A una gran cantidad de grupos carboxilo en el sistema de esmalte aminococido a base de agua afecta seriamente el rendimiento de la película de pintura, ¿qué se debe hacer?
Respuesta rápida: Una decisión práctica sobre enzimas o ingredientes alimentarios comienza con el objetivo del proceso, luego verifica la actividad, la ventana de aplicación, el impacto sensorial y la consistencia entre lotes antes de ampliarlo.
Como pintura industrial a base de agua, el barniz para hornear a base de agua se usa ampliamente hoy en día. Algunos de los factores que afectan la resistencia al agua de la película de pintura se pueden encontrar en el artículo Explicación de la resistencia al agua de la película de pintura. ¡Rendimiento, mecanismo, factores, camino de mejora! Consulte también el artículo Preguntas y respuestas sobre recubrimientos (22): cómo mejorar la resistencia al alcohol del sistema PUD a base de agua. Cuando la resina es principalmente resina acrílica a base de agua, para lograr una dispersión de amoníaco en agua o soluble en agua, la estructura se diseña deliberadamente con una cierta cantidad de grupos carboxilo, el índice de acidez generalmente es superior a 30. Esta parte del grupo carboxilo generalmente se deja en la película de pintura, lo que afecta seriamente la resistencia al agua y al alcohol de la película y la resistencia a la niebla salina y otras propiedades. Aquí se analiza principalmente cómo eliminar -COOH en el rendimiento de la película de pintura de un impacto, agregando aditivos reticulantes -COOH es el enfoque que queremos adoptar.
Varias reacciones de reticulación de -COOH son las siguientes:
1. Adopte oxazolina para reticular con -COOH
Es necesario calentarlo para reaccionar, se puede llevar a cabo entre 80 y 120 ℃, pertenece al agente reticulante de temperatura media. La oxazolina es un tipo de iminoéter intracíclico, que se puede dividir en 2-oxazolina, 3-umazolina y 4-oxazolina según la posición de su doble enlace de carbono y nitrógeno, entre los cuales el más activo es la 2-oxazolina con la fórmula estructural:
Las oxazolinas son muy reactivas y pueden sufrir reacciones de apertura de anillo equiproporcionadas con muchos reactivos nucleofílicos. En condiciones de reacción apropiadas, si se selecciona el solvente correcto, la temperatura adecuada, etc., o se agrega un catalizador adecuado, el grupo oxazolina puede reaccionar químicamente con ácidos carboxílicos, tiácidos, ésteres clorados o cloroformiato, tioles, fenoles, tiofenolalquilaminas cloradas, alcoholes y amidas, entre muchos otros grupos. Los grupos oxazolina pueden reaccionar con grupos de ácido carboxílico por encima de 200° en cuestión de minutos para formar grupos éster amina.
Los productos con esta composición también están disponibles en el mercado y se utilizan en pinturas a base de agua, tintas a base de agua y adhesivos a base de agua para mejorar la resistencia al agua.
2 、 Adopción de reticulación de poliaziridina-COOHLa aziridina, el análogo nitrogenado tricíclico del óxido de etileno, y sus derivados se han estudiado durante muchos años; en algunos casos, se ha utilizado poliaziridina como agente reticulante. El término común para la aziridina es etilenimina, en inglés aziridina. La etilenimina es altamente tóxica y puede ser cancerígena. La aziridina es un irritante de la piel y algunas personas pueden sensibilizarse. Se debate la teratogenicidad de la aziridina, pero diluirla con laca de pintura reduce sus posibles efectos tóxicos. La etilenimina es incluso más reactiva que las quemaduras y los ácidos del óxido de etileno. En presencia de ácidos más fuertes, se polimeriza rápidamente para formar polietilenimina-(-CH2CH2NH-)-n.
De las muchas reacciones de las aziridinas, la de mayor interés para aplicaciones de recubrimiento es la formación de enlaces cruzados de 2-aminoéster entre poliaziridinas y ácidos polifuncionales. Algunos 2-aminoésteres pueden reorganizarse automáticamente en 2-hidroxiamidas (esa es la estructura especial de amidoalcohol en el punto 4 a continuación).
