1. Opredelitev in funkcija zgoščevanja
Aditivi, ki lahko znatno povečajo viskoznost barv na vodni osnovi, se imenujejo zgoščevalci.
Zgodovini igrajo pomembno vlogo pri proizvodnji, skladiščenju in gradnji premazov.
Glavna funkcija zgoščevalca je povečati viskoznost prevleke, da bi izpolnila zahteve različnih stopenj uporabe. Vendar pa je viskoznost, ki jo zahteva prevleka na različnih stopnjah, različna. EG::
Med postopkom shranjevanja je zaželeno imeti visoko viskoznost, da se pigment ne bi usedel;
Med gradbenim postopkom je zaželeno imeti zmerno viskoznost, da se zagotovi, da ima barva dobro krtačo brez prekomernega obarvanja barve;
Po gradnji upamo, da se lahko viskoznost po kratkem času (izravnalni postopek) hitro vrne na visoko viskoznost, da se prepreči povečanje.
Fluidnost vodnih premazov je newtonijska.
Ko se viskoznost barve zmanjša s povečanjem strižne sile, se imenuje psevdoplastična tekočina, večina barve pa je psevdoplastična tekočina.
Kadar je pretočno vedenje psevdoplastične tekočine povezano z njegovo zgodovino, to je časovno odvisno, se imenuje tiksotropna tekočina.
Pri proizvodnih premazih pogosto zavestno poskušamo narediti prevleke tiksotropne, na primer dodajanje dodatkov.
Ko je tiksotropija prevleke primerna, lahko reši nasprotja različnih stopenj prevleke in ustreza tehničnim potrebam različnih viskoznosti prevleke v fazi skladišča, konstrukcije in sušenja.
Nekateri zgoščevalci lahko obdarite barvo z visoko tiksotropijo, tako da ima večjo viskoznost v mirovanju ali z nizko hitrostjo striženja (na primer skladiščenje ali prevoz), da se prepreči, da bi se pigment v barvi usedel. In pri visoki hitrosti striženja (kot je postopek prevleke) ima nizko viskoznost, tako da ima prevleka dovolj pretoka in izravnave.
Tiksotropija je predstavljena s tiksotropnim indeksom TI in jo meri Brookfield Viscometer.
Ti = viskoznost (merjeno pri 6R/min)/viskoznost (merjeno pri 60r/min)
2. Vrste zgoščevalcev in njihovi učinki na lastnosti prevleke
(1) Vrste v smislu kemične sestave so zgoščevalci razdeljeni na dve kategoriji: organsko in anorgansko.
Anorganski tipi vključujejo bentonit, Attapulgit, aluminijev magnezijev silikat, litijev magnezijev silikat itd.
Z vidika vpliva na reološke lastnosti premazov so zgoščevalci razdeljeni na tiksotropne zgoščene in asociativne zgoščene. Glede na zahteve glede zmogljivosti bi morala biti količina zgoščevanja manjša in zgoščevalni učinek je dober; Encimi ga ni enostavno erodirati; Ko se temperatura ali pH vrednost sistema spremeni, se viskoznost prevleke ne bo bistveno zmanjšala, pigment in polnilo pa ne bosta flokulirana. ; Dobra stabilnost skladiščenja; Dobro zadrževanje vode, brez očitnega pojava penjenja in brez škodljivih učinkov na delovanje filma prevleke.
①Cellulose zgoščevalec
Celulozni zgoščevalci, ki se uporabljajo v premazih, so predvsem metilceluloza, hidroksietilceluloza in hidroksipropilmetilceluloza, zadnja dva pa se pogosteje uporabljajo.
Hidroksietilna celuloza je produkt, pridobljen z nadomeščanjem hidroksilnih skupin na glukoznih enotah naravne celuloze s hidroksietilnimi skupinami. Specifikacije in modeli izdelkov se razlikujejo predvsem glede na stopnjo nadomestitve in viskoznosti.
