Su əsaslı örtüklər üçün əlavələrin sirləri

Xülasə:

1. Nəmləndirici və dağıtıcı

2. Köpükdən təmizləyici

3. Qatılaşdırıcı

4. Film əmələ gətirən əlavələr

5. Korroziyaya qarşı, küf və yosunlara qarşı agent

6. Digər əlavələr

1 Nəmləndirici və dağıdıcı vasitə:

Su əsaslı örtüklər həlledici və ya dispersiya mühiti kimi sudan istifadə edir və su böyük dielektrik sabitliyə malikdir, buna görə də su əsaslı örtüklər elektrik ikiqat təbəqəsi üst-üstə düşən zaman əsasən elektrostatik itələmə ilə sabitləşir. Bundan əlavə, su əsaslı örtük sistemində tez-tez polimerlər və qeyri-ion səthi aktiv maddələr olur, onlar piqment doldurucunun səthində adsorbsiya olunur, sterik maneə əmələ gətirir və dispersiyanı sabitləşdirir. Buna görə də, su əsaslı boyalar və emulsiyalar elektrostatik itələmə və sterik maneənin birgə təsiri ilə sabit nəticələr əldə edirlər. Onun dezavantajı, xüsusilə yüksək qiymətli elektrolitlər üçün zəif elektrolit müqavimətidir.

1.1 Nəmləndirici

Su əsaslı örtüklər üçün nəmləndirici maddələr anion və qeyri-ionik bölünür.

Nəmləndirici və dispersiya agentinin birləşməsi ideal nəticələr əldə edə bilər. Nəmləndiricinin miqdarı ümumiyyətlə mində bir neçədir. Onun mənfi təsiri köpüklənir və örtük filminin suya davamlılığını azaldır.

Nəmləndirici maddələrin inkişaf tendensiyalarından biri, tədricən polioksietilen alkil (benzol) fenol efiri (APEO və ya APE) nəmləndiriciləri əvəz etməkdir, çünki bu, siçovullarda kişi hormonlarının azalmasına gətirib çıxarır və endokrin fəaliyyətə müdaxilə edir. Polioksietilen alkil (benzol) fenol efirləri emulsiya polimerləşməsi zamanı emulqator kimi geniş istifadə olunur.

Əkiz səthi aktiv maddələr də yeni inkişaflardır. Bu, bir boşluqla bağlanmış iki amfifilik molekuldur. Əkiz hüceyrəli səthi aktiv maddələrin ən diqqətəlayiq xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, kritik misel konsentrasiyası (CMC) onların “tək hüceyrəli” səthi aktiv maddələrinkindən bir qat daha aşağıdır və daha sonra yüksək effektivlik gəlir. TEGO Twin 4000 kimi, o, iki hüceyrəli siloksan səthi aktiv maddədir və qeyri-sabit köpük və köpükdən təmizləyici xüsusiyyətlərə malikdir.

Air Products şirkəti Gemini səthi aktiv maddələr hazırlayıb. Ənənəvi səthi aktiv maddələrin hidrofobik quyruğu və hidrofilik başlığı var, lakin bu yeni səthi aktiv maddənin iki hidrofilik qrupu və iki və ya üç hidrofobik qrupu var ki, bu da EnviroGem AD01 kimi asetilen qlikollar kimi tanınan çoxfunksiyalı səthi aktiv maddədir.

1.2 Dispersant

Lateks boya üçün dispersantlar dörd kateqoriyaya bölünür: fosfat dispersanları, politurşu homopolimer dispersanları, poliasid kopolimer dispersanları və digər dispersantlar.

Ən çox istifadə edilən fosfat dispersantları natrium heksametafosfat, natrium polifosfat (Calgon N, Almaniyada BK Giulini Kimya Şirkətinin məhsulu), kalium tripolifosfat (KTPP) və tetrapotassium pirofosfat (TKPP) kimi polifosfatlardır. Onun fəaliyyət mexanizmi hidrogen bağı və kimyəvi adsorbsiya vasitəsilə elektrostatik itələməni sabitləşdirməkdir. Onun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, doza azdır, təxminən 0,1%, qeyri-üzvi piqmentlər və doldurucular üzərində yaxşı dispersiya effektinə malikdir. Ancaq çatışmazlıqlar da var: bir, pH dəyərinin və temperaturun yüksəldilməsi ilə yanaşı, polifosfat asanlıqla hidroliz olunur, uzunmüddətli saxlama sabitliyinə səbəb olur; Ortada natamam həll olunma parlaq lateks boyanın parıltısına təsir edəcəkdir.

