ОРОТАН 731-А-ER (25%) и ОРОТАН 850Е (30%)
ПИГМЕНТНЫЕ ДИСПЕРГАТОРЫ ДЛЯ ВОДНЫХ СИСТЕМ
Оротан 731К (25%) и Оротан 850Е (30%) — пигментные диспергаторы, которые полезны в производстве широкого ряда дисперсионных красок. У них есть превосходная способность диспергировать и стабилизировать пигменты и наполнители в водных системах.
Оротан 731К применяется практически в каждом виде водоосновной краски, включая акриловую, бутадиенстирольную и поливинилацетатную. Пигментные диспергаторы, приготовленные с Оротаном 731К (25%) показывают хорошую теплостойкость.
Оротан 731К эффективен при широком ряде рН с различными синтетическими латексами, но имеет оптимальную дисперсионную способность с акриловыми дисперсиями при уровнях рН = 9.0-9.5. Оротан 850Е — диспергатор с малым пенообразованием, особенно полезный в системах, включающих дисперсии неорганических твердых веществ, таких как двуокись титана. Он демонстрирует превосходное качество в рецептурах, в которые включены реактивные пигменты, такие как окись цинка или основной силикат свинца, несущие прочность подобным системам. Как и Оротан 731К (25%), Оротан 850Е (30%) эффективен в широких пределах рН во многих латексных системах. Для максимальной эффективности нужно использовать Оротан 850Е в акриловых дисперсионных системах при рН = 9.0-10.0.
Количество диспергатора, используемое в продукте, меняется. Однако рекомендуют использовать примерно 1% активного диспергатора на твердые вещества пигмента и наполнителя, например, 4 грамма Оротана 731К на 100 грамм TiO2 и наполнителя.
ТИПИЧНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
|
Свойство
|
ОРОТАН 731К (25%)
|
ОРОТАН 850Е
(30%) |
|
Внешний вид
|
Прозрачная бледно-желтая жидкость
|
|
|
Удельный вес при 25оС
|
1.10 — 1.11
|
1.19
|
|
Содержание твердых веществ, %
|
25 (±1)
|
30 (±1)
|
|
Вязкость по Брукфильду при 25оС (стрежень 2, 60 оборотов в минуту)
|
20-130 мПа.с
|
125-325
|
|
рН 10% водного раствора
|
10.2-10.6
|
9.0-10.5
|
|
Точка замерзания, оС
|
-2
|
0 до -10
|
|
Растворитель
|
вода
|
вода
|
ЭФФЕКТИВНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ДИСПЕРГАТОРА
Каждый пигмент в латексной системе требует определенного количества материала, чтобы диспергировать его. Для данного диспергатора существуют пределы эффективной концентрации, которые будут стабилизировать систему.
На самом низком уровне этого предела находится Точка Текучести, определенная как концентрация диспергатора, необходимая для достижения текучести в массе пигмента, увлажненного водой. Точка Текучести — это минимальное количество диспергатора, который можно использовать для дефлоккуляции пигмента в системе.
На другом конце шкалы эффективного диспергатора находится Число Концентрации-Агрегации. Это уровень концентрации диспергатора, необходимый для защиты частиц пигмента от агрегации или флоккуляции при очень суровых условиях. Таким образом, Показатель Концентрации-Агрегации представляет теоретический максимальный уровень требуемого пигмента.
Оптимальная концентрация диспергатора для пигмента в латексной красочной системе находится где-то между этими двумя показателями.
ЛАБОРАТОРНЫЙ МЕТОД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ ДИСПЕРГАТОРА
Наши лаборатории разрабатывают метод определения количества диспергатора, необходимого для эффективного диспергирования в латексных системах. Он называется Процессом Концентрации-Агрегации, и является титрованием, в котором имеются две конечные точки — Точка Текучести и Показатель Концентрации-Агрегации.
Во-первых, в химическом стакане отмеряется 50 г пигмента или наполнителя, и добавляется достаточно воды для образования густой, немного влажной пасты. Это — система, для которой определяется количество диспергатора, необходимого для начальной дисперсии (Точка Текучести) и количество, необходимое для предотвращения флоккуляции (Число Концентрации-Агрегации).
Раствор готовится (10% твердых веществ) путем смешивания Оротана 731К (25%) с Тритоном CF-10, безводное жидкое неионогенное поверхностно-активное вещество, при соотношении 1:1 твердые вещества/вес в воде. Если Тритон CF-10 не образует 1:1 раствора с Оротаном 850Е (30%), четыре капли 5% водного увлажнителя Тритон Х-102 добавляют к смоченному пигменту для определения Оротана 850Е, и используют 5% (по твердым веществам) водный титрованный раствор Оротана 850Е (30%).
Затем к пигментной массе добавляется дисперсионный раствор в небольших приращениях с тщательным, но спокойным перемешиванием, пока пигментная масса не станет достаточно жидкой, чтобы след шпателя не оставлял за собой никаких следов. Это определяет первую точку, Точку Текучести. Затем пигмент дефлоккулируется и считается продиспергированным.
После определения Точки Текучести на стеклянную тарелку на черном фоне помещается примерно 1 мл ионного загустителя, такого как Акрисол GS. К этому добавляется по мешающему стержню одна капля основной пигментной массы. Затем два компонента перемешиваются мешающим стержнем при минимальном сдвиге. Это количество ионной добавки достаточно, чтобы вызвать сильную флоккуляцию пигментной системы, если она не защищена диспергатором. Если флоккуляция происходит, к основной пигментной массе добавляют диспергатор до прекращения флоккуляции.
Когда образцы продиспергированного пигмента при добавлении большого количества ионной добавки показывают полное отсутствие флоккуляции, достигается вторая конечная точка предела, и титрование завершается. Общее количество диспергатора, необходимое для ее достижения, записывается как Число Концентрации-Агрегации на основе процентного содержания твердых веществ.
НОВЫЕ ДАННЫЕ ПИГМЕНТНОГО ДИСПЕРГАТОРА
Недавно наши лаборатории снова определили требования количества пигментов и наполнителей, обычно используемых в акриловых латексных красках для наружного применения. Это было необходимо для того, чтобы пополнить нашу информацию данными о таких пигментах, как новейшие виды двуокиси титана. Кроме того, способы, использованные в определении требований диспергатора, с тех пор как были сделаны более ранние определения, были усовершенствованы.
Среди пигментов, включенных в определение, были представлены двуокиси кремния, карбонаты кальция, талька, свинцовые силикаты, окиси цинка и несколько смешанных пигментных типов. Их Точка Текучести и Показатель Концентрации-Агрегации с Оротаном 731К (25%) и Оротаном 850Е (30%) представлены в Таблице 1.
Многие краски содержат несколько пигментов и наполнителей. Требования диспергатора для смесей пигментов и наполнителей, указанные в Таблице 1, могут быть легко подсчитаны.
Процесс Концентрации-Агрегации может также использоваться для прямого определения максимального и минимального уровней диспергатора, желаемых для любой смеси пигментов и наполнителей. Материалы могут смешиваться в сухом виде в соотношении, используемом в конечной рецептуре. Требования диспергатора, полученные из определения пигментов таким образом, более точны, чем те, которые получены из отдельно испытанных пигментов. Однако, использование данных из Таблицы 1 обеспечивает очень точную информацию для общих целей при составлении рецептур.
Среди пигментов, включенных в определение, были представлены двуокиси кремния, карбонаты кальция, талька, свинцовые силикаты, окиси цинка и несколько смешанных пигментных типов. Их Точка Текучести и Показатель Концентрации-Агрегации с Оротаном 731К (25%) и Оротаном 850Е (30%) представлены в Таблице 1.
Многие краски содержат несколько пигментов и наполнителей. Требования диспергатора для смесей пигментов и наполнителей, указанные в Таблице 1, могут быть легко подсчитаны.
Процесс Концентрации-Агрегации может также использоваться для прямого определения максимального и минимального уровней диспергатора, желаемых для любой смеси пигментов и наполнителей. Материалы могут смешиваться в сухом виде в соотношении, используемом в конечной рецептуре. Требования диспергатора, полученные из определения пигментов таким образом, более точны, чем те, которые получены из отдельно испытанных пигментов. Однако, использование данных из Таблицы 1 обеспечивает очень точную информацию для общих целей при составлении рецептур.
ТАБЛИЦА 1. ПОТРЕБНОСТЬ ДИСПЕРГАТОРА В КОЛИЧЕСТВЕ ПИГМЕНТОВ И НАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОРОТАНА 731К (25%) И ОРОТАНА 850Е (30%)
|
Пигмент
|
% тв. вещ-в Оротана 731К на тв. вещ. Пигмента
|
% тв. вещ-в Оротана 850Е на тв. вещ. пигмента
|
||
|
Точка Текучести
|
Точка
К-А |
Точка Текучести
|
Точка
К-А |
|
|
Рутил двуокиси титана
Ти-Пуре R-900 Ти-Пуре R-901 Ти-Пуре R-902 Ти-Пуре R-960 Титанокс 2060 Титанокс 2030 Унитан OR-600 |
0.25
0.10 0.18 0.16 0.12 0.04 0.15 |
2.1
2.8 2.7 2.3 2.3 2.5 2.0 |
0.21
0.12 0.12 0.15 0.13 0.07 0.23 |
2.1
2.9 2.7 2.9 2.7 2.7 2.4 |
|
Анатаз двуокиси титана
Ти-Пуре FF Ти-Пуре PC |
0.45
0.22 |
3.5
2.8 |
0.10
0.22 |
2.8
2.6 |
|
Карбонат кальция
Атомит Камель-текс Белый сноуфлейк |
0.09
0.08 0.05 |
1.4
1.0 1.0 |
0.08
0.04 0.06 |
1.4
1.0 0.8 |
|
Тальк
Асбестин 3Х Нитал 300 |
0.20
0.25 |
2.3
2.0 |
0.25
0.40 |
3.6
2.5 |
|
Двуокись кремния
1160 Голд Бонд “R” Имсил А-15 Сильвер Бонд “В” |
0.01
0.02 — — |
0.7
0.7 1.7 0.6 |
—
0.01 — — |
0.6
1.0 1.5 0.4 |
|
Диатомит
Целит 281 |
—
|
Нет
|
—
|
2.3
|
|
Глина
ASP 170 ASP 400 |
0.05
— |
4.0
1.8 |
0.07
— |
4.5
2.3 |
|
Основной силикат свинца
Е-Р 202 Онкор 45К |
0.03
0.60 |
1.0
2.4 |
0.02
0.09 |
1.7
0.7 |
|
Окись цинка
Азо-11 Е-Р ААА #427W ХХ-600 |
0.33
0.37 0.24 |
2.2
1.7 1.6 |
0.21
0.19 0.14 |
2.3
1.3 1.3 |
|
Смешаный
Лорит Бусан 11-М-1 Минекс-4 Минекс-7 |
—
0.50 — — |
2.0
3.4 1.5 1.2 |
0.14
0.18 0.04 — |
2.6
1.9 1.3 1.5 |
|
Слюда
Меш 325 мокрого помола |
—
|
1.5
|
—
|
1.2
|
|
Цветные пигменты
Лэмп Блэк Фтало Блу Красная Крома RO-2899 |
0.02
0.50 0.26 |
3.5
2.4 2.2 |
0.04
2.0 0.22 |
2.0
4.2 2.8 |
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ УРОВНИ ДИСПЕРГАТОРА
Показатель Концентрация-Агрегация описал ранний выход теоретического максимального потребления диспергатора для пигментных латексных систем. Опыт показывает, что действительный уровень диспергатора, необходимый для избежания проблем прочности, — значительно ниже.
При проверке 16 стандартных акриловых латексных красочных систем для наружного покрытия было определено, что уровень диспергаторов Оротан 731К (25%) и Оротан 850Е (30%) находятся в пределах 25-26% новых показателей К-А для использованных пигментов. Наши проверки показали, что эти краски имеют хорошую стойкость к пигментной дисперсии и отличную стойкость к образованию пузырей, образованию пятен поверхностно-активными веществами, к образованию следов от пятен воды и другим критическим характерным свойствам, относящимся к уровню диспергатора.
На основе этих исследований мы рекомендуем, чтобы уровень диспергатора 30-35% Показателя К-А использовался как начальный момент при составлении рецептуры. Этот уровень должен быть установлен для развития цвета, прочности, водостойкости и других свойств краски, на которую может влиять концентрация диспергатора.
РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ДИСПЕРГАТОРА ДЛЯ КРАСОЧНОЙ РЕЦЕПТУРЫ
Применение Показателя К-А к обычно используемой комбинации пигмента на 100 литров красочной рецептуры отражено в следующей таблице:
|
Материал
|
Фунты
|
Число К-А, %
|
Эквивалентные тв. вещ. Оротана 731К-фунты
|
|
Ти-Пуре R-902
Ти-Пуре FF Нитал 300 Карбонат кальция Сноуфлейк |
240
10 100 110
|
2.7
3.5 2.0 1.0
|
6.48
0.35 2.00 1.10
|
|
9.93
|
Общее количество К-А Оротана 731К (тверд. вещ-ва) — 9.93 фунтов
Необходимые тверд. вещ-ва Оротана 731К (выше 30%) — 2.98 фунтов
Действительное количество Оротана 731К,
необходимое для 100-литровой рецептуры — 11.92 фунтов
Необходимые тверд. вещ-ва Оротана 731К (выше 30%) — 2.98 фунтов
Действительное количество Оротана 731К,
необходимое для 100-литровой рецептуры — 11.92 фунтов
Для реализации максимальной эффективности диспергатора следует использовать увлажнитель, такой как Тритон CF-10. Степень его добавки определяется особой пигментацией, характеристиками высыхания и нанесения кистью. Чтобы уменьшить чувствительность пленки к воде, нужно избегать чрезмерных количеств увлажнителя.
ДРУГИЕ СВОЙСТВА ОРОТАНА 850Е (30%)
ТАБЛИЦА 2. ПЕНА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОРОТАНА 850Е (30%)
|
Диспергатор
|
% диспергатора
|
Высота пены (см) 25оС
|
|||
|
|
|
5 сек.
|
30 сек.
|
60 сек.
|
120 сек.
|
|
Оротан 850Е (30%)
|
1.0
|
5.0
|
0.5
|
0
|
0
|
|
Оротан 850Е (30%)
|
0.1
|
0.5
|
0
|
0
|
0
|
ТАБЛИЦА 3. ПЕНА ПИГМЕНТНЫХ ДИСПЕРСИЙ С ОРОТАНОМ 850Е (30%)
|
Пигмент
|
% Оротана 850Е
|
Высота пены (см) 25оС
|
|||
|
|
сухой вес
|
5 сек.
|
30 сек.
|
60 сек.
|
120 сек.
|
|
СаСО3
|
0.10
|
0.4
|
0
|
0
|
0
|
|
TiO2
|
0.25
|
0
|
0
|
0
|
0
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЯЗКОСТИ
ВЯЗКОСТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ОРОТАНА 850Е (30%)
|
Температура
|
Вязкость (сп)
скорость стержня 12 об./мин. |
|
5
10 20 25 40 60 80 |
800
690 440 345 180 98 62 |
ТАБЛИЦА 5. ВЯЗКОСТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ОРОТАНА 850Е
|
Процентная концентрация
|
Вязкость (сп) 25оС, 12 об./мин.
|
|
30.0
29.1 25.0 20.0 10.0 5.0 1.0 |
345
298 118 44 9 4 2 |
Адрес:
620137, г. Екатеринбург, ул. Учителей, д. 32, оф.606
Телефон:
(343) 369-51-64,
+7-902-409-13-41
+7-902-409-13-41
Факс:
(343) 369-51-64
E-mail:
polihim2004@mail.ru
Все права защищены.
Копирование и переработка любых материалов данного сайта для публичного использования (размещение на других сайтах, публикации в печатных изданиях,
размещение в электронных СМИ и проч.) запрещено.
Копирование и переработка любых материалов данного сайта для публичного использования (размещение на других сайтах, публикации в печатных изданиях,
размещение в электронных СМИ и проч.) запрещено.