1. Definicija i funkcija zgušnjivača
Aditivi koji mogu značajno povećati viskoznost boja na bazi vode nazivaju se zgušnjivačima.
Zgulaca igraju važnu ulogu u proizvodnji, skladištu i konstrukciji premaza.
Glavna funkcija zgušnjivača je povećati viskoznost premaza kako bi se ispunili zahtjevi različitih faza upotrebe. Međutim, viskoznost koja zahtijeva premaz u različitim fazama je drugačija. Npr.:
Tijekom postupka skladištenja poželjno je imati visoku viskoznost kako bi se spriječilo da se pigment slegne;
Tijekom procesa izgradnje poželjno je imati umjerenu viskoznost kako bi se osiguralo da boja ima dobru četkanost bez pretjeranog bojenja boje;
Nakon izgradnje, nada se da se viskoznost može brzo vratiti u visoku viskoznost nakon kratkog vremenskog zaostajanja (postupak izravnavanja) kako bi se spriječilo propadanje.
Fluidnost vodenih premaza nije newtonski.
Kad se viskoznost boje smanjuje s povećanjem smicanja, ona se naziva pseudoplastična tekućina, a većina boje je pseudoplastična tekućina.
Kad je ponašanje protoka pseudoplastične tekućine povezano s njegovom poviješću, to jest, to je ovisno o vremenu, naziva se tiksotropnom tekućinom.
Kada proizvode premaze, često svjesno pokušavamo učiniti prevlake tiksotropne, poput dodavanja aditiva.
Kad je tiksotropija premaza prikladna, ona može riješiti kontradikcije različitih faza premaza i zadovoljiti tehničke potrebe različite viskoznosti premaza u fazama skladištenja, izravnavanja i sušenja.
Neki zgušnjivači mogu obdariti boju visokom tiksotropijom, tako da ima veću viskoznost u mirovanju ili pri niskoj brzini smicanja (poput skladištenja ili transporta), kako bi se spriječilo da se pigment u boji slegne. I pod visokom brzinom smicanja (poput postupka premaza), ima nisku viskoznost, tako da premaz ima dovoljan protok i izravnavanje.
Thixotropy je predstavljen tiksotropnim indeksom Ti, a mjeri Brookfield Viscometer.
Ti = viskoznost (mjerena u 6R/min)/viskoznost (izmjerena u 60R/min)
2. vrste zgušnjivača i njihovi učinci na svojstva premaza
(1) Vrste u pogledu kemijskog sastava, zgušnjivači su podijeljeni u dvije kategorije: organski i anorganski.
Neorganski tipovi uključuju bentonit, atapulgit, aluminijski magnezijev silikat, litij magnezijev silikat itd., Organski tipovi poput metil celuloze, hidroksietil celuloze, poliakrilata, polimetakrilata, akrilne kiseline ili metil akril i etcymemera ili polimernog homopolišta ili polimera
Iz perspektive utjecaja na reološka svojstva premaza, zgušnjivači su podijeljeni u tiksotropne zgušnjavanja i asocijativnih zgušnjivača. U pogledu zahtjeva za izvedbu, količina zgušnjivača trebala bi biti manja, a učinak zadebljanja je dobar; Nije lako erodirati enzimi; Kad se temperatura ili pH vrijednost sustava mijenja, viskoznost premaza neće se značajno smanjiti, a pigment i punilo se neće flokulirati. ; Dobra stabilnost skladištenja; Dobro zadržavanje vode, bez očiglednog fenomena pjene i nema štetnih učinaka na izvedbu filma o prevlačenju.
①Eluloza zgušnjava
Zgušnjaci celuloze koji se koriste u premazima uglavnom su metilceluloza, hidroksietilceluloza i hidroksipropilmetilceluloza, a druga dva se češće koriste.
Hidroksietil celuloza je proizvod dobiven zamjenom hidroksilnih skupina na jedinicama glukoze prirodne celuloze s hidroksietilnim skupinama. Specifikacije i modeli proizvoda uglavnom se razlikuju prema stupnju supstitucije i viskoznosti.