Fosfat efiri dispersantları monoesterlərin, diesterlərin, qalıq spirtlərin və fosfor turşusunun qarışıqlarıdır.

Fosfat efiri dispersantları sink oksidi kimi reaktiv piqmentlər də daxil olmaqla piqment dispersiyalarını sabitləşdirir. Parıldadıcı boya formulalarında parıltı və təmizlənmə qabiliyyətini artırır. Digər nəmləndirici və dispersləşdirici əlavələrdən fərqli olaraq, fosfat efiri dispersantlarının əlavə edilməsi örtünün KU və ICI özlülüyünə təsir göstərmir.

Tamol 1254 və Tamol 850 kimi poliasid homopolimer dispersantı, Tamol 850 metakril turşusunun homopolimeridir. Diizobutilen və malein turşusunun kopolimeri olan Orotan 731A kimi poliasid kopolimer dispersantı. Bu iki növ dispersantın xüsusiyyətləri ondan ibarətdir ki, onlar piqmentlərin və doldurucuların səthində güclü adsorbsiya və ya lövbər əmələ gətirirlər, sterik maneə yaratmaq üçün daha uzun molekulyar zəncirlərə malikdirlər və zəncirin uclarında suda həll olurlar və bəziləri elektrostatik itələmə ilə tamamlanır. sabit nəticələr əldə etmək. Dispersantın yaxşı dispersiyaya malik olması üçün molekulyar çəkiyə ciddi nəzarət edilməlidir. Molekulyar çəki çox kiçik olarsa, kifayət qədər sterik maneə olmayacaq; molekulyar çəki çox böyük olarsa, flokulyasiya baş verəcəkdir. Poliakrilat dispersantlar üçün polimerləşmə dərəcəsi 12-18 olduqda ən yaxşı dispersiya effekti əldə edilə bilər.

AMP-95 kimi digər dispersant növlərinin kimyəvi adı 2-amino-2-metil-1-propanoldur. Amin qrupu qeyri-üzvi hissəciklərin səthində adsorbsiya edilir və hidroksil qrupu sterik maneə ilə sabitləşdirici rol oynayan suya uzanır. Kiçik ölçüsünə görə sterik maneə məhduddur. AMP-95 əsasən pH tənzimləyicisidir.

Son illərdə dispersantlar üzərində aparılan tədqiqatlar yüksək molekulyar çəkinin yaratdığı flokulyasiya problemini aradan qaldırdı və yüksək molekulyar çəkinin inkişafı tendensiyalardan biridir. Məsələn, emulsiya polimerləşməsi ilə istehsal olunan yüksək molekulyar çəki dispersant EFKA-4580, üzvi və qeyri-üzvi piqment dispersiyası üçün uyğun olan su əsaslı sənaye örtükləri üçün xüsusi olaraq hazırlanmışdır və yaxşı suya davamlıdır.

Amin qrupları turşu-əsas və ya hidrogen bağı vasitəsilə bir çox piqmentlərə yaxşı yaxınlıq göstərir. Ankraj qrupu olaraq aminokrilik turşu ilə blok-kopolimer dispersantına diqqət yetirilmişdir.

Ankraj qrupu kimi dimetilaminoetil metakrilat ilə dispersant

Tego Dispers 655 nəmləndirici və dispersləşdirici aşqar yalnız piqmentləri istiqamətləndirmək üçün deyil, həm də alüminium tozunun su ilə reaksiya verməsinin qarşısını almaq üçün suda olan avtomobil boyalarında istifadə olunur.

Ətraf mühitlə bağlı narahatlıqlara görə, bioloji parçalana bilən nəmləndirici və dispersləşdirici agentlər, məsələn, EnviroGem AE seriyalı iki hüceyrəli nəmləndirici və dispersləşdirici agentlər işlənib hazırlanmışdır ki, bunlar aşağı köpüklü nəmləndirici və dispersiyaedici maddələrdir.

