1. Definisie en funksie van verdikkingsmiddel
Bymiddels wat die viskositeit van watergebaseerde verf aansienlik kan verhoog, word verdikkers genoem.
Verdikkers speel 'n belangrike rol in die vervaardiging, berging en konstruksie van bedekkings.
Die hooffunksie van die verdikkingsmiddel is om die viskositeit van die laag te verhoog om aan die vereistes van verskillende stadiums van gebruik te voldoen. Die viskositeit wat deur die deklaag in verskillende stadiums vereis word, verskil egter. Bv:
Tydens die bergingsproses is dit wenslik om 'n hoë viskositeit te hê om te verhoed dat die pigment afsak;
Tydens die konstruksieproses is dit wenslik om 'n matige viskositeit te hê om te verseker dat die verf goeie borselbaarheid het sonder oormatige verfvlek;
Na konstruksie word gehoop dat die viskositeit vinnig na 'n hoë viskositeit kan terugkeer na 'n kort tydsvertraging (nivelleringsproses) om uitsakking te voorkom.
Die vloeibaarheid van watergedraagde bedekkings is nie-Newtons.
Wanneer die viskositeit van die verf afneem met die toename van die skuifkrag, word dit 'n pseudoplastiese vloeistof genoem, en die meeste van die verf is 'n pseudoplastiese vloeistof.
Wanneer die vloeigedrag van 'n pseudoplastiese vloeistof verband hou met sy geskiedenis, dit wil sê dit is tydafhanklik, word dit 'n tiksotropiese vloeistof genoem.
Wanneer bedekkings vervaardig word, probeer ons dikwels bewustelik om die bedekkings tiksotroop te maak, soos om bymiddels by te voeg.
Wanneer die tiksotropie van die deklaag toepaslik is, kan dit die teenstrydighede van die verskillende stadiums van die deklaag oplos, en voldoen aan die tegniese behoeftes van die verskillende viskositeit van die deklaag in die bergings-, konstruksie-nivellering- en droogfases.
Sommige verdikkers kan die verf met 'n hoë tiksotropie gee, sodat dit 'n hoër viskositeit het in rus of teen 'n lae skuiftempo (soos berging of vervoer), om te verhoed dat die pigment in die verf afsak. En onder hoë skuiftempo (soos bedekkingsproses) het dit 'n lae viskositeit, sodat die bedekking voldoende vloei en gelykmaak het.
Tixotropie word voorgestel deur tiksotropiese indeks TI en gemeet deur Brookfield viskosimeter.
TI=viskositeit (gemeet teen 6r/min)/viskositeit (gemeet teen 60r/min)
2. Tipes verdikkingsmiddels en hul uitwerking op bedekkingseienskappe
(1) Tipes Wat chemiese samestelling betref, word verdikkers in twee kategorieë verdeel: organies en anorganies.
Anorganiese tipes sluit in bentoniet, attapulgiet, aluminiummagnesiumsilikaat, litiummagnesiumsilikaat, ens., organiese tipes soos metielsellulose, hidroksielsellulose, poliakrilaat, polimetakrilaat, akrielsuur of metiel Akrielhomopolimeer of -kopolimeer en poliuretaan ens.
Vanuit die perspektief van die invloed op die reologiese eienskappe van bedekkings, word verdikkers verdeel in tiksotropiese verdikkers en assosiatiewe verdikkers. Wat prestasievereistes betref, moet die hoeveelheid verdikker minder wees en die verdikkingseffek is goed; dit is nie maklik om deur ensieme geërodeer te word nie; wanneer die temperatuur of pH-waarde van die stelsel verander, sal die viskositeit van die laag nie aansienlik verminder word nie, en die pigment en vuller sal nie geflokkuleer word nie. ; Goeie bergingsstabiliteit; goeie waterretensie, geen ooglopende skuimverskynsel nie en geen nadelige uitwerking op die werkverrigting van die deklaagfilm nie.
①Sellulose verdikkingsmiddel
Die selluloseverdikkers wat in bedekkings gebruik word, is hoofsaaklik metielsellulose, hidroksieletielsellulose en hidroksipropylmetielsellulose, en laasgenoemde twee word meer algemeen gebruik.
Hidroksie-etielsellulose is 'n produk wat verkry word deur die hidroksielgroepe op die glukose-eenhede van natuurlike sellulose met hidroksielgroepe te vervang. Die spesifikasies en modelle van die produkte word hoofsaaklik onderskei volgens die mate van substitusie en viskositeit.
