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分析新型结构表面活性剂在涂料中都有哪些应用

介绍
 
表面活性剂是一种能使表面(边界)的某些物理化学性质随少量使用而发生显著变化的物质。表面活性剂作为添加剂已成为涂料不可缺少的重要组成部分。加入极少量的表面活性剂可以大大提高涂层和薄膜的质量。表面活性剂可以提高涂布过程中的研磨效率,避免结壳,消除泡沫,防止颜料在贮存过程中的结块和霉变,防止施工过程中的流挂,增加涂布过程中的附着力,增加成膜过程中的光泽。SS,防止浮色、花和缩水,并在使用过程中。涂层防霉、防污、防静电。涂料添加剂的应用水平已成为衡量涂料质量和科技含量的重要标志。几种表面活性剂的结构如图1所示。从图1可以看出,传统表面活性剂通常具有亲水性的头基团和疏水性的尾链,在涂料中得到了广泛的应用[2]。包括阴离子表面活性剂如脂肪酸、脂肪醇磺酸盐、烷基磺酸盐等;阳离子表面活性剂如脂肪族胺盐和季铵盐;非离子表面活性剂如脂肪族醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚;两性表面活性剂teric表面活性剂,如氨基酸和甜菜碱衍生物。阴离子和阳离子表面活性剂,如油基氨基乙酸等。
 
随着科学技术的进步,对表面活性剂的需求越来越高,使用条件也越来越严格。传统的表面活性剂不能满足要求。新型高效表面活性剂的合成已成为表面活性剂工业的主要任务。新型表面活性剂在涂料中的应用将进一步提高涂料的质量和性能。本文主要从分子结构的角度介绍几种新型表面活性剂。
 
1.低聚表面活性剂
 
2.第二步。AB嵌段聚合物表面活性剂
 
无机分散剂如过磷酸钙、硅酸盐、碳酸盐、传统的小分子表面活性剂、聚羧酸盐、聚丙烯酸盐等高分子化合物相继用于分散涂料中的颜料和填料。高分子化合物主要利用空间位阻来稳定颜料和填料的颗粒,这优于小分子表面活性剂的静电排斥作用。结果表明,在多种聚合物分散剂中,AB嵌段聚合物表面活性剂效果最好,效率最高。在分子结构上,AB嵌段聚合物是超大型表面活性剂。A区块和B区块分别与表面活性剂的亲水性头基团和疏水性尾链相似。AB嵌段高分子表面活性剂在颜料和填料表面采用尾部吸附形式。A块是颜料的锚定基团,B块是颜料的溶剂溶性尾链。A区可以是酸、胺、醇、酚等官能团。它可以通过离子键、共价键、配位键、氢键和范德华力的相互作用吸附在颗粒表面。由于它含有许多吸附点,能有效防止分散剂分子的解吸,使吸附紧密持久。B区可为聚醚、聚酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团,分别适用于极性溶剂和非极性溶剂。典型AB嵌段聚合物表面活性剂的结构如图3所示。稳定粒子主要依赖于B块形成的吸附层的空间位阻,因此对B块作为溶剂化尾链的长度和均匀性要求很高。希望能形成一个中等厚度、均匀的吸附层。如果B段太长,可能起到架桥作用,增加分散体系的粘度。直至絮凝沉淀。一般认为,当阻挡层厚度为20nm时,可以达到最佳的稳定效果。
 
三。博拉表面活性剂
 
BOLA表面活性剂是一种由一个或多个疏水链在两个极性头碱基之间结合的化合物。它是以南美土著武器博拉命名的(绳子两端各有一个球)。Bola表面活性剂的最简单结构如图1所示。当连接基团的数目和方式不同时,博拉化合物可根据分子形态分为单链、双链和半环三种类型[8]。由于分子链两端存在两个头基,很容易产生分子间的相互作用或粒子间的桥接,使分散体系的性能有所不同。涂层体系中使用的ABA型聚合物分散剂和缔合增稠剂属于博拉型表面活性剂,但分子量远大于普通博拉型表面活性剂,属于聚合物型,相对分子量一般为5000-30000。配套增稠剂可克服传统增稠剂流动性低、流平性差、刷痕重、辊涂易飞溅等缺点。它们是水性涂料添加剂领域最重要的发展之一。聚氨酯缔合增稠剂是由疏水基团改性的乙氧基聚氨酯的水溶性聚合物,属于非离子缔合增稠剂。就是这样。聚氨酯缔合增稠剂具有优异的流平性能,是高档建筑乳胶涂料不可替代的流变添加剂。其分子结构和增稠原理与传统增稠剂完全不同,其流变性能也具有明显的特点。缔合型增稠剂的结构特点是疏水端盖,由疏水基团、亲水链和聚氨酯基团组成。典型的联合增稠剂如图4所示。
 
分子两端的疏水基团形成缔合,相当于博拉表面活性剂的两个端基。它们是增稠的决定因素,通常是油基、十八烷基、十二烷基苯基、壬基酚基等。亲水链相当于博拉表面活性剂链,具有化学稳定性和粘度稳定性。常用的聚醚有聚氧乙烯及其衍生物。结合型增稠剂的分子链由聚氨酯基团延伸。所用聚氨酯为IPDI、TDI和HMDI[9]。这种分子结构使缔合增稠剂分子形成胶束,就像大分子表面活性剂一样。亲水端通过氢键与水分子结合,疏水端被吸附并与乳液颗粒、表面活性剂等疏水结构连接,在水中形成三维网络结构,达到增稠效果。典型的缔合型聚氨酯增稠剂,如康涅茨公司的DSX1550、Rohmhaas公司的Acrysolrm-2020NPR等,深圳海川公司开发的缔合型聚氨酯增稠剂与国外同类产品性能相似。此外,环保型缔合型聚氨酯增稠剂的开发也受到了广泛关注。例如,BYK-425是一种不含VOC和APO的尿素改性聚氨酯增稠剂,Elementis的流变剂210、Borchers GmbH的Borchigel 0434、Viscoplus 3010、3030和3060都是不含VOC和APO的缔合聚氨酯增稠剂。浓缩机。
 
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