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        pH調節劑的使用現狀和發展趨勢

        1 pH值對乳液和涂料的作用
        調節乳液和涂料pH值的助劑稱為pH調節劑。它是一個小助劑,人們對它不是那么重視。其主要功能是調節控制乳液和涂料的pH值。
        乳膠漆的主要成分是乳液。乳液在聚合時,為了獲得較好的附著力,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。聚合結束后,加pH調節劑,把酸中和成鹽,提高黏度,并在偏堿的條件下能保持長期穩定。涂料的pH值對其貯存穩定性、抗腐敗、防腐蝕、黏度及涂膜的性能均有一定的影響。
        涂料制造過程中使用堿溶脹類增稠劑。這類聚合物一般帶有較多數量羧基,進入水相遇堿中和,生成聚合物鹽類,顯示出黏度。配方中有纖維素增稠的涂料在微堿的條件下纖維素比較容易溶解。
        2 常用pH調節劑
        常用pH調節劑有鏈烷醇胺(alkanolamines)和氨水等,其性能如表1所示。它們各有特點。Advantex和Vantex T的結構式和化學文摘號(CAS No.)是推測的。

        除氨水和二甲基乙醇胺外,它們的沸點在150°C以上。蒸氣壓越低,沸點越高,揮發一般就越慢,氣味也越低,同時涂膜抗粘連性會變差。PKa是酸度系數。較高的PKa 值表示較有效的pH調節,或較高pH使用值。較高的PKa值,較低的分子量,表示pH調節劑用量較低。再考慮pH調節劑價格,就能大致確定pH調節劑的使用成本。
        2.1 鏈烷醇胺
        在涂料中,鏈烷醇胺具有調節和穩定pH值、促進顏料、填料分散、提高樹脂溶解性等作用。它們的結構特點是分子中都具有氨基和羥基,存在孤對電子,能從水中接受質子,呈堿性,屬中強堿。同時存在氫鍵,能溶于水。它們是使用最廣的pH調節劑。其代表性產品是AMP-95,學名是2-氨基-2-甲基-1-丙醇,結構如圖1所示。
        AMP-95和AMP-90的區別僅在濃度不同。AMP-95有機胺含量約為95%,而AMP-90有機胺含量為90%左右。我國一般用AMP-95,而歐洲通常用AMP-90。AMP-95和AMP-90的優點是調節后乳膠漆pH值穩定。由于隨后的揮發,對涂膜耐水性也沒有影響,耐洗刷性也能得到提高。它還兼有分散作用,能提高有光乳膠漆的光澤,是一種多功能助劑。缺點是有一定氣味,要注意與防腐劑的相容性。AMP-95的性能如表2所示。
        Arkema公司的Alpamine N41、Taminco公司的Advantex(愛旺德)pH調節劑,是丁基乙醇胺;華夏的HX-6130水性多功能助劑,是低分子有機胺化合物,沸點162 ℃,閃點82 ℃,折光系數1.45。它們雖有差別,但與AMP-95基本屬于同類產品。
        MMAE(N-甲基乙醇胺),為無色透明液體,屬于中強堿,有表面活性劑的功能。由于較高蒸氣壓和較低的沸點,所以揮發比AMP-95快。其PKa值略高于AMP-95,因此pH調節性略高于AMP-95。
        DMEA (二甲基乙醇胺),由于較高蒸氣壓和較低的沸點,所以揮發比AMP-95和N-甲基乙醇胺都快。其PKa值低于AMP-95,因此pH調節性不如AMP-95,如海名斯-德謙公司產品。
        單乙醇胺,是中強堿,有氨味,有極強的吸濕性,有乳化和分散作用,也有起泡作用。對眼睛和皮膚有嚴重的刺激和灼燒性。
        二乙醇胺,堿性比乙醇胺弱,沸點268 ℃,高于VOC標準250 ℃,有氨味,揮發慢,有吸濕性,表面活性劑作用。對眼睛和皮膚有嚴重的刺激性。
        三乙醇胺,堿性比二乙醇胺弱,由于低蒸氣壓和高沸點(335 ℃),所以很低氨味,揮發很慢。對眼睛和皮膚有刺激性。

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