Resumé:
1. Befugtnings- og dispergeringsmiddel
2. Skumdæmper
3. Fortykningsmiddel
4. Filmdannende tilsætningsstoffer
5. Anti-korrosion, anti-meldug og anti-algemiddel
6. Andre tilsætningsstoffer
1 Befugtnings- og dispergeringsmiddel:
Vandbaserede belægninger bruger vand som opløsningsmiddel eller dispersionsmedium, og vand har en stor dielektrisk konstant, så vandbaserede belægninger stabiliseres hovedsageligt af den elektrostatiske frastødning, når det elektriske dobbeltlag overlapper.Derudover er der i det vandbaserede coatingsystem ofte polymerer og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer, som adsorberes på overfladen af pigmentfyldstoffet, danner sterisk hindring og stabiliserer dispersionen.Derfor opnår vandbaserede malinger og emulsioner stabile resultater gennem den fælles virkning af elektrostatisk frastødning og sterisk hindring.Dens ulempe er dårlig elektrolytmodstand, især for dyre elektrolytter.
1.1 Befugtningsmiddel
Befugtningsmidler til vandbårne belægninger er opdelt i anioniske og nonioniske.
Kombinationen af befugtningsmiddel og dispergeringsmiddel kan opnå ideelle resultater.Mængden af befugtningsmiddel er generelt nogle få promille.Dens negative effekt er skumdannelse og reducerer belægningsfilmens vandbestandighed.
En af udviklingstendenserne for befugtningsmidler er gradvist at erstatte polyoxyethylenalkyl (benzen) phenolether (APEO eller APE) befugtningsmidler, fordi det fører til reduktion af mandlige hormoner hos rotter og interfererer med det endokrine.Polyoxyethylenalkyl (benzen)phenolethere anvendes i vid udstrækning som emulgeringsmidler under emulsionspolymerisation.
Twin surfactants er også nye udviklinger.Det er to amfifile molekyler forbundet med en spacer.Det mest bemærkelsesværdige træk ved dobbeltcellede overfladeaktive stoffer er, at den kritiske micellekoncentration (CMC) er mere end en størrelsesorden lavere end deres "enkeltcellede" overfladeaktive stoffer, efterfulgt af høj effektivitet.Som TEGO Twin 4000 er det et dobbeltcellet siloxan-overfladeaktivt stof og har ustabile skum- og skumdæmpende egenskaber.
Air Products har udviklet Gemini overfladeaktive stoffer.Traditionelle overfladeaktive stoffer har en hydrofob hale og et hydrofilt hoved, men dette nye overfladeaktive stof har to hydrofile grupper og to eller tre hydrofobe grupper, som er et multifunktionelt overfladeaktivt middel, kendt som acetylenglycoler, produkter såsom EnviroGem AD01.
1.2 Dispergeringsmiddel
Dispergeringsmidler til latexmaling er opdelt i fire kategorier: fosfat-dispergeringsmidler, polysyre-homopolymer-dispergeringsmidler, polysyre-copolymer-dispergeringsmidler og andre dispergeringsmidler.
De mest udbredte fosfatdispergeringsmidler er polyphosphater, såsom natriumhexametaphosphat, natriumpolyphosphat (Calgon N, produkt fra BK Giulini Chemical Company i Tyskland), kaliumtripolyphosphat (KTPP) og tetrakaliumpyrophosphat (TKPP).Mekanismen for dens virkning er at stabilisere elektrostatisk frastødning gennem hydrogenbinding og kemisk adsorption.Dens fordel er, at doseringen er lav, ca. 0,1%, og den har en god dispersionseffekt på uorganiske pigmenter og fyldstoffer.Men der er også mangler: den ene, sammen med stigningen af pH-værdi og temperatur, er polyphosphat let hydrolyseret, forårsager langtidslagringsstabilitet dårlig;Ufuldstændig opløsning i medium vil påvirke glansen af blank latexmaling.
Fosfatesterdispergeringsmidler er blandinger af monoestere, diestere, resterende alkoholer og phosphorsyre.
Fosfatesterdispergeringsmidler stabiliserer pigmentdispersioner, herunder reaktive pigmenter såsom zinkoxid.I glansmalingsformuleringer forbedrer det glans og rengøringsevne.I modsætning til andre befugtnings- og dispergeringsadditiver påvirker tilsætningen af fosfatesterdispergeringsmidler ikke belægningens KU- og ICI-viskositet.