2 köpük təmizləyici:

Ənənəvi su əsaslı boya defoamerlərin bir çox növləri var, bunlar ümumiyyətlə üç kateqoriyaya bölünür: mineral yağlı köpükdən təmizləyicilər, polisiloksan köpüyüdən təmizləyicilər və digər köpük kəsicilər.

Mineral yağlı köpükdən təmizləyicilər, əsasən düz və yarı parlaq lateks boyalarda geniş istifadə olunur.

Polisiloksan köpükdən təmizləyicilər aşağı səth gərginliyinə, güclü köpük və köpük əleyhinə xüsusiyyətlərə malikdir və parıltıya təsir göstərmir, lakin düzgün istifadə edilmədikdə, örtük filminin büzülməsi və zəif təkrar örtülmə qabiliyyəti kimi qüsurlara səbəb olur.

Ənənəvi su əsaslı boya defoamers köpüksüzləşdirmə məqsədinə nail olmaq üçün su fazası ilə uyğun gəlmir, buna görə də örtük filmində səth qüsurları yaratmaq asandır.

Son illərdə molekulyar səviyyəli köpükdən təmizləyicilər hazırlanmışdır.

Bu köpük əleyhinə agent köpük əleyhinə aktiv maddələrin daşıyıcı maddənin üzərinə birbaşa peyvənd edilməsi nəticəsində əmələ gələn polimerdir. Polimerin molekulyar zənciri nəmləndirici hidroksil qrupuna malikdir, köpükdən təmizləyən aktiv maddə molekulun ətrafında paylanır, aktiv maddənin yığılması asan deyil, örtük sistemi ilə uyğunluğu yaxşıdır. Bu cür molekulyar səviyyəli köpükdən təmizləyicilərə mineral yağlar — FoamStar A10 seriyası, silikon tərkibli — FoamStar A30 seriyası və silikon olmayan, yağsız polimerlər — FoamStar MF seriyası daxildir.

Həmçinin bildirilir ki, bu molekulyar səviyyəli köpüyü təmizləyən qurğu uyğun olmayan səthi aktiv maddələr kimi super aşılanmış ulduz polimerlərdən istifadə edir və su əsaslı örtük tətbiqlərində yaxşı nəticələr əldə edib. Stout et al. Surfynol MD 20 və Surfynol DF 37 kimi həm nəmləndirici xüsusiyyətlərə malik olan asetilen qlikol əsaslı köpük nəzarət agenti və köpükdən təmizləyicidir.

Bundan əlavə, sıfır-VOC örtüklərinin istehsalı ehtiyaclarını ödəmək üçün, həmçinin VOC-siz köpükdən təmizləyicilər də mövcuddur, məsələn, Agitan 315, Agitan E 255 və s.

3 Qatılaşdırıcı:

Bir çox qatılaşdırıcı növləri var, hazırda ümumi istifadə olunan selüloz efiri və onun törəmələri qatılaşdırıcılar, assosiativ qələvi-şişən qatılaşdırıcılar (HASE) və poliuretan qatılaşdırıcıları (HEUR).

3.1. Sellüloza efiri və onun törəmələri

Hidroksietil selüloz (HEC) ilk dəfə 1932-ci ildə Union Carbide Company tərəfindən sənaye üsulu ilə istehsal edilmişdir və 70 ildən çox tarixə malikdir. Hazırda sellüloza efirinin və onun törəmələrinin qatılaşdırıcılarına əsasən hidroksietilselüloz (HEC), metilhidroksietilselüloz (MHEC), etilhidroksietilselüloza (EHEC), metilhidroksipropil əsaslı sellüloza (MHPC), metilselüloz (metil selüloz) və kselülan daxildir. və s., bunlar qeyri-ionlardır qatılaşdırıcılar, həmçinin assosiasiya olunmayan su fazalı qatılaşdırıcılara aiddir. Onların arasında HEC lateks boyasında ən çox istifadə olunur.