Se han estudiado diversas poliaziridinas (también conocidas como aziridinas polifuncionales). Un ejemplo es el producto de adición de Michael trifuncional de 3 moles de aziridina y 1 mol de triacrilato de trimetilolpropano, con la siguiente fórmula estructural:
También se ha utilizado metilaziridina (propilidenimina) para fabricar esta poliaziridina. Esta poliaziridina se puede utilizar para reticular los grupos de ácido carboxílico de emulsiones y poliuretanos a base de agua. La reacción entre el grupo aziridina y el grupo ácido carboxílico es mucho más rápida que la reacción entre el grupo aziridina y el agua, y puede hacerse reaccionar a temperatura ambiente, generalmente ya existente. La aziridina y el agua interactúan e hidrolizan a aminoalcoholes con un período de activación de 48 a 72 horas. Pero no hay indicios de que la aziridina hidrolizada tenga un efecto negativo sobre el rendimiento de la película de recubrimiento. La reactividad se puede restaurar mediante la adición de un agente reticulante. En vista del posible riesgo de intoxicación, se deben seguir cuidadosamente las recomendaciones del fabricante para una manipulación segura.
3. Se utiliza un compuesto hidroxilo especial para reticular -COOH. Este compuesto hidroxilo especial está relacionado con las oxazolinas mencionadas anteriormente y tiene la fórmula estructural que se muestra a continuación:
Cuando esta fórmula estructural se junta con la fórmula estructural de la oxazolina, es posible que pueda ver que existe una cierta correlación entre las dos. Vea la imagen a continuación:
Los experimentos han demostrado que este tipo de amidhidrina, como la oxazolina, puede entrecruzarse con -COOH en determinadas condiciones, por ejemplo, 150 °C x 30 min, y una investigación más detallada del mecanismo de reacción sugiere que una explicación es la formación de una estructura de oxazolina en el medio.Este tipo de compuestos de amidoalcohol, modelo típico AA-4, se puede usar para reticular -COOH, se pueden usar sistemas acuosos y oleosos, la condición de reacción es 150 ℃ X 30 min o más. Rentable, especialmente para la pintura para hornear amino a base de agua utilizada para reticular -COOH, puede mejorar significativamente el rendimiento de la película, como la resistencia al agua, la resistencia al alcohol, la resistencia a los solventes y la resistencia a la niebla salina.
¿Ha descubierto que existe alguna correlación mecanicista con los tres métodos anteriores de reticulación de COOH? Todos los procesos de reacción tienen una estructura especial de amidhidrina y/u oxazolina.
4, utilizando reticulación de policarbodiimida-COOH
La carbodiimida, también conocida como carbodiimida (Carbodiimida), contiene grupos funcionales -N=C=N. Se puede hacer reaccionar a temperatura ambiente, la desventaja es que también se agrega más tarde, no es conveniente de usar.
La carbodiimida reacciona con ácidos carboxílicos, pero reacciona lo suficientemente lentamente con agua como para usarse en sistemas acuosos. El producto de la reacción con ácido carboxílico es N-acilurea. La fórmula de la reacción se muestra a continuación:
Es posible reticular resinas funcionales a base de ácido carboxílico, incluidas dispersiones y emulsiones acuosas de poliuretano, con policarbodiimida (también conocida como carbodiimida multifuncional). La reticulación se produce en unos pocos días a temperatura ambiente y mucho más rápido cuando se calienta.
En un estudio de emulsión, las condiciones de curado estuvieron en el rango de 60 a 127 °C durante 5 a 30 minutos, y las temperaturas más altas confieren mejores propiedades de la película de recubrimiento. Obviamente, las propiedades de la película de recubrimiento dependen no sólo de la formación física de la película sino también del grado de reticulación química.
5, el uso de grupos epoxi para reticular con -COOH, lo que requiere altas temperaturas. No se usa comúnmente.
Para resumir:
A temperatura ambiente para reticular el carboxi-COOH de los sistemas acuosos, se puede utilizar un agente reticulante de poliaziridina y policarbodiimida. Estos dos agentes reticulantes a temperatura ambiente del mercado son algunos modelos básicos, el precio es muy caro.
A temperaturas medias (80-120°C), el COOH se puede reticular con compuestos estructurales de oxazolina, que también están disponibles comercialmente y son costosos.
A altas temperaturas (150 °C x 30 min), se pueden utilizar amidoalcoholes especiales para reticular -COOH, que también está disponible en el mercado en versiones económicas y es especialmente adecuado para su uso en esmaltes aminococidos a base de agua.
