1. Определение и функция загустителя
Добавки, которые могут значительно увеличить вязкость красок на водной основе, называются сгущающими.
Утолщники играют важную роль в производстве, хранении и строительстве покрытий.
Основная функция загустителя состоит в том, чтобы увеличить вязкость покрытия, чтобы удовлетворить требования различных стадий использования. Тем не менее, вязкость, необходимая для покрытия на разных этапах, отличается. Например:
Во время процесса хранения желательно иметь высокую вязкость, чтобы предотвратить оседание пигмента;
Во время процесса строительства желательно иметь умеренную вязкость, чтобы убедиться, что краска имеет хорошую чистую кистку без чрезмерного окрашивания краской;
После строительства есть надежда, что вязкость может быстро вернуться к высокой вязкости после короткого временного задержки (процесса выравнивания), чтобы предотвратить провисание.
Текучесть водоснабжения не-новичника.
Когда вязкость краски уменьшается с увеличением силы сдвига, она называется псевдопластической жидкостью, а большая часть краски представляет собой псевдопластическую жидкость.
Когда поведение потока псевдопластической жидкости связано с его историей, то есть оно зависит от времени, оно называется тиксотропной жидкостью.
При производстве покрытий мы часто сознательно стараемся сделать покрытия тиксотропными, например, добавление добавок.
Когда тиксотропия покрытия подходит, она может решить противоречия различных этапов покрытия и удовлетворять технические потребности различной вязкости покрытия на этапах хранения, выравнивания строительства и сушки.
Некоторые утолщения могут надевать краску высокой тиксотропией, так что она имеет более высокую вязкость в состоянии покоя или с низкой скоростью сдвига (например, хранение или транспорт), чтобы предотвратить рассеяние пигмента в краске. И при высокой скорости сдвига (такой как процесс покрытия), он имеет низкую вязкость, так что покрытие имеет достаточный поток и выравнивание.
Тиксотропия представлена тиксотропным индексом Ti и измеряется вискозимером Brookfield.
Ti = вязкость (измеренная при 6r/min)/вязкость (измеренная при 60r/min)
2. Типы сгущаний и их влияние на свойства покрытия
(1) Типы с точки зрения химического состава, сгущаемые делятся на две категории: органические и неорганические.
Неорганические типы включают бентонит, атапульгит, силикат алюминиевого магния, силикат литий -магния и т. Д., Органические типы, такие как метил целлюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, полиакрилат, полиметакрилат, акриловая кислота или метил -акрил -гомополимер или колимер и полиретан.
С точки зрения влияния на реологические свойства покрытий, сгущаемые делится на тиксотропные сжигатели и ассоциативные сгущения. С точки зрения требований к производительности, количество загустителя должно быть меньше, а эффект утолщения хорош; Это нелегко быть разрушенным ферментами; Когда температура или значение pH изменения изменения изменяются, вязкость покрытия не будет значительно снижена, а пигмент и наполнитель не будут проваленными. ; Хорошая стабильность хранения; Хорошее задержание воды, нет очевидного феномена пенообразования и никаких неблагоприятных последствий на производительность пленки покрытия.
①cellulose Clounener
Утолшители целлюлозы, используемые в покрытиях, в основном являются метилцеллюлозой, гидроксиэтилцеллюлозой и гидроксипропилметилцеллюлозой, а последние два чаще используются.
Гидроксиэтилцеллюлоза - это продукт, полученный путем замены гидроксильных групп на единицах глюкозы натуральной целлюлозы с гидроксиэтильными группами. Технические характеристики и модели продуктов в основном различаются в зависимости от степени замещения и вязкости.
Разновидности гидроксиэтил целлюлозы также делятся на нормальный тип растворения, быстрое дисперсионное тип и тип биологической стабильности. Что касается метода использования, то гидроксиэтил целлюлоза может быть добавлена на разных этапах процесса производства покрытия. Тип быстродисперсения можно добавить непосредственно в форме сухого порошка. Тем не менее, значение pH системы перед добавлением должно составлять менее 7, в основном потому, что гидроксиэтил целлюлоза растворяется медленно при низком значении pH, и требуется достаточное время для проникновения воды в внутреннюю часть частиц, а затем значение pH увеличивается, чтобы она быстро растворилась. Соответствующие шаги также могут быть использованы для приготовления определенной концентрации клейкого раствора и добавления его в систему покрытия.
Гидроксипропиловая метилцеллюлоза - это продукт, полученный путем замены гидроксильной группы на глюкозой натуральной целлюлозе на метокси группу, в то время как другая часть заменяется гидроксипропильной группой. Его эффект утолщения в основном такой же, как у гидроксиэтилцеллюлозы. И это устойчиво к ферментативной деградации, но его растворимость воды не так хороша, как у гидроксиэтил целлюлозы, и она имеет недостаток гелинг при нагревании. Для обработанной поверхностью гидроксипропилметилцеллюлозы ее можно напрямую добавить в воду при использовании. После перемешивания и рассеивания добавьте щелочные вещества, такие как вода аммиака, чтобы отрегулировать значение pH до 8-9, и перемешайте до полного растворения. Для гидроксипропилметилцеллюлозы без обработки поверхности ее можно замочить и набухнуть горячей водой выше 85 ° C перед использованием, а затем охлаждать до комнатной температуры, затем перемешивают холодной водой или ледяной водой, чтобы полностью растворить ее.
②inorganic Clounener
Этот вид утолшителя является в основном некоторыми активированными глинистыми продуктами, такими как бентонит, алюминиевая глина магния и т. Д., Он характеризуется тем, что в дополнение к эффекту утолщения, он также имеет хороший эффект суспензии, может предотвратить погружение и не влияет на водостойкость к водостойке. После того, как покрытие высушивается и образуется в пленку, оно выступает в качестве наполнителя в пленке покрытия и т. Д. Неблагоприятный фактор заключается в том, что оно значительно повлияет на выравнивание покрытия.
③ Синтетический полимер сжигатель
Синтетические сжигатели полимеров в основном используются в акриловых и полиуретановых (ассоциативных сгущания). Акриловые сгущения - это в основном акриловые полимеры, содержащие карбоксильные группы. В воде со значением pH 8-10 карбоксильная группа диссоциирует и становится опухшим; Когда значение pH больше 10, оно растворяется в воде и теряет эффект утолщения, поэтому эффект утолщения очень чувствителен к значению pH.
Механизм утолщения акрилатного загустителя состоит в том, что его частицы могут быть адсорбированы на поверхности латексных частиц в краске и образуют слой покрытия после отек щелочи, что увеличивает объем латексных частиц, препятствует коричневому движению частиц и увеличивает вязкость системы краски. ; Во -вторых, отек загустителя увеличивает вязкость водной фазы.
(2) Влияние загустителя на свойства покрытия
Влияние типа загустителя на реологические свойства покрытия заключается в следующем:
Когда количество загустителя увеличивается, статическая вязкость краски значительно увеличивается, а тенденция изменения вязкости в основном согласуется при воздействии внешней силы сдвига.
С эффектом загустителя вязкость краски быстро падает, когда она подвергается силе сдвига, демонстрируя псевдопластичность.
Используя гидрофобно -модифицированный загуститель целлюлозы (например, EBS451FQ), при высоких скоростях сдвига вязкость все еще высока, когда количество великое количество.
Используя ассоциативные полиуретановые сгущания (например, WT105A), при высоких скоростях сдвига вязкость все еще высока, когда великое количество.
Используя акриловые сгустки (такие как ASE60), хотя статическая вязкость быстро возрастает, когда количество велика, вязкость быстро уменьшается при более высокой скорости сдвига.
3. Ассоциативный загуститель
(1) Механизм утолщения
Целлюлонный эфир и щелочные акриловые акриловые сгущания могут только загущать водную фазу, но не оказывают эффекта утолщения на другие компоненты в краске на водной основе, и при этом они не могут вызвать значительное взаимодействие между пигментами в краске и частицами эмульсии, поэтому реология краски не может быть отрегулирована.
Ассоциативные сгущения характеризуются тем, что в дополнение к утолщению через гидратацию они также сгущаются через ассоциации между собой, с диспергированными частицами и с другими компонентами в системе. Эта ассоциация отделяется при высоких показателях сдвига и повторно ассоциирует с низкой скоростью сдвига, что позволяет скорректировать реологию покрытия.
Механизм утолщения ассоциативного загустителя состоит в том, что его молекула представляет собой линейную гидрофильную цепь, полимерное соединение с липофильными группами на обоих концах, то есть она имеет гидрофильные и гидрофобные группы в структуре, поэтому он имеет характеристики молекул поверхностно -активного вещества. природа. Такие молекулы загустителя могут не только увлажнить и набухать, чтобы загущать водную фазу, но и образуют мицеллы, когда концентрация его водного раствора превышает определенное значение. Мицеллы могут связаться с частицами полимера эмульсии и частицами пигмента, которые адсорбировали диспергатор с образованием трехмерной сетевой структуры, и взаимосвязаны и запутаны для увеличения вязкости системы.
Что важнее, так это то, что эти ассоциации находятся в состоянии динамического баланса, и эти связанные мицеллы могут корректировать свои позиции при воздействии внешних сил, так что покрытие обладает выравнивающими свойствами. Кроме того, поскольку молекула имеет несколько мицеллов, эта структура снижает тенденцию миграции молекул воды и, таким образом, увеличивает вязкость водной фазы.
(2) Роль в покрытиях
Большинство ассоциативных сгущаний являются полиуретанами, а их относительные молекулярные массы находятся между 103-104 порядками, на два порядка меньше, чем обычная полиакриловая кислота и сгущания целлюлозы с относительной молекулярной массой между 105-106. Из-за низкой молекулярной массы эффективное увеличение объема после гидратации меньше, поэтому его кривая вязкости более плоская, чем у неассоциативных сжигателей.
Из -за низкой молекулярной массы ассоциативного утолшителя его межмолекулярная запутанность в водной фазе ограничена, поэтому его эффект утолщения на водную фазу не является значительным. В диапазоне низкой скорости сдвига преобразование ассоциации между молекулами больше, чем разрушение ассоциации между молекулами, вся система поддерживает присущую суспензию и состояние дисперсии, а вязкость близка к вязкости дисперсионной среды (вода). Следовательно, ассоциативная загуститель заставляет систему краски на водной основе демонстрировать более низкую кажущуюся вязкость, когда она находится в области низкой скорости сдвига.
Ассоциативные утолщения увеличивают потенциальную энергию между молекулами из -за связи между частицами в дисперсной фазе. Таким образом, необходимо больше энергии для разрыва связи между молекулами при высоких скоростях сдвига, и сила сдвига, необходимая для достижения той же штамма сдвига, также выше, так что система демонстрирует более высокую скорость сдвига при высоких скоростях сдвига. Очевидная вязкость. Более высокая вязкость с высоким сдвигом и более низкая вязкость низкого сдвига могут просто компенсировать отсутствие общих загустков в реологических свойствах краски, то есть два загустителя можно использовать в комбинации, чтобы регулировать текучесть латексной краски. Переменная производительность, чтобы удовлетворить всеобъемлющие требования покрытия в толстую пленку и поток пленки.
Время сообщения: ноябрь-24-2022