1. Визначення та функція загусника
Добавки, які можуть значно збільшити в'язкість фарб на водній основі, називаються загусниками.
Загушники відіграють важливу роль у виробництві, зберіганні та будівництві покриттів.
Основна функція загусника полягає у підвищенні в'язкості покриття для задоволення вимог різних етапів використання. Однак в'язкість, необхідна покриттям на різних етапах, різна. Наприклад:
Під час процесу зберігання бажано мати високу в'язкість, щоб запобігти поселенню пігменту;
Під час процесу будівництва бажано мати помірну в'язкість, щоб гарантувати, що фарба була хорошою чисткою без надмірного фарбування фарбою;
Після будівництва сподівається, що в'язкість може швидко повернутися до високої в'язкості після короткого часу (процесу вирівнювання), щоб запобігти провисання.
Плинність води, що переносяться водою, є ненатонівською.
Коли в'язкість фарби зменшується зі збільшенням сили зсуву, її називають псевдопластичною рідиною, а більша частина фарби є псевдопластичною рідиною.
Коли поведінка потоку псевдопластичної рідини пов'язана з її історією, тобто вона залежить від часу, вона називається тиксотропною рідиною.
Під час виготовлення покриттів ми часто свідомо намагаємось зробити покриття тиксотропними, такими як додавання добавок.
Коли тиксотропія покриття є доцільною, вона може вирішити протиріччя різних етапів покриття та задовольнити технічні потреби різної в'язкості покриття на сховищі, вирівнюваннях будівництва та висушування.
Деякі загущувачі можуть наділити фарбу високою тиксотропією, щоб вона мала більш високу в'язкість у спокої або з низькою швидкістю зсуву (наприклад, зберігання або транспортування), щоб запобігти поселенню пігменту в фарбі. І за високої швидкості зсуву (наприклад, процес покриття), він має низьку в'язкість, так що покриття має достатній потік і вирівнювання.
Thixotropy представлена Thixotropic Index Ti і вимірюється Брукфілдським віскозиметром.
Ti = в'язкість (вимірюється при 6р/хв)/в'язкість (вимірюється при 60р/хв)
2. Види загусників та їх вплив на властивості покриття
(1) Типи з точки зору хімічного складу, потовщення поділяються на дві категорії: органічні та неорганічні.
Неорганічні типи включають бентоніт, атапульгіт, силікат алюмінію магнію, силікат літію магнію тощо, органічні типи, такі як метилова целюлоза, гідроксиетил целюлоза, поліакрилат, поліметакрилат, акрилова кислота або метилакрилова гомополімер або комолімер та поліурети тощо.
З точки зору впливу на реологічні властивості покриттів, загущувачі поділяються на тиксотропні потовщення та асоціативні потовщення. З точки зору вимог щодо продуктивності, кількість загусника повинна бути меншою, а ефект потовщення є хорошим; Непросто її руйнують ферменти; Коли змінюється температура або рН системи системи, в'язкість покриття не буде значно знижена, а пігмент і наповнювач не будуть флокулювати. ; Хороша стабільність зберігання; Хороше утримання води, явного явища піноутворення і не несприятливий вплив на виконання плівки для покриття.
①cell.
Простільники целюлози, що використовуються в покриттів, в основному є метилцелюлозою, гідроксиетилцелюлозою та гідроксипропілметилцелюлозою, а останні два частіше використовуються.
Гідроксиетил целюлоза - це продукт, отриманий шляхом заміни гідроксильних груп на одиницях глюкози природної целюлози гідроксиетилами. Технічні характеристики та моделі продукції в основному відрізняються відповідно до ступеня заміщення та в'язкості.
Сорти гідроксиетил целюлози також поділяються на нормальний тип розчинення, тип швидкої дисперсії та тип біологічної стійкості. Що стосується способу використання, то гідроксиетил целюлозу можна додавати на різних стадіях у процесі виробництва покриття. Тип швидкого розсилення можна додавати безпосередньо у вигляді сухого порошку. Однак значення рН системи перед додаванням повинно бути менше 7, головним чином тому, що гідроксиетил целюлоза повільно розчиняється при низькому значенні рН, і є достатньо часу, щоб вода проникала в внутрішню частину частинок, і тоді значення pH збільшується, щоб швидко розчиняти. Відповідні етапи також можуть бути використані для підготовки певної концентрації розчину клею та додавання його до системи покриття.
Гідроксипропіл метилцелюлоза - це продукт, отриманий шляхом заміни гідроксильної групи на глюкозній одиниці природної целюлози на метокси -групу, а інша частина замінюється гідроксипропільною групою. Її потовщення в основному такий же, як і у гідроксиетил целюлози. І він стійкий до ферментативної деградації, але її розчинність у воді не така хороша, як гідроксиетил целюлоза, і вона має недолік гелінгу при нагріванні. Для поверхнево обробленої гідроксипропіл-метилцелюлози його можна безпосередньо додавати у воду при використанні. Після перемішування та диспергування додайте лужні речовини, такі як вода аміаку, щоб регулювати значення рН до 8-9, і перемішати до повного розчинення. Для гідроксипропіл метилцелюлози без поверхневої обробки її можна замочити і набрякати гарячою водою вище 85 ° С перед використанням, а потім охолонути до кімнатної температури, потім перемішати холодною водою або крижаною водою, щоб повністю її розчиняти.
②інорганічна загусник
Цей вид загусника - це, головним чином, деякі активовані глиняні продукти, такі як бентоніт, силікатна глина з алюмінієвим алюмінієвим масивом і т. Д. Охарактеризовано тим, що, крім ефекту потовщення, він також має хороший ефект суспензії, може запобігти потопленню і не впливатиме на водостійкість покриття. Після того, як покриття буде висушено і сформовано у плівку, воно діє як наповнювач у плівці для покриття і т. Д. Несприятливий фактор полягає в тому, що це суттєво вплине на вирівнювання покриття.
