Secrets of Additifs pour les revêtements à base d'eau

Résumé:

1. Agent de mouillage et de dispersion

2. DefoaMer

3. épaississant

4. Additifs de formation de films

5. Agent anti-corrosion, anti-millew et anti-algues

6. Autres additifs

1 agent de mouillage et de dispersion:

Les revêtements à base d'eau utilisent l'eau comme milieu de solvant ou de dispersion, et l'eau a une grande constante diélectrique, de sorte que les revêtements à base d'eau sont principalement stabilisés par la répulsion électrostatique lorsque la double couche électrique se chevauche. De plus, dans le système de revêtement à base d'eau, il existe souvent des polymères et des tensioactifs non ioniques, qui sont adsorbés à la surface du remplissage de pigment, formant un obstacle stérique et stabilisant la dispersion. Par conséquent, les peintures et les émulsions à base d'eau obtiennent des résultats stables par l'action articulaire de la répulsion électrostatique et de l'obstruction stérique. Son inconvénient est une mauvaise résistance aux électrolytes, en particulier pour les électrolytes à prix élevé.

1.1 Agent de mouillage

Les agents mouillants pour les revêtements d'origine hydrique sont divisés en anionique et non ionique.

La combinaison de l'agent mouillant et de l'agent de dispersion peut obtenir des résultats idéaux. La quantité d'agent mouillant est généralement quelques-uns pour mille. Son effet négatif est de mousser et de réduire la résistance à l'eau du film de revêtement.

L'une des tendances de développement des agents de mouillage est de remplacer progressivement les agents mouillants de la polyoxyéthylène alkyle (benzène) (APEO ou APE), car il conduit à la réduction des hormones masculines chez le rat et interfère avec l'endocrine. Les éthers phénol de polyoxyéthylène alkyle (benzène) sont largement utilisés comme émulsifiants pendant la polymérisation de l'émulsion.

Les surfactants jumeaux sont également de nouveaux développements. Il s'agit de deux molécules amphiphiles liées par une entretoise. La caractéristique la plus notable des tensioactifs jumelles est que la concentration critique de micelles (CMC) est plus qu'un ordre de grandeur inférieur à celle de leurs surfactants «monomores», suivis d'une grande efficacité. Comme Tego Twin 4000, il s'agit d'un tensioactif de siloxane à deux cellules, et a des propriétés de mousse et de dédouage instables.

Air Products a développé des surfactants Gemini. Les tensioactifs traditionnels ont une queue hydrophobe et une tête hydrophile, mais ce nouveau tensioactif a deux groupes hydrophiles et deux ou trois groupes hydrophobes, qui est un tensioactif multifonctionnel, appelé acétylène glycols, des produits tels que Envirogem AD01.

1.2 Dispersant

Les dispersants pour la peinture au latex sont divisés en quatre catégories: dispersants en phosphate, dispersants à l'homopolymère polyacide, dispersants de copolymère polyacide et autres dispersants.

Les dispersants de phosphate les plus utilisés sont les polyphosphates, tels que l'hexamétaphosphate de sodium, le polyphosphate de sodium (Calgon N, produit de BK Giulini Chemical Company en Allemagne), le tripolyphosphate de potassium (KTPP) et le pyrophosphate de tétrapotassium (TKPP). Le mécanisme de son action est de stabiliser la répulsion électrostatique par liaison hydrogène et adsorption chimique. Son avantage est que la dose est faible, environ 0,1% et qu'elle a un bon effet de dispersion sur les pigments et les charges inorganiques. Mais il y a aussi des carences: celle, ainsi que l'augmentation de la valeur du pH et de la température, le polyphosphate est facilement hydrolysé, provoque une mauvaise stabilité du stockage à long terme; Une dissolution incomplète dans le milieu affectera le brillant de la peinture au latex brillant.

Les dispersants à l'ester phosphate sont des mélanges de monoesters, de diestrs, d'alcools résiduels et d'acide phosphorique.

Les dispersants à l'ester phosphate stabilisent les dispersions des pigments, y compris les pigments réactifs tels que l'oxyde de zinc. Dans les formulations de peinture brillante, il améliore le brillant et la nettoyabilité. Contrairement à d'autres additifs mouillants et dispersés, l'ajout de dispersants d'ester phosphate n'affecte pas la viscosité KU et ICI du revêtement.