Polysyre homopolymer dispergeringsmiddel, såsom Tamol 1254 og Tamol 850, Tamol 850 er en homopolymer af methacrylsyre.Polysyre copolymer dispergeringsmiddel, såsom Orotan 731A, som er en copolymer af diisobutylen og maleinsyre.Karakteristikaene ved disse to typer dispergeringsmidler er, at de producerer stærk adsorption eller forankring på overfladen af pigmenter og fyldstoffer, har længere molekylære kæder til at danne sterisk hindring og har vandopløselighed i kædeenderne, og nogle er suppleret med elektrostatisk frastødning til opnå stabile resultater.For at få dispergeringsmidlet til at have god dispergerbarhed skal molekylvægten kontrolleres nøje.Hvis molekylvægten er for lille, vil der være utilstrækkelig sterisk hindring;hvis molekylvægten er for stor, vil der forekomme flokkulering.For polyacrylat-dispergeringsmidler kan den bedste dispersionseffekt opnås, hvis polymerisationsgraden er 12-18.
Andre typer dispergeringsmidler, såsom AMP-95, har et kemisk navn på 2-amino-2-methyl-1-propanol.Aminogruppen adsorberes på overfladen af de uorganiske partikler, og hydroxylgruppen strækker sig til vandet, som spiller en stabiliserende rolle gennem sterisk hindring.På grund af dens lille størrelse er sterisk hindring begrænset.AMP-95 er hovedsageligt en pH-regulator.
I de senere år har forskningen i dispergeringsmidler overvundet problemet med flokkulering forårsaget af høj molekylvægt, og udviklingen af høj molekylvægt er en af tendenserne.For eksempel er det højmolekylære dispergeringsmiddel EFKA-4580 fremstillet ved emulsionspolymerisation specielt udviklet til vandbaserede industrielle belægninger, velegnet til organisk og uorganisk pigmentdispersion, og har god vandbestandighed.
Aminogrupper har en god affinitet til mange pigmenter gennem syre-base eller hydrogenbinding.Blokcopolymerdispergeringsmidlet med aminoacrylsyre som forankringsgruppe er blevet opmærksom på.
Dispergeringsmiddel med dimethylaminoethylmethacrylat som forankringsgruppe
Tego Dispers 655 befugtnings- og dispergeringsadditiv bruges i vandbårne automalinger, ikke kun for at orientere pigmenterne, men også for at forhindre aluminiumspulveret i at reagere med vand.
På grund af miljøhensyn er der udviklet biologisk nedbrydelige befugtnings- og dispergeringsmidler, såsom EnviroGem AE-serien med dobbeltcellede befugtnings- og dispergeringsmidler, som er lavtskummende befugtnings- og dispergeringsmidler.
2 skumdæmper:
Der findes mange slags traditionelle vandbaserede skumdæmpere til maling, som generelt er opdelt i tre kategorier: mineraloliedæmpere, polysiloxanskumdæmpere og andre skumdæmpere.
Mineraloliedæmpningsmidler er almindeligt anvendte, hovedsageligt i flade og halvblanke latexmalinger.
Polysiloxan skumdæmpere har lav overfladespænding, stærke skumdæmpende og antiskumningsevner og påvirker ikke glansen, men ved forkert brug vil de forårsage defekter såsom krympning af belægningsfilmen og dårlig overmalbarhed.
Traditionelle vandbaserede malingsdæmpningsmidler er uforenelige med vandfasen for at opnå formålet med skumdæmpning, så det er nemt at frembringe overfladefejl i belægningsfilmen.
I de senere år er der udviklet skumdæmpere på molekylært niveau.
Dette skumdæmpende middel er en polymer dannet ved direkte at pode skumdæmpende aktive stoffer på bærestoffet.Polymerens molekylære kæde har en befugtende hydroxylgruppe, det skumdæmpende aktive stof er fordelt rundt om molekylet, det aktive stof er ikke let at aggregere, og kompatibiliteten med coatingsystemet er god.Sådanne skumdæmpningsmidler på molekylært niveau omfatter mineralolier - FoamStar A10-serien, siliciumholdig - FoamStar A30-serien og ikke-silicium, ikke-oliepolymerer - FoamStar MF-serien.