Sorte hidroksietilne celuloze također su podijeljene u normalan tip otapanja, brzu vrstu disperzije i biološku stabilnost. Što se tiče metode upotrebe, hidroksietil celuloze može se dodati u različitim fazama u procesu proizvodnje premaza. Vrsta brzog raspršivanja može se dodati izravno u obliku suhog praha. Međutim, pH vrijednost sustava prije dodavanja trebala bi biti manja od 7, uglavnom zato što se hidroksietil celuloza polako otapa pri niskoj vrijednosti pH, a ima dovoljno vremena da se voda infiltrira u unutrašnjost čestica, a zatim se pH vrijednost povećava kako bi se brzo otapalo. Odgovarajući koraci se također mogu koristiti za pripremu određene koncentracije otopine ljepljivosti i dodavanje u sustav premaza.
Hidroksipropil metilceluloza je proizvod dobiven zamjenom hidroksilne skupine na jedinici glukoze prirodne celuloze metoksi skupinom, dok drugi dio zamjenjuje hidroksipropil skupinu. Njegov učinak zadebljanja u osnovi je isti kao i hidroksietil celuloze. I otporna je na enzimsku razgradnju, ali njegova topljivost u vodi nije tako dobra kao hidroksietil celuloze, a ima nedostatak geliranja kada se zagrijava. Za površinski tretiranu hidroksipropil metilcelulozu može se izravno dodati u vodu kada se koristi. Nakon miješanja i raspršivanja, dodajte alkalne tvari poput vode amonijaka da biste prilagodili vrijednost pH na 8-9 i miješajte dok se potpuno ne otopi. Za hidroksipropil metilcelulozu bez površinskog tretmana, može se namočiti i nabrešiti vrućom vodom iznad 85 ° C prije upotrebe, a zatim se ohladiti na sobnoj temperaturi, a zatim miješati hladnom vodom ili ledenom vodom da je u potpunosti otopi.
②Inorganski zgušnjivač
Ova vrsta zgušnjavanja uglavnom je neki aktivirani proizvodi od gline, poput bentonita, magnezijevog aluminijskog silikatnog gline itd. Karakterizira se u tome što osim zadebljanja, također ima dobar učinak ovjesa, može spriječiti potonuće i neće utjecati na otpornost na vodu premaza. Nakon što se premaz osuši i formira u film, djeluje kao punilo u filmu o prevlačenju itd. Nepovoljni je faktor što će značajno utjecati na izravnavanje premaza.
③ Sintetički zgušnjivač polimera
Sintetički polimerni zgušnjivači uglavnom se koriste u akrilnim i poliuretanima (asocijativni zgušnjivači). Akrilni zgušnjivači uglavnom su akrilni polimeri koji sadrže karboksilne skupine. U vodi s pH vrijednošću od 8-10, karboksilna skupina se disocira i postaje natečena; Kad je vrijednost pH veća od 10, ona se otapa u vodi i gubi učinak zadebljanja, tako da je učinak zadebljanja vrlo osjetljiv na vrijednost pH.
Mehanizam zadebljanja akrilatnog zgušnjivača je da se njegove čestice mogu adsorbirati na površini čestica lateksa u boji i formirati sloj premaza nakon oteklina alkalije, koji povećava volumen čestica lateksa, ometa Brownovo gibanje čestica i povećava viskoznost sustava boje. ; Drugo, oteklina zgušnjivača povećava viskoznost vodene faze.
(2) Utjecaj zgušnjivača na svojstva premaza
Učinak vrste zgušnjivača na reološka svojstva premaza je sljedeći:
Kad se količina zgušnjivača poveća, statička viskoznost boje značajno se povećava, a trend promjene viskoznosti je u osnovi dosljedan kada je podvrgnut vanjskoj sili smicanja.
S učinkom zgušnjavanja, viskoznost boje brzo pada kada je podvrgnuta smičnoj sili, pokazujući pseudoplastičnost.
Koristeći hidrofobno modificirani zgušnjivač celuloze (poput EBS451FQ), pri visokim brzinama smicanja viskoznost je i dalje visoka kada je količina velika.
Koristeći asocijativne poliuretanske zgušnjavanja (poput WT105A), pri visokim brzinama smicanja, viskoznost je i dalje visoka kada je količina velika.
Koristeći akrilne zgušnjivače (poput ASE60), iako se statička viskoznost brzo povećava kada je količina velika, viskoznost se brzo smanjuje s većom brzinom smicanja.
3. Asocijativni zgušnjivač
(1) Mehanizam zadebljanja
Celulozni eter i alkalijski akrilni zgušnjivači mogu samo zgušnjavati vodenu fazu, ali nemaju zadebljanje na druge komponente u boji na bazi vode, niti mogu uzrokovati značajnu interakciju između pigmenata u boji i čestica emulzije, tako da se reologija boje ne može prilagoditi.
Asocijativni zgušnjivači karakteriziraju se time što se osim zadebljanja hidratacijom također zgušnjavaju kroz povezanost između sebe, s raspršenim česticama i s drugim komponentama u sustavu. Ova se udruga razdvaja s visokim brzinama smicanja i ponovno se usporava pri niskim stopama smicanja, omogućujući prilagođavanje reologije premaza.
Mehanizam zadebljanja asocijativnog zgušnjavanja je da je njegova molekula linearni hidrofilni lanac, polimerni spoj s lipofilnim skupinama na oba kraja, to jest, on ima hidrofilne i hidrofobne skupine u strukturi, tako da ima karakteristike molekula surfaktanata. priroda. Takve molekule zgušnjivača ne samo da mogu hidratizirati i nabreknuti da bi zgusnule vodenu fazu, već i formiraju micele kada koncentracija njegove vodene otopine prelazi određenu vrijednost. Micele se mogu povezati s polimernim česticama emulzije i česticama pigmenta koje su adsorbirale dispersant kako bi tvorili trodimenzionalnu mrežnu strukturu, te su međusobno povezane i zapletene kako bi se povećala viskoznost sustava.
Ono što je važnije je da su ove asocijacije u stanju dinamičke ravnoteže, a one povezane micele mogu prilagoditi svoje položaje kad su podvrgnute vanjskim silama, tako da premaz ima svojstva izravnavanja. Pored toga, budući da molekula ima nekoliko micela, ova struktura smanjuje tendenciju molekula vode na migraciju i na taj način povećava viskoznost vodene faze.
(2) Uloga u premazima
Većina asocijativnih zgušnjivača su poliuretani, a njihove relativne molekularne težine su između 103-104 reda veličine, dva reda magnitude niže od obične poliakrilne kiseline i zgušnjivača celuloze s relativnim molekularnim težinama između 105-106. Zbog niske molekulske mase, efektivni porast volumena nakon hidratacije je manji, tako da je njegova viskoznost raščlanica ravnija od one koji nisu asocijativni zgusnice.
Zbog niske molekularne mase asocijativnog zgušnjivača, njegova intermolekularna zapletenost u vodenoj fazi je ograničena, tako da njegov zadebljanje učinak na vodenu fazu nije značajan. U rasponu niske brzine smicanja, konverzija povezanosti između molekula veća je od uništenja povezanosti između molekula, cijeli sustav održava urođenu suspenziju i disperzijsko stanje, a viskoznost je blizu viskoznosti raspršivačkog medija (vode). Stoga, asocijativni zgušnjivač čini da sustav boje na bazi vode pokazuje nižu prividnu viskoznost kada je u regiji niske brzine smicanja.
Asocijativni zgušnjivači povećavaju potencijalnu energiju između molekula zbog povezanosti između čestica u raspršenoj fazi. Na taj je način potrebno više energije za prekid povezanosti između molekula s visokim brzinama smicanja, a smična sila potrebna za postizanje istog naprezanja smicanja je također veća, tako da sustav pokazuje veću stopu smicanja pri visokim brzinama smicanja. Prividna viskoznost. Viša viskoznost visokog kisa i niža viskoznost niskog rublja mogu samo nadoknaditi nedostatak uobičajenih zgušnjivača u reološkim svojstvima boje, to jest, dva zgušnjavanja mogu se koristiti u kombinaciji za podešavanje fluidnosti boje lateksa. Promjenjiva izvedba, kako bi se ispunili sveobuhvatni zahtjevi premaza u debeli film i prevladavajući film.
Post Vrijeme: studeni-24-2022