Beste antwoord
De eenvoudigste vorm van verf is witkalk. Wanneer het droog is uitgesmeerd over een oppervlak, is white wash niets meer dan het witte pigment (calciumcarbonaat) dat over het oppervlak wordt verspreid. Het decoreert en beschermt tot op zekere hoogte het oppervlak, maar het wrijft weg. De meeste verven bevatten dus een tweede zeer belangrijk ingrediënt, de filmvormer of bindmiddel, een hars of polymeer, om de pigmentdeeltjes samen te binden en op het oppervlak te houden. Een verf zonder het pigment wordt een vernis genoemd.
Het is moeilijk om coatings aan te brengen die niet vloeibaar zijn. Dus het polymeer in een verfblik wordt opgelost in een oplosmiddel met het pigment gemengd als een suspensie. De verf die op de muur is verspreid, droogt door verdamping van het oplosmiddel of in sommige gevallen door chemische reactie van het polymeer met vocht en zuurstof in de lucht.
Paint = Pigment + Vernis :
Pigment = Gekleurd pigment + Extenders
Varnish = Filmvormer + Vloeistof + Additieven
Filmvormer = Polymeer (of reactieve componenten) + Weekmaker
Vloeistof = Oplosmiddel + Verdunningsmiddel
Additieven = Verdikkingsmiddel + Vloeimiddel + Matteringsmiddel + Katalysator + Versneller + Inhibitor + Bevochtigers + Kleurstoffen
Veel verschillende soorten polymeren kunnen dienen als filmvormer of bindmiddel in het verfblik. Hier is een overzicht van de reeks polymeren die worden gebruikt.
Voorbeeld filmvormers / polymeren:
- Polyurethanen
- Acrylpolymeren bijv. Polyisobutylmethacrylaat.
- Nitrocelluloselakken
- Latexverven
- Alkydharsen
- Acryl-stikstofharsen
- Epoxyharsen
- Polyesters
Antwoord
Voor een beter begrip van het onderwerp is het nodig om wat geschiedenis en enkele chemische reacties te zien om te begrijpen en waardeer de fijne kneepjes van dit onderwerp. Als u echter slechts een kort antwoord op de vraag wilt zien, raadpleeg dan de laatste alinea. : D
Thermoplastische acrylharsen zijn ontwikkeld met Methylmethacrylaat en andere acrylesters ongeveer 75 jaar geleden.
Verven gemaakt met acryl bindmiddelen in die tijd , gedroogd door verdamping van de daarin aanwezige oplosmiddelen. Hoewel deze verven goede droogeigenschappen hadden, niet vergelend en goed weerbestendig waren, hadden ze een slechte hechting op metalen, waren ze niet hard genoeg en konden ze verven produceren met slechts een zeer laag gehalte aan vaste stoffen. Dit resulteerde in het geven van meer lagen van deze verven vergelijkbaar met de NC-lakken.
Toen kwamen de acrylharsen die werden geproduceerd met Methacrylamide. Dit zijn in water oplosbare harsen en verknoping is mogelijk met formaldehyde. De basisstappen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van Polymethyl-acrylamide en de daaropvolgende wijzigingen om tot de verknoping te komen, worden hieronder geïllustreerd. Houd er echter rekening mee dat de reacties, gebruikte katalysatoren en andere parameters, inclusief eindproducten, breed en gevarieerd kunnen zijn.
De eerste stap die hieronder wordt getoond, is de aldolcondensatiestap. In deze stap condenseert het formaldehyde met de aminegroep van methacrylamide om een alcohol te vormen. Aangezien dit een condensatie is van een aldehyde, om een alcohol te vormen, wordt dit de Aldol-condensatie genoemd.
De tweede stap die hieronder wordt getoond, is de crosslinkingsreactie, waarin twee van de Polymethylacrylamidecondensaat (polymethacrylamidecondensaat) reageren en verliezen een watermolecuul, wat leidt tot de verknoping van de twee polymeerketens. In dit proces wordt de verknoping gevormd.
De verknoopte polymethacrylamidecondensaten worden ook wel Methylol Ethers vanwege hun etherverbindingen. (Zie de rode ster in de laatste fase). Zelfs bij kamertemperatuur reageren ze met elkaar en waren ze instabiel. Deze methylolethers werden daarom veretherd met alcoholen zoals Butanol om ze de stabiliteit te geven. Het algehele proces werd vervolgens op geschikte wijze aangepast in plaats van de Aldol-condensatieroute.
Acrylharsen met alkoxymethylacrylamiden als bouwstenen, waren de eerste generatie verknoopte acrylharsen die werden ontwikkeld voor de schildertoepassingen. In plaats van complexe monomeren te maken met butanol, acrylamide of methacrylamide, lieten ze reageren met de semi-formele butanol of andere monomeren en de verkregen acrylhars.De polymethacrylamiden zouden ook zelf kunnen verknopen om een andere groep acrylharsen te vormen.
Ze konden uitstekende films vormen en waren geschikt om te coaten op metalen oppervlakken met een zeer goede hechting, corrosiebestendigheid en weersbestendigheid. De coatings hadden een uitstekende krasvastheid en vertoonden bij veroudering geen vergeling van witte of pasteltinten. Dit waren de eerste voordelen van het gebruik van de verknoopte acrylharsen.
Later kwamen de methacrylzuur en Methylmethacrylzuur waren ook in grote hoeveelheden op de markt verkrijgbaar. Technologieën die in deze richting zijn ontwikkeld, hebben geleid tot de ontwikkeling van Hydroxy functionele acrylharsen. In plaats van de Aldol-condensatieroute te gebruiken, werden Hydroxy-functionele acrylharsen gecombineerd met verschillende soorten Amines om een nieuwe reeks Cross-Linked Acrylic-harsen te produceren.
De eerste stap bij het maken van functionele hydroxy-acrylharsen was het laten reageren van de methylmethacryl Zuur of methacrylzuur met ethyleenoxide. Het product dat u bereikt is methacrylzuurcondensatieproduct met ethyleenoxide genaamd als Hydroxy-ethylmethacrylaat, ook wel HEMA genoemd. In de onderstaande afbeelding worden de reacties en de eindproducten weergegeven.
Houd er nogmaals rekening mee dat de bovenstaande informatie is alleen bedoeld om het begrip te vergemakkelijken. De reacties zijn veel complexer en de grote verscheidenheid aan reactanten, de proceskatalysatoren en fysische parameters kunnen allemaal zeer gevarieerd zijn, vanwege de permutaties en combinaties van elke fysische parameter en omstandigheden van de reacties en de verschillende gebruikte chemische ingrediënten.
Dit zijn de moderne acrylharsen, die worden verknoopt met talloze ingrediënten en reactieprocessen. De andere mogelijkheden om te mengen met alkydharsen of andere harsen zijn ook mogelijk en elke verffabrikant zou een verscheidenheid aan gepatenteerde verknoopte acrylharsen en processen kunnen hebben.
De vraag is wat de verknoping doet met de verf formuleringen en hun toepassing en eigenschappen. Met het assortiment acrylharsen dat beschikbaar is voor coatingtoepassingen, kunt u gemakkelijk de volgende pluspunten identificeren, afgezien van de verschillende zeer technische en productieparameters die hier niet kunnen worden behandeld.