Det er også rapporteret, at denne skumdæmper på molekylært niveau bruger superpodede stjernepolymerer som inkompatible overfladeaktive stoffer og har opnået gode resultater i vandbaserede belægningsapplikationer.Air Products skumdæmper af molekylær kvalitet rapporteret af Stout et al.er et acetylenglycol-baseret skumkontrolmiddel og skumdæmper med begge befugtningsegenskaber, såsom Surfynol MD 20 og Surfynol DF 37.
For at imødekomme behovene for fremstilling af nul-VOC-belægninger findes der desuden VOC-frie skumdæmpere, såsom Agitan 315, Agitan E 255 osv.
3 fortykningsmidler:
Der er mange slags fortykningsmidler, som i øjeblikket almindeligvis anvendes, er celluloseether og dens derivater fortykningsmidler, associative alkali-kvældbare fortykningsmidler (HASE) og polyurethanfortykningsmidler (HEUR).
3.1.Celluloseether og dens derivater
Hydroxyethylcellulose (HEC) blev først produceret industrielt af Union Carbide Company i 1932 og har en historie på mere end 70 år.På nuværende tidspunkt omfatter fortykningsmidlerne af celluloseether og dens derivater hovedsageligt hydroxyethylcellulose (HEC), methylhydroxyethylcellulose (MHEC), ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), methylhydroxypropylbasecellulose (MHPC), methylcellulose (MC) og xanthangummi, osv., disse er ikke-ioniske fortykningsmidler og hører også til ikke-associerede vandfasefortykningsmidler.Blandt dem er HEC den mest almindeligt anvendte i latexmaling.
Hydrofobisk modificeret cellulose (HMHEC) introducerer en lille mængde langkædede hydrofobe alkylgrupper på den hydrofile rygrad af cellulose for at blive et associativt fortykningsmiddel, såsom Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100.Dens fortykkende effekt er sammenlignelig med celluloseetherfortykningsmidler med meget større molekylvægt.Det forbedrer viskositeten og udjævningen af ICI og reducerer overfladespændingen, såsom overfladespændingen af HEC er omkring 67mN/m, og overfladespændingen af HMHEC er 55-65mN/m.
3.2 Alkali-kvældende fortykningsmiddel
Alkaliskvældende fortykningsmidler er opdelt i to kategorier: ikke-associative alkalikvældende fortykningsmidler (ASE) og associative alkalikvældende fortykningsmidler (HASE), som er anioniske fortykningsmidler.Ikke-associeret ASE er en polyacrylat alkalisk kvældende emulsion.Associative HASE er en hydrofobisk modificeret polyacrylat alkalisk kvældende emulsion.
3.3.Polyurethan fortykningsmiddel og hydrofobt modificeret ikke-polyurethan fortykningsmiddel
Polyurethanfortykningsmiddel, benævnt HEUR, er en hydrofob gruppemodificeret ethoxyleret polyurethan vandopløselig polymer, som tilhører ikke-ionisk associativt fortykningsmiddel.HEUR er sammensat af tre dele: hydrofob gruppe, hydrofil kæde og polyurethangruppe.Den hydrofobe gruppe spiller en associationsrolle og er den afgørende faktor for fortykkelse, sædvanligvis oleyl, octadecyl, dodecylphenyl, nonylphenol osv. Den hydrofile kæde kan give kemisk stabilitet og viskositetsstabilitet, almindeligvis anvendte er polyethere, såsom polyoxyethylen og dets derivater.Den molekylære kæde af HEUR forlænges med polyurethangrupper, såsom IPDI, TDI og HMDI.Det strukturelle træk ved associative fortykningsmidler er, at de afsluttes af hydrofobe grupper.Graden af substitution af hydrofobe grupper i begge ender af nogle kommercielt tilgængelige HEUR'er er imidlertid lavere end 0,9, og den bedste er kun 1,7.Reaktionsbetingelserne bør kontrolleres nøje for at opnå et polyurethanfortykningsmiddel med en snæver molekylvægtfordeling og stabil ydeevne.De fleste HEUR'er syntetiseres ved trinvis polymerisation, så kommercielt tilgængelige HEUR'er er generelt blandinger af brede molekylvægte.
