Sekretet e aditivëve për veshjet me bazë uji

Përmbledhje:

1. Agjent lagur dhe shpërndarës

2. Shkumëzues

3. Trashues

4. Aditivë që formojnë film

5. Agjent kundër korrozionit, kundër mykut dhe kundër algave

6. Aditivë të tjerë

1 Agjent lagur dhe shpërndarës:

Veshjet me bazë uji përdorin ujin si një tretës ose medium shpërndarjeje, dhe uji ka një konstante të madhe dielektrike, kështu që veshjet me bazë uji stabilizohen kryesisht nga zmbrapsja elektrostatike kur shtresa e dyfishtë elektrike mbivendoset. Përveç kësaj, në sistemin e veshjes me bazë uji, shpesh ka polimere dhe surfaktantë jo-jonikë, të cilët absorbohen në sipërfaqen e mbushësit të pigmentit, duke formuar pengesë sterike dhe stabilizuar shpërndarjen. Prandaj, bojërat dhe emulsionet me bazë uji arrijnë rezultate të qëndrueshme nëpërmjet veprimit të përbashkët të zmbrapsjes elektrostatike dhe pengesës sterike. Disavantazhi i tij është rezistenca e dobët e elektrolitit, veçanërisht për elektrolitët me çmim të lartë.

1.1 Agjent lagur

Agjentët lagështues për veshjet me ujë ndahen në anionikë dhe jojonikë.

Kombinimi i agjentit lagur dhe agjentit shpërndarës mund të arrijë rezultate ideale. Sasia e agjentit lagur është përgjithësisht disa për mijë. Efekti i tij negativ është shkumëzimi dhe zvogëlimi i rezistencës ndaj ujit të filmit të veshjes.

Një nga tendencat e zhvillimit të agjentëve njomës është zëvendësimi gradualisht i agjentëve njomës të polioksietilen alkil (benzen) fenol eterit (APEO ose APE), sepse kjo çon në reduktimin e hormoneve mashkullore te minjtë dhe ndërhyn në punën endokrine. Eteret e fenolit të polioksietilenit alkil (benzen) përdoren gjerësisht si emulsifikues gjatë polimerizimit të emulsionit.

Surfaktantët binjakë janë gjithashtu zhvillime të reja. Janë dy molekula amfifilike të lidhura nga një ndarës. Karakteristika më e dukshme e surfaktantëve me qeliza binjake është se përqendrimi kritik i micelës (CMC) është më shumë se një rend i madhësisë më i ulët se ai i surfaktantëve të tyre "njëqelizor", i ndjekur nga efikasitet i lartë. Si TEGO Twin 4000, është një surfaktant siloksan me qeliza dyfishe dhe ka veti të paqëndrueshme shkume dhe shkumëzimi.

Air Products ka zhvilluar surfaktantët Gemini. Surfaktantët tradicionalë kanë një bisht hidrofobik dhe një kokë hidrofile, por ky surfaktant i ri ka dy grupe hidrofile dhe dy ose tre grupe hidrofobike, i cili është një surfaktant shumëfunksional, i njohur si acetilene glikolet, produkte të tilla si EnviroGem AD01.

1.2 Shpërndarësi

Dispersantët për bojë latex ndahen në katër kategori: dispersant fosfat, shpërndarës homopolimer poliacid, dispersant kopolimer poliacid dhe dispersant të tjerë.

Dispersantët më të përdorur të fosfatit janë polifosfatet, si heksametafosfati i natriumit, polifosfati i natriumit (Calgon N, produkt i BK Giulini Chemical Company në Gjermani), tripolifosfati i kaliumit (KTPP) dhe pirofosfati i tetrakaliumit (TKPP). Mekanizmi i veprimit të tij është të stabilizojë zmbrapsjen elektrostatike përmes lidhjes hidrogjenore dhe adsorbimit kimik. Avantazhi i tij është se doza është e ulët, rreth 0.1%, dhe ka një efekt të mirë dispersioni në pigmentet inorganike dhe mbushësit. Por ka edhe mangësi: ai, së bashku me rritjen e vlerës së pH dhe temperaturës, polifosfati hidrolizohet lehtësisht, shkakton një qëndrueshmëri të keqe të ruajtjes afatgjatë; Shpërbërja jo e plotë në medium do të ndikojë në shkëlqimin e bojës me shkëlqim latex.

Shpërndarësit e esterit të fosfatit janë përzierje të monoesterëve, diesterëve, alkooleve të mbetura dhe acidit fosforik.

Shpërndarësit e esterit të fosfatit stabilizojnë dispersionet e pigmentit, duke përfshirë pigmente reaktive si oksidi i zinkut. Në formulimet e bojës me shkëlqim, përmirëson shkëlqimin dhe pastërtinë. Ndryshe nga aditivët e tjerë njomës dhe shpërndarës, shtimi i dispersantëve të esterit të fosfatit nuk ndikon në viskozitetin KU dhe ICI të veshjes.