A Lista de verificación práctica de abastecimiento para temas de enzimas, biotecnología e ingredientes alimentarios
En proyectos de procesamiento de alimentos y enzimas, el marco de decisión más útil suele ser el ajuste de la aplicación más la estabilidad del proceso: qué ingrediente funciona bajo las condiciones de pH, temperatura, tiempo y sustrato previstas sin crear un problema de cumplimiento o calidad posterior.
- Defina primero el objetivo de procesamiento: Las aplicaciones de sabor, hidrólisis, textura, fermentación, limpieza y bioprocesos a menudo necesitan perfiles de actividad muy diferentes.
- Compruebe la ventana operativa real: El pH, la temperatura, el tiempo de residencia y el tipo de sustrato a menudo importan más que la afirmación principal del producto.
- Revisar la consistencia y el impacto posterior:La dosificación de , la influencia sensorial, la filtración y el comportamiento de vida útil pueden afectar el valor comercial final.
- Use validación piloto:Las pruebas de producción pequeñas de generalmente revelan las diferencias más útiles en actividad, eficiencia y ajuste del proceso.
Referencias de productos recomendados
- CHLUMINIT CQ: Una referencia directa para debates sobre curado sensible al color y luz visible.
- CHLUMICRYL HPMA: Útil cuando se necesita más soporte de polaridad y adhesión en el paquete reactivo.
- CHLUMICRYL IBOA: Una fuerte referencia de monómero de baja viscosidad cuando tanto la dureza como el buen flujo son importantes.
- CHLUMICRYL TMPTA: Un punto de referencia de monómero reactivo estándar cuando se requiere una densidad de reticulación más fuerte.
Preguntas frecuentes para compradores y formuladores
¿Por qué una enzima de alta actividad no es automáticamente la mejor opción comercial?
Porque la mejor enzima es la que funciona de manera confiable en las condiciones reales del proceso y proporciona el resultado final deseado sin crear nuevos problemas.
¿Deben seleccionarse los ingredientes alimentarios y biotecnológicos únicamente a partir de hojas de datos?
Por lo general, es más seguro combinar la revisión de las especificaciones con una prueba piloto o de aplicación porque los sustratos reales y las ventanas de proceso pueden cambiar mucho el resultado.
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| Politiol/Polimercaptano | ||
| Monómero DMES | Sulfuro de bis(2-mercaptoetilo) | 3570-55-6 |
| Monómero DMPT | TIOCURA DMPT | 131538-00-6 |
| Monómero PETMP | PENTAERITRITOL TETRA(3-MERCAPTOPROPIONATO) | 7575-23-7 |
| Monómero PM839 | Polioxi(metil-1,2-etanodiilo) | 72244-98-5 |
| Monómero monofuncional | ||
| Monómero HEMA | Metacrilato de 2-hidroxietilo | 868-77-9 |
| Monómero HPMA | Metacrilato de 2-hidroxipropilo | 27813-02-1 |
| Monómero THFA | Acrilato de tetrahidrofurfurilo | 2399-48-6 |
| Monómero HDCPA | Acrilato de diciclopentenilo hidrogenado | 79637-74-4 |
| Monómero DCPMA | Metacrilato de dihidrodiciclopentadienilo | 30798-39-1 |
| Monómero DCPA | Acrilato de dihidrodiciclopentadienilo | 12542-30-2 |
| Monómero DCPEMA | Metacrilato de diciclopenteniloxietilo | 68586-19-6 |
| Monómero DCPEOA | Acrilato de diciclopenteniloxietil | 65983-31-5 |
| Monómero NP-4EA | (4) nonilfenol etoxilado | 50974-47-5 |
| LA Monómero | Acrilato de laurilo/acrilato de dodecilo | 2156-97-0 |
| Monómero THFMA | Metacrilato de tetrahidrofurfurilo | 2455-24-5 |
| Monómero de PHEA | 2-FENOXIETILACRILATE | 48145-04-6 |
