过去,涂料用于重工业结构总是强调防护质量超过装饰质量,和通常是提供一个有限的颜色范围。“工业色彩匹配”一词表示,如果提供的颜色是接近相同的色相所需的颜色,那都是可以预期的重型防护涂层。
这种情况很少存在于当今世界,防护涂料供应商预计方法,监察市场提供颜色和质量。集中色浆,展览兼容广泛的涂料化学,是一个有用的工具在实现这一目标,我们将在本课程研究的技术贴。
颜料
 |
| 图1点击放大 |
色素自然颜料膏的核心,除了明显的阴影的性质,着色强度、耐光等,对染发剂用于防护涂料,必须特别注意耐溶剂性和表面反应。无机颜料表现出优异的耐溶剂性属性主要是由于其固有的化学。离子晶体的晶格有联锁装置的金属离子和非金属离子,不允许这类色素溶于溶剂。
另一方面,有机颜料在分子晶体的形式存在,单个分子连接在一起的弱氢键和π-π交互。溶剂有机色素的稳定性取决于之间的相互作用的强度和范围的组成分子晶格。此外,化学的基本分子还在决定中起着重要作用产生的色素的溶剂稳定晶体。色素的稳定性可以通过最大化提高分子间接触/晶格相互作用,这可以设计为基本结构。这是如图1所示。
 |
| 图2 - 3点击放大 |
强键也可以偶然,展出的NH - b中的公司交互喹吖酮晶体(图2)。
一些色素进行相变结合使用时特定的溶剂。α修改铜酞菁是一个典型的例子。这种色素相对不稳定的晶体阶段相比,其多晶型物。当这种色素含有芳香族溶剂用于应用程序,系统的阴影将从红色蓝色绿色蓝色,伴随着颜色强度的减少。这是由于形成的溶剂的溶解及其re-crystallization到更稳定的(但更环保)b的形式。因为re-crystallization失控,理想的粒子大小也能导致贫穷的色彩强度和耐久性降低。
二价金属离子中使用的颜料湖有时会导致胶凝的颜料含有羧基的绑定。这是由于两个羧基的可能的交联聚合物链通过二价金属离子。不当处理某些无机颜料通常可以创建包含活性绑定系统中存在的问题。在研磨颜料的结果的分层表面处理之后,活性金属离子的释放到连续相。这些金属离子可以在加速异氰酸酯与多元醇反应,从而减少贮存期。他们还可以充当司机和醇酸油漆引起的皮肤。
某些有机颜料可以与活性聚合物和交互,例如,使用时在一个胺固化环氧树脂体系,会导致不可接受的变化。色素橙色5和色素红色4颜料的这一类的例子。图3中的照片清楚地显示了戏剧性的不同的阴影,当阿宝5是用于色醇酸和胺固化环氧树脂漆系统。
 |
| 图4点击放大 |
治疗色素的色素产业衍生品是一种常见的做法。这是主要集中在那些有惰性颜料进行表面(即。,没有组织或原子与表面活性剂能够形成联系或树脂根)。想法是derivatize相同的色素前体通过磺化、氯甲基化,chlorosulphonation, phthalimidomethylation,等等,并附上这些衍生品(或适当转换衍生产品)在颜料表面(图4),这附件是很强,颜料的表面化学和分子化学前体的非常相似。
附件的这些团体将改变颜料表面的极性,艾滋病在颜料表面的润湿润湿剂和溶剂。这些衍生品也可以建立聚合物链上产生足够的位阻稳定分散。这些颜料可以定制一个应用程序通过引入特定的聚合物尾巴这些衍生品,也可以是由连接衍生品和普遍超过一种类型的聚合物链。
选择的色素导数可以分别和制造过程中使用的颜料分散体。在这种情况下,色散化学家可以选择一个或衍生品的组合取决于分散在不同的应用程序的要求。衍生品的数量用于治疗是非常重要的,作为多余的数量会导致溶剂出血(由于其分子性质)。
颜料进行表面处理主要是优化其性能在不同的应用程序。某些治疗旨在传授高性能只有在特定的应用程序,并使用这些颜料在其他一些地区会导致不必要的结果。例如,amine-treated颜料通常容易分散和稳定但可以显著降低epoxy-based系统的适用期。
 |
| 图5点击放大 |
分散剂
颜料是高度复杂的材料不同形态和表面化学反应。188金宝搏bet官网表面化学可能不是什么人能演绎的散装化学色素,结晶过程和/或严密保护的完成技术颜料制造商可能会从根本上改变可能。