Dispersant homopolimer poliacid, si Tamol 1254 dhe Tamol 850, Tamol 850 është një homopolimer i acidit metakrilik. Dispersant i kopolimerit poliacid, si Orotan 731A, i cili është një kopolimer i diizobutilenit dhe acidit maleik. Karakteristikat e këtyre dy llojeve dispersantësh janë se ato prodhojnë adsorbim ose ankorim të fortë në sipërfaqen e pigmenteve dhe mbushësve, kanë zinxhirë molekularë më të gjatë për të formuar pengesë sterike dhe kanë tretshmëri në ujë në skajet e zinxhirit, dhe disa plotësohen nga zmbrapsja elektrostatike në të arrijë rezultate të qëndrueshme. Për ta bërë dispersantin të ketë shpërndarje të mirë, pesha molekulare duhet të kontrollohet rreptësisht. Nëse pesha molekulare është shumë e vogël, do të ketë pengesë sterike të pamjaftueshme; nëse pesha molekulare është shumë e madhe, do të ndodhë flokulimi. Për dispersuesit poliakrilate, efekti më i mirë i shpërndarjes mund të arrihet nëse shkalla e polimerizimit është 12-18.

Llojet e tjera dispersantësh, si AMP-95, kanë një emër kimik 2-amino-2-metil-1-propanol. Grupi amino absorbohet në sipërfaqen e grimcave inorganike dhe grupi hidroksil shtrihet në ujë, i cili luan një rol stabilizues përmes pengesës sterike. Për shkak të madhësisë së tij të vogël, pengesa sterike është e kufizuar. AMP-95 është kryesisht një rregullator i pH.

Vitet e fundit, hulumtimi mbi dispersantët ka tejkaluar problemin e flokulimit të shkaktuar nga pesha e lartë molekulare, dhe zhvillimi i peshës së lartë molekulare është një nga tendencat. Për shembull, dispersuesi me peshë të lartë molekulare EFKA-4580 i prodhuar nga polimerizimi i emulsionit është zhvilluar posaçërisht për veshjet industriale me bazë uji, i përshtatshëm për shpërndarjen e pigmentit organik dhe inorganik dhe ka rezistencë të mirë ndaj ujit.

Amino-grupet kanë një prirje të mirë për shumë pigmente nëpërmjet lidhjeve acido-bazike ose hidrogjenore. I është kushtuar vëmendje dispersantit bllok kopolimer me acid aminoakrilik si grup ankorimi.

Disperant me metakrilat dimetilaminoetil si grup ankorues

Aditivi lagës dhe shpërndarës Tego Dispers 655 përdoret në bojërat e automobilave me ujë jo vetëm për të orientuar pigmentet, por edhe për të parandaluar reagimin e pluhurit të aluminit me ujin.

Për shkak të shqetësimeve mjedisore, janë zhvilluar agjentë njomjeje dhe shpërndarjeje të biodegradueshme, të tilla si agjentët lagështues dhe shpërndarës me dy qeliza të serisë EnviroGem AE, të cilët janë agjentë lagështues dhe shpërndarës me shkumë të ulët.

2 shkumësues:

Ka shumë lloje të pastruesve tradicionalë të bojrave me bazë uji, të cilët përgjithësisht ndahen në tre kategori: shkumësues të vajit mineral, shkumës polisiloksani dhe shkumës të tjerë.

Zbutëset e vajit mineral përdoren zakonisht, kryesisht në bojëra latex të sheshta dhe gjysmë shkëlqim.

Shkumëzuesit polisiloksan kanë tension të ulët sipërfaqësor, aftësi të forta shkumëzimi dhe kundër shkumëzimit dhe nuk ndikojnë në shkëlqimin, por kur përdoren në mënyrë jo të duhur, ato do të shkaktojnë defekte të tilla si tkurrje e shtresës së veshjes dhe rilyerje të dobët.

Shkumëzuesit tradicionalë të bojës me bazë uji janë të papajtueshëm me fazën e ujit për të arritur qëllimin e shkumëzimit, kështu që është e lehtë të prodhohen defekte sipërfaqësore në filmin e veshjes.

Vitet e fundit janë zhvilluar deshfumuesit e nivelit molekular.