| Monómero LMA | Metacrilato de laurilo | 142-90-5 |
| Monómero IDA | Acrilato de isodecilo | 1330-61-6 |
| Monómero IBOMA | Metacrilato de sobornilo | 7534-94-3 |
| Monómero IBOA | Acrilato de sobornilo | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monómero | Acrilato de 2-(2-etoxietoxi)etilo | 7328-17-8 |
| Monómero multifuncional | ||
| Monómero DPHA | Dipentaeritritol hexaacrilato | 29570-58-9 |
| Monómero DI-TMPTA | DI(TRIMETILOLPROPANO) TETRAACRILATE | 94108-97-1 |
| Monómero de acrilamida | ||
| Monómero ACMO | 4-acriloilmorfolina | 5117-12-4 |
| Monómero difuncional | ||
| PEGDMA Monómero | Dimetacrilato de poli(etilenglicol) | 25852-47-5 |
| Monómero TPGDA | Diacrilato de tripropilenglicol | 42978-66-5 |
| Monómero TEGDMA | Dimetacrilato de trietilenglicol | 109-16-0 |
| Monómero PO2-NPGDA | Diacrilato de propoxilato de neopentilenglicol | 84170-74-1 |
| Monómero PEGDA | Diacrilato de polietilenglicol | 26570-48-9 |
| Monómero PDDA | Diacrilato de dietilenglicol ftalato | |
| Monómero NPGDA | Diacrilato de neopentilglicol | 2223-82-7 |
| Monómero HDDA | Diacrilato de hexametileno | 13048-33-4 |
| Monómero EO4-BPADA | ETOXILADO (4) BISFENOL A DIACRILATE | 64401-02-1 |
| Monómero EO10-BPADA | ETOXILADO (10) BISFENOL A DIACRILATE | 64401-02-1 |
| Monómero EGDMA | Etilenglicol dimetacrilato | 97-90-5 |
| Monómero DPGDA | Dienoato de dipropilenglicol | 57472-68-1 |
| Monómero Bis-GMA | Bisfenol A Glicidil Metacrilato | 1565-94-2 |
| Monómero trifuncional | ||
| Monómero TMPTMA | Trimetacrilato de trimetilolpropano | 3290-92-4 |
| Monómero TMPTA | Triacrilato de trimetilolpropano | 15625-89-5 |
| Monómero PETA | Triacrilato de pentaeritritol | 3524-68-3 |
| Monómero GPTA (G3POTA) | GLICERILO PROPOXI TRIACRILATO | 52408-84-1 |
| Monómero EO3-TMPTA | Etriacrilato de trimetilolpropano etoxilado | 28961-43-5 |
| Monómero fotorresistente | ||
| Monómero IPAMA | Metacrilato de 2-isopropil-2-adamantilo | 297156-50-4 |
| Monómero ECPMA | 1-Metacrilato de etilciclopentilo | 266308-58-1 |
| Monómero ADAMA | 1-Metacrilato de adamantilo | 16887-36-8 |
| Monómero de metacrilato | ||
| Monómero TBAEMA | Metacrilato de 2-(terc-butilamino)etilo | 3775-90-4 |
| Monómero NBMA | Metacrilato de n-butilo | 97-88-1 |
| Monómero MEMA | Metacrilato de 2-metoxietilo | 6976-93-8 |
| Monómero i-BMA | Metacrilato de sobutilo | 97-86-9 |
| Monómero EHMA | 2-Metacrilato de etilhexilo | 688-84-6 |
| Monómero EGDMP | Etilenglicol Bis(3-mercaptopropionato) | 22504-50-3 |
| Monómero EEMA | 2-metilprop-2-enoato de 2-etoxietilo | 2370-63-0 |
| Monómero DMAEMA | N, metacrilato de M-dimetilaminoetilo | 2867-47-2 |
| DEAM Monómero | Metacrilato de dietilaminoetilo | 105-16-8 |
| Monómero CHMA | Metacrilato de ciclohexilo | 101-43-9 |
| Monómero BZMA | Metacrilato de bencilo | 2495-37-6 |
| Monómero BDDMP | Di(3-mercaptopropionato) de 1,4-butanodiol | 92140-97-1 |
| Monómero BDDMA | 1,4-butanodioldimetacrilato | 2082-81-7 |
| Monómero AMA | Metacrilato de alilo | 96-05-9 |
| Monómero AAEM | Metacrilato de acetilacetoxietilo | 21282-97-3 |
| Monómero de acrilatos | ||
| Monómero IBA | Acrilato de sobutilo | 106-63-8 |
| Monómero EMA | Emetacrilato de etilo | 97-63-2 |
| Monómero DMAEA | Acrilato de dimetilaminoetilo | 2439-35-2 |
| DEAEA Monómero | Prop-2-enoato de 2-(dietilamino)etilo | 2426-54-2 |
| Monómero CHA | prop-2-enoato de ciclohexilo | 3066-71-5 |
| BZA Monómero | prop-2-enoato de bencilo | 2495-35-4 |