Richey et al.brugte fluorescerende sporstof-pyrenassocieringsfortykningsmiddel (PAT, antalsgennemsnitlig molekylvægt 30.000, vægtgennemsnitlig molekylvægt 60.000) for at finde ud af, at ved en koncentration på 0,02 % (vægt) var micelleaggregeringsgraden af Acrysol RM-825 og PAT omkring 6. associationsenergien mellem fortykningsmidlet og overfladen af latexpartikler er ca. 25 KJ/mol;arealet optaget af hvert PAT-fortykningsmiddel på overfladen af latexpartikler er ca. 13 nm2, hvilket er ca. det areal, der optages af Triton X-405 befugtningsmiddel 14 gange større end 0,9 nm2.Associativ polyurethanfortykningsmiddel såsom RM-2020NPR, DSX 1550 osv.
Udviklingen af miljøvenlige associative polyurethanfortykningsmidler har fået stor opmærksomhed.For eksempel er BYK-425 et VOC- og APEO-frit urinstofmodificeret polyurethanfortykningsmiddel.Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 og 3060 er Det er et associativt polyurethanfortykningsmiddel uden VOC og APEO.
Ud over de ovenfor beskrevne lineære associative polyurethanfortykningsmidler findes der også kamlignende associative polyurethanfortykningsmidler.Det såkaldte kamforeningspolyurethanfortykningsmiddel betyder, at der er en vedhængende hydrofob gruppe i midten af hvert fortykningsmiddelmolekyle.Sådanne fortykningsmidler som SCT-200 og SCT-275 osv.
Det hydrofobisk modificerede aminoplastfortykningsmiddel (hydrofobisk modificeret ethoxyleret aminoplastfortykningsmiddel—HEAT) ændrer den specielle aminoharpiks til fire capped hydrofobe grupper, men reaktiviteten af disse fire reaktionssteder er forskellig.Ved normal tilsætning af hydrofobe grupper er der kun to blokerede hydrofobe grupper, så det syntetiske hydrofobe modificerede aminofortykningsmiddel er ikke meget forskelligt fra HEUR, såsom Optiflo H 500. Hvis der tilføjes flere hydrofobe grupper, såsom op til 8 %, reaktionsbetingelserne kan justeres til at producere aminofortykningsmidler med flere blokerede hydrofobe grupper.Dette er selvfølgelig også en kamfortykningsmiddel.Dette hydrofobe modificerede aminofortykningsmiddel kan forhindre, at malingens viskositet falder på grund af tilsætningen af en stor mængde overfladeaktive stoffer og glykolopløsningsmidler, når farvetilpasning tilsættes.Årsagen er, at stærke hydrofobe grupper kan forhindre desorption, og flere hydrofobe grupper har stærk association.Sådanne fortykningsmidler som Optiflo TVS.
Hydrofobisk modificeret polyetherfortykningsmiddel (HMPE) Ydeevnen af hydrofobisk modificeret polyetherfortykningsmiddel svarer til HEUR, og produkterne omfatter Aquaflow NLS200, NLS210 og NHS300 fra Hercules.
Dens fortykkelsesmekanisme er effekten af både hydrogenbinding og sammenslutning af endegrupper.Sammenlignet med almindelige fortykningsmidler har det bedre anti-sætning og anti-sag egenskaber.I henhold til endegruppernes forskellige polariteter kan modificerede polyurinstoffortykningsmidler opdeles i tre typer: polyurinstoffortykningsmidler med lav polaritet, polyurinstoffortykningsmidler med medium polaritet og polyurinstoffortykningsmidler med høj polaritet.De to første bruges til fortykning af opløsningsmiddelbaserede belægninger, mens højpolaritetspolyurinstoffortykningsmidler kan bruges til både højpolaritet opløsningsmiddelbaserede belægninger og vandbaserede belægninger.Kommercielle produkter af polyurinstoffortykningsmidler med lav polaritet, medium polaritet og høj polaritet er henholdsvis BYK-411, BYK-410 og BYK-420.
Modificeret polyamidvoksopslæmning er et rheologisk tilsætningsstof syntetiseret ved at indføre hydrofile grupper såsom PEG i molekylkæden af amidvoks.På nuværende tidspunkt er nogle mærker importeret og bruges hovedsageligt til at justere tixotropien af systemet og forbedre anti-thixotropien.Anti-sag ydeevne.
Indlægstid: 22. november 2022