Производство алкилфенолэтоксилатов (АРЕ) в мире составляет более 40 000 т/год. Они универсальны и используются в производстве моющих средств, полимеров, в агрохимической и лакокрасочной промышленности.

Кроме того, алкилфенолэтоксилаты применяют в производстве универсальных пигментных концентратов. Это водно-дисперсионные пигментные пасты, предназначенные для колеровки как водно-дисперсионных, так и органорастворимых лакокрасочных материалов. Такие универсальные пигментные концентраты используют в современной технологии производства [2], но исполь¬зование алкилфенолэтоксилатов, особенно нонилфенолэтоксилатов (НФЭ) [3], по многим причинам спорно. Наиболее серьезной проблемой является образование в водной среде продукта разложения НФЭ-нонилфенола.

Это происходит, в частности, при попадании НФЭ в окружающую среду, т. е. в сточные воды. Как показано на рис. 1, нонилфенол по строению аналогичен женскому гормону 1 7-р-эстрадиолу. Доказано включение этого продукта разложения в репродуктивные циклы рыб и млекопитающих [4-7]. Более того, даже в низких концентрациях нонилфенол токсичен для обитателей водного мира.

Несмотря на серьезные экологические проблемы и связанный с этим государственный контроль, замена НФЭ в универсальных пигментных концентратах крайне сложна из-за практически полного отсутствия альтернативы. Особенно сложна эта задача для пиг-ментных концентратов на основе транспарентного железоокисного пигмента и суспензий алюминиевых пигментов.

Нонилфенолэтоксилаты и ионные производные

На рис. 2 приведены неионные структуры НФЭ и одна из возможных анионных модификаций - фосфатное произ¬водное. Обе структуры часто используют вместе. Струк-тура НФЭ значительно отличается от этоксилированных жирной кислотой спиртов наличием бензольного кольца.

Это дает главное преимущество - высокое сродство к гидрофобным поверхностям пигментов. Прочная связь с поверхностью пигмента предотвращает высвобождение диспергирующего агента даже после добавления орга-норастворимых лакокрасочных материалов, например алкидных. Поскольку производные жирных кислот не содержат бензольного кольца, они не обеспечивают такого результата.

Безопасные соединения, содержащие ароматическое кольцо

Использование гибкой технологии получения полиэфиров позволяет синтезировать соединения, соответствующие по основной структуре НФЭ, например АВ блок-сополимеры, содержащие бензольное кольцо, не образующие при разложении токсичных продуктов. Эти соединения можно использовать без риска нанесения вреда окружающей среде. При взаимодействии соответствующего исходного спирта с оксидом стирола и последующем этоксилировании получают АВ блок-сополимеры, по структуре очень похожие на структуру НФЭ, но не образующие токсичных продуктов при разложении [8].

Фосфорилирование позволяет получать анионные производные (рис. 3).

Соединения такой структуры не образуют продуктов, вредных для окружающей среды. Фосфат в дальнейшем нейтрализуют и для облегчения переработки переводят в 30%-ный водный раствор. Получаемый продукт выпускают под маркой ТЕСОг Dis-pers 651.

Испытываемые рецептуры

В табл. 1 приведены рецептуры пигментных концентра¬тов, полученные с использованием НФЭ (11 ЕО) и нейтрализованного фосфата (TEGO1" Dispers651).

Пигментные концентраты получали на бисерной мельнице. Концентраты использовали для колеровки ряда водно-дисперсионных и органорастворимых красок. Анализировали результаты, полученные для трех белых базовых красок, которые колеровали концентратами на основе красного и желтого железоокисных пигментов, приведенных в таблице. Краски изготовлены на основе следующих пленкообразователей:

• жирной органорастворимой алкидной смолы (алкид-1);
• жирной     органорастворимой     алкидной     смолы,
модифицированной полиуретаном (алкид-2);
• акриловой   эмульсии   для   покрытий   с   высоким
блеском

Реология

Реологические профили определяли с помощью конуса ICI. Сравнение реологических профилей пигментных паст (рис. 4), полученных по рецептурам, приведенным в табл. 1,
четко показало, что при использовании соединения новой структуры получаются значительно менее вязкие продукты, чем с традиционным НФЭ-диспергатором.

Колориметрические тесты

Белые базовые краски колеровали 2 об. % концентрата на основе красного железоокисного или голубого фталоцианинового пигментов, наносили аппликатором 150 мкм и после частичного высыхания покрытие растирали пальцем, чтобы определить величину rub-out.

Заключение

Из данных таблицы следует, что применение нейтрализованного фосфата (продукта TEGO" Dispers 651) позволяет повысить насыщенность цвета покрытий и значительно снизить их rub-out, а также существенно уменьшить вязкость пигментных концентратов.
Дальнейшее развитие

Как и в случае использования НФЭ, очень трудно создать универсальные пигментные пасты на основе транспарентных железоокисных пигментов. Также сложным моментом является ограниченная возможность использования водных дисперсий в рецептурах, содержащих органические растворители.

Транспарентные железоокисные пигменты Дальнейшим развитием продуктов этого класса является TEGO" Dispers 655. Несмотря на содержание активного компонента -100%, он имеет хорошую текучесть и легок в работе.

Комбинирование данного продукта cTEGO® Dispers 651 позволяет получать пигментные пасты на основе транспарентных железоокисных пигментов, обладающих очень хорошей прозрачностью в рецептурах водно-дисперсионных и органорастворимых Л КМ.

www.newchemistry.ru