요약:
1. 습윤분산제
2. 소포제
3. 증점제
4. 필름 형성 첨가제
5. 부식방지제, 곰팡이방지제, 조류방지제
6. 기타 첨가제
1 습윤 및 분산제:
수성코팅제는 물을 용매나 분산매로 사용하며, 물은 유전율이 크기 때문에 전기이중층이 겹칠 때의 정전기적 반발력에 의해 주로 안정화된다.또한, 수성 코팅 시스템에는 폴리머와 비이온성 계면활성제가 안료 필러 표면에 흡착되어 입체 장애를 형성하고 분산을 안정화시키는 경우가 많습니다.따라서 수성 페인트와 유제는 정전기적 반발력과 입체 장애의 결합 작용을 통해 안정적인 결과를 얻습니다.단점은 특히 고가 전해질의 경우 전해질 저항성이 좋지 않다는 것입니다.
1.1 습윤제
수성 코팅용 습윤제는 음이온성과 비이온성으로 구분됩니다.
습윤제와 분산제를 함께 사용하면 이상적인 결과를 얻을 수 있습니다.습윤제의 양은 일반적으로 천분의 몇입니다.부정적인 영향은 거품이 발생하고 코팅 필름의 내수성을 감소시키는 것입니다.
습윤제의 개발 추세 중 하나는 폴리옥시에틸렌 알킬(벤젠) 페놀 에테르(APEO 또는 APE) 습윤제를 점진적으로 대체하는 것입니다. 왜냐하면 습윤제가 쥐의 남성 호르몬을 감소시키고 내분비계를 방해하기 때문입니다.폴리옥시에틸렌 알킬(벤젠) 페놀 에테르는 유화 중합 중에 유화제로 널리 사용됩니다.
트윈 계면활성제도 새로운 개발품입니다.이는 스페이서로 연결된 두 개의 양친매성 분자입니다.트윈 셀 계면활성제의 가장 주목할만한 특징은 임계 미셀 농도(CMC)가 "단일 셀" 계면활성제보다 10배 이상 낮고 효율성이 높다는 것입니다.TEGO Twin 4000과 같은 Twin Cell 실록산계 계면활성제로서 불안정한 기포 및 소포성을 가지고 있습니다.
Air Products는 Gemini 계면활성제를 개발했습니다.기존의 계면활성제는 소수성 꼬리와 친수성 머리를 가지고 있지만 이 새로운 계면활성제는 2개의 친수성 그룹과 2~3개의 소수성 그룹을 가지고 있어 아세틸렌 글리콜로 알려진 다기능 계면활성제인 EnviroGem AD01과 같은 제품입니다.
1.2 분산제
라텍스 페인트용 분산제는 인산염 분산제, 다중산 단독중합체 분산제, 다중산 공중합 분산제 및 기타 분산제의 네 가지 범주로 분류됩니다.
가장 널리 사용되는 인산염 분산제는 헥사메타인산나트륨, 폴리인산나트륨(Calgon N, 독일 BK Giulini Chemical Company 제품), 트리폴리인산칼륨(KTPP) 및 피로인산사칼륨(TKPP)과 같은 폴리인산염입니다.그 작용 메커니즘은 수소결합과 화학흡착을 통해 정전기적 반발력을 안정화시키는 것이다.장점은 사용량이 0.1% 정도로 낮고, 무기안료 및 충진제에 대한 분산효과가 좋다는 점이다.그러나 또한 단점도 있습니다. 하나는 pH 값과 온도의 상승과 함께 폴리인산염이 쉽게 가수분해되어 장기 보관 안정성이 나빠진다는 것입니다.매체에 대한 불완전한 용해는 광택 라텍스 페인트의 광택에 영향을 미칩니다.
인산염 에스테르 분산제는 모노에스테르, 디에스테르, 잔류 알코올 및 인산의 혼합물입니다.
인산염 에스테르 분산제는 산화아연과 같은 반응성 안료를 포함한 안료 분산액을 안정화합니다.광택 페인트 배합에서는 광택과 청결성을 향상시킵니다.다른 습윤 및 분산 첨가제와 달리 인산염 에스테르 분산제를 첨가해도 코팅의 KU 및 ICI 점도에 영향을 미치지 않습니다.
Tamol 1254 및 Tamol 850, Tamol 850과 같은 다중산 단일중합체 분산제는 메타크릴산의 단일중합체입니다.디이소부틸렌과 말레산의 공중합체인 Orotan 731A와 같은 다중산 공중합체 분산제.이 두 종류의 분산제의 특징은 안료와 충진제의 표면에 강한 흡착이나 고정을 일으키고 분자 사슬이 길어 입체 장애를 형성하며 사슬 말단에 수용성을 갖고 일부는 정전기적 반발력을 보충하여 안정적인 결과를 얻을 수 있습니다.분산제의 분산성을 좋게 만들기 위해서는 분자량을 엄격하게 제어해야 합니다.분자량이 너무 작으면 입체 장애가 충분하지 않습니다.분자량이 너무 크면 응집이 발생합니다.폴리아크릴레이트 분산제의 경우 중합도가 12~18일 때 최고의 분산 효과를 얻을 수 있습니다.
AMP-95와 같은 다른 유형의 분산제에는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올이라는 화학명이 있습니다.아미노기는 무기입자 표면에 흡착되고, 수산기는 물까지 확장되어 입체장애를 통해 안정화 역할을 한다.크기가 작기 때문에 입체 장애가 제한됩니다.AMP-95는 주로 pH 조절제입니다.
최근 분산제에 대한 연구는 고분자량에 따른 응집 문제를 극복하고 있으며, 고분자량화의 개발도 그 추세 중 하나이다.예를 들어, 유화 중합으로 생산된 고분자량 분산제 EFKA-4580은 수성 산업용 코팅용으로 특별히 개발되었으며 유기 및 무기 안료 분산에 적합하며 내수성이 우수합니다.
아미노 그룹은 산-염기 결합이나 수소 결합을 통해 많은 색소에 대해 좋은 친화력을 가지고 있습니다.아미노아크릴산을 고정기로 하는 블록공중합체 분산제가 주목받고 있다.
고정 그룹으로서 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트를 갖는 분산제
Tego Dispers 655 습윤 및 분산 첨가제는 수성 자동차 페인트에 사용되어 안료의 방향을 정할 뿐만 아니라 알루미늄 분말이 물과 반응하는 것을 방지합니다.
환경 문제로 인해 거품이 적은 습윤 및 분산제인 EnviroGem AE 시리즈 트윈 셀 습윤 및 분산제와 같은 생분해성 습윤 및 분산제가 개발되었습니다.
소포제 2개:
전통적인 수성 페인트 소포제에는 다양한 종류가 있으며 일반적으로 미네랄 오일 소포제, 폴리실록산 소포제 및 기타 소포제의 세 가지 범주로 나뉩니다.
미네랄 오일 소포제는 주로 무광택 라텍스 페인트와 반광택 라텍스 페인트에 일반적으로 사용됩니다.
폴리실록산 소포제는 표면장력이 낮고 소포 및 소포력이 강하여 광택에는 영향을 미치지 않으나, 부적절하게 사용할 경우 도막의 수축, 재도장성 불량 등의 불량을 유발합니다.
기존의 수성 페인트 소포제는 소포 목적을 달성하기 위해 수상과 상용성이 없으므로 코팅막에 표면 결함이 발생하기 쉽습니다.
최근에는 분자 수준의 소포제가 개발되었습니다.
본 소포제는 담체물질에 소포활성물질을 직접 접목시켜 형성된 고분자이다.고분자의 분자사슬은 습윤성 수산기를 가지고 있고, 소포 활성물질이 분자 주위에 분포되어 있으며, 활성물질이 응집되기 쉽지 않고, 코팅 시스템과의 상용성이 좋습니다.이러한 분자 수준 소포제에는 미네랄 오일(FoamStar A10 시리즈, 실리콘 함유) FoamStar A30 시리즈, 비실리콘, 비오일 폴리머인 FoamStar MF 시리즈가 포함됩니다.
또한 이 분자수준의 소포제는 슈퍼그라프트 스타폴리머를 부적합성 계면활성제로 사용하여 수성코팅 분야에서도 좋은 결과를 얻은 것으로 보고되었다.Stout 등이 보고한 Air Products의 분자 등급 소포제.Surfynol MD 20, Surfynol DF 37 등 습윤성을 모두 갖춘 아세틸렌글리콜 기반의 거품조절제 및 소포제입니다.
또한 VOC 제로 코팅 생산 요구를 충족하기 위해 Agitan 315, Agitan E 255 등과 같은 VOC 프리 소포제도 있습니다.
3 증점제:
증점제에는 다양한 종류가 있으며, 현재 일반적으로 사용되는 셀룰로오스 에테르 및 그 유도체 증점제, 회합성 알칼리 팽윤성 증점제(HASE) 및 폴리우레탄 증점제(HEUR)가 있습니다.
3.1.셀룰로오스 에테르 및 그 유도체
하이드록시에틸셀룰로오스(HEC)는 1932년 Union Carbide Company에서 최초로 산업적으로 생산되었으며, 70년 이상의 역사를 가지고 있습니다.현재, 셀룰로오스 에테르 및 그 유도체의 증점제는 주로 히드록시에틸 셀룰로오스(HEC), 메틸 히드록시에틸 셀룰로오스(MHEC), 에틸 히드록시에틸 셀룰로오스(EHEC), 메틸 히드록시프로필 베이스 셀룰로오스(MHPC), 메틸 셀룰로오스(MC) 및 잔탄검을 포함하며, 등, 이들은 비이온성 증점제이며 또한 비수반 수상 증점제에 속합니다.그 중 라텍스 페인트에 가장 많이 사용되는 것은 HEC이다.
소수성 변형 셀룰로오스(HMHEC)는 셀룰로오스의 친수성 골격에 소량의 장쇄 소수성 알킬기를 도입하여 회합성 증점제가 됩니다. Natrosol Plus Grade 330, 331, Cellosize SG-100, Bermocoll EHM-100 등이 있습니다.농축 효과는 훨씬 더 큰 분자량을 갖는 셀룰로오스 에테르 증점제와 비슷합니다.ICI의 점도와 레벨링을 향상시키고 표면 장력을 감소시킵니다. 예를 들어 HEC의 표면 장력은 약 67mN/m이고 HMHEC의 표면 장력은 55-65mN/m입니다.
3.2 알칼리 팽윤성 증점제
알칼리 팽윤성 증점제는 크게 비회합성 알칼리 팽윤성 증점제(ASE)와 음이온성 증점제인 회합성 알칼리 팽윤성 증점제(HASE)의 두 가지 범주로 구분됩니다.Non-Associated ASE는 폴리아크릴레이트 알칼리 팽윤 에멀젼입니다.Associative HASE는 소수성으로 변형된 폴리아크릴레이트 알칼리 팽윤 에멀젼입니다.
3.3.폴리우레탄 증점제 및 소수성 개질 비폴리우레탄 증점제
HEUR라고 불리는 폴리우레탄 증점제는 소수성 그룹이 변형된 에톡실화 폴리우레탄 수용성 고분자로 비이온성 결합 증점제에 속합니다.HEUR은 소수성 그룹, 친수성 사슬 및 폴리우레탄 그룹의 세 부분으로 구성됩니다.소수성 그룹은 결합 역할을 하며 일반적으로 올레일, 옥타데실, 도데실페닐, 노닐페놀 등을 농축하는 결정적인 요소입니다. 친수성 사슬은 화학적 안정성과 점도 안정성을 제공할 수 있으며 일반적으로 폴리옥시에틸렌 및 그 유도체와 같은 폴리에테르가 사용됩니다.HEUR의 분자 사슬은 IPDI, TDI 및 HMDI와 같은 폴리우레탄 그룹에 의해 확장됩니다.회합성 증점제의 구조적 특징은 소수성 그룹으로 종결된다는 것입니다.그러나 일부 시판되는 HEUR의 양쪽 말단 소수성기 치환도는 0.9보다 낮고, 가장 좋은 경우는 1.7에 불과하다.좁은 분자량 분포와 안정적인 성능을 갖는 폴리우레탄 증점제를 얻기 위해서는 반응 조건을 엄격하게 제어해야 합니다.대부분의 HEUR은 단계적 중합에 의해 합성되므로 시중에서 판매되는 HEUR은 일반적으로 넓은 분자량의 혼합물입니다.
Richeyet al.형광 추적자 피렌 결합 증점제(PAT, 수평균분자량 30000, 중량평균분자량 60000)를 사용하여 0.02%(중량) 농도에서 Acrysol RM-825와 PAT의 미셀 응집도는 약 6 정도인 것을 확인하였다. 증점제와 라텍스 입자 표면 사이의 결합 에너지는 약 25KJ/mol입니다.라텍스 입자 표면에서 각 PAT 증점제 분자가 차지하는 면적은 약 13nm2이며, 이는 Triton X-405 습윤제가 차지하는 면적 0.9nm2의 약 14배에 해당합니다.RM-2020NPR, DSX 1550 등 회합성 폴리우레탄 증점제
환경 친화적인 회합성 폴리우레탄 증점제의 개발이 광범위한 주목을 받아왔습니다.예를 들어, BYK-425는 VOC 및 APEO가 없는 요소 변성 폴리우레탄 증점제입니다.Rheolate 210, Borchi Gel 0434, Tego ViscoPlus 3010, 3030 및 3060은 VOC 및 APEO가 없는 결합성 폴리우레탄 증점제입니다.
위에서 설명한 선형 회합성 폴리우레탄 증점제 외에도 빗형 회합성 폴리우레탄 증점제도 있습니다.소위 빗연합 폴리우레탄 증점제는 각 증점제 분자의 중간에 펜던트 소수성 그룹이 있음을 의미합니다.SCT-200, SCT-275 등의 증점제
소수성 변형 아미노플라스트 증점제(HEAT)는 특수 아미노 수지를 4개의 캡핑된 소수성 그룹으로 변화시키지만 이 4개 반응 부위의 반응성은 다릅니다.일반적인 소수성기 첨가에는 차단된 소수성기가 2개밖에 없기 때문에 합성 소수성 개질 아미노 증점제는 Optiflo H 500과 같은 HEUR과 크게 다르지 않습니다. 최대 8%까지 소수성기가 더 첨가되면, 반응 조건은 여러 개의 소수성 그룹이 차단된 아미노 증점제를 생성하도록 조정될 수 있습니다.물론 이것은 빗 증점제이기도합니다.본 소수성 변성 아미노 증점제는 조색 첨가 시 계면활성제 및 글리콜 용제의 다량 첨가로 인한 도료 점도 저하를 방지할 수 있는 제품입니다.그 이유는 강한 소수성기가 탈착을 방지할 수 있고, 다수의 소수성기가 강한 결합을 갖고 있기 때문이다.Optiflo TVS와 같은 증점제.
소수성 개질 폴리에테르 증점제(HMPE) 소수성 개질 폴리에테르 증점제의 성능은 HEUR와 유사하며 제품으로는 Hercules사의 Aquaflow NLS200, NLS210, NHS300이 있습니다.
농축 메커니즘은 수소 결합과 말단 그룹의 결합 효과입니다.일반적인 증점제와 비교하여 침전 방지 및 처짐 방지 특성이 더 좋습니다.말단 그룹의 다양한 극성에 따라 변형 폴리우레아 증점제는 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다: 저극성 폴리우레아 증점제, 중간 극성 폴리우레아 증점제 및 고극성 폴리우레아 증점제.처음 두 개는 용제 기반 코팅을 농축하는 데 사용되는 반면, 고극성 폴리우레아 증점제는 고극성 용제 기반 코팅과 수성 코팅 모두에 사용할 수 있습니다.저극성, 중극성, 고극성 폴리우레아 증점제의 상용 제품은 각각 BYK-411, BYK-410, BYK-420입니다.
변성 폴리아미드 왁스 슬러리는 아미드 왁스의 분자 사슬에 PEG와 같은 친수성 그룹을 도입하여 합성한 유변학적 첨가제입니다.현재 일부 브랜드는 수입되어 주로 시스템의 요변성을 조정하고 요변성을 개선하는 데 사용됩니다.처짐 방지 성능.
게시 시간: 2022년 11월 22일