Hidrofobik modifikasiya olunmuş selüloz (HMHEC) Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-10 kimi assosiativ qatılaşdırıcı olmaq üçün sellülozanın hidrofilik onurğasına az miqdarda uzun zəncirli hidrofobik alkil qrupları təqdim edir. Onun qatılaşdırıcı təsiri daha böyük molekulyar çəkiyə malik selüloz efir qatılaşdırıcıları ilə müqayisə edilə bilər. O, ICI-nin özlülüyünü və hamarlanmasını yaxşılaşdırır və səthi gərginliyi azaldır, məsələn, HEC-nin səthi gərginliyi təxminən 67mN/m, HMHEC-in səthi gərginliyi isə 55-65mN/m-dir.

3.2 Qələvi ilə şişən qatılaşdırıcı

Qələvi-şişən qatılaşdırıcılar iki kateqoriyaya bölünür: qeyri-assosiativ qələvi-şişən qatılaşdırıcılar (ASE) və anion qatılaşdırıcılar olan assosiativ qələvi-şişən qatılaşdırıcılar (HASE). Əlaqəli olmayan ASE poliakrilat qələvi şişkinlik emulsiyasıdır. Assosiativ HASE hidrofobik olaraq dəyişdirilmiş poliakrilat qələvi şişkinlik emulsiyasıdır.

3.3. Poliuretan qatılaşdırıcı və hidrofobik olaraq dəyişdirilmiş qeyri-poliuretan qatılaşdırıcı

HEUR kimi istinad edilən poliuretan qatılaşdırıcı, qeyri-ion assosiativ qatılaşdırıcıya aid olan hidrofobik qrupla modifikasiya edilmiş etoksilləşdirilmiş poliuretan suda həll olunan polimerdir. HEUR üç hissədən ibarətdir: hidrofobik qrup, hidrofilik zəncir və poliuretan qrupu. Hidrofob qrup assosiasiya rolunu oynayır və qalınlaşma üçün həlledici amildir, adətən oleyl, oktadesil, dodesilfenil, nonilfenol və s. Hidrofilik zəncir kimyəvi sabitlik və özlülük sabitliyini təmin edə bilər, adətən poliefirlər, məsələn, polioksietilen və onun törəmələri istifadə olunur. HEUR-un molekulyar zənciri IPDI, TDI və HMDI kimi poliuretan qrupları tərəfindən genişləndirilir. Assosiativ qatılaşdırıcıların struktur xüsusiyyəti onların hidrofobik qruplar tərəfindən dayandırılmasıdır. Bununla belə, bəzi kommersiya məqsədli HEUR-ların hər iki ucunda hidrofobik qrupların əvəzlənmə dərəcəsi 0,9-dan aşağıdır, ən yaxşısı isə cəmi 1,7-dir. Dar molekulyar çəki paylama və sabit performansa malik poliuretan qatılaşdırıcı əldə etmək üçün reaksiya şəraitinə ciddi nəzarət edilməlidir. Əksər HEUR-lar pilləli polimerləşmə yolu ilə sintez olunur, buna görə də kommersiyada mövcud olan HEUR-lar ümumiyyətlə geniş molekulyar çəkilərin qarışıqlarıdır.

Richey və başqaları. 0,02% (çəki) konsentrasiyasında Acrysol RM-825 və PAT-ın misel aqreqasiya dərəcəsinin təxminən 6 olduğunu tapmaq üçün flüoresan izləyici piren assosiasiyalı qatılaşdırıcıdan (PAT, orta molekulyar çəki 30000, orta çəki molekulyar çəkisi 60000) istifadə etmişdir. qatılaşdırıcı ilə lateks hissəciklərinin səthi arasında assosiasiya enerjisi təxminən 25-dir KJ/mol; lateks hissəciklərinin səthində hər bir PAT qatılaşdırıcı molekulunun tutduğu sahə təxminən 13 nm2 təşkil edir ki, bu da Triton X-405 nəmləndiricisinin 0,9 nm2-dən 14 dəfə çox tutduğu sahədir. Assosiativ poliuretan qatılaşdırıcı, məsələn, RM-2020NPR, DSX 1550 və s.