Ky agjent kundër shkumës është një polimer i formuar nga shartimi i drejtpërdrejtë i substancave aktive kundër shkumës në substancën mbartëse. Zinxhiri molekular i polimerit ka një grup hidroksil lagësht, substanca aktive deshkumë shpërndahet rreth molekulës, substanca aktive nuk është e lehtë për t'u grumbulluar dhe përputhshmëria me sistemin e veshjes është e mirë. Shkumë të tillë të nivelit molekular përfshijnë vajra minerale - seritë FoamStar A10, me përmbajtje silikoni - seritë FoamStar A30 dhe polimere jo silikoni, pa vaj - seritë FoamStar MF.

Është raportuar gjithashtu se ky shkumës i nivelit molekular përdor polimere yje super të shartuar si surfaktantë të papajtueshëm dhe ka arritur rezultate të mira në aplikimet e veshjeve me bazë uji. Shkumbuesi i klasës molekulare të Air Products i raportuar nga Stout et al. është një agjent kontrollues i shkumës dhe shkumës me bazë acetilen glikol me të dyja vetitë njomëse, si Surfynol MD 20 dhe Surfynol DF 37.

Përveç kësaj, për të plotësuar nevojat e prodhimit të veshjeve me zero VOC, ekzistojnë edhe shkumëzues pa VOC, si Agitan 315, Agitan E 255, etj.

3 Trashese:

Ka shumë lloje trashësish, të cilët aktualisht përdoren zakonisht janë trashësuesit e eterit të celulozës dhe derivateve të tij, trashësuesit shoqërues të fryrë nga alkali (HASE) dhe trashësuesit poliuretani (HEUR).

3.1. Eteri i celulozës dhe derivatet e tij

Hidroksietil celuloza (HEC) u prodhua për herë të parë industrialisht nga Union Carbide Company në 1932 dhe ka një histori prej më shumë se 70 vjetësh. Aktualisht, trashësuesit e eterit të celulozës dhe derivateve të tij përfshijnë kryesisht hidroksietil celulozë (HEC), metil hidroksietil celulozë (MHEC), etil hidroksietil celulozë (EHEC), metil hidroksipropil celulozë bazë (MHPC), metil celulozë (MC) dhe gum xanthan etj., këto janë trashës jo-jonikë, dhe gjithashtu i përkasin trashësuesit jo të lidhur me fazën e ujit. Midis tyre, HEC është më i përdoruri në bojë latex.

Celuloza e modifikuar hidrofobikisht (HMHEC) prezanton një sasi të vogël të grupeve alkil hidrofobike me zinxhir të gjatë në shtyllën kurrizore hidrofile të celulozës për t'u bërë një trashës shoqërues, si Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Efekti i tij trashësues është i krahasueshëm me atë të trashësuesve të eterit të celulozës me peshë molekulare shumë më të madhe. Përmirëson viskozitetin dhe nivelimin e ICI dhe zvogëlon tensionin sipërfaqësor, siç është tensioni sipërfaqësor i HEC është rreth 67mN/m, dhe tensioni sipërfaqësor i HMHEC është 55-65mN/m.

3.2 Trashës i fryrë nga alkali

Trashësit e fryrë nga alkali ndahen në dy kategori: trashësues jo-shoqërues të fryrë alkali (ASE) dhe trashësues të fryrë alkali asociativ (HASE), të cilët janë trashës anionikë. ASE jo e lidhur është një emulsion i fryrë i alkalit poliakrilat. Associative HASE është një emulsion i fryrë i alkalit poliakrilat i modifikuar hidrofobikisht.

3.3. Trashes poliuretani dhe trashes jo poliuretani i modifikuar ne menyre hidrofobike

Trashes poliuretani, i referuar si HEUR, është një polimer i tretshëm në ujë i etoksiluar poliuretani i modifikuar nga grupi hidrofobik, i cili i përket trashësuesit shoqërues jo-jonik. HEUR përbëhet nga tre pjesë: grupi hidrofobik, zinxhiri hidrofil dhe grupi poliuretani. Grupi hidrofobik luan një rol shoqërues dhe është faktori vendimtar për trashjen, zakonisht oleil, oktadecil, dodecilfenil, nonilfenol, etj. Zinxhiri hidrofilik mund të sigurojë stabilitet kimik dhe stabilitet viskoziteti, zakonisht përdoren polieterët, si polioksietileni dhe derivatet e tij. Zinxhiri molekular i HEUR zgjerohet nga grupe poliuretani, si IPDI, TDI dhe HMDI. Karakteristika strukturore e trashësuesve asociativë është se ato përfundojnë nga grupe hidrofobike. Megjithatë, shkalla e zëvendësimit të grupeve hidrofobike në të dy skajet e disa HEUR-ve të disponueshme komerciale është më e ulët se 0.9 dhe më e mira është vetëm 1.7. Kushtet e reagimit duhet të kontrollohen rreptësisht për të marrë një trashës poliuretani me një shpërndarje të ngushtë të peshës molekulare dhe performancë të qëndrueshme. Shumica e HEUR-ve sintetizohen nga polimerizimi hap pas hapi, kështu që HEUR-të e disponueshëm në treg janë përgjithësisht përzierje të peshave të gjera molekulare.