颜料也发表在一个高度凝聚形式必须被分解和稳定为了使一个有用的色膏。这不是一个小事,分散剂是获得成功的最有用的工具。
分散剂是表面活性剂的一个子集,在分散一个离散的实用性,固相到一个连续的(液体)阶段。一个非常简单的例子是油酸,它包含一个羧基的“头”,有一些色素亲和力和C17“尾巴”,这将显示兼容烃溶剂和油改性的车辆。单羧基不会将显示强烈的亲和力颜料表面表面(除非是非常基本的),和解吸导致色散不稳定。一个成功的策略是字符串多羧基成一个预期的聚合物,而每一个羧基的吸附仍相对较弱,多酸的吸附相结合的相对强大和解吸总不太可能。
有用的色素affinic团体包括羧基、羟基化(有效羟基酸),磷酸盐,为原料,磺酸盐,苯,PEO, PPO,和一系列含氮化学包括胺、酰胺、氨基醇,尿素衍生物,甜菜碱,十月等等。一个可以识别这个部分列表,其中一些将反应常用的防护涂料系统。
各种上市pigment-affinic集团也反映了各种锚在颜料表面的网站。更大的知识,可以收集到任何一个颜料的表面的性质,使成功的机会就越大色素分散。
值得提高问题的能力或涂料用树脂吸附到的愿望,因此容易分散和稳定色素。当颜料affinic组不需要用于膜的形成(如风干的羟基醇酸)的效果是可取的。但是如果需要羟基和MF树脂或异氰酸酯反应吗?发生了什么胺组的polyaminoamide吸附到酸性氧化?这些团体可随各自co-reactants反应或化学计量系统的危害吗?如果他们可供反应,这是否意味着颜料表面脱得精光的后期膜的形成导致增加孔隙度?合适的稳定与一个合适的分散剂似乎谨慎的路径。
把我们的注意力集中到我们的分散剂的“尾巴”,很明显,它需要被广泛的溶剂化溶剂和/或兼容的绑定。我们观察到溶剂化作用更重要的是为低分子量分散剂和粘结剂与高分子量变异的兼容性。
同样清楚的是,没有一个简单的a - b配置分散剂会满足所有颜料的需要,甚至一个色素。让我们考虑的晶体形状颜料红122(图5)。这水晶有26个不同的方面,因为飞机的基地分子运行在一个稍微不同的飞机主要晶面,每个26方面可以有细微不同的化学反应和电荷。
可以看到,即使绝大多数的这些表面与合适的表面活性剂,可以分离和稳定凝聚网络仍可能存在如果角落(c构成。整个表面的1%)并不满意。
而最优雅的解决方案可能包括一个独特的混合强烈坚持单体的表面活性剂与色素affinic团体计算覆盖颜料的各个方面,不同极性的尾巴,最有可能的商业“普世”分散剂会梳状聚合物的结合各种色素affinic组的一侧“梳子”和一系列的“尾巴”另一方面,不同极性的重复。
分散树脂
如果色浆是专为工厂使用,当作millbases,可以与明智的稳定大量的粘合剂,很少有需要分散树脂的使用。然而,本文各种涂料色浆时,系统稳定只有分散剂可能没有强大到足以承受的“冲击”引入到新的环境。
 |
| 图6点击放大 |
分散树脂的使用显著增加“鲁棒性”。然而,一个人不能仅仅把分散树脂的效用;他们也显示出广泛的兼容性与各种绑定和也能够吸附到一些颜料。
经验表明,某些类的分散树脂与一些颜料比别人更好的交流,同时也表现出协同效应与特定的分散剂。一些政权推荐检查系统通过混合分散剂,分散树脂粘结剂,和检查、干电影清晰度作为指导系统的兼容性。我们相信这是有限的价值,作为吸收物种(在颜料表面)的行为非常不同的未被吸收的材料。
典型的分散树脂:
1。酮醛树脂/
这个类的最广为人知和利用树脂是巴斯夫产品Laropal A81。这种材料的进一步浓缩产品冷凝形成的醛1摩尔的尿素3摩尔isobutyraldehyde(图6)。(1)
这多分散的hexahydropyrimidine展品良好的兼容多种涂料树脂。这种兼容性可能受到广泛的分子质量分布的影响,从500年到35000年道尔顿。溶于多种溶剂但只有有限的碳氢化合物与高水平的脂肪族化合物的溶解度。该产品具有低溶液粘度,苍白的颜色,良好的耐热性和良好的耐久性。
基于甲基环己酮树脂溶解了脂肪族碳氢化合物与贫穷但一般颜料润湿,而基于苯乙酮树脂显示改善颜料润湿溶解度较低和兼容性。
2。丙烯酸树脂
广泛的丙烯酸单体,包括功能性单体,可以用来产生合适的溶解度的树脂和不同程度的色素亲和。新的、复杂的装配丙烯酸单体成精确的编队,块和恒星之间的区别变得模糊丙烯酸分散树脂和高分子丙烯酸分散剂。丙烯酸树脂一般享受良好的耐久性。
3所示。饱和聚酯
易于凝结化学和广泛可用的单体使聚酯装配分散树脂的一个合适的手段。聚酯还提供合理的耐久性,但仍然容易受到皂化。
溶剂
溶剂色浆的生产起着重要的作用,以及在其后续使用。溶剂与中档溶解度参数最大效用,与中档溶剂蒸发率。波动率过高会导致快速干燥的色浆,而过低的波动会导致溶剂残留在治愈的电影。
乙酸的混合点和芳香100 (C-9芳香族碳氢化合物混合)通常青睐,但芳烃的使用越来越大的压力可能会导致改变远离。
准备贴,色素的溶剂通常是首先“看到”。溶剂吸收强烈在颜料表面可能与分散剂的表面:溶剂,是一种优良的溶剂,分散剂的分区可能会阻碍从解决界面分散剂。因此溶剂混合在一个最佳的时候)在颜料表面没有什么特别强烈的吸收;b)不是一个好的分散剂溶剂;和c)是一种很好的溶剂的“尾巴”分散剂。
粘度和流变学
这些属性,乍一看,似乎相对明显。在最高色素加载,需要低粘度的高剪切范围允许简单的机器分配。高色素载荷往往dilatency,必须不惜一切代价加以避免。同样,一个需要高粘度非常低的剪切率,防止色素沉淀,尤其是重金属氧化物颜料。
主要的困境源于这一事实类似流变剖面的液体混合比液体更容易彼此不同的流变。颤抖的往往是最方便和整合的首选方法,和相当不匹配的粘度可以排除成功的混合。妥协粘度是寻求优化的混合,但在某些情况下,颤抖的不足,提供的剪切和机械搅拌需要。
兼容性
兼容性意味着不同的事情不同的学科。我们使用以下考虑有色着色涂料:一个系统被认为是兼容的,如果液体组件显示没有相分离分子规模和固相填料和颜料附着力展览液相,这样整个宏观尺度上是均匀的。
这个定义是理想的和有争议的。一个显而易见的问题是如何定义的分散剂?在我们看来,强烈吸附分散剂应被视为色素就像任何其他的一部分“颜料完成系统”提供。
有一些明显的要求实现兼容性等需要的溶剂染色者粘贴混相溶剂的油漆系统;油漆的溶剂系统不太好,他们可以带颜料的分散剂,也没有那么糟糕,他们崩溃分散剂的分散树脂“尾巴”,粘贴是兼容的树脂漆系统之外的正常水平。
混合树脂系统并不总是实现兼容性的分子规模但在分离的领域可以共存。一个简单的例子是一个环氧/聚酰胺组合,这将不能实现完全的兼容性,直到发生反应产生pre-curser混合物种将链接一起单独的阶段。这是发生在“感应”阶段。
在不同阶段存在,染色者粘贴往往会偏爱其中一个,这可能导致减少染色者接受。重要援助的分散树脂可以在增容等系统中,但通常其他增容剂可能需要直接添加到油漆系统。有越来越广泛的聚合物块在这个领域是非常有用的,但他们的选择只能是明智地完成了一个完整的知识的各种树脂涂料体系和知识结构的嵌段共聚物。
影响最终的电影
评估的效果色彩贴确实是一个评估多余的分散剂,分散树脂的影响。这也意味着贴基于金属氧化物具有高色素荷载效应和低表面活性剂树脂水平低于基于“困难”贴有机颜料与相反的属性。
如氯化橡胶、热塑性涂料系统解决方案丙烯酸和乙烯基,很少有负面影响在典型的使用水平(0 - 10%)卷。
对于热固性系统,这些赋形剂材料贴可以减少化学和耐溶剂性的关键领域。188金宝搏bet官网低水平的增加几乎不是一个问题,但在更高的水平,建议特性测试。
结论
成功的设计多用途solventborne染料需要深入了解各种可能的原材料,可以利用它们,以及可能的知识系统中使用。188金宝搏bet官网由于广泛使用的涂料制定协议和风格在世界各地,这是极不可能的,这样染色者将显示完整的普遍期望的兼容性。这就是为什么涂料制定化学家将永远不可分割的一部分成功的利用这样的产品。只有他们的亲密知识涂料配方和“调整”的能力达到最佳染料的性能。
有关更多信息,电子邮件colin.gooch@resene.co.nz或ajith_aravind@yahoo.com,或者访问www.totalcolor.co.nz。
