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 produksie, berging en konstruksie van bedekkings.
Die hoofdoel van die verdikkingsmiddel is om die viskositeit van die deklaag te verhoog om aan die vereistes van verskillende stadiums van gebruik te voldoen. Die viskositeit wat deur die deklaag in verskillende stadiums vereis word, is egter anders. Bv.:
Tydens die bergingsproses is dit wenslik om 'n hoë viskositeit te hê om te verhoed dat die pigment sak;
Tydens die konstruksieproses is dit wenslik om 'n matige viskositeit te hê om te verseker dat die verf goeie kwasbaarheid het sonder oormatige verfvlek;
Na konstruksie word gehoop dat die viskositeit vinnig na 'n hoë viskositeit kan terugkeer na 'n kort tydsvertraging (nivelleringsproses) om deursakking te voorkom.
Die vloeibaarheid van watergedraagde bedekkings is nie-Newtoniaans.
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 tydsafhanklik, word dit 'n tiksotropiese vloeistof genoem.
Wanneer ons bedekkings vervaardig, probeer ons dikwels doelbewus om die bedekkings tiksotropies te maak, soos deur bymiddels by te voeg.
Wanneer die tiksotropie van die deklaag gepas 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 berging-, konstruksie-nivellerings- en droogfases.
Sommige verdikkers kan die verf met hoë tiksotropie begaaf, sodat dit 'n hoër viskositeit in rus of teen 'n lae skuiftempo (soos berging of vervoer) het, om te verhoed dat die pigment in die verf sak. En onder hoë skuiftempo (soos bedekkingsproses) het dit lae viskositeit, sodat die bedekking voldoende vloei en gelykmaking het.
Tiksotropie word voorgestel deur die tiksotropiese indeks TI en gemeet met 'n Brookfield-viskometer.
TI=viskositeit (gemeet teen 6r/min)/viskositeit (gemeet teen 60r/min)
2. Tipes verdikkingsmiddels en hul effekte op bedekkingseienskappe
(1) Tipes In terme van chemiese samestelling word verdikkers in twee kategorieë verdeel: organies en anorganies.
Anorganiese tipes sluit in bentoniet, attapulgiet, aluminiummagnesiumsilikaat, litiummagnesiumsilikaat, ens., organiese tipes soos metielsellulose, hidroksietielsellulose, poliakrilaat, polimetakrilaat, akrielsuur of metiel-akriel-homopolimeer 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 die prestasievereistes betref, moet die hoeveelheid verdikker minder wees en die verdikkingseffek goed wees; dit word nie maklik deur ensieme geërodeer nie; wanneer die temperatuur of pH-waarde van die stelsel verander, sal die viskositeit van die bedekking nie noemenswaardig verminder word nie, en die pigment en vulstof sal nie geflokkuleer word nie. ; Goeie bergingsstabiliteit; goeie waterretensie, geen ooglopende skuimverskynsel en geen nadelige effekte op die prestasie van die bedekkingsfilm nie.
①Selluloseverdikker
Die selluloseverdikkers wat in bedekkings gebruik word, is hoofsaaklik metielsellulose, hidroksietielsellulose en hidroksipropielmetielsellulose, en laasgenoemde twee word meer algemeen gebruik.
Hidroksietiel sellulose is 'n produk wat verkry word deur die hidroksielgroepe op die glukose-eenhede van natuurlike sellulose met hidroksietielgroepe te vervang. Die spesifikasies en modelle van die produkte word hoofsaaklik onderskei volgens die graad van substitusie en viskositeit.
Die variëteite van hidroksietiel sellulose word ook verdeel in normale oplossingstipe, vinnige verspreidingstipe en biologiese stabiliteitstipe. Wat die gebruiksmetode betref, kan hidroksietiel sellulose in verskillende stadiums in die bedekkingsproduksieproses bygevoeg word. Die vinnig-verspreidende tipe kan direk in die vorm van droë poeier bygevoeg word. Die pH-waarde van die stelsel voor byvoeging moet egter minder as 7 wees, hoofsaaklik omdat hidroksietiel sellulose stadig oplos by lae pH-waardes, en daar genoeg tyd is vir water om in die binnekant van die deeltjies 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 bedekkingstelsel te voeg.
