sa mga aplikasyon ng water-based coating. Ang Air Products molecular-grade defoamer na iniulat nina Stout et al. ay isang acetylene glycol-based foam control agent at defoamer na may parehong wetting properties, tulad ng Surfynol MD 20 at Surfynol DF 37.
Bukod pa rito, upang matugunan ang mga pangangailangan sa paggawa ng mga zero-VOC coating, mayroon ding mga VOC-free defoamer, tulad ng Agitan 315, Agitan E 255, atbp.
3 Pampalapot:
Maraming uri ng mga pampalapot, ang mga karaniwang ginagamit sa kasalukuyan ay ang cellulose ether at ang mga derivatives nito na mga pampalapot, associative alkali-swellable thickeners (HASE) at polyurethane thickeners (HEUR).
3.1. Cellulose ether at mga derivatives nito
Ang Hydroxyethyl cellulose (HEC) ay unang ginawa sa industriya ng Union Carbide Company noong 1932, at may kasaysayan na mahigit 70 taon. Sa kasalukuyan, ang mga pampalapot ng cellulose ether at mga derivatives nito ay pangunahing kinabibilangan ng hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl hydroxyethyl cellulose (MHEC), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl hydroxypropyl Base cellulose (MHPC), methyl cellulose (MC) at xanthan gum, atbp., ang mga ito ay mga non-ionic thickener, at kabilang din sa mga non-associated water phase thickener. Kabilang sa mga ito, ang HEC ang pinakakaraniwang ginagamit sa latex paint.
Ang hydrophobically modified cellulose (HMHEC) ay nagpapakilala ng kaunting long-chain hydrophobic alkyl groups sa hydrophilic backbone ng cellulose upang maging isang associative thickener, tulad ng Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Ang epekto ng pampalapot nito ay maihahambing sa mga cellulose ether thickener na may mas malaking molecular weight. Pinapabuti nito ang viscosity at leveling ng ICI, at binabawasan ang surface tension, tulad ng surface tension ng HEC na humigit-kumulang 67mN/m, at ang surface tension ng HMHEC ay 55-65mN/m.
3.2 Pampalapot na namamaga gamit ang alkali
Ang mga alkali-swellable thickener ay nahahati sa dalawang kategorya: non-associative alkali-swellable thickener (ASE) at associative alkali-swellable thickener (HASE), na mga anionic thickener. Ang Non-associated ASE ay isang polyacrylate alkali swelling emulsion. Ang Associative HASE ay isang hydrophobically modified polyacrylate alkali swelling emulsion.
3.3. Pampalapot na polyurethane at pampalapot na hindi polyurethane na binago nang hydrophobically
Ang polyurethane thickener, na tinutukoy bilang HEUR, ay isang hydrophobic group-modified ethoxylated polyurethane water-soluble polymer, na kabilang sa non-ionic associative thickener. Ang HEUR ay binubuo ng tatlong bahagi: hydrophobic group, hydrophilic chain at polyurethane group. Ang hydrophobic group ay gumaganap ng isang papel sa asosasyon at siyang mapagpasyang salik para sa pagpapalapot, kadalasan ay oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol, atbp. Ang hydrophilic chain ay maaaring magbigay ng kemikal na katatagan at katatagan ng lagkit, na karaniwang ginagamit ay mga polyether, tulad ng polyoxyethylene at mga derivatives nito. Ang molecular chain ng HEUR ay pinalalawak ng mga polyurethane group, tulad ng IPDI, TDI at HMDI. Ang katangiang istruktural ng mga associative thickener ay ang mga ito ay tinatapos ng mga hydrophobic group. Gayunpaman, ang antas ng pagpapalit ng mga hydrophobic group sa magkabilang dulo ng ilang komersyal na available na HEUR ay mas mababa sa 0.9, at ang pinakamahusay ay 1.7 lamang. Ang mga kondisyon ng reaksyon ay dapat na mahigpit na kontrolin upang makakuha ng polyurethane thickener na may makitid na distribusyon ng molecular weight at matatag na pagganap. Karamihan sa mga HEUR ay sinisintetiko sa pamamagitan ng sunud-sunod na polimerisasyon, kaya ang mga komersyal na makukuhang HEUR ay karaniwang mga pinaghalong may malawak na bigat ng molekula.
Gumamit sina Richey et al. ng fluorescent tracer pyrene association thickener (PAT, bilang ng average molecular weight na 30000, timbang ng average molecular weight na 60000) upang matuklasan na sa konsentrasyon na 0.02% (timbang), ang antas ng pagsasama-sama ng micelle ng Acrysol RM-825 at PAT ay humigit-kumulang 6. Ang enerhiya ng pagsasama-sama sa pagitan ng pampalapot at ng ibabaw ng mga particle ng latex ay humigit-kumulang 25 KJ/mol; ang lugar na okupado ng bawat molekula ng pampalapot ng PAT sa ibabaw ng mga particle ng latex ay humigit-kumulang 13 nm2, na halos katumbas ng lugar na okupado ng Triton X-405 wetting agent na 14 na beses kaysa sa 0.9 nm2. Ang mga associative polyurethane thickener tulad ng RM-2020NPR, DSX 1550, atbp.
Ang pag-unlad ng mga pampalapot na associative polyurethane na environment-friendly ay nakatanggap ng malawakang atensyon. Halimbawa, ang BYK-425 ay isang VOC- at APEO-free urea-modified polyurethane thickener. Ang Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 at 3060 ay isang pampalapot na associative polyurethane na walang VOC at APEO.
Bukod sa mga linear associative polyurethane thickeners na inilarawan sa itaas, mayroon ding mga comb-like associative polyurethane thickeners. Ang tinatawag na comb association polyurethane thickener ay nangangahulugan na mayroong isang pendant hydrophobic group sa gitna ng bawat molekula ng thickener. Ang mga thickener tulad ng SCT-200 at SCT-275 atbp.
Ang hydrophobically modified aminoplast thickener (hydrophobically modified ethoxylated aminoplast thickener—HEAT) ay nagbabago sa espesyal na amino resin sa apat na capped hydrophobic groups, ngunit ang reactivity ng apat na reaction sites na ito ay iba. Sa normal na pagdaragdag ng mga hydrophobic groups, mayroon lamang dalawang blocked hydrophobic groups, kaya ang synthetic hydrophobic modified amino thickener ay hindi gaanong naiiba sa HEUR, tulad ng Optiflo H 500. Kung mas maraming hydrophobic groups ang idadagdag, tulad ng hanggang 8%, ang mga kondisyon ng reaksyon ay maaaring isaayos upang makagawa ng mga amino thickener na may maraming blocked hydrophobic groups. Siyempre, ito rin ay isang comb thickener. Ang hydrophobic modified amino thickener na ito ay maaaring maiwasan ang pagbaba ng viscosity ng pintura dahil sa pagdaragdag ng malaking halaga ng surfactants at glycol solvents kapag idinagdag ang color matching. Ang dahilan ay ang malalakas na hydrophobic groups ay maaaring maiwasan ang desorption, at maraming hydrophobic groups ang may malakas na association. Ang mga thickener tulad ng Optiflo TVS.
Hydrophobic modified polyether thickener (HMPE) Ang performance ng hydrophobically modified polyether thickener ay katulad ng HEUR, at kabilang sa mga produkto ang Aquaflow NLS200, NLS210 at NHS300 ng Hercules.
Ang mekanismo ng pagpapalapot nito ay ang epekto ng parehong hydrogen bonding at asosasyon ng mga end group. Kung ikukumpara sa mga karaniwang thickener, mayroon itong mas mahusay na anti-settling at anti-sag na katangian. Ayon sa iba't ibang polarity ng mga end group, ang mga modified polyurea thickener ay maaaring hatiin sa tatlong uri: low polarity polyurea thickener, medium polarity polyurea thickener at high polarity polyurea thickener. Ang unang dalawa ay ginagamit para sa pagpapalapot ng mga solvent-based coating, habang ang high-polarity polyurea thickener ay maaaring gamitin para sa parehong high-polarity solvent-based coating at water-based coating. Ang mga komersyal na produkto ng low polarity, medium polarity at high polarity polyurea thickener ay BYK-411, BYK-410 at BYK-420 ayon sa pagkakabanggit.
Ang modified polyamide wax slurry ay isang rheological additive na na-synthesize sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga hydrophilic group tulad ng PEG sa molecular chain ng amide wax. Sa kasalukuyan, ang ilang brand ay inaangkat at pangunahing ginagamit upang ayusin ang thixotropy ng sistema at mapabuti ang anti-thixotropy. Anti-sag performance.
Oras ng pag-post: Nob-22-2022