Ekoloji cəhətdən təmiz assosiativ poliuretan qatılaşdırıcılarının inkişafı geniş diqqəti cəlb etmişdir. Məsələn, BYK-425 VOC və APEO-suz karbamid ilə modifikasiya edilmiş poliuretan qatılaşdırıcıdır. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 və 3060 VOC və APEO olmayan assosiativ poliuretan qatılaşdırıcıdır.

Yuxarıda təsvir olunan xətti assosiativ poliuretan qatılaşdırıcılarına əlavə olaraq, daraq kimi assosiativ poliuretan qatılaşdırıcıları da var. Poliuretan qatılaşdırıcı adlanan daraq assosiasiyası hər qatılaşdırıcı molekulun ortasında bir asqı hidrofobik qrupun olduğunu bildirir. Belə qatılaşdırıcılar SCT-200 və SCT-275 və s.

Hidrofobik modifikasiya olunmuş aminoplast qatılaşdırıcı (hidrofobik modifikasiya edilmiş etoksilətlənmiş aminoplast qatılaşdırıcı—HEAT) xüsusi amin qatranını dörd qapaqlı hidrofobik qrupa çevirir, lakin bu dörd reaksiya sahəsinin reaktivliyi fərqlidir. Normal hidrofobik qrupların əlavə edilməsində yalnız iki bloklanmış hidrofobik qrup var, buna görə də sintetik hidrofob dəyişdirilmiş amin qatılaşdırıcı HEUR-dan çox da fərqlənmir, məsələn, Optiflo H 500. Daha çox hidrofobik qruplar əlavə edilərsə, məsələn, 8%-ə qədər, reaksiya şəraiti çoxlu bloklanmış hidrofobik qrupları olan amin qatılaşdırıcıları istehsal etmək üçün tənzimlənə bilər. Təbii ki, bu da daraq qalınlaşdırıcıdır. Bu hidrofobik modifikasiya edilmiş amin qatılaşdırıcı rəng uyğunluğu əlavə edildikdə çoxlu miqdarda səthi aktiv maddələrin və qlikol həlledicilərinin əlavə edilməsi səbəbindən boyanın özlülüyünün düşməsinin qarşısını ala bilər. Səbəb odur ki, güclü hidrofobik qruplar desorbsiyanın qarşısını ala bilir və çoxsaylı hidrofobik qruplar güclü assosiasiyaya malikdir. Optiflo TVS kimi qatılaşdırıcılar.

Hidrofobik modifikasiya edilmiş polieter qatılaşdırıcı (HMPE) Hidrofob dəyişdirilmiş polieter qatılaşdırıcının performansı HEUR-a bənzəyir və məhsullara Hercules şirkətinin Aquaflow NLS200, NLS210 və NHS300 daxildir.

Onun qalınlaşma mexanizmi həm hidrogen bağının, həm də son qrupların birləşməsinin təsiridir. Adi qatılaşdırıcılarla müqayisədə daha yaxşı çökmə və çökmə əleyhinə xüsusiyyətlərə malikdir. Son qrupların müxtəlif polaritelərinə görə, dəyişdirilmiş poliurea qatılaşdırıcıları üç növə bölünə bilər: aşağı polariteli poliurea qatılaşdırıcıları, orta polariteli poliurea qatılaşdırıcıları və yüksək polariteli poliurea qatılaşdırıcıları. İlk ikisi həlledici əsaslı örtükləri qalınlaşdırmaq üçün istifadə olunur, yüksək polariteli poliurea qatılaşdırıcıları isə həm yüksək polariteli həlledici əsaslı örtüklər, həm də su əsaslı örtüklər üçün istifadə edilə bilər. Aşağı polariteli, orta polariteli və yüksək polariteli poliurea qatılaşdırıcılarının kommersiya məhsulları müvafiq olaraq BYK-411, BYK-410 və BYK-420-dir.

Modifikasiya edilmiş poliamid mumu şlamı amid mumunun molekulyar zəncirinə PEG kimi hidrofilik qrupların daxil edilməsi ilə sintez edilmiş reoloji əlavədir. Hazırda bəzi markalar xaricdən gətirilir və əsasən sistemin tiksotropiyasını tənzimləmək və anti-tiksotropiyanı yaxşılaşdırmaq üçün istifadə olunur. Anti-sag performans.