Hidroksipropielmetielselluloseis 'n produk wat verkry word deur die hidroksielgroep op die glukose-eenheid van natuurlike sellulose met 'n metoksigroep te vervang, terwyl die ander deel deur 'n hidroksipropielgroep vervang word. Die verdikkingseffek daarvan is basies dieselfde as dié van hidroksietiel-sellulose. En dit is bestand teen ensiematiese afbraak, maar die wateroplosbaarheid daarvan is nie so goed soos dié van hidroksietiel-sellulose nie, en dit het die nadeel dat dit jellerig word wanneer dit verhit word. Vir die oppervlakbehandelde hidroksipropielmetielsellulose kan dit direk by water gevoeg word wanneer dit gebruik word. Na roering en dispergeer, voeg alkaliese stowwe soos ammoniakwater by om die pH-waarde tot 8-9 aan te pas, en roer totdat dit volledig opgelos is. Vir hidroksipropielmetielsellulose sonder oppervlakbehandeling kan dit geweek en met warm water bo 85°C geswel word voor gebruik, 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 nie die waterweerstand van die deklaag sal beïnvloed nie. Nadat die deklaag gedroog en in 'n film gevorm is, dien dit as 'n vulstof in die deklaagfilm, ens. Die ongunstige faktor is dat dit die gelykmaking van die deklaag 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 swel dit op; 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 akrilaatverdikkingsmiddel is dat die deeltjies daarvan op die oppervlak van die lateksdeeltjies in die verf geadsorbeer kan word en 'n deklaag vorm na alkali-swelling, wat die volume van die lateksdeeltjies 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 bedekkingseienskappe
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 viskositeitsveranderingstendens 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) te gebruik, teen hoë skuiftempo's, is die viskositeit steeds hoog wanneer die hoeveelheid groot is.
Deur assosiatiewe poliuretaanverdikkers (soos WT105A) te gebruik, teen hoë skuiftempo's, is die viskositeit steeds hoog wanneer die hoeveelheid groot is.
Deur akrielverdikkers (soos ASE60) te gebruik, alhoewel die statiese viskositeit vinnig styg wanneer die hoeveelheid groot is, neem die viskositeit vinnig af teen 'n hoër skuiftempo.
3. Assosiatiewe verdikkingsmiddel
(1) verdikkingsmeganisme
Sellulose-eter en alkali-swelbare akrielverdikkers kan slegs die waterfase verdik, maar het geen verdikkingseffek op ander komponente in die watergebaseerde verf nie, en hulle 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 stelsel. Hierdie assosiasie disassosieer teen hoë skuiftempo's en assosieer weer teen lae skuiftempo's, wat toelaat dat die reologie van die deklaag aangepas word.
Die verdikkingsmeganisme van die assosiatiewe verdikkingsmiddel is dat die molekule daarvan 'n lineêre hidrofiliese ketting is, 'n polimeerverbinding met lipofiele groepe aan beide kante, dit wil sê, dit het hidrofiliese en hidrofobiese groepe in die struktuur, dus het dit die eienskappe van oppervlakaktiewe molekules. Sulke verdikkingsmiddelmolekules kan nie net hidreer en swel om die waterfase te verdik nie, maar vorm ook miselle wanneer die konsentrasie van die waterige oplossing 'n sekere waarde oorskry. Die miselle kan met die polimeerdeeltjies van die emulsie en die pigmentdeeltjies wat die dispergeermiddel geadsorbeer het, assosieer om 'n driedimensionele netwerkstruktuur te vorm, en is onderling verbind en verstrengel om die viskositeit van die stelsel te verhoog.
Wat belangriker is, is dat hierdie assosiasies in 'n toestand van dinamiese balans verkeer, en daardie geassosieerde miselle kan hul posisies aanpas wanneer hulle aan eksterne kragte onderwerp word, sodat die deklaag gelykmakende eienskappe het. Boonop, aangesien die molekule verskeie miselle het, verminder hierdie struktuur die neiging van watermolekules om te migreer en verhoog dus die viskositeit van die waterige fase.
(2) Die rol in bedekkings
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 poliakrielsuur en selluloseverdikkers met relatiewe molekulêre gewigte tussen 105-106. As gevolg van die lae molekulêre gewig, is die effektiewe volumetoename na hidrasie minder, dus is die viskositeitskurwe daarvan platter as dié van nie-assosiatiewe verdikkers.
As gevolg van die lae molekulêre gewig van die assosiatiewe verdikkingsmiddel, is die intermolekulêre verstrengeling daarvan in die waterfase beperk, dus is die verdikkingseffek daarvan op die waterfase nie beduidend nie. In die lae skuiftempo-reeks is die assosiasie-omskakeling tussen molekules meer as die assosiasie-vernietiging tussen molekules, die hele stelsel handhaaf 'n inherente suspensie- en dispersietoestand, en die viskositeit is naby die viskositeit van die dispersiemedium (water). Daarom laat die assosiatiewe verdikkingsmiddel die watergebaseerde verfstelsel 'n 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 verspreide fase. Op hierdie manier word meer energie benodig om die assosiasie tussen molekules teen hoë skuiftempo's te verbreek, en die skuifkrag wat benodig word om dieselfde skuifspanning te bereik, is ook groter, sodat die stelsel 'n hoër skuiftempo teen hoë skuiftempo's vertoon. Skynbare viskositeit. Die hoër hoë-skuifviskositeit en laer lae-skuifviskositeit kan net vergoed 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 werkverrigting, om aan die omvattende vereistes van bedekking in dik film en bedekkingsfilmvloei te voldoen.
Plasingstyd: 28 Apr-2024