1. Вызначэнне і функцыя загушчальніка
Дабаўкі, якія могуць значна павялічыць глейкасць фарбаў на воднай аснове, называюцца загушчальнікамі.
Загушчальнікі адыгрываюць важную ролю ў вытворчасці, захоўванні і будаўніцтве пакрыццяў.
Асноўная функцыя загушчальніка — павялічыць глейкасць пакрыцця, каб задаволіць патрабаванні розных этапаў выкарыстання. Аднак глейкасць, неабходная пакрыццю на розных этапах, адрозніваецца. Напрыклад:
Падчас захоўвання пажадана мець высокую глейкасць, каб прадухіліць асяданне пігмента;
Падчас будаўнічага працэсу пажадана мець умераную глейкасць, каб забяспечыць добрую наноснасць фарбы пэндзлем без празмернага афарбоўвання;
Пасля будаўніцтва спадзяюцца, што глейкасць можа хутка вярнуцца да высокай глейкасці праз кароткі час (працэс выраўноўвання), каб прадухіліць прагінанне.
Цякучасць водна-дысперсійных пакрыццяў не з'яўляецца ньютанаўскай.
Калі глейкасць фарбы памяншаецца са павелічэннем сілы зруху, яна называецца псеўдапластычнай вадкасцю, і большая частка фарбы з'яўляецца псеўдапластычнай вадкасцю.
Калі паводзіны патоку псеўдапластычнай вадкасці звязаны з яе гісторыяй, гэта значыць, залежыць ад часу, яе называюць тыксатропнай вадкасцю.
Пры вытворчасці пакрыццяў мы часта свядома імкнемся зрабіць іх тыксатропнымі, напрыклад, дадаючы дадаткі.
Калі тіксатропія пакрыцця адпаведная, яна можа вырашыць супярэчнасці розных этапаў пакрыцця і задаволіць тэхнічныя патрэбы рознай глейкасці пакрыцця на этапах захоўвання, выраўноўвання будаўніцтва і сушкі.
Некаторыя загушчальнікі могуць надаць фарбе высокую тіксатропію, дзякуючы чаму яна мае больш высокую глейкасць у стане спакою або пры нізкай хуткасці зруху (напрыклад, пры захоўванні або транспарціроўцы), каб прадухіліць асяданне пігмента ў фарбе. А пры высокай хуткасці зруху (напрыклад, у працэсе нанясення пакрыцця) яна мае нізкую глейкасць, таму пакрыццё мае дастатковую цякучасць і выраўноўванне.
Тыксатропнасць прадстаўлена тыксатропным індэксам TI і вымяраецца вісказіметрам Брукфілда.
TI = глейкасць (вымяраная пры 6 аб/мін) / глейкасць (вымяраная пры 60 аб/мін)
2. Тыпы загушчальнікаў і іх уплыў на ўласцівасці пакрыцця
(1) Тыпы Па хімічным складзе загушчальнікі падзяляюцца на дзве катэгорыі: арганічныя і неарганічныя.
Неарганічныя тыпы ўключаюць бентаніт, атапульгіт, алюмініева-магніевы сілікат, літый-магніевы сілікат і г.д., арганічныя тыпы, такія як метылцэлюлоза, гідраксіэтылцэлюлоза, поліакрылат, поліметакрылат, акрылавая кіслата або метылакрылавы гомапалімер або сапалімер і поліўрэтан і г.д.
З пункту гледжання ўплыву на рэалагічныя ўласцівасці пакрыццяў, загушчальнікі падзяляюцца на тыксатропныя і асацыятыўныя. Па патрабаваннях да прадукцыйнасці, колькасць загушчальніка павінна быць меншай, а эфект загушчэння — добрым; ён не лёгка разбураецца ферментамі; пры змене тэмпературы або значэння pH сістэмы глейкасць пакрыцця не будзе істотна зніжацца, а пігмент і напаўняльнік не будуць флокуляваць; добрая стабільнасць пры захоўванні; добрае ўтрыманне вады, адсутнасць відавочнага пенаўтварэння і негатыўны ўплыў на прадукцыйнасць плёнкі пакрыцця.
①Цэлюлозны загушчальнік
У якасці загушчальнікаў на аснове цэлюлозы ў пакрыццях выкарыстоўваюцца ў асноўным метылцэлюлоза, гідраксіэтылцэлюлоза і гідраксіпрапілметылцэлюлоза, прычым апошнія два выкарыстоўваюцца часцей.
Гідраксіэтылацэлюлоза — гэта прадукт, які атрымліваецца шляхам замены гідраксільных груп у глюкозных адзінках натуральнай цэлюлозы гідраксіэтыльнымі групамі. Спецыфікацыі і мадэлі прадуктаў у асноўным адрозніваюцца ступенню замяшчэння і глейкасцю.