Sorte hidroksietilne celuloze so razdeljene tudi na normalno raztapljanje, hitro disperzijsko vrsto in vrsto biološke stabilnosti. Kar se tiče metode uporabe, lahko hidroksietilno celulozo dodamo v različnih fazah v procesu proizvodnje prevleke. Vrsta hitrega dispergiranja lahko dodate neposredno v obliki suhega prahu. Vendar pa mora biti pH vrednost sistema pred dodajanjem manjša od 7, predvsem zato, ker se hidroksietilna celuloza počasi raztopi pri nizki pH vrednosti in je dovolj časa, da se voda infiltrira v notranjost delcev, nato pa se pH vrednost poveča, da se hitro raztopi. Ustrezni koraki se lahko uporabijo tudi za pripravo določene koncentracije raztopine lepila in dodajanju v sistem prevleke.
Hidroksipropil metilceluloza je produkt, pridobljen z zamenjavo hidroksilne skupine na glukozni enoti naravne celuloze z metoksi skupine, drugi del pa nadomesti s hidroksipropilno skupino. Njegov zgoščevalni učinek je v osnovi enak učinku hidroksietil celuloze. In je odporen na encimsko razgradnjo, vendar njena topnost v vodi ni tako dobra kot pri hidroksietil celulozi in ima prikrajšanost geliranja pri segrevanju. Za površinsko obdelano hidroksipropil metilcelulozo jo lahko pri uporabi neposredno dodate v vodo. Po mešanju in razprševanju dodajte alkalne snovi, kot je voda amoniaka, da prilagodite vrednost pH na 8-9, in mešajte, dokler se popolnoma ne raztopi. Za hidroksipropil metilceluloza brez površinske obdelave ga lahko pred uporabo namočimo in nabreknemo z vročo vodo nad 85 ° C, nato pa ohladimo na sobno temperaturo, nato pa mešamo s hladno vodo ali ledeno vodo, da jo v celoti raztopimo.
②inorganski zgoščevalec
Ta vrsta zgoščevanja je predvsem nekateri aktivirani glineni izdelki, kot so bentonit, magnezijev aluminijasti silikatni glini itd. Označena je v tem, da ima poleg učinka zgostitve tudi dober učinek suspenzije, lahko prepreči potop in ne bo vplival na odpornost vode prevleke. Ko se prevleka posuši in oblikuje v film, deluje kot polnilo v filmu o prevleki itd. Neugoden dejavnik je, da bo bistveno vplival na izravnavo prevleke.
③ Sintetični zgoščevalec polimera
Sintetični zgoščevalci polimerov se večinoma uporabljajo v akrilu in poliuretanu (asociativni zgoščevalci). Akrilni zgoščevalci so večinoma akrilni polimeri, ki vsebujejo karboksilne skupine. V vodi s pH vrednostjo 8-10 se karboksilna skupina loti in postane otekla; Kadar je pH vrednost večja od 10, se raztopi v vodi in izgubi učinek zgoščevanja, zato je učinek zgoščevanja zelo občutljiv na pH vrednost.
Mehanizem zgostitve akrilatnega zgoščevalca je, da lahko njene delce adsorbiramo na površini delcev lateksa v barvi in tvorimo prevleko po alkalijskem otekanju, kar poveča prostornino delcev iz lateksa, ovira Brownovo gibanje delcev in poveča viskoznost barvnega sistema. ; Drugič, otekanje zgoščevalca poveča viskoznost vodne faze.
(2) Vpliv zgoščevanja na lastnosti prevleke
Učinek vrste zgostitve na reološke lastnosti prevleke je naslednji:
Ko se količina zgoščevalca poveča, se statična viskoznost barve znatno poveča in trend sprememb viskoznosti je v osnovi skladen, če je podvržen zunanji strižni sili.
Z učinkom zgoščevalca se viskoznost barve hitro spusti, ko je podvržena strižni sili, kar kaže na psevdoplastičnost.
Z uporabo hidrofobno spremenjenega zgoščevalca celuloze (kot je EBS451FQ) pri visokih strižnih hitrostih je viskoznost še vedno velika, kadar je količina velika.
Z uporabo asociativnih poliuretanskih zgoščevalcev (kot je WT105A), z visokimi strižnimi stopnjami je viskoznost še vedno velika, ko je količina velika.
Uporaba akrilnih zgoščenih naprav (kot je ASE60), čeprav se statična viskoznost hitro dvigne, ko je količina velika, se viskoznost hitro zmanjša z večjo hitrostjo striženja.
3. Asociativni zgoščevalec
(1) Mehanizem za zgoščevanje
Celulozni eter in alkalno spremenljivi akrilni zgoščevalci lahko zgostijo le vodno fazo, vendar nimajo nobenega zgoščevanja na druge sestavine v barvi na vodni osnovi, niti ne morejo povzročiti pomembne interakcije med pigmenti v barvi in delci emulzije, zato reologije barve ni mogoče prilagoditi.
Associativni zgoščevalci so značilni, da se poleg hidracije zgostijo tudi skozi povezave med seboj, z razpršenimi delci in z drugimi sestavnimi deli v sistemu. Ta povezava loči z visokimi strižnimi stopnjami in ponovno povezuje z nizko hitrostjo striženja, kar omogoča prilagoditev reologije prevleke.
Mehanizem zgostitve asociativnega zgoščevalca je, da je njegova molekula linearna hidrofilna veriga, polimerna spojina z lipofilnimi skupinami na obeh koncih, torej ima hidrofilne in hidrofobne skupine v strukturi, tako da ima značilnosti molekul površinsko aktivnih molekul. narava. Takšne molekule zgostitve ne morejo samo hidrirati in nabrekati, da zgosti vodno fazo, ampak tudi micele, ko koncentracija njene vodne raztopine preseže določeno vrednost. Miceli se lahko povežejo s polimernimi delci emulzije in pigmentnimi delci, ki so adsorbirali disperzije, da tvorijo tridimenzionalno omrežno strukturo ter so medsebojno povezani in zapleteni, da povečajo viskoznost sistema.
Še pomembneje je, da so te povezave v stanju dinamičnega ravnovesja, tista povezana micela pa lahko prilagodi svoje položaje, če so podvržena zunanjim silam, tako da ima prevleka izravnalne lastnosti. Poleg tega, ker ima molekula več micelov, ta struktura zmanjšuje težnjo molekul vode k selitvi in tako poveča viskoznost vodne faze.
(2) Vloga v premazih
Večina asociativnih zgoščevalcev je poliuretani, njihova relativna molekulska teža pa je med 103-104 vrstnimi redami, dva reda, ki je nižja od navadne poliakrilne kisline in celuloznih zgoščevalcev z relativno molekulsko maso med 105-106. Zaradi nizke molekulske mase je efektivno povečanje volumna po hidraciji manjše, zato je krivulja viskoznosti laskava kot pri neazciativnih zgoščevalcih.
Zaradi nizke molekulske mase asociativnega zgoščevalca je njegova medmolekularna zapletenost v vodni fazi omejena, zato njegov zgoščevalni učinek na vodno fazo ni pomemben. V območju nizke hitrosti striženja je pretvorba povezave med molekulami več kot uničenje povezave med molekulami, celoten sistem ohranja inherentno vzmetenje in disperzijsko stanje, viskoznost pa je blizu viskoznosti disperzijskega medija (voda). Zato asociativni zgoščevalec naredi barvni sistem na vodni osnovi nižjo navidezno viskoznost, ko je v območju nizke strižne hitrosti.
Asociativni zgoščevalci povečajo potencialno energijo med molekulami zaradi povezave med delci v razpršeni fazi. Na ta način je potrebno več energije za prekinitev povezave med molekulami z visokimi strižnimi hitrostmi, strižna sila, ki je potrebna za dosego enakega strižnega seva, pa je tudi večja, tako da ima sistem višjo hitrost striženja z visokimi strižnimi hitrostmi. Navidezna viskoznost. Višja viskoznost z visoko strigo in nižja viskoznost z nizkim strigom lahko samo nadoknadita pomanjkanje skupnih zgoščevalcih v reoloških lastnostih barve, to je, da se lahko dva zgoščevanja uporabita v kombinaciji za prilagoditev pretočnosti barve iz lateksa. Spremenljiva uspešnost, da bi izpolnjevala celovite zahteve premaza v debel filmski in prevlečni film.
Čas objave: november-24-2022