Wpływ modyfikacji montmorylonitu na właściwości reologiczne organicznych układów powłokotwórczych z jego udziałem

• Autorzy: Kuczyńska H. , Kamińska-Tarnawska E. , Majkrzak. P.

Warianty tytułu

EN

Effect of montmorillonite modification on rheological properties of organic coating systems containing MMT

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na podstawie literatury scharakteryzowano właściwości reologiczne układów lakierowych i możliwości ich modyfikacji ze szczególnym uwzględnieniem zastosowania do tego celu montmorylonitu. W ramach pracy własnej oczyszczony montmorylonit (MMT-S) modyfikowano hydrofilowo solami sodowymi karboksymetylocelulozy (CMC) o różnym stopniu podstawienia lub hydrofobowo, aminami o długim łańcuchu węglowodorowym [1-heksadecyloaminą (A-1) bądź etoksylowanymi aminami zawierającymi reszty kwasu kokosowego (A-2) albo talowego (A-3)]. Efektywność modyfikacji MMT-S charakteryzowano metodami spektroskopowymi w podczerwieni (FT-IR), dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) i szerokokątowego rozpraszania promieniowania rentgenowskiego (WAXS). W przypadku modyfikacji hydrofilowej największe zmiany wykazały próbki modyfikowane CMC o stopniu podstawienia 0,9 i z udziałem modyfikatora wynoszącym 50 % mas., w przypadku zaś hydrofobowej modyfikacji aminami konieczny jest udział modyfikatora w ilości co najmniej 1,0 CEC (CEC to miara pojemności wymiany kationu). Spośród badanych modyfikatorów najskuteczniejszy okazał się modyfikator mieszany A(1+2). Odpowiednio modyfikowane montmorylonity wykazują polepszoną zdolność pęcznienia w ośrodkach wodnych, a także w rozpuszczalnikach organicznych. Na podstawie pomiarów lepkości i badań reometrycznych stwierdzono, że montmorylonity spełniają rolę regulatorów właściwości reologicznych farb wodnych oraz zagęszczaczy farb rozpuszczalnikowych.

EN

Rheological properties of coating systems and possibility of their modifications especially by montmorillonite were characterized (Table 1) on the basis of literature data. In the own research either hydrophilic or hydrophobic modification of purified montmorillonite (MMT-S) was carried out. Hydrophylic modification with sodium salts of carboxymethyl cellulose (CMC) of various substitution degree was done while hydrophobic one carried out with amines of long hydrocarbon chain [1-hexadecylamine (A-1), ethoxylated amines containing radicals of coconut acid (A-2) or thallic one (A-3) (see Table 2)]. Spectroscopic methods, namely FT-IR (Fig. 4, 5, 8 and 9), X-ray diffraction (XRD, Fig. 1, 2 and 12) and wide-angle X-ray scattering (WAXS, Fig. 13), were used for characterization of an effectiveness of MMT-S modification. In case of hydrophylic modification the largest changes were observed for the samples modified with CMC characterized with substitution degree equal 0.9 and with 50 wt. % of modifier. For hydrophobic modification with amines the part of modifier at least 1.0 CEC (CEC is a measure of cation exchange capacity) was necessary. Mixed modifier A(1+2) appeared to be the best one. Properly modified montmorillonites show improved swelling ability in aqueous and organic media (Fig. 10). It was found, on the basis of viscosity measurements and rheometric investigations, that montmorillonites could govern the rheological properties of waterborne paints and act as thickeners for solventborne paints.

Słowa kluczowe

PL

montmorylonit; modyfikacja; farby wodne; farby rozpuszczalnikowe; właściwości reologiczne; regulatory

EN

montmorillonite; modification; waterborne paints; solventborne paints; rheological properties; governor

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 53, nr 7-8
• Strony: 551--558
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Kuczyńska H.

autor

Kamińska-Tarnawska E.

autor

Majkrzak. P.

• Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, O/Z Farb i Tworzyw, ul. Chorzowska 50 a, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• 1. Verkholantsev V. V.: Europ. Coat. J. 1999, 6, 48.
• 2. Davey A., Gutrie J. T., Hall C.: Surf. Coat. Int. 1991, 7, 329.
• 3. Meichsner G., Mezger T. G., Schrüder J.: ",Lackeigenschaften Messen und Steuern", Vincentz, Hannover 2003.
• 4. Verkholantsev V. V.: Europ. Coat. J. 1999, 7--8, 66.
• 5. Naé H.: Polym. Paint Colour J. 1993, 183, 4328 i 226.
• 6. Bailey S. W.: American Mineralogist 1980, 65, 1.
• 7. Bergeya F., Theng B. K. G., Lagaly G.: "Handbook of clay science", Elsevier, Amsterdam 2006.
• 8. Pielichowski K., Leszczynska A.: Polimery 2006, 51, 143.
• 9. Oleksy M., Heneczkowski M., Galina H.: Polimery 2006, 51, 799.
• 10. Patel H. A. i in.: Bull. Mater. Sci. 2006, 29, 133.
• 11. Xi Y., Frost R. L., He H.: J. Colloid Interface Sci. 2007, 305, 150.
• 12. Shang C., Rice J. A., Lin J. S.: Soil Sci. Soc. Am. J. 2002, 66, 1225.
• 13. Önal M. i in.: Turk. J. Chem. 2003, 27, 683.
• 14. Yürüdü C. i in.: Bull. Mater. Sci. 2005, 28, 623.
• 15. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs.
• 16. Spychaj T. i in.: Inżynieria Materiałowa 2006, 6, 1296.
• 17. Pat. pol. 178 900 (2000).
• 18. Kowalczyk K., Spychaj T.: Przem. Chem. 2006, 85, 927.
• 19. Oleksy M., Heneczkowski M.: Polimery 2005, 50, 144.
• 20. Gołębiewski J., Różanski A., Gałęski A.: Polimery 2006, 51, 374.
• 21. Inel O., Tümsek F.: Turk. J. Chem. 2000, 24, 9.
• 22. Sprawozdanie IPTS "Metalchem": "Opracowanie technologii otrzymywania montmorylonitu do stosowania w farbach", Gliwice 2006.
• 23. Pat. USA 0 040 014 823 (2003).
• 24. Pat. USA 4 743 305 (1998).
• 25. Pat. USA 4 287 086 (1981).
• 26. Pat. USA 4 677 158 (1987).
• 27. Pat. USA 6 423 768 (2002).
• 28. Borden D., Giese R. F.: Clays Clay Miner. 2001, 49, 444.
• 29. Hongping H., Ray F. L, Jianxi Z.: Spectrochimica Acta Part A. 2004, 60, 2853.
• 30. Pat. europ. WO 93/08230.