सबसे संक्षिप्त जल-आधारित पेंट गाढ़ा करने की तकनीक ट्यूटोरियल

1. गाढ़ा करने वाले पदार्थ की परिभाषा और कार्य

वे योजक जो जल-आधारित पेंट की श्यानता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं, उन्हें गाढ़ा करने वाले पदार्थ कहा जाता है।

कोटिंग्स के उत्पादन, भंडारण और निर्माण में गाढ़ा करने वाले पदार्थ महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

गाढ़ा करने वाले पदार्थ का मुख्य कार्य उपयोग के विभिन्न चरणों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कोटिंग की चिपचिपाहट को बढ़ाना है। हालाँकि, विभिन्न चरणों में कोटिंग के लिए आवश्यक चिपचिपाहट अलग-अलग होती है। उदाहरण:

भंडारण प्रक्रिया के दौरान, वर्णक को जमने से रोकने के लिए उच्च चिपचिपापन होना वांछनीय है;

निर्माण प्रक्रिया के दौरान, यह सुनिश्चित करने के लिए मध्यम चिपचिपाहट होना वांछनीय है कि पेंट में अत्यधिक पेंट दाग के बिना अच्छी ब्रशबिलिटी हो;

निर्माण के बाद, यह आशा की जाती है कि शिथिलता को रोकने के लिए, श्यानता शीघ्र ही थोड़े समय के अंतराल (समतलीकरण प्रक्रिया) के बाद उच्च श्यानता पर वापस आ जाएगी।

जलजनित कोटिंग्स की तरलता गैर-न्यूटोनियन है।

जब पेंट की श्यानता कतरनी बल की वृद्धि के साथ कम हो जाती है, तो इसे छद्मप्लास्टिक द्रव कहा जाता है, और अधिकांश पेंट छद्मप्लास्टिक द्रव होता है।

जब किसी छद्मप्लास्टिक तरल पदार्थ का प्रवाह व्यवहार उसके इतिहास से संबंधित होता है, अर्थात यह समय पर निर्भर होता है, तो उसे थिक्सोट्रोपिक तरल पदार्थ कहा जाता है।

कोटिंग्स का निर्माण करते समय, हम अक्सर जानबूझकर कोटिंग्स को थिकसोट्रोपिक बनाने की कोशिश करते हैं, जैसे कि एडिटिव्स मिलाना।

जब कोटिंग की थिक्सोट्रॉपी उपयुक्त होती है, तो यह कोटिंग के विभिन्न चरणों के विरोधाभासों को हल कर सकती है, और भंडारण, निर्माण समतलन और सुखाने के चरणों में कोटिंग की विभिन्न चिपचिपाहट की तकनीकी जरूरतों को पूरा कर सकती है।

कुछ गाढ़ा करने वाले पदार्थ पेंट को उच्च थिक्सोट्रॉपी प्रदान कर सकते हैं, ताकि आराम की स्थिति में या कम कतरनी दर (जैसे भंडारण या परिवहन) पर इसकी चिपचिपाहट अधिक हो, ताकि पेंट में रंगद्रव्य को जमने से रोका जा सके। और उच्च कतरनी दर (जैसे कोटिंग प्रक्रिया) के तहत, इसकी चिपचिपाहट कम होती है, ताकि कोटिंग में पर्याप्त प्रवाह और समतलता हो।

थिक्सोट्रॉपी को थिक्सोट्रॉपी सूचकांक TI द्वारा दर्शाया जाता है और ब्रुकफील्ड विस्कोमीटर द्वारा मापा जाता है।

TI=चिपचिपाहट (6r/मिनट पर मापा गया)/चिपचिपाहट (60r/मिनट पर मापा गया)

2. गाढ़ा करने वाले पदार्थों के प्रकार और कोटिंग गुणों पर उनका प्रभाव

(1) प्रकार रासायनिक संरचना के संदर्भ में, गाढ़ा करने वाले पदार्थों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: कार्बनिक और अकार्बनिक।

अकार्बनिक प्रकारों में बेंटोनाइट, एटापुलगाइट, एल्युमिनियम मैग्नीशियम सिलिकेट, लिथियम मैग्नीशियम सिलिकेट आदि शामिल हैं, कार्बनिक प्रकारों में मिथाइल सेलुलोज, हाइड्रोक्सीएथाइल सेलुलोज, पॉलीएक्रिलेट, पॉलीमेथैक्रिलेट, ऐक्रेलिक एसिड या मिथाइल ऐक्रेलिक होमोपोलिमर या कॉपोलीमर और पॉलीयुरेथेन आदि शामिल हैं।

कोटिंग्स के रियोलॉजिकल गुणों पर प्रभाव के दृष्टिकोण से, गाढ़ा करने वाले पदार्थों को थिक्सोट्रोपिक गाढ़ा करने वाले पदार्थों और सहयोगी गाढ़ा करने वाले पदार्थों में विभाजित किया जाता है। प्रदर्शन आवश्यकताओं के संदर्भ में, गाढ़ा करने वाले पदार्थ की मात्रा कम होनी चाहिए और गाढ़ा करने का प्रभाव अच्छा होना चाहिए; एंजाइमों द्वारा इसका क्षरण होना आसान नहीं है; जब सिस्टम का तापमान या पीएच मान बदलता है, तो कोटिंग की चिपचिपाहट काफी कम नहीं होगी, और वर्णक और भराव flocculated नहीं होगा। ; अच्छा भंडारण स्थिरता; अच्छा जल प्रतिधारण, कोई स्पष्ट झाग घटना नहीं और कोटिंग फिल्म के प्रदर्शन पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं।

①सेल्यूलोज गाढ़ा करने वाला

कोटिंग्स में प्रयुक्त सेल्यूलोज गाढ़ा करने वाले पदार्थ मुख्य रूप से मिथाइलसेलुलोज, हाइड्रोक्सीएथिलसेलुलोज और हाइड्रोक्सीप्रोपाइलमिथाइलसेलुलोज हैं, तथा बाद वाले दो का प्रयोग अधिक होता है।

हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोज एक ऐसा उत्पाद है जो प्राकृतिक सेलुलोज की ग्लूकोज इकाइयों पर हाइड्रॉक्सिल समूहों को हाइड्रॉक्सीएथिल समूहों से प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जाता है। उत्पादों के विनिर्देशों और मॉडलों को मुख्य रूप से प्रतिस्थापन और चिपचिपाहट की डिग्री के अनुसार प्रतिष्ठित किया जाता है।

हाइड्रोक्सीथाइल सेलुलोज की किस्मों को भी सामान्य विघटन प्रकार, तेजी से फैलाव प्रकार और जैविक स्थिरता प्रकार में विभाजित किया जाता है। जहां तक ​​उपयोग की विधि का सवाल है, हाइड्रोक्सीथाइल सेलुलोज को कोटिंग उत्पादन प्रक्रिया में विभिन्न चरणों में जोड़ा जा सकता है। तेजी से फैलने वाले प्रकार को सीधे सूखे पाउडर के रूप में जोड़ा जा सकता है। हालांकि, जोड़ने से पहले सिस्टम का पीएच मान 7 से कम होना चाहिए, मुख्य रूप से क्योंकि हाइड्रोक्सीथाइल सेलुलोज कम पीएच मान पर धीरे-धीरे घुलता है, और पानी को कणों के अंदर घुसने के लिए पर्याप्त समय होता है, और फिर इसे बनाने के लिए पीएच मान बढ़ाया जाता है। जल्दी घुल जाता है। इसी तरह के चरणों का उपयोग गोंद समाधान की एक निश्चित सांद्रता तैयार करने और इसे कोटिंग सिस्टम में जोड़ने के लिए भी किया जा सकता है।

हायड्रोक्सीप्रोपायल मिथायलसेलुलॉजप्राकृतिक सेल्यूलोज की ग्लूकोज इकाई पर हाइड्रॉक्सिल समूह को मेथॉक्सी समूह से प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया गया उत्पाद है, जबकि दूसरे भाग को हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। इसका गाढ़ा करने वाला प्रभाव मूल रूप से हाइड्रॉक्सीएथिल सेल्यूलोज के समान ही होता है। और यह एंजाइमेटिक गिरावट के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन इसकी जल घुलनशीलता हाइड्रॉक्सीएथिल सेल्यूलोज की तरह अच्छी नहीं है, और गर्म करने पर जेलिंग का नुकसान होता है। सतह-उपचारित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के लिए, इसे उपयोग करते समय सीधे पानी में मिलाया जा सकता है। हिलाने और फैलाने के बाद, पीएच मान को 8-9 पर समायोजित करने के लिए अमोनिया पानी जैसे क्षारीय पदार्थ डालें और पूरी तरह से घुलने तक हिलाएं। सतह उपचार के बिना हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के लिए, इसे उपयोग करने से पहले 85 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म पानी में भिगोया और फुलाया जा सकता है, और फिर कमरे के तापमान पर ठंडा किया जा सकता है, फिर इसे पूरी तरह से घुलने के लिए ठंडे पानी या बर्फ के पानी से हिलाया जा सकता है।

②अकार्बनिक गाढ़ापन

इस तरह का गाढ़ापन मुख्य रूप से कुछ सक्रिय मिट्टी के उत्पाद हैं, जैसे कि बेंटोनाइट, मैग्नीशियम एल्यूमीनियम सिलिकेट मिट्टी, आदि। इसकी विशेषता यह है कि गाढ़ा करने के प्रभाव के अलावा, इसका एक अच्छा निलंबन प्रभाव भी है, डूबने से रोक सकता है, और कोटिंग के पानी के प्रतिरोध को प्रभावित नहीं करेगा। कोटिंग के सूखने और एक फिल्म बनने के बाद, यह कोटिंग फिल्म आदि में एक भराव के रूप में कार्य करता है। प्रतिकूल कारक यह है कि यह कोटिंग के समतलन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करेगा।

③ सिंथेटिक पॉलिमर गाढ़ा

सिंथेटिक पॉलीमर गाढ़ापन ