1. Paksendaja mõiste ja funktsioon
Lisaaineid, mis võivad oluliselt tõsta veepõhiste värvide viskoossust, nimetatakse paksendajateks.
Paksendajatel on oluline roll katete tootmisel, ladustamisel ja ehitamisel.
Paksendaja põhiülesanne on tõsta katte viskoossust, et see vastaks erinevate kasutusetappide nõuetele. Erinevatel etappidel katte nõutav viskoossus on aga erinev. Nt:
Ladustamise ajal on soovitav kõrge viskoossus, et vältida pigmendi settimist;
Ehitusprotsessi ajal on soovitav mõõdukas viskoossus, et tagada värvi hea pintseldatavus ilma liigse värviplekita;
Pärast ehitamist loodetakse, et viskoossus võib pärast lühikest viivitust kiiresti tõusta kõrgele viskoossusele (tasandusprotsess), et vältida longust.
Veepõhiste katete voolavus on mitte-newtonilik.
Kui nihkejõu suurenemisega värvi viskoossus väheneb, nimetatakse seda pseudoplastiliseks vedelikuks ja suurem osa värvist on pseudoplastiline vedelik.
Kui pseudoplastilise vedeliku voolukäitumine on seotud selle ajalooga, st see on ajast sõltuv, nimetatakse seda tiksotroopseks vedelikuks.
Pinnakate valmistamisel püüame sageli teadlikult muuta katted tiksotroopseks, näiteks lisada lisaaineid.
Kui katte tiksotroopsus on sobiv, võib see lahendada katte eri etappide vastuolusid ja rahuldada katte erineva viskoossusega tehnilisi vajadusi ladustamise, konstruktsiooni tasandamise ja kuivatamise etapis.
Mõned paksendajad võivad anda värvile kõrge tiksotroopsuse, nii et sellel on suurem viskoossus puhkeolekus või madalal nihkekiirusel (nt ladustamisel või transportimisel), et vältida värvi pigmendi settimist. Ja suure nihkekiiruse korral (nt katmisprotsess) on sellel madal viskoossus, nii et kattekihil on piisav voolavus ja tasandus.
Tiksotroopiat esindab tiksotroopne indeks TI ja mõõdetakse Brookfieldi viskosimeetriga.
TI = viskoossus (mõõdetud kiirusel 6r/min)/viskoossus (mõõdetud kiirusel 60r/min)
2. Paksendajate tüübid ja nende mõju katte omadustele
(1) Tüübid Keemilise koostise järgi jagunevad paksendajad kahte kategooriasse: orgaanilised ja anorgaanilised.
Anorgaaniliste liikide hulka kuuluvad bentoniit, attapulgiit, alumiiniummagneesiumsilikaat, liitiummagneesiumsilikaat jne, orgaanilised tüübid nagu metüültselluloos, hüdroksüetüültselluloos, polüakrülaat, polümetakrülaat, akrüülhape või metüülakrüüli homopolümeer või kopolümeer ja polüuretaan jne.
Katte reoloogilistele omadustele avalduva mõju seisukohalt jagatakse paksendajad tiksotroopseteks ja assotsiatiivseteks paksendajateks. Toimivusnõuete osas peaks paksendaja kogus olema väiksem ja paksendav toime on hea; ensüümid ei saa seda kergesti õõnestada; kui süsteemi temperatuur või pH väärtus muutub, ei vähene katte viskoossus oluliselt ning pigment ja täiteaine ei flokuleerita. ; Hea säilivusstabiilsus; hea veepidavus, ilmselge vahutusnähtus ja kattekihi toimivusele kahjulik mõju.
①Tselluloosi paksendaja
Katetes kasutatavad tselluloosi paksendajad on peamiselt metüültselluloos, hüdroksüetüültselluloos ja hüdroksüpropüülmetüültselluloos ning sagedamini kasutatakse kahte viimast.
Hüdroksüetüültselluloos on toode, mis saadakse loodusliku tselluloosi glükoosiühikute hüdroksüülrühmade asendamisel hüdroksüetüülrühmadega. Toodete spetsifikatsioone ja mudeleid eristatakse peamiselt asendusastme ja viskoossuse järgi.
Hüdroksüetüültselluloosi sordid jagunevad ka normaalse lahustuvuse tüübiks, kiire dispersioonitüübiks ja bioloogilise stabiilsuse tüübiks. Mis puudutab kasutusviisi, siis hüdroksüetüültselluloosi saab lisada katte tootmisprotsessi erinevatel etappidel. Kiiresti dispergeeruvat tüüpi saab lisada otse kuivpulbri kujul. Süsteemi pH-väärtus peaks enne lisamist siiski olema alla 7, peamiselt seetõttu, et hüdroksüetüültselluloos lahustub madala pH-väärtuse juures aeglaselt ja vee osakeste sisemusse imbumiseks on piisavalt aega ning seejärel suurendatakse pH-väärtust, et see lahustuks kiiresti. Vastavate etappide abil saab valmistada ka teatud kontsentratsiooniga liimilahust ja lisada see kattesüsteemi.
Hüdroksüpropüülmetüültsellulooson toode, mis saadakse loodusliku tselluloosi glükoosiühiku hüdroksüülrühma asendamisel metoksürühmaga, samas kui teine osa on asendatud hüdroksüpropüülrühmaga. Selle paksendav toime on põhimõtteliselt sama, mis hüdroksüetüültselluloosil. Ja see on vastupidav ensümaatilisele lagunemisele, kuid selle lahustuvus vees ei ole nii hea kui hüdroksüetüültselluloosil ja selle puuduseks on kuumutamisel geelistumine. Pinnatöödeldud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi puhul võib selle kasutamise korral lisada otse veele. Pärast segamist ja dispergeerimist lisage leeliselised ained, näiteks ammoniaagivesi, et reguleerida pH väärtuseni 8–9, ja segage, kuni see on täielikult lahustunud. Pinnatöötluseta hüdroksüpropüülmetüültselluloosi puhul võib seda enne kasutamist leotada ja kuuma veega üle 85°C paisutada ning seejärel jahutada toatemperatuurini, seejärel segada külma vee või jääveega, et see täielikult lahustuks.
②Anorgaaniline paksendaja
Seda tüüpi paksendajad on peamiselt mõned aktiveeritud savitooted, nagu bentoniit, magneesium-alumiinium-silikaatsavi jne. Seda iseloomustab see, et lisaks paksendavale toimele on sellel ka hea suspensiooniefekt, see võib takistada vajumist ega mõjuta katte veekindlust. Pärast katte kuivatamist ja kileks vormimist toimib see kattekile täiteainena jne. Ebasoodsaks teguriks on see, et see mõjutab oluliselt katte tasandamist.
③ Sünteetiline polümeer paksendaja
Sünteetilisi polümeerseid paksendajaid kasutatakse enamasti akrüülis ja polüuretaanis (assotsiatiivsed paksendajad). Akrüülpaksendajad on enamasti karboksüülrühmi sisaldavad akrüülpolümeerid. Vees, mille pH väärtus on 8-10, karboksüülrühm dissotsieerub ja paisub; kui pH väärtus on suurem kui 10, lahustub see vees ja kaotab paksendava efekti, seega on paksendav toime pH väärtuse suhtes väga tundlik.
Akrülaatpaksendaja paksendamismehhanism seisneb selles, et selle osakesed võivad adsorbeeruda värvis olevate lateksiosakeste pinnale ja moodustada pärast leeliselist paisumist kattekihi, mis suurendab lateksiosakeste mahtu, takistab osakeste Browni liikumist ja suurendab värvisüsteemi viskoossust. ; Teiseks suurendab paksendaja paisumine veefaasi viskoossust.
(2) Paksendaja mõju katte omadustele
Paksendaja tüübi mõju katte reoloogilistele omadustele on järgmine:
Kui paksendaja kogus suureneb, suureneb värvi staatiline viskoossus märkimisväärselt ja viskoossuse muutumise trend on välise nihkejõu korral põhimõtteliselt ühtlane.
Paksendaja toimel langeb nihkejõu mõjul värvi viskoossus kiiresti, mis näitab pseudoplastilisust.
Kasutades hüdrofoobselt modifitseeritud tselluloosi paksendajat (nagu EBS451FQ) suurel nihkekiirusel, on viskoossus endiselt kõrge, kui kogus on suur.
Kasutades assotsiatiivseid polüuretaanpaksendajaid (nt WT105A), on suure nihkekiiruse korral viskoossus endiselt kõrge, kui kogus on suur.
Kasutades akrüülpaksendeid (näiteks ASE60), kuigi staatiline viskoossus tõuseb kiiresti, kui kogus on suur, väheneb viskoossus kiiresti suurema nihkekiiruse korral.
3. Assotsiatiivne paksendaja
(1) paksendamismehhanism
Tsellulooseeter ja leeliseliselt punduvad akrüülpaksendajad võivad paksendada ainult vesifaasi, kuid ei avalda paksendavat mõju veepõhise värvi teistele komponentidele, samuti ei saa need põhjustada olulist koostoimet värvi pigmentide ja emulsiooni osakeste vahel, seega ei saa värvi reoloogiat reguleerida.
Assotsiatiivseid paksendajaid iseloomustab see, et lisaks hüdratatsiooniga paksenemisele paksenevad nad ka omavaheliste, hajutatud osakeste ja süsteemi teiste komponentidega liitumise kaudu. See seos disassotsieerub suurel nihkekiirusel ja seostub uuesti madalal nihkekiirusel, võimaldades reguleerida katte reoloogiat.
Assotsiatiivse paksendaja paksendamismehhanism seisneb selles, et selle molekul on lineaarne hüdrofiilne ahel, polümeeriühend, mille mõlemas otsas on lipofiilsed rühmad, see tähendab, et selle struktuuris on hüdrofiilsed ja hüdrofoobsed rühmad, seega on sellel pindaktiivse aine molekulide omadused. loodus. Sellised paksendamismolekulid ei saa mitte ainult hüdreeruda ja paisuda veefaasi paksendamiseks, vaid ka moodustada mitselle, kui nende vesilahuse kontsentratsioon ületab teatud väärtuse. Mitsellid võivad seostuda emulsiooni polümeeriosakestega ja dispergeeriva aine adsorbeerinud pigmendiosakestega, moodustades kolmemõõtmelise võrkstruktuuri, ning on omavahel ühendatud ja põimunud, et tõsta süsteemi viskoossust.
Veelgi olulisem on see, et need ühendused on dünaamilises tasakaalus ja need seotud mitsellid saavad välisjõudude mõjul oma asukohti reguleerida, nii et kattel on tasandusomadused. Lisaks, kuna molekulil on mitu mitselli, vähendab see struktuur veemolekulide kalduvust migreeruda ja suurendab seega vesifaasi viskoossust.
(2) Roll kattekihtides
Enamik assotsiatiivseid paksendajaid on polüuretaanid ja nende suhteline molekulmass on vahemikus 103-104 suurusjärku, kaks suurusjärku madalam kui tavalisel polüakrüülhappel ja tselluloosi paksendajatel suhtelise molekulmassiga 105-106. Madala molekulmassi tõttu on efektiivne mahukasv pärast hüdratatsiooni väiksem, mistõttu on selle viskoossuskõver lamedam kui mitteassotsiatiivsete paksendajate oma.
Assotsiatiivse paksendaja väikese molekulmassi tõttu on selle molekulidevaheline takerdumine veefaasi piiratud, mistõttu selle paksendav toime veefaasile ei ole märkimisväärne. Madala nihkekiiruse vahemikus on molekulidevaheline assotsiatsiooni muundumine rohkem kui molekulidevaheline assotsiatsiooni hävitamine, kogu süsteem säilitab omase suspensiooni ja dispersiooni oleku ning viskoossus on lähedane dispersioonikeskkonna (vee) viskoossusele. Seetõttu muudab assotsiatiivne paksendaja madala nihkekiiruse piirkonnas veepõhise värvisüsteemi näiva viskoossusega madalamaks.
Assotsiatiivsed paksendajad suurendavad molekulide vahelist potentsiaalset energiat hajutatud faasis olevate osakeste vahelise seose tõttu. Sel viisil on vaja rohkem energiat molekulidevahelise seose katkestamiseks suurel nihkekiirusel ja sama nihkepinge saavutamiseks vajalik nihkejõud on samuti suurem, nii et süsteemil on kõrge nihkekiiruse korral suurem nihkekiirus. Näiv viskoossus. Suurem suure nihkejõu viskoossus ja madalam madala nihkejõuga viskoossus võivad lihtsalt korvata tavaliste paksendite puudumise värvi reoloogilistes omadustes, see tähendab, et kahte paksendajat saab kombineeritult kasutada lateksvärvi voolavuse reguleerimiseks. Muutuv jõudlus, mis vastab paksu kilesse katmise ja kattekile voolu põhjalikele nõuetele.
Postitusaeg: 28. aprill 2024