Dispersant des homopolymères polyacides, tels que Tamol 1254 et Tamol 850, Tamol 850 est un homopolymère d'acide méthacrylique. Dispersant de copolymère polyacide, comme Orotan 731a, qui est un copolymère de diisobutylène et d'acide maléique. Les caractéristiques de ces deux types de dispersants sont qu'ils produisent une forte adsorption ou ancrage à la surface des pigments et des charges, ont des chaînes moléculaires plus longues pour former un obstacle stérique et ont une solubilité dans l'eau aux extrémités de la chaîne, et certaines sont complétées par répulsion électrostatique à obtenir des résultats stables. Pour faire en sorte que le dispersant ait une bonne dispersibilité, le poids moléculaire doit être strictement contrôlé. Si le poids moléculaire est trop petit, il y aura un obstacle stérique insuffisant; Si le poids moléculaire est trop grand, une floculation se produira. Pour les dispersants en polyacrylate, le meilleur effet de dispersion peut être atteint si le degré de polymérisation est de 12-18.

D'autres types de dispersants, tels que AMP-95, ont un nom chimique de 2-amino-2-méthyl-1-propanol. Le groupe amino est adsorbé à la surface des particules inorganiques, et le groupe hydroxyle s'étend à l'eau, ce qui joue un rôle stabilisant par obstacle stérique. En raison de sa petite taille, l'entrave stérique est limitée. AMP-95 est principalement un régulateur de pH.

Ces dernières années, les recherches sur les dispersants ont surmonté le problème de la floculation causée par un poids moléculaire élevé, et le développement d'un poids moléculaire élevé est l'une des tendances. Par exemple, l'EFKA-4580 dispersant à haut poids moléculaire produit par la polymérisation de l'émulsion est spécialement développé pour les revêtements industriels à base d'eau, adaptés à la dispersion des pigments biologiques et inorganiques, et a une bonne résistance à l'eau.

Les groupes amino ont une bonne affinité pour de nombreux pigments par liaison acide-base ou hydrogène. Le dispersant de copolymère en bloc avec de l'acide aminoacrylique comme le groupe d'ancrage a été prêté attention.

Dispersant avec du méthacrylate de diméthylaminoéthyle comme groupe d'ancrage

TEGO disperse 655 L'additif de mouillage et de dispersion est utilisé dans les peintures automobiles d'origine hydrique non seulement pour orienter les pigments mais aussi pour empêcher la poudre d'aluminium de réagir avec l'eau.

En raison de préoccupations environnementales, des agents de mouillage et de dispersion biodégradables ont été développés, tels que les agents de mouillage et de dispersion de la série Envirogem AE, qui sont des agents de mouillage et de dispersion de faible mousse.

2 DefoaMer:

Il existe de nombreux types de dégivations traditionnelles à base d'eau, qui sont généralement divisées en trois catégories: les défoamères de l'huile minérale, les défoamères de polysiloxane et d'autres dégivations.

Les défilés d'huile minérale sont couramment utilisés, principalement dans les peintures plates et semi-brillantes en latex.

Les désacles de polysiloxane ont une faible tension en surface, de fortes capacités de défilage et d'antifoaming, et n'affectent pas le brillant, mais lorsqu'ils sont utilisés à mal, ils provoqueront des défauts tels que le rétrécissement du film de revêtement et une mauvaise recatabilité.

Les désacles traditionnels à la peinture à base d'eau sont incompatibles avec la phase aquatique pour atteindre le but de la déshabitation, il est donc facile de produire des défauts de surface dans le film de revêtement.

Ces dernières années, des défoamères de niveau moléculaire ont été développés.

Cet agent antifoaming est un polymère formé par des substances actives antifoaming directement sur la substance porteuse. La chaîne moléculaire du polymère a un groupe hydroxyle de mouillage, la substance active de dédouage est répartie autour de la molécule, la substance active n'est pas facile à agréger et la compatibilité avec le système de revêtement est bonne. De tels défoamères de niveau moléculaire comprennent les huiles minérales - série Foamstar A10, la série de mousse A30 contenant du silicium - Foamstar A30 et les séries non-siliciums - Foamstar MF.

Il est également rapporté que ce défoamère de niveau moléculaire utilise des polymères d'étoiles super greffés comme surfactants incompatibles et a obtenu de bons résultats dans les applications de revêtement à base d'eau. L'Air Products DefoaMer de qualité moléculaire rapportés par Stout et al. est un agent de contrôle de mousse à base d'acétylène glycol et un défoamère avec les deux propriétés de mouillage, telles que Surfynol MD 20 et Surfynol DF 37.

De plus, afin de répondre aux besoins de production de revêtements zéro-VOC, il existe également des défoamères sans COV, tels que Agitan 315, Agitan E 255, etc.

3 épaississeurs:

Il existe de nombreux types d'épaississeurs, actuellement couramment utilisés, l'éther de cellulose et ses dérivés épaissis, les épaississeurs associatifs alcalins (HASE) et les épaissistes en polyuréthane (HEUR).

3.1. Éther de cellulose et ses dérivés

L'hydroxyéthyl-cellulose (HEC) a été produite pour la première fois industriellement par Union Carbide Company en 1932 et a une histoire de plus de 70 ans. À l'heure actuelle, les épaississeurs de l'éther de cellulose et de ses dérivés comprennent principalement l'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), la méthyl hydroxyéthyl-cellulose (MHEC), l'éthyl hydroxyéthyl-cellulose (EHEC), la méthyl hydroxypropyl Cellulose (MHPC), le méthyl-cellulose (MC) et le Xanthan Gum, etc., ce sont des épaissistes non ioniques, et appartiennent également à des épaississants de phase aquatique non associés. Parmi eux, HEC est le plus couramment utilisé dans la peinture en latex.

La cellulose modifiée hydrophobique (HMHEC) introduit une petite quantité de groupes alkyle hydrophobes à longue chaîne sur le squelette hydrophile de la cellulose pour devenir un épaississant associatif, tels que le natrosol plus grade 330, 331, celosize SG-100, Bermocoll EHM-100. Son effet d'épaississement est comparable à celui des épaississants de l'éther de cellulose avec un poids moléculaire beaucoup plus important. Il améliore la viscosité et le nivellement de l'ICI et réduit la tension de surface, comme la tension en surface de HEC est d'environ 67 Mn / m, et la tension de surface de HMHEC est de 55 à 65 millions / m.

3,2 épaississeur alcalin-alcalin

Les épaissistes alcalins-bien-puits sont divisés en deux catégories: épaississeurs non alcalins (ASE) non associatifs et épaississants associatifs alcalins (HASE), qui sont des épaissistes anioniques. L'AS non associée est une émulsion gonflante alcaline polyacrylate. Associative HASE est une émulsion de gonflement alcalin polyacrylate modifiée hydrophobiquement.

3.3. Épaississant en polyuréthane et épaississeur non polyuréthane modifié hydrophobiquement

L'épaississant de polyuréthane, appelé heur, est un polymère hydrophobe modifié par un groupe en groupe, en polyuréthane, qui appartient à un épaississant associatif non ionique. L'HEUR est composée de trois parties: groupe hydrophobe, chaîne hydrophile et groupe de polyuréthane. Le groupe hydrophobe joue un rôle d'association et est le facteur décisif de l'épaississement, généralement de l'Oléyle, de l'octadécyle, du dodécylphényle, du nonylphénol, etc. La chaîne hydrophile peut assurer la stabilité chimique et la stabilité de la viscosité, couramment utilisées sont des polyéthers, comme le polyoxyéthylène et ses dérivés. La chaîne moléculaire de l'heur est étendue par des groupes de polyuréthane, tels que IPDI, TDI et HMDI. La caractéristique structurelle des épaississants associatifs est qu'ils sont interrompus par des groupes hydrophobes. Cependant, le degré de substitution des groupes hydrophobes aux deux extrémités de certaines heurs disponibles dans le commerce est inférieur à 0,9, et le meilleur n'est que 1,7. Les conditions de réaction doivent être strictement contrôlées pour obtenir un épaississant de polyuréthane avec une distribution de poids moléculaire étroite et des performances stables. La plupart des Heurs sont synthétisées par polymérisation par étapes, donc les heurs disponibles dans le commerce sont généralement des mélanges de poids moléculaires larges.