Гідраксіэтылцэлюлоза таксама падзяляецца на тыпы нармальнага растварэння, тыпы хуткага дысперсіі і тыпы біялагічнай стабільнасці. Што тычыцца спосабу выкарыстання, гідраксіэтылцэлюлозу можна дадаваць на розных этапах працэсу вытворчасці пакрыцця. Хуткадысперсійны тып можна дадаваць непасрэдна ў выглядзе сухога парашка. Аднак значэнне pH сістэмы перад даданнем павінна быць менш за 7, галоўным чынам таму, што пры нізкім значэнні pH гідраксіэтылцэлюлоза раствараецца павольна, і вады дастаткова для пранікнення ўнутр часціц, а затым значэнне pH павялічваюць, каб забяспечыць хуткае растварэнне. Адпаведныя этапы таксама можна выкарыстоўваць для падрыхтоўкі пэўнай канцэнтрацыі клеевага раствора і дадання яго ў сістэму пакрыцця.
ГідраксіпрапілметылцэлюлозаГэта прадукт, які атрымліваецца шляхам замены гідраксільнай групы ў глюкозным блоку натуральнай цэлюлозы метоксігрупай, а іншая частка замяняецца гідраксіпрапілавай групай. Яго загушчальны эфект у асноўным такі ж, як і ў гідраксіэтылцэлюлозы. Ён устойлівы да ферментатыўнага раскладання, але яго растваральнасць у вадзе не такая добрая, як у гідраксіэтылцэлюлозы, і мае недахоп у выглядзе гелеўтварэння пры награванні. Гідраксіпрапілметылцэлюлозу з павярхоўнай апрацоўкай можна непасрэдна дадаваць у ваду пры выкарыстанні. Пасля змешвання і дыспергавання дадайце шчолачныя рэчывы, такія як аміячная вада, каб давесці значэнне pH да 8-9, і змешвайце да поўнага растварэння. Гідраксіпрапілметылцэлюлозу без павярхоўнай апрацоўкі можна замочыць і набракнуць у гарачай вадзе з тэмпературай вышэй за 85°C перад ужываннем, а затым астудзіць да пакаёвай тэмпературы, а затым змяшаць з халоднай вадой або ледзяной вадой для поўнага растварэння.
②Неарганічны загушчальнік
Гэты від загушчальніка ў асноўным уяўляе сабой некаторыя актываваныя гліністыя прадукты, такія як бентаніт, магніева-алюмініевая сілікатная гліна і г.д. Ён характарызуецца тым, што, акрамя загушчальнага эфекту, ён таксама мае добры суспензійны эфект, можа прадухіліць прасяданне і не ўплывае на воданепранікальнасць пакрыцця. Пасля высыхання пакрыцця і фарміравання плёнкі ён дзейнічае як напаўняльнік у плёнцы пакрыцця і г.д. Неспрыяльным фактарам з'яўляецца тое, што ён значна ўплывае на выраўноўванне пакрыцця.
③ Сінтэтычны палімерны загушчальнік
Сінтэтычныя палімерныя загушчальнікі часцей за ўсё выкарыстоўваюцца ў акрыле і поліўрэтане (асацыятыўныя загушчальнікі). Акрылавыя загушчальнікі — гэта ў асноўным акрылавыя палімеры, якія змяшчаюць карбаксільныя групы. У вадзе са значэннем pH 8-10 карбаксільная група дысацыюе і набракае; калі значэнне pH перавышае 10, яна раствараецца ў вадзе і губляе загушчальны эфект, таму загушчальны эфект вельмі адчувальны да значэння pH.
Механізм загушчэння акрылатнага загушчальніка заключаецца ў тым, што яго часціцы могуць адсарбавацца на паверхні латексных часціц у фарбе і пасля набракання пад уздзеяннем шчолачы ўтвараць пакрывальны пласт, што павялічвае аб'ём латексных часціц, перашкаджае броўнаўскаму руху часціц і павялічвае глейкасць фарбавальнай сістэмы. Па-другое, набраканне загушчальніка павялічвае глейкасць воднай фазы.
(2) Уплыў загушчальніка на ўласцівасці пакрыцця
Уплыў тыпу загушчальніка на рэалагічныя ўласцівасці пакрыцця наступны:
Пры павелічэнні колькасці загушчальніка статычная глейкасць фарбы значна павялічваецца, і тэндэнцыя змены глейкасці ў асноўным застаецца паслядоўнай пры ўздзеянні знешняй сілы зруху.
Пад уздзеяннем загушчальніка глейкасць фарбы рэзка зніжаецца пры ўздзеянні сілы зруху, што праяўляе псеўдапластычнасць.
Пры выкарыстанні гідрафобна мадыфікаванага цэлюлознага загушчальніка (напрыклад, EBS451FQ) пры высокіх хуткасцях зруху глейкасць застаецца высокай, нават калі колькасць загушчальніка вялікая.
Пры выкарыстанні асацыятыўных поліўрэтанавых загушчальнікаў (напрыклад, WT105A) пры высокіх хуткасцях зруху глейкасць застаецца высокай, нават калі іх колькасць вялікая.
Пры выкарыстанні акрылавых загушчальнікаў (напрыклад, ASE60) статычная глейкасць, хоць пры вялікай колькасці загушчальнікаў і хутка павялічваецца, пры больш высокай хуткасці зруху яна хутка зніжаецца.
3. Асацыятыўны загушчальнік
(1) механізм загушчэння
Эфір цэлюлозы і набракальныя шчолачамі акрылавыя загушчальнікі могуць толькі загушчаць водную фазу, але не аказваюць загушчальнага эфекту на іншыя кампаненты ў фарбе на воднай аснове, а таксама не могуць выклікаць істотнага ўзаемадзеяння паміж пігментамі ў фарбе і часціцамі эмульсіі, таму рэалогію фарбы немагчыма рэгуляваць.
Асацыятыўныя загушчальнікі характарызуюцца тым, што акрамя загушчэння праз гідратацыю, яны таксама загушчаюцца праз асацыяцыю паміж сабой, з дыспергаванымі часціцамі і з іншымі кампанентамі ў сістэме. Гэтая асацыяцыя дысацыявуецца пры высокіх хуткасцях зруху і зноў асацыявуецца пры нізкіх хуткасцях зруху, што дазваляе рэгуляваць рэалогію пакрыцця.
Механізм загушчэння асацыятыўнага загушчальніка заключаецца ў тым, што яго малекула ўяўляе сабой лінейны гідрафільны ланцуг, палімернае злучэнне з ліпафільнымі групамі на абодвух канцах, гэта значыць, што ў яго структуры ёсць гідрафільныя і гідрафобныя групы, таму ён мае характарыстыкі малекул павярхоўна-актыўных рэчываў. Такія малекулы загушчальніка могуць не толькі гідратаваць і набракаць, загушчаючы водную фазу, але і ўтвараць міцэлы, калі канцэнтрацыя яго воднага раствора перавышае пэўнае значэнне. Міцэлы могуць злучацца з палімернымі часціцамі эмульсіі і часціцамі пігмента, якія адсарбавалі дысперсант, утвараючы трохмерную сеткаватую структуру, і злучаюцца і пераплятаюцца, павялічваючы глейкасць сістэмы.
Важней тое, што гэтыя асацыяцыі знаходзяцца ў стане дынамічнай раўнавагі, і звязаныя з імі міцэлы могуць змяняць сваё становішча пад уздзеяннем знешніх сіл, дзякуючы чаму пакрыццё мае выраўноўвальныя ўласцівасці. Акрамя таго, паколькі малекула мае некалькі міцэл, гэтая структура памяншае тэндэнцыю малекул вады да міграцыі і, такім чынам, павялічвае глейкасць воднай фазы.
(2) Роля ў пакрыццях
Большасць асацыятыўных загушчальнікаў — гэта поліўрэтаны, іх адносныя малекулярныя масы складаюць ад 103 да 104 парадкаў велічыні, што на два парадкі менш, чым у звычайных поліакрылавых кіслот і цэлюлозных загушчальнікаў з адноснымі малекулярнымі масамі ад 105 да 106. З-за нізкай малекулярнай масы эфектыўнае павелічэнне аб'ёму пасля гідратацыі меншае, таму крывая глейкасці больш плоская, чым у неасацыятыўных загушчальнікаў.
З-за нізкай малекулярнай масы асацыятыўнага загушчальніка яго міжмалекулярная заблытанасць у воднай фазе абмежаваная, таму яго загушчальны ўплыў на водную фазу неістотны. У дыяпазоне нізкіх хуткасцей зруху пераўтварэнне асацыяцыі паміж малекуламі большае, чым разбурэнне асацыяцыі паміж малекуламі, уся сістэма падтрымлівае ўласцівы стан суспензіі і дысперсіі, а глейкасць блізкая да глейкасці дысперсійнага асяроддзя (вады). Такім чынам, асацыятыўны загушчальнік прыводзіць да таго, што сістэма фарбы на воднай аснове мае меншую бачную глейкасць у дыяпазоне нізкіх хуткасцей зруху.
Асацыятыўныя загушчальнікі павялічваюць патэнцыяльную энергію паміж малекуламі з-за сувязі паміж часціцамі ў дысперснай фазе. Такім чынам, для разрыву сувязі паміж малекуламі пры высокіх хуткасцях зруху патрабуецца больш энергіі, і сіла зруху, неабходная для дасягнення той жа дэфармацыі зруху, таксама большая, таму сістэма дэманструе больш высокую хуткасць зруху пры высокіх хуткасцях зруху. Бачная глейкасць. Больш высокая глейкасць пры высокім зруху і меншая глейкасць пры нізкім зруху могуць толькі кампенсаваць недахоп распаўсюджаных загушчальнікаў у рэалагічных уласцівасцях фарбы, гэта значыць, два загушчальнікі могуць выкарыстоўвацца ў спалучэнні для рэгулявання цякучасці латекснай фарбы. Зменная прадукцыйнасць, каб задаволіць комплексныя патрабаванні пакрыцця ў тоўстую плёнку і цякучасць пакрыцця.
Час публікацыі: 28 красавіка 2024 г.