Richey et al. përdori trashësuesin e lidhjes së pirenit gjurmues fluoreshent (PAT, numri mesatar pesha molekulare 30000, pesha mesatare molekulare 60000) për të gjetur se në një përqendrim prej 0.02% (peshë), shkalla e grumbullimit të micelës së Acrysol RM-825 dhe PAT ishte rreth 6. energjia e lidhjes ndërmjet trashësuesit dhe sipërfaqes së grimcave të lateksit është rreth 25 KJ/mol; sipërfaqja e zënë nga secila molekulë trashësuesi PAT në sipërfaqen e grimcave të lateksit është rreth 13 nm2, që është afërsisht sipërfaqja e zënë nga agjenti njomës Triton X-405 14 herë më shumë se 0,9 nm2. Trashes poliuretani asociativ si RM-2020NPR, DSX 1550, etj.

Zhvillimi i trashësuesve poliuretani shoqërues miqësorë me mjedisin ka marrë një vëmendje të gjerë. Për shembull, BYK-425 është një trashës poliuretani i modifikuar nga ure pa VOC dhe APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 dhe 3060 janë Është një trashës shoqërues poliuretani pa VOC dhe APEO.

Përveç trashësuesve poliuretani shoqërues linearë të përshkruar më sipër, ekzistojnë edhe trashësues poliuretani shoqërues të ngjashëm me krehër. I ashtuquajturi trashës poliuretani i lidhjes me krehër do të thotë se ka një grup varës hidrofobik në mes të secilës molekulë trashësuesi. Trashës të tillë si SCT-200 dhe SCT-275 etj.

Trashësi i aminoplastit i modifikuar hidrofobik (trashes i aminoplastit i etoksiluar i modifikuar në mënyrë hidrofobike—HEAT) e ndryshon rrëshirën e veçantë të aminoplastikës në katër grupe hidrofobike të mbuluara, por reaktiviteti i këtyre katër vendeve të reagimit është i ndryshëm. Në shtimin normal të grupeve hidrofobike, ka vetëm dy grupe hidrofobike të bllokuara, kështu që trashësi amino i modifikuar hidrofobik sintetik nuk është shumë i ndryshëm nga HEUR, siç është Optiflo H 500. Nëse shtohen më shumë grupe hidrofobike, si p.sh. deri në 8%, kushtet e reaksionit mund të rregullohen për të prodhuar amino trashësues me grupe të shumta hidrofobike të bllokuara. Sigurisht, ky është gjithashtu një trashës krehër. Ky amino trashës i modifikuar hidrofobik mund të parandalojë rënien e viskozitetit të bojës për shkak të shtimit të një sasie të madhe surfaktantësh dhe tretësish glikoli kur shtohet përputhja e ngjyrave. Arsyeja është se grupet e forta hidrofobike mund të parandalojnë desorbimin dhe grupet e shumta hidrofobike kanë lidhje të fortë. Trashës të tillë si Optiflo TVS.

Trashes polieteri i modifikuar hidrofobik (HMPE) Performanca e trashësuesit të polieterit të modifikuar hidrofobik është e ngjashme me HEUR dhe produktet përfshijnë Aquaflow NLS200, NLS210 dhe NHS300 të Hercules.

Mekanizmi i tij i trashjes është efekti i lidhjes hidrogjenore dhe i lidhjes së grupeve fundore. Krahasuar me trashësuesit e zakonshëm, ai ka veti më të mira kundër vendosjes dhe kundër varjes. Sipas polariteteve të ndryshme të grupeve fundore, trashësuesit e modifikuar të poliuresë mund të ndahen në tre lloje: trashësues poliure me polaritet të ulët, trashësues poliure me polaritet të mesëm dhe trashës poliure me polaritet të lartë. Dy të parat përdoren për trashjen e veshjeve me bazë tretës, ndërsa trashësuesit poliure me polaritet të lartë mund të përdoren si për veshjet me bazë tretës me polaritet të lartë ashtu edhe për veshjet me bazë uji. Produktet komerciale të trashësuesve poliure me polaritet të ulët, me polaritet të mesëm dhe me polaritet të lartë janë përkatësisht BYK-411, BYK-410 dhe BYK-420.

Sluri i modifikuar i dyllit poliamid është një aditiv reologjik i sintetizuar duke futur grupe hidrofile si PEG në zinxhirin molekular të dyllit amid. Aktualisht, disa marka importohen dhe përdoren kryesisht për të rregulluar tiksotropinë e sistemit dhe për të përmirësuar anti-tiksotropinë. Performanca kundër rënies.