Richey et al. Épaississant de l'association de pyrène fluorescente utilisé (PAT, Nombre de poids moléculaire moyen 30000, poids moléculaire moyen de poids 60000) pour constater qu'à une concentration de 0,02% (poids), le degré d'agrégation en micelle de l'acrysol RM-825 et PAT était d'environ 6. L'énergie d'association entre l'épaississement et la surface des particules de latex est d'environ 25 kJ / mol; La zone occupée par chaque molécule d'épaississant PAT à la surface des particules de latex est d'environ 13 nm2, ce qui concerne la zone occupée par l'agent de mouillage Triton X-405 14 fois celui de 0,9 nm2. Épaississant associatif en polyuréthane tel que RM-2010NPR, DSX 1550, etc.

Le développement d'épaississeurs associatifs de polyuréthane respectueux de l'environnement a reçu une large attention. Par exemple, BYK-425 est un épaississeur de polyuréthane modifié par l'urée sans VOC et APEO. Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego Viscoplus 3010, 3030 et 3060 sont un épaississeur de polyuréthane associatif sans COV et APEO.

En plus des épaississants linéaires de polyuréthane associatif décrits ci-dessus, il existe également des épaissis de polyuréthane associatifs de type peigne. Le soi-disant épaisseur de polyuréthane de l'association de peigne signifie qu'il existe un groupe hydrophobe pendentif au milieu de chaque molécule d'épaississant. Des épaississeurs tels que SCT-200 et SCT-275 etc.

L'épaississant d'aminoplaste modifié hydrophobiquement (épaississant aminoplastique éthoxylé par hydrophobe modifié - chauffant) modifie la résine aminé spéciale en quatre groupes hydrophobes plafonnés, mais la réactivité de ces quatre sites de réaction est différente. Dans l'ajout normal de groupes hydrophobes, il n'y a que deux groupes hydrophobes bloqués, de sorte que l'épaississeur d'amio hydrophobe synthétique modifié n'est pas très différent de l'heur Les conditions de réaction peuvent être ajustées pour produire des épaissistes d'aminés avec plusieurs groupes hydrophobes bloqués. Bien sûr, il s'agit également d'un épaississeur de peigne. Cet épaississant d'amio modifié hydrophobe peut empêcher la baisse de la viscosité de la peinture en raison de l'ajout d'une grande quantité de surfactants et de solvants de glycol lors de l'ajout de la couleur. La raison en est que de forts groupes hydrophobes peuvent prévenir la désorption et que plusieurs groupes hydrophobes ont une forte association. Des épaississeurs tels que les téléviseurs Optiflo.

L'épaississant de polyéther modifié hydrophobe (HMPE) Les performances de l'épaisseur de polyéther modifié hydrophobique sont similaires à l'heur, et les produits incluent Aquaflow NLS200, NLS210 et NHS300 d'Hercules.

Son mécanisme d'épaississement est l'effet de la liaison hydrogène et de l'association des groupes finaux. Par rapport aux épaississeurs communs, il a de meilleures propriétés anti-séclements et anti-SAG. Selon les différentes polarités des groupes finaux, les épaissistes de polyurés modifiées peuvent être divisées en trois types: épaississeurs de polyuréa à faible polarité, épaississeurs de polyuré de polarité moyenne et épaississeurs de polyuréa à haute polarité. Les deux premiers sont utilisés pour les revêtements à base de solvant d'épaississement, tandis que les épaississants de polyuréa à haute polarité peuvent être utilisés pour les revêtements à base de solvant à haute polarité et les revêtements à base d'eau. Les produits commerciaux de faible polarité, de polarité moyenne et d'épaississeurs de polyuréa à haute polarité sont respectivement BYK-411, BYK-410 et BYK-420.

Le suspension de cire de polyamide modifié est un additif rhéologique synthétisé en introduisant des groupes hydrophiles tels que PEG dans la chaîne moléculaire de la cire d'amide. À l'heure actuelle, certaines marques sont importées et sont principalement utilisées pour ajuster la thixotropie du système et améliorer l'anti-thixotropie. Performance anti-amateur.