Лако-красочные материалы — производство

9.1. Диспергаторы, смачивающие вещества, стабилизаторы

Диспергаторы, смачивающие вещества (обеспечивающие необхо­димую смачиваемость пигмента или наполнителя жидкой фазой), стабилизаторы (препятствующие осаждению или задерживающие его) относятся к поверхностно-активным веществам.

Диспергатор — это вещество, добавленное в лакокрасочную ком­позицию для обеспечения дефлокуляции и дезагрегации твердых час­тиц, взвешенных в жидкой фазе.

Смачивающее вещество, введенное в жидкость, соприкасающую­ся с твердым субстратом, например в суспензию пигмента, облегчает замену поверхности раздела «твердое вещество — пар» поверхностью раздела «твердое вещество — жидкость», понижая поверхностное на­тяжение жидкости. Однако это не является его основной функцией. Так, эфир нафталинсульфокислоты смачивает поверхность большин­ства твердых веществ, являясь диспергатором неполярных пигментов, и вместе с тем вызывает флокуляцию пигментов, несущих положи­тельный электрический заряд (двуокись титана).

Хорошо смачивающие вещества являются одновременно и хоро­шими диспергаторами, но это не является общим правилом. Напри­мер, если нанести каплю углеводорода парафинового ряда, к которо­му добавлено небольшое количество олеиновой кислоты, на поверхность воды, углеводород немедленно растекается. Это проис­ходит потому, что олеиновая кислота образует молекулярный слой, в котором СООН-группы обращены к воде, а углеводородные остатки — к маслу, что облегчает смачивание углеводорода водой. Однако рас­текание внезапно прекращается, и углеводород образует на поверхно­сти воды каплю. Это происходит вследствие диффузии олеиновой кислоты в воду; следовательно, она оказала только временное дейст­вие. В этом случае олеиновая кислота является хорошим смачиваю­щим веществом, но плохим диспергатором.

9.1.1. Диспергаторы. Диспергаторами часто являются вещества, не оказывающие никакого действия на поверхностное натяжение жидкостей, к которым они добавляются. Таковы, например, сульфи­рованные диарилметаны. Из этого следует, что методы оценки каче­ства смачивающих веществ почти всегда основаны на определении поверхностного натяжения.

9.1.2. Смачивающие вещества. Смачивающие вещества могут быть разделены на три группы: анионоактивные, катионоактивные и неионогенные вещества.

В лакокрасочном производстве наиболее широко используются анионоактивные вещества, которые содержат в молекуле полярные анионные группировки, связанные с неполярной углеводородной це­пью. В катионоактивных веществах действующим началом является катион. К этой группе относятся четвертичные аммониевые основа­ния, сульфониевые и фосфониевые соединения. Наконец, неионоген­ные смачивающие вещества действуют в неионизированной форме. К ним относится, например, этиленгликольлаурат.

Смачивающие вещества, как и диспергаторы, действуют избира­тельно. Некоторые из них эффективны по отношению к гидрофобным веществам, другие — по отношению к гидрофильным. Особенно большую роль они играют при перетире пигментов.

Хорошим смачивающим веществом считают вещество, образую­щее возможно более стойкую дисперсию при возможно меньшей за­трате энергии.

Важнейшими промышленными смачивающими веществами яв­ляются льняное масло, подвергнутое окислительной полимеризации, касторовое масло, жирные кислоты льняного масла, бензойная кисло­та, этиленгликоль, диэтиленгликоль, сернокислые эфиры дикарбоно — вых кислот, сернокислые эфиры вторичных спиртов, алкоксиарип- сульфонаты, сульфосукцинат натрия, алифатические аминокислоты и амиды жирных кислот, гликольлаурат, тетраоксиоктан, лецитин. Они применяются в лакокрасочном производстве как для изготовления водноэмульсионных красок (стабилизация эмульсии типа «масло в воде»), так и при получении масляных красок и лаков (стабилизация суспензии пигмента в органическом связующем).

К таким продуктам относят также группу металлических мыл: олеаты натрия и меди, линолеаты, стеараты, пальмитаты алюминия, цинка, маг­ния, титана, нафтенаты меди, цинка, алюминия, а также большое число препаратов, представляющих собой смеси этих веществ. Стеараты обычно вводятся в количестве 1-2% от массы твердых компонентов. Растительные лецитины, например лецитин сои, вводят в масляные краски на основе железоокисных пигментов в количестве 0,5-1%.

9.1.3. Стабилизаторы. Для предотвращения седиментации пиг­ментов в красках могут быть применены следующие способы:

— подбор пигментов и наполнителей с малыми удельными веса­ми, тонкого помола и надлежащей формы;

— применение высоковязких связующих;

«• использование гелеобразной дисперсионной среды или среды, способной перейти в гелеобразное состояние.

Переход в гелеобразное состояние происходит при введении ре­акционноспособных пигментов, образующих небольшие количества металлических мыл, а также специальных твердых или жидких вспо­могательных материалов, повышающих всплываемость пигментов. Такими веществами являются так называемые разрыхлители (асбест, инфузорная земля, карбонат магния) и расширители дисперсии (сма­чивающие вещества, предотвращающие образование агломератов).

Описанные диспергаторы и смачивающие вещества могут быть использованы также в качестве стабилизаторов. Но кроме них суще­ствуют специфические стабилизаторы — это некоторые электролиты, например сульфат натрия, введение которого в малых количествах предотвращает седиментацию.

Хорошими стабилизаторами являются органические аминопроиз­водные (этаноламин, ди — и триэтаноламины, гидрированный дифени­ламин, этилендиамин, диэтипентриамин), а также соли жирных или смоляных кислот (олеинаты, нафтенаты, соли ди-, тетра-, гекса — и октадециловой кислот). Следует отметить также растворы щелочных солей полихлорнафталинсульфокислот с 3-4 атомами хлора в моле­куле, вводимые в краски в количестве 2%, латекс, стеариновый пек, кислые сульфированные продукты нефтяного происхождения, жиры, высыхающие масла.

Неполностью высушенные пигменты, содержащие значительное количество несвязанной воды, проявляют большую склонность к се­диментации в масляно-смоляном связующем, которая может быть предотвращена добавлением некоторого количества спирта; напри­мер, препарат планктонит является стеаратом алюминия, затертым в пасту с довольно большим количеством спирта.