③ Синтетичний загусник полімеру
Синтетичні потовщення полімеру в основному використовуються в акриловому та поліуретані (асоціативні потовщення). Акрилові потовщення - це здебільшого акрилові полімери, що містять карбоксильні групи. У воді зі значенням рН 8-10 карбоксильна група розрізняється і стає набряклою; Коли значення рН перевищує 10, воно розчиняється у воді і втрачає ефект потовщення, тому ефект потовщення дуже чутливий до значення рН.
Механізм потовщення акрилатного загусника полягає в тому, що його частинки можуть адсорбувати на поверхні частинок латексу в фарбі і утворювати шар покриття після набряку лугу, що збільшує об'єм частинок латексу, перешкоджає броунівському русі частинок і збільшує в'язкість фарби. ; По -друге, набряк загусника збільшує в'язкість водної фази.
(2) Вплив загусника на властивості покриття
Вплив типу загусника на реологічні властивості покриття такий:
Коли кількість загусника збільшується, статична в'язкість фарби значно збільшується, а тенденція зміни в'язкості в основному послідовна, коли піддається зовнішній зсувній силі.
З ефектом загусника в'язкість фарби швидко падає, коли вона піддається силі зсуву, демонструючи псевдопластичність.
Використовуючи гідрофобно модифікований загусник целюлози (наприклад, EBS451FQ), при високих швидкостях зсуву в'язкість все ще висока, коли кількість велика.
Використовуючи асоціативні потовнки поліуретану (наприклад, WT105A), при високих швидкостях зсуву в'язкість все ще висока, коли кількість великої.
Використовуючи акрилові потовщення (наприклад, ASE60), хоча статична в'язкість швидко зростає, коли кількість великої, в'язкість швидко зменшується при більш високій швидкості зсуву.
3. Асоціативне загусник
(1) Механізм потовщення
Целюлоза-ефір та лужні акрилові потовщення можуть лише потовщити водну фазу, але не мати загущування на інші компоненти у фарбі на водній основі, а також не може спричинити значну взаємодію між пігментами в фарбі та частинками емульсії, тому реологія фарби не може бути відрегульована.
Асоціативні потовщення характеризуються тим, що, крім потовщення через гідратацію, вони також потовщуються через асоціації між собою, з дисперсними частинками та з іншими компонентами в системі. Ця асоціація розрізняється з високими показниками зсуву та повторно асоціонує з низькими показниками зсуву, що дозволяє регулювати реологію покриття.
Механізм потовщення асоціативного загусника полягає в тому, що його молекула є лінійним гідрофільним ланцюгом, полімерною сполукою з ліпофільними групами на обох кінцях, тобто він має гідрофільні та гідрофобні групи в структурі, тому він має характеристики молекул поверхнево -активних речовин. природа. Такі молекули загусника можуть не лише зволожувати і набрякати потовщенням водної фази, але й утворювати міцели, коли концентрація його водного розчину перевищує певне значення. Міцелі можуть асоціюватися з полімерними частинками емульсії та пігментними частинками, які адсорбували диспергант, утворюючи тривимірну мережеву структуру, і взаємопов'язані та заплутані для підвищення в'язкості системи.
Що важливіше, що ці асоціації знаходяться в стані динамічного балансу, і ці пов'язані міцели можуть коригувати свої позиції, коли вони піддаються зовнішнім силам, так що покриття має вирівнювальні властивості. Крім того, оскільки молекула має кілька міцел, ця структура знижує тенденцію молекул води до міграції і, таким чином, збільшує в'язкість водної фази.
(2) Роль у покриттів
Більшість асоціативних потовщень-це поліуретани, а їх відносні молекулярні ваги становлять між 103-104 порядками, на два порядки нижчі, ніж звичайна поліакрилова кислота та загущування целюлози з відносними молекулярними вагами між 105-106. Завдяки низькій молекулярній масі, ефективне збільшення обсягу після гідратації менше, тому крива її в'язкості більш плоскою, ніж у неасоціативних загусників.
Завдяки низькій молекулярній масі асоціативного загусника, його міжмолекулярне заплутування у водній фазі обмежене, тому її загущування впливу на водну фазу не є суттєвим. У діапазоні низьких швидкостей зсуву конверсія асоціації між молекулами більше, ніж руйнування асоціації між молекулами, вся система підтримує притаманну суспензію та стані дисперсії, а в'язкість близька до в'язкості дисперсійного середовища (вода). Тому асоціативний загусник робить систему фарби на водній основі, виявляє меншу видиму в'язкість, коли вона знаходиться в області низької швидкості зсуву.
Асоціативні потовщення збільшують потенційну енергію між молекулами внаслідок зв'язку між частинками у дисперсній фазі. Таким чином, потрібно більше енергії, щоб порушити зв'язок між молекулами з високими швидкостями зсуву, а сила зсуву, необхідна для досягнення того ж штаму зсуву, також більша, так що система виявляє більш високу швидкість зсуву з високою швидкістю зсуву. Очевидна в'язкість. Вища в'язкість з високим зсувом та в'язкість з низьким зсувом можуть просто компенсувати відсутність загальних загусників у реологічних властивостях фарби, тобто два загусники можуть бути використані в поєднанні для регулювання плинності латексної фарби. Змінна продуктивність, щоб задовольнити вичерпні вимоги покриття в потік плівки з товстою плівкою та покриттям.
Час посади: листопад-24-2022