Die variëteite van hidroksielsellulose word ook verdeel in normale oplossing tipe, vinnige verspreiding tipe en biologiese stabiliteit tipe. Wat die gebruiksmetode betref, kan hidroksieletielsellulose op verskillende stadiums in die deklaagproduksieproses bygevoeg word. Die vinnig-dispergerende tipe kan direk in die vorm van droë poeier bygevoeg word. Die pH-waarde van die stelsel voor byvoeging behoort egter minder as 7 te wees, hoofsaaklik omdat hidroksieletielsellulose stadig oplos by lae pH-waarde, en daar genoeg tyd is vir water om in die binnekant van die deeltjies in te infiltreer, en dan word die pH-waarde verhoog om dit vinnig op te los. Ooreenstemmende stappe kan ook gebruik word om 'n sekere konsentrasie gomoplossing voor te berei en dit by die deklaagstelsel te voeg.
Hidroksipropylmetielselluloseis 'n produk wat verkry word deur die hidroksielgroep op die glukose-eenheid van natuurlike sellulose met 'n metoksiegroep te vervang, terwyl die ander deel deur 'n hidroksielgroep vervang word. Die verdikkingseffek daarvan is basies dieselfde as dié van hidroksieletielsellulose. En dit is bestand teen ensiematiese afbraak, maar die wateroplosbaarheid daarvan is nie so goed soos dié van hidroksieletielsellulose nie, en dit het die nadeel dat dit gel word wanneer dit verhit word. Vir die oppervlakbehandelde hidroksipropylmetielsellulose kan dit direk by water gevoeg word wanneer dit gebruik word. Nadat jy geroer en dispergeer het, voeg alkaliese stowwe soos ammoniakwater by om die pH-waarde na 8-9 aan te pas, en roer totdat dit heeltemal opgelos is. Vir hidroksipropylmetielsellulose sonder oppervlakbehandeling kan dit voor gebruik met warm water bo 85°C geweek en geswel word, en dan tot kamertemperatuur afgekoel word, dan met koue water of yswater geroer word om dit volledig op te los.
②Anorganiese verdikkingsmiddel
Hierdie soort verdikkingsmiddel is hoofsaaklik sommige geaktiveerde kleiprodukte, soos bentoniet, magnesiumaluminiumsilikaatklei, ens. Dit word gekenmerk deurdat dit benewens die verdikkingseffek ook 'n goeie suspensie-effek het, kan sink voorkom, en sal nie die waterweerstand van die laag beïnvloed nie. Nadat die deklaag gedroog is en tot 'n film gevorm is, dien dit as 'n vuller in die deklaagfilm, ens. Die ongunstige faktor is dat dit die egalisering van die laag aansienlik sal beïnvloed.
③ Sintetiese polimeerverdikker
Sintetiese polimeerverdikkers word meestal in akriel en poliuretaan (assosiatiewe verdikkers) gebruik. Akrielverdikkers is meestal akrielpolimere wat karboksielgroepe bevat. In water met 'n pH-waarde van 8-10 dissosieer die karboksielgroep en word dit geswel; wanneer die pH-waarde groter as 10 is, los dit in water op en verloor die verdikkingseffek, dus is die verdikkingseffek baie sensitief vir die pH-waarde.
Die verdikkingsmeganisme van die akrilaatverdikker is dat sy deeltjies op die oppervlak van die latexdeeltjies in die verf geadsorbeer kan word, en 'n deklaag vorm na alkaliswelling, wat die volume van die latexdeeltjies verhoog, die Brownse beweging van die deeltjies belemmer en die viskositeit van die verfstelsel verhoog. ; Tweedens verhoog die swelling van die verdikkingsmiddel die viskositeit van die waterfase.
(2) Invloed van verdikkingsmiddel op coating eienskappe
Die effek van die tipe verdikkingsmiddel op die reologiese eienskappe van die deklaag is soos volg:
Wanneer die hoeveelheid verdikkingsmiddel toeneem, neem die statiese viskositeit van die verf aansienlik toe, en die viskositeitveranderingstendens is basies konsekwent wanneer dit aan 'n eksterne skuifkrag onderwerp word.
Met die effek van verdikkingsmiddel daal die viskositeit van die verf vinnig wanneer dit aan skuifkrag onderwerp word, wat pseudoplastisiteit toon.
Deur 'n hidrofobies gemodifiseerde selluloseverdikker (soos EBS451FQ) teen hoë skuiftempo's te gebruik, is die viskositeit steeds hoog wanneer die hoeveelheid groot is.
Die gebruik van assosiatiewe poliuretaan verdikkers (soos WT105A), teen hoë skuiftempo's, is die viskositeit steeds hoog wanneer die hoeveelheid groot is.
Die gebruik van akrielverdikkers (soos ASE60), alhoewel die statiese viskositeit vinnig styg wanneer die hoeveelheid groot is, neem die viskositeit vinnig af teen 'n hoër skuiftempo.
3. Assosiatiewe verdikkingsmiddel
(1) verdikking meganisme
Sellulose-eter en alkali-swelbare akrielverdikkers kan slegs die waterfase verdik, maar het geen verdikkingseffek op ander komponente in die watergebaseerde verf nie, en kan ook nie beduidende interaksie tussen die pigmente in die verf en die deeltjies van die emulsie veroorsaak nie, dus kan die reologie van die verf nie aangepas word nie.
Assosiatiewe verdikkers word gekenmerk deurdat hulle benewens verdikking deur hidrasie ook verdik deur assosiasies tussen hulself, met verspreide deeltjies en met ander komponente in die sisteem. Hierdie assosiasie disassosieer teen hoë skuiftempo's en herassosieer teen lae skuiftempo's, waardeur die reologie van die deklaag aangepas kan word.
Die verdikkingsmeganisme van die assosiatiewe verdikkingsmiddel is dat sy molekule 'n lineêre hidrofiele ketting is, 'n polimeerverbinding met lipofiele groepe aan beide kante, dit wil sê dit het hidrofiele en hidrofobiese groepe in die struktuur, dus het dit die eienskappe van benattermolekules. natuur. Sulke verdikkermolekules kan nie net hidreer en swel om die waterfase te verdik nie, maar vorm ook micelle wanneer die konsentrasie van sy waterige oplossing 'n sekere waarde oorskry. Die miselle kan assosieer met die polimeerdeeltjies van die emulsie en die pigmentdeeltjies wat die dispergeermiddel geadsorbeer het om 'n driedimensionele netwerkstruktuur te vorm, en is onderling verbind en verstrengel om die viskositeit van die sisteem te verhoog.
Wat meer belangrik is, is dat hierdie assosiasies in 'n toestand van dinamiese balans is, en daardie geassosieerde miselle kan hul posisies aanpas wanneer dit aan eksterne kragte onderwerp word, sodat die deklaag egaliseringseienskappe het. Daarbenewens, aangesien die molekule verskeie miselle het, verminder hierdie struktuur die neiging van watermolekules om te migreer en verhoog dus die viskositeit van die waterfase.
(2) Die rol in coatings
Die meeste van die assosiatiewe verdikkers is poliuretane, en hul relatiewe molekulêre gewigte is tussen 103-104 ordes van grootte, twee ordes van grootte laer as gewone poliakriel suur en sellulose verdikkingsmiddels met relatiewe molekulêre gewigte tussen 105-106. As gevolg van die lae molekulêre gewig is die effektiewe volumetoename na hidrasie minder, dus is die viskositeitskromme daarvan platter as dié van nie-assosiatiewe verdikkers.
As gevolg van die lae molekulêre gewig van die assosiatiewe verdikkingsmiddel, is sy intermolekulêre verstrengeling in die waterfase beperk, dus is die verdikkingseffek daarvan op die waterfase nie betekenisvol nie. In die lae skuiftempo-reeks is die assosiasieomskakeling tussen molekules meer as die assosiasievernietiging tussen molekules, die hele sisteem handhaaf 'n inherente suspensie- en dispersietoestand, en die viskositeit is naby aan die viskositeit van die dispersiemedium (water). Daarom laat die assosiatiewe verdikkingsmiddel die water-gebaseerde verfstelsel laer skynbare viskositeit vertoon wanneer dit in die lae skuiftempo-gebied is.
Assosiatiewe verdikkers verhoog die potensiële energie tussen molekules as gevolg van die assosiasie tussen deeltjies in die gedispergeerde fase. Op hierdie manier is meer energie nodig om die assosiasie tussen molekules by hoë skuiftempo's te verbreek, en die skuifkrag wat nodig is om dieselfde skuifvervorming te bereik is ook groter, sodat die stelsel 'n hoër skuiftempo by hoë skuiftempo's vertoon. Skynbare viskositeit. Die hoër hoë-skuif-viskositeit en laer lae-skuif-viskositeit kan net opmaak vir die gebrek aan algemene verdikkers in die reologiese eienskappe van die verf, dit wil sê die twee verdikkers kan in kombinasie gebruik word om die vloeibaarheid van die latexverf aan te pas. Veranderlike prestasie, om te voldoen aan die omvattende vereistes van coating in dik film en coating film vloei.
Postyd: 28-Apr-2024