Одной из главных задач при изготовлении красок является оптимизация диспергирования п ...

Одной из главных задач при изготовле ... / Свойства красок /



Диспергаторы

ДиспергаторыОдной из главных задач при изготовлении красок является оптимизация диспергирования пигментов в связующем. По мере возможности этого добиваются без привлечения добавок, однако некоторые связующие плохо смачивают пигменты, а некоторые пигменты трудно смачиваются . Чтобы сократить процесс диспергирования, избежать ухудшения укрывистости, цвета и глянца может потребоваться применение диспергаторов. Выбор диспергаторов в самом широком смысле этого слова очень большой, причем они часто пригодны только для конкретных связующих, пигментов и растворителей в определенной рецептуре. Так, первыми в качестве диспергаторов начали применять металлические мыла, которые обычно добавляли в краску на заключительной стадии ее изготовления в качестве сиккативов. Однако было обнаружено, что при добавлении их в пигментную пасту значительно улучшается диспергирование. В настоящее рремя в качестве добавок при диспергировании продолжают применять октоаты кальция и цинка.

Некоторые из диспергаторов применимы как для водных, так и для органорастворимых систем. Они могут быть анионными, катионными, неионными или амфотерными. Обычно для них характерно присутствие закрепляющейся группы, которая притягивается к поверхности пигмента и специфична для определенных

групп пигментов, а также полимернойили, по крайней мере, более высокомолекулярной части, которая совместима со связующим и растворителями.

По их применению можно дать мало общих рекомендаций за исключением того, что обычно смачиватель вводят на ранней стадии, чтобы создать наилучшую возможность контакта с поверхностью пигмента и избежать конкуренции с другими жидкими компонентами композиции или, что еще хуже, необходимости вытеснять их. Во вторых, если не хотят, чтобы сами диспергаторы были вытеснены с поверхности пигмента, целесообразно добавлять другие жидкие компоненты к пигментной пасте на более поздних стадиях с осторожностью и при перемешивании.

Из большого разнообразия таких добавок, один ряд «сверх диспергаторов» типа So sperse ярко демонстрирует насколько они могут быть эффективными и, в равной мере, специфическими. Для этого ряда диспергаторов обычно необходимо, чтобы мостикообразующ ая молекула, во первых, была той же природы, что и диспергируемый пигмент, а во вторых, чтобы она сильно притягивалась к стабилизирующей молекуле с полярностью, соответствующей полярности растворителя. При достижении этого наполнение пигментом пигментной пасты может быть выше, чем при диспергировании в обычных связующих. Ниже приведены некоторые из добавок, выпускаемых промышленностью.

Так как сиккативы являются неотъемлемой частью лакокрасочных материалов, их можно было бы не рассматривать как добавки. Но для удобства они включены в этот раздел.

Реакции окисления и полимеризациипри высыхании красок идут и без катализатора, но в присутствии определенных органических соединений металлов они сильно ускоряются. Каталитическая активность зависит от способности катиона металла легко окисляться из стабильного состояния с низшей валентностью в менее устойчивое состояние с высшей валентностью. Поэтому все сиккативы многовалентны. На практике используют смесь металлических сиккативов. Хотя в качестве сиккативов в способных к автоокислению водных красках можно с определенной эффективностью использовать неорганические соли, например нитрат кобальта, до сих пор подавляющее их число представляет собой металлические производные органических кислот («мыла»), которые эмульгируются в водных системах.

В частности, раньше для получения так называемых линолеатов и резинатов свинца проводили взаимодействие оксида свинца с жирными кислотами льняного масла или с канифолью. Они были достаточно эффективны, но не стабильны при хранении и с непостоянным содержанием металла. Наибольшей популярностью пользуются устойчивые металлические сиккативы с постоянным составом, обычно получаемые на основе октановой кислоты, из изомеров которой наиболее доступна 2 этилгекса новая кислота. Кислотный радикал обеспечивает растворимость, а катион металла является наиболее важной частью сиккатива. Из исследованных свыше 40 переходных металлов примерно около десяти оказались достаточно активными

Кобальт до сих пор наиболее эффективен в сиккативах. Использование одного этого сиккатива приводит к эффективному высыханию с поверхности, оставляя текучим подпленочный слой, что вызывает сморщивание толстых пленок. Самостоятельно его применяют редко, например в алюминийсодержащих красках холодной сушки (когда наносят очень тонкие пленки и когда свинец привел бы к потускнению алюминия) и в некоторых красках горячей сушки.

Свинец традиционно наиболее широко используемый металл с тех пор, как было замечено, что свинцовые пигменты способствуют высыханию. Сиккатив объемного действия. По прежнему используется в сочетании с другими металлами, если только требования по токсичности и возможность образования пятен сульфидов на покрытиине исключают его применение.

Марганец второй металл не из группы кобальта очень активный в сиккативах. Ускоряет высыхание с поверхности и в объеме. Его недостаток обусловлен цветом, так как светло коричневый двухвалентный марганец переходит преимущественно в темно коричневый трехвалентный марганец. Кроме того, если для большинства других сиккативов введение их избыточного количества не приносит никакой пользы, то в случае марганцевых скорость высыхания заметно уменьшается при отклонении содер жания сиккатива от оптимального.

Железосодержащие сиккативы являются устаревшими и имеют плохой цвет. Их применяли в дешевых эмалях темного цвета горячей сушки. Практически не используют в красках естественной сушки.

Цинк используют в виде мыл или пигмента оксида цинка, вводимых в количествах, типичных для сиккативов. Он замедляет начальную скорость высыхания с поверхности, но ускоряет объемное высыхание. Использование цинка приводит к большой твердости конечной пленки.

Кальций в качестве основного сиккатива малоэффективен Как дополнительный сиккатив к свинцово кобальтовым системам он препятствует осаждению свинца при хранении и способствует ускорению сушки при низкой температуре. Несколько лет тому назад применение кальциевого сиккатива помогло решить проблему, связанную с помутнением высохших алкидных пленок.

Церий был предложен несколько лет тому назад взамен свинца, Для цериевых сиккативов характерно объемное действие. Хотя они и эффективны, но заметное пожелтение пленки ограничивает их применение.

Ванадий. Замечания те же, что и для церия. Сиккатив вызывает изменение цвета пленки и характеризуется потерей актив н«сти при хранении. Практически не используется.

Барий, так же как и кальций, образует вспомогательные сиккативы. В настоящее время отсутствуют законодательные ограничения, связанные с токсичностью, однако допустимые количества бария в красках для игрушек и т. п. жестко контролируются. Барий применяют в некоторых системах сиккативов, не содержащих свинец. Использование в будущем пока неясно.

Цирконий широко рекомендуют вместо свинца в сиккативах объемного действия, хотя еще и не выяснены причины его активе ности. Для облегчения замены свинцовых сиккативов циркониевые выпускают в сочетании с кобальтовыми. Они удовлетворяют требованиям по токсичности.

Алюминий. Через каждые несколько лет появляются сообщения о нетоксичных, с необычными свойствами алюминиевых! сиккативах объемного действия для красок, не содержащих свиг нец. Однако заменить свинец на алюминий не очень просто. Для этих сиккативов необходимо обычно специально готовить связующее. Их достоинства хороший цвет, хорошее ускорение высыхания в объеме, твердость пленок.


Смотрите также:

Добавки, препятствующие осаждению

Добавки, препятствующие осаждению


При решении вопроса о предотвращении осаждения пигментов при хранении органорастворимых лакокрасочных мат ...
Смачивание

Смачивание


Смачивание играет важную роль в диспергировании пигментов и, следовательно, в производстве лакокрасочных ...





Valid XHTML 1.0 Transitional

Вверх