Ջրի վրա հիմնված ծածկույթների համար հավելումների գաղտնիքները

Ամփոփում:

1. Թրջող և ցրող միջոց

2. Փրփրազերծող

3. Թանձրացուցիչ

4. Թաղանթ ձևավորող հավելումներ

5. Հակակոռոզիոն, հակաբորբոսային և ջրիմուռների դեմ միջոց

6. Այլ հավելումներ

1 Թրջող և ցրող միջոց.

Ջրի վրա հիմնված ծածկույթներն օգտագործում են ջուրը որպես լուծիչ կամ ցրման միջավայր, իսկ ջուրն ունի մեծ դիէլեկտրական հաստատուն, ուստի ջրի վրա հիմնված ծածկույթները հիմնականում կայունանում են էլեկտրաստատիկ վանման միջոցով, երբ էլեկտրական կրկնակի շերտը համընկնում է: Բացի այդ, ջրի վրա հիմնված ծածկույթի համակարգում հաճախ հանդիպում են պոլիմերներ և ոչ իոնային մակերևութային ակտիվ նյութեր, որոնք ներծծվում են պիգմենտային լցանյութի մակերեսի վրա՝ ձևավորելով ստերիկ խոչընդոտ և կայունացնելով դիսպերսիան: Հետևաբար, ջրի վրա հիմնված ներկերը և էմուլսիաները կայուն արդյունքների են հասնում էլեկտրաստատիկ վանման և ստերիկ խանգարման համատեղ գործողության միջոցով: Դրա թերությունը էլեկտրոլիտների վատ դիմադրությունն է, հատկապես թանկարժեք էլեկտրոլիտների համար:

1.1 Թրջող միջոց

Ջրածածկ ծածկույթների թրջող նյութերը բաժանվում են անիոնային և ոչ իոնային:

Թրջող և ցրող նյութի համադրությունը կարող է հասնել իդեալական արդյունքի: Թրջող նյութի քանակը, ընդհանուր առմամբ, մի քանի հազար է: Դրա բացասական ազդեցությունը փրփրում է և նվազեցնում ծածկույթի ֆիլմի ջրակայունությունը:

Թրջող նյութերի զարգացման միտումներից մեկը պոլիօքսիէթիլենալկիլ (բենզոլ) ֆենոլ էթերի (APEO կամ APE) թրջող նյութերի աստիճանական փոխարինումն է, քանի որ դա հանգեցնում է առնետների արական հորմոնների նվազմանը և խանգարում էնդոկրինին: Պոլիօքսիէթիլենալկիլ (բենզոլ) ֆենոլային եթերները լայնորեն օգտագործվում են որպես էմուլգատորներ էմուլսիայի պոլիմերացման ժամանակ։

Երկվորյակ մակերեսային ակտիվ նյութերը նույնպես նոր զարգացումներ են: Այն երկու ամֆիֆիլային մոլեկուլ է, որոնք կապված են միջակայքով: Երկբջջային մակերևութաակտիվ նյութերի ամենաուշագրավ առանձնահատկությունն այն է, որ կրիտիկական միցելի կոնցենտրացիան (CMC) ավելի քան մի կարգով ցածր է, քան նրանց «մեկ բջջային» մակերևութային ակտիվ նյութերը, որին հաջորդում է բարձր արդյունավետությունը: Ինչպես TEGO Twin 4000-ը, այն երկբջջային սիլոքսան մակերևութային ակտիվ նյութ է և ունի անկայուն փրփուր և փրփրազերծող հատկություններ:

Air Products-ը մշակել է Gemini մակերեւութային ակտիվ նյութեր: Ավանդական մակերևութաակտիվներն ունեն հիդրոֆոբ պոչ և հիդրոֆիլ գլուխ, սակայն այս նոր մակերևութային ակտիվ նյութն ունի երկու հիդրոֆիլ և երկու կամ երեք հիդրոֆոբ խմբեր, որը բազմաֆունկցիոնալ մակերևութային ակտիվ նյութ է, որը հայտնի է որպես ացետիլեն գլիկոլներ, այնպիսի արտադրանք, ինչպիսին է EnviroGem AD01-ը:

1.2 Դիսպերսանտ

Լատեքսային ներկերի ցրիչները բաժանվում են չորս կատեգորիայի՝ ֆոսֆատ ցրիչներ, պոլիթթվային հոմոպոլիմեր ցրիչներ, պոլիաթթու համապոլիմեր ցրիչներ և այլ ցրիչներ:

Ամենալայնորեն օգտագործվող ֆոսֆատ ցրիչները պոլիֆոսֆատներն են, ինչպիսիք են նատրիումի հեքսամետաֆոսֆատը, նատրիումի պոլիֆոսֆատը (Calgon N, BK Giulini Chemical Company-ի արտադրանքը Գերմանիայում), կալիումի տրիպոլիֆոսֆատը (KTPP) և տետրակալիումի պիրոֆոսֆատը (TKPP): Դրա գործողության մեխանիզմն է կայունացնել էլեկտրաստատիկ վանումը ջրածնային կապի և քիմիական կլանման միջոցով: Դրա առավելությունն այն է, որ դեղաչափը ցածր է՝ մոտ 0,1%, և լավ ցրման ազդեցություն ունի անօրգանական պիգմենտների և լցոնիչների վրա։ Բայց կան նաև թերություններ. մեկը, pH-ի և ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ, պոլիֆոսֆատը հեշտությամբ հիդրոլիզվում է, հանգեցնում է երկարատև պահպանման կայունության վատթարացմանը. Միջավայրում թերի լուծարումը կազդի փայլուն լատեքսային ներկի փայլի վրա:

Ֆոսֆատ էսթերի ցրիչները մոնոեսթերների, դիեսթերների, մնացորդային սպիրտների և ֆոսֆորաթթվի խառնուրդներ են։

Ֆոսֆատ էսթեր ցրիչները կայունացնում են պիգմենտային դիսպերսիաները, ներառյալ ռեակտիվ պիգմենտները, ինչպիսիք են ցինկի օքսիդը: Փայլուն ներկերի ձևակերպումներում այն ​​բարելավում է փայլն ու մաքրությունը: Ի տարբերություն այլ թրջող և ցրող հավելումների, ֆոսֆատ էսթեր ցրող նյութերի ավելացումը չի ազդում ծածկույթի KU և ICI մածուցիկության վրա:

Polyacid homopolymer dispersant, ինչպիսիք են Tamol 1254-ը և Tamol 850-ը, Tamol 850-ը մետակրիլաթթվի հոմոպոլիմեր է: Պոլիաթթու համապոլիմերային ցրիչ, ինչպիսին է Orotan 731A-ն, որը դիիզոբուտիլենի և մալեյնաթթվի համապոլիմեր է: Այս երկու տեսակի դիսպերսանտների առանձնահատկություններն այն են, որ նրանք արտադրում են ուժեղ կլանում կամ խարսխում պիգմենտների և լցոնիչների մակերևույթի վրա, ունեն ավելի երկար մոլեկուլային շղթաներ՝ ձևավորելու ստերիկ խոչընդոտ, և ունեն ջրի լուծելիություն շղթայի ծայրերում, իսկ որոշները լրացվում են էլեկտրաստատիկ վանմամբ: հասնել կայուն արդյունքների. Որպեսզի դիսպերսանտը լավ ցրվածություն ունենա, մոլեկուլային քաշը պետք է խստորեն վերահսկվի: Եթե ​​մոլեկուլային քաշը չափազանց փոքր է, անբավարար ստերիկ խոչընդոտ կլինի. եթե մոլեկուլային քաշը չափազանց մեծ է, տեղի է ունենում ֆլոկուլյացիա: Պոլիակրիլատային ցրիչների համար լավագույն ցրման ազդեցությունը կարելի է ձեռք բերել, եթե պոլիմերացման աստիճանը 12-18 է:

Դիսպերսանտների այլ տեսակներ, ինչպիսիք են AMP-95-ը, ունեն 2-ամինո-2-մեթիլ-1-պրոպանոլ քիմիական անվանումը: Ամինային խումբը ներծծվում է անօրգանական մասնիկների մակերեսի վրա, իսկ հիդրոքսիլ խումբը տարածվում է ջրի վրա, որը կայունացնող դեր է խաղում ստերիկական խանգարման միջոցով։ Իր փոքր չափերի պատճառով ստերիկ խանգարումը սահմանափակ է: AMP-95-ը հիմնականում pH կարգավորիչ է:

Վերջին տարիներին դիսպերսանտների վերաբերյալ հետազոտությունները հաղթահարել են բարձր մոլեկուլային քաշի պատճառով առաջացած ֆլոկուլյացիայի խնդիրը, և բարձր մոլեկուլային քաշի զարգացումը միտումներից մեկն է։ Օրինակ, բարձր մոլեկուլային քաշով դիսպերսանտը EFKA-4580, որը արտադրվում է էմուլսիայի պոլիմերացման միջոցով, հատուկ մշակված է ջրի վրա հիմնված արդյունաբերական ծածկույթների համար, հարմար է օրգանական և անօրգանական պիգմենտների ցրման համար և ունի լավ ջրակայունություն:

Ամինային խմբերը լավ կապ ունեն բազմաթիվ գունանյութերի հետ թթու-բազային կամ ջրածնային կապի միջոցով: Ուշադրություն է դարձվել բլոկային համապոլիմերային դիսպերսանտին՝ ամինակրիլաթթվով, որպես խարսխող խմբի:

Դիսպերսենտ դիմեթիլամինոէթիլ մետակրիլատով որպես խարսխող խումբ

Tego Dispers 655 թրջող և ցրող հավելումը օգտագործվում է ջրային ավտոմոբիլային ներկերի մեջ ոչ միայն պիգմենտները կողմնորոշելու, այլ նաև ալյումինի փոշու ջրի հետ ռեակցիան կանխելու համար:

Բնապահպանական մտահոգությունների պատճառով մշակվել են կենսաքայքայվող խոնավացնող և ցրող նյութեր, ինչպիսիք են EnviroGem AE շարքի երկբջջային խոնավացնող և ցրող նյութերը, որոնք ցածր փրփրացող խոնավացնող և ցրող նյութեր են:

2 փրփրազերծող:

Կան բազմաթիվ տեսակի ավանդական ջրի վրա հիմնված ներկերի փրփրազերծիչներ, որոնք, ընդհանուր առմամբ, բաժանվում են երեք կատեգորիայի՝ հանքային յուղերի փրփրազերծիչներ, պոլիսիլոքսանային փրփրազերծիչներ և այլ փրփրազերծիչներ:

Հանքային յուղերի փրփրազերծիչները սովորաբար օգտագործվում են հիմնականում հարթ և կիսափայլ լատեքսային ներկերի մեջ:

Պոլիսիլոքսան փրփրազերծիչները ունեն ցածր մակերևութային լարվածություն, ուժեղ փրփրազերծող և փրփրազերծող ունակություններ և չեն ազդում փայլի վրա, սակայն սխալ օգտագործման դեպքում դրանք կառաջացնեն այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են ծածկույթի թաղանթի կծկումը և վատ վերաներարկումը:

Ավանդական ջրի վրա հիմնված ներկերի փրփրազերծիչները անհամատեղելի են ջրային փուլի հետ՝ փրփրազերծման նպատակին հասնելու համար, ուստի հեշտ է մակերևութային թերություններ առաջացնել ծածկույթի թաղանթում:

Վերջին տարիներին մշակվել են մոլեկուլային մակարդակի փրփրազերծիչներ:

Այս հակափրփրացնող միջոցը պոլիմեր է, որը ձևավորվում է կրող նյութի վրա հակափրփրացնող ակտիվ նյութերն ուղղակիորեն պատվաստելով: Պոլիմերի մոլեկուլային շղթան ունի թրջող հիդրօքսիլ խումբ, փրփրազերծող ակտիվ նյութը բաշխված է մոլեկուլի շուրջ, ակտիվ նյութը հեշտ չէ ագրեգացնել, իսկ ծածկույթի համակարգի հետ համատեղելիությունը լավ է։ Նման մոլեկուլային մակարդակի փրփրազերծիչները ներառում են հանքային յուղեր՝ FoamStar A10 սերիա, սիլիցիում պարունակող՝ FoamStar A30 սերիա, և ոչ սիլիցիումային, ոչ յուղային պոլիմերներ՝ FoamStar MF շարք:

Հաղորդվում է նաև, որ մոլեկուլային մակարդակի այս փրփրազերծիչը օգտագործում է գերփոխպատվաստված աստղային պոլիմերներ՝ որպես անհամատեղելի մակերևութային ակտիվ նյութեր և լավ արդյունքների է հասել ջրի վրա հիմնված ծածկույթների կիրառման մեջ: Air Products-ի մոլեկուլային կարգի փրփրազերծիչը, հաղորդում է Stout et al. ացետիլեն գլիկոլի վրա հիմնված փրփուրի վերահսկման միջոց և փրփրազերծող միջոց է երկու խոնավացնող հատկությամբ, ինչպիսիք են Surfynol MD 20-ը և Surfynol DF 37-ը:

Բացի այդ, զրոյական VOC ծածկույթների արտադրության կարիքները բավարարելու համար կան նաև VOC-ից զերծ փրփրազերծիչներ, ինչպիսիք են Agitan 315, Agitan E 255 և այլն:

3 խտացուցիչներ.

Գոյություն ունեն խտացուցիչների բազմաթիվ տեսակներ, որոնք ներկայումս սովորաբար օգտագործվում են ցելյուլոզային եթեր և դրա ածանցյալ խտացուցիչներ, ասոցիատիվ ալկալային ուռեցնող խտացուցիչներ (HASE) և պոլիուրեթանային խտացուցիչներ (HEUR):

3.1. Ցելյուլոզային եթեր և դրա ածանցյալները

Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը (HEC) առաջին անգամ արտադրվել է արդյունաբերական ճանապարհով Union Carbide ընկերության կողմից 1932 թվականին և ունի ավելի քան 70 տարվա պատմություն: Ներկայումս ցելյուլոզային եթերի և նրա ածանցյալների խտացուցիչները հիմնականում ներառում են հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզա (HEC), մեթիլ հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզա (MHEC), էթիլ հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզա (EHEC), մեթիլ հիդրօքսիպրոպիլ բազային ցելյուլոզա (MHPC), մեթիլ ցելյուլոզ (MC) և քսանթան գում։ և այլն, դրանք ոչ իոնային խտացուցիչներ են և նույնպես պատկանում են ոչ կապակցված ջրային փուլային խտացուցիչներ: Նրանց թվում, HEC- ը լատեքսային ներկերի մեջ ամենատարածվածն է:

Հիդրոֆոբ ձևափոխված ցելյուլոզը (HMHEC) ցելյուլոզայի հիդրոֆիլ ողնաշարի վրա ներմուծում է փոքր քանակությամբ երկարաշղթա հիդրոֆոբ ալկիլ խմբեր՝ դառնալով ասոցիատիվ խտացուցիչ, ինչպիսիք են Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100: Դրա խտացնող ազդեցությունը համեմատելի է շատ ավելի մեծ մոլեկուլային քաշ ունեցող ցելյուլոզային եթերի խտացուցիչների հետ: Այն բարելավում է ICI-ի մածուցիկությունը և հարթեցումը և նվազեցնում է մակերևութային լարվածությունը, օրինակ՝ HEC-ի մակերևութային լարվածությունը մոտ 67 մՆ/մ է, իսկ HMHEC-ի մակերեսային լարվածությունը 55-65 մՆ/մ է:

3.2 Ալկալիներով ուռեցնող խտացուցիչ

Ալկալիներով ուռեցվող խտացուցիչները բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝ ոչ ասոցիատիվ ալկալային ուռեցնող խտացուցիչներ (ASE) և ասոցիատիվ ալկալային ուռեցնող խտացուցիչներ (HASE), որոնք անիոնային խտացուցիչներ են: Ոչ ասոցացված ASE-ն պոլիակրիլատային ալկալային ուռեցնող էմուլսիա է: Ասոցիատիվ HASE-ը հիդրոֆոբ ձևափոխված պոլիակրիլատային ալկալային ուռեցնող էմուլսիա է:

3.3. Պոլիուրեթանային խտացուցիչ և հիդրոֆոբ ձևափոխված ոչ պոլիուրեթանային խտացուցիչ

Պոլիուրեթանային խտացուցիչը, որը կոչվում է HEUR, հիդրոֆոբ խմբի ձևափոխված էթոքսիլացված պոլիուրեթանային ջրում լուծվող պոլիմեր է, որը պատկանում է ոչ իոնային ասոցիատիվ խտացուցիչին: HEUR-ը բաղկացած է երեք մասից՝ հիդրոֆոբ խումբ, հիդրոֆիլ շղթա և պոլիուրեթանային խումբ: Հիդրոֆոբ խումբը խաղում է ասոցիացիայի դեր և հանդիսանում է որոշիչ գործոն խտացման համար, սովորաբար օլեիլ, օկտադեցիլ, դոդեցիլֆենիլ, նոնիլֆենոլ և այլն: HEUR-ի մոլեկուլային շղթան ընդլայնվում է պոլիուրեթանային խմբերով, ինչպիսիք են IPDI, TDI և HMDI: Ասոցիատիվ խտացուցիչների կառուցվածքային առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք ավարտվում են հիդրոֆոբ խմբերով: Այնուամենայնիվ, որոշ առևտրային հասանելի HEUR-ների երկու ծայրերում հիդրոֆոբ խմբերի փոխարինման աստիճանը ցածր է 0,9-ից, իսկ լավագույնը ընդամենը 1,7-ն է: Ռեակցիայի պայմանները պետք է խստորեն վերահսկվեն՝ նեղ մոլեկուլային քաշի բաշխմամբ և կայուն գործունակությամբ պոլիուրեթանային խտացուցիչ ստանալու համար: HEUR-ների մեծ մասը սինթեզվում է փուլային պոլիմերացման միջոցով, ուստի առևտրային հասանելի HEUR-ները սովորաբար լայն մոլեկուլային կշիռների խառնուրդներ են:

Ռիչեյը և այլք: օգտագործել է լյումինեսցենտային հետագծող պիրենային ասոցիացիայի խտացուցիչ (PAT, թիվ միջին մոլեկուլային քաշը 30000, քաշը միջին մոլեկուլային քաշը 60000)՝ պարզելու, որ 0,02% (քաշ) կոնցենտրացիայի դեպքում Acrysol RM-825-ի և PAT-ի միցելի ագրեգացիայի աստիճանը մոտ 6 է: խտացուցիչի և լատեքսի մասնիկների մակերեսի միջև կապի էներգիան կազմում է մոտ 25 ԿՋ/մոլ; Լատեքսային մասնիկների մակերեսի վրա PAT խտացուցիչի յուրաքանչյուր մոլեկուլի զբաղեցրած տարածքը կազմում է մոտ 13 նմ2, ինչը մոտավորապես այն տարածքն է, որը զբաղեցնում է Triton X-405 թրջող նյութը 14 անգամ ավելի, քան 0,9 նմ2: Ասոցիատիվ պոլիուրեթանային խտացուցիչ, ինչպիսիք են RM-2020NPR, DSX 1550 և այլն:

Էկոլոգիապես մաքուր ասոցիատիվ պոլիուրեթանային խտացուցիչների մշակումը մեծ ուշադրության է արժանացել: Օրինակ, BYK-425-ը VOC-ից և APEO-ից զերծ միզանյութից ձևափոխված պոլիուրեթանային խտացուցիչ է: Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 և 3060 են Այն ասոցիատիվ պոլիուրեթանային խտացուցիչ է՝ առանց VOC և APEO:

Բացի վերը նկարագրված գծային ասոցիատիվ պոլիուրեթանային խտացուցիչներից, կան նաև սանրման ասոցիատիվ պոլիուրեթանային խտացուցիչներ: Այսպես կոչված սանրային ասոցիացիայի պոլիուրեթանային խտացուցիչը նշանակում է, որ յուրաքանչյուր խտացուցիչ մոլեկուլի մեջտեղում կա կախազարդ հիդրոֆոբ խումբ: Նման խտացուցիչներ, ինչպիսիք են SCT-200 և SCT-275 և այլն:

Հիդրոֆոբ ձևափոխված ամինոպլաստների խտացուցիչը (հիդրոֆոբ ձևափոխված էթոքսիլացված ամինոպլաստների խտացուցիչը - HEAT) փոխում է հատուկ ամինախեժը չորս կափարիչ հիդրոֆոբ խմբերի, սակայն այս չորս ռեակցիայի վայրերի ռեակտիվությունը տարբեր է: Հիդրոֆոբ խմբերի նորմալ հավելման դեպքում կան միայն երկու արգելափակված հիդրոֆոբ խմբեր, ուստի սինթետիկ հիդրոֆոբ ձևափոխված ամինո խտացուցիչը շատ չի տարբերվում HEUR-ից, ինչպիսին է Optiflo H 500-ը: Եթե ավելացվեն ավելի հիդրոֆոբ խմբեր, օրինակ՝ մինչև 8%, ռեակցիայի պայմանները կարող են ճշգրտվել՝ բազմաթիվ արգելափակված հիդրոֆոբ խմբերով ամինային խտացուցիչներ արտադրելու համար: Իհարկե, սա նաև սանրի խտացուցիչ է: Այս հիդրոֆոբ ձևափոխված ամինո խտացուցիչը կարող է կանխել ներկի մածուցիկության անկումը մեծ քանակությամբ մակերևութային ակտիվ նյութերի և գլիկոլ լուծիչների ավելացման պատճառով, երբ ավելացվում է գույնի համընկնում: Պատճառն այն է, որ ուժեղ հիդրոֆոբ խմբերը կարող են կանխել կլանումը, և բազմաթիվ հիդրոֆոբ խմբերն ունեն ուժեղ կապ: Նման խտացուցիչներ, ինչպիսիք են Optiflo TVS-ը:

Հիդրոֆոբ ձևափոխված պոլիեթերային խտացուցիչ (HMPE) Հիդրոֆոբ ձևափոխված պոլիեթերային խտացուցիչի աշխատանքը նման է HEUR-ին, և արտադրանքը ներառում է Hercules-ի Aquaflow NLS200, NLS210 և NHS300:

Դրա խտացման մեխանիզմը ջրածնային կապի և վերջնական խմբերի ասոցիացիայի ազդեցությունն է: Համեմատած սովորական խտացուցիչների հետ՝ այն ունի ավելի լավ հականստեցնող և թուլացող հատկություններ: Ըստ վերջնական խմբերի տարբեր բևեռականությունների՝ մոդիֆիկացված պոլիուրեային խտացուցիչները կարելի է բաժանել երեք տեսակի՝ ցածր բևեռականությամբ պոլիուրեա խտացուցիչներ, միջին բևեռականության պոլիուրեա խտացուցիչներ և բարձր բևեռականությամբ պոլիուրեա խտացուցիչներ: Առաջին երկուսն օգտագործվում են լուծիչի վրա հիմնված ծածկույթները խտացնելու համար, մինչդեռ բարձր բևեռականությամբ պոլիուրեային խտացուցիչները կարող են օգտագործվել ինչպես բարձր բևեռականությամբ լուծիչի վրա հիմնված ծածկույթների, այնպես էլ ջրի վրա հիմնված ծածկույթների համար: Ցածր բևեռականության, միջին բևեռականության և բարձր բևեռականության պոլիուրեային խտացուցիչների առևտրային արտադրանքներն են համապատասխանաբար BYK-411, BYK-410 և BYK-420:

Փոփոխված պոլիամիդային մոմի փոշին ռեոլոգիական հավելում է, որը սինթեզվում է ամիդային մոմի մոլեկուլային շղթայում հիդրոֆիլ խմբերի ներմուծմամբ, ինչպիսիք են PEG-ը: Ներկայումս որոշ ապրանքանիշեր ներմուծվում են և հիմնականում օգտագործվում են համակարգի թիքսոտրոպիան կարգավորելու և հակաթիքսոտրոպիան բարելավելու համար։ Հակաթափ կատարում: