ph调节剂的使用现状和发展趋势
1 ph值对乳液和涂料的作用
调节乳液和涂料ph值的助剂称为ph调节剂。它是一个小助剂,人们对它不是那么重视。其主要功能是调节控制乳液和涂料的ph值。
乳胶漆的主要成分是乳液。乳液在聚合时,为了获得较好的附着力,往往在配方中含有少量的可聚合酸,如丙烯酸和甲基丙烯酸。聚合结束后,加ph调节剂,把酸中和成盐,提高黏度,并在偏碱的条件下能保持长期稳定。涂料的ph值对其贮存稳定性、抗腐败、防腐蚀、黏度及涂膜的性能均有一定的影响。
涂料制造过程中使用碱溶胀类增稠剂。这类聚合物一般带有较多数量羧基,进入水相遇碱中和,生成聚合物盐类,显示出黏度。配方中有纤维素增稠的涂料在微碱的条件下纤维素比较容易溶解。
2 常用ph调节剂
常用ph调节剂有链烷醇胺(alkanolamines)和氨水等,其性能如表1所示。它们各有特点。advantex和vantex t的结构式和化学文摘号(cas no.)是推测的。
除氨水和二甲基胺外,它们的沸点在150°c以上。蒸气压越低,沸点越高,挥发一般就越慢,气味也越低,同时涂膜抗粘连性会变差。pka是酸度系数。较高的pka 值表示较有效的ph调节,或较高ph使用值。较高的pka值,较低的分子量,表示ph调节剂用量较低。再考虑ph调节剂价格,就能大致确定ph调节剂的使用成本。
2.1 链烷醇胺
在涂料中,链烷醇胺具有调节和稳定ph值、促进颜料、填料分散、提高树脂溶解性等作用。它们的结构特点是分子中都具有氨基和羟基,存在孤对电子,能从水中接受质子,呈碱性,属中强碱。同时存在氢键,能溶于水。它们是使用广的ph调节剂。其代表性产品是amp-95,学名是2-氨基-2-甲基-1-丙醇,结构如图1所示。
amp-95和amp-90的区别仅在浓度不同。amp-95有机胺含量约为95%,而amp-90有机胺含量为90%左右。我国一般用amp-95,而欧洲通常用amp-90。amp-95和amp-90的优点是调节后乳胶漆ph值稳定。由于随后的挥发,对涂膜耐水性也没有影响,耐洗刷性也能得到提高。它还兼有分散作用,能提高有光乳胶漆的光泽,是一种多功能助剂。缺点是有一定气味,要注意与防腐剂的相容性。amp-95的性能如表2所示。
公司的alpamine n41、taminco公司的advantex(爱旺德)ph调节剂,是丁基胺;华夏的hx-6130水性多功能助剂,是低分子有机胺化合物,沸点162 ℃,闪点82 ℃,折光系数1.45。它们虽有差别,但与amp-95基本属于同类产品。
mmae(n-甲基胺),为无色透明液体,属于中强碱,有表面活性剂的功能。由于较高蒸气压和较低的沸点,所以挥发比amp-95快。其pka值略高于amp-95,因此ph调节性略高于amp-95。
dmea (二甲基胺),由于较高蒸气压和较低的沸点,所以挥发比amp-95和n-甲基胺都快。其pka值低于amp-95,因此ph调节性不如amp-95,如海名斯-德谦公司产品。
单胺,是中强碱,有氨味,有极强的吸湿性,有乳化和分散作用,也有起泡作用。对眼睛和皮肤有严重的刺激和灼烧性。
二胺,碱性比胺弱,沸点268 ℃,高于voc标准250 ℃,有氨味,挥发慢,有吸湿性,表面活性剂作用。对眼睛和皮肤有严重的刺激性。
三胺,碱性比二胺弱,由于低蒸气压和高沸点(335 ℃),所以很低氨味,挥发很慢。对眼睛和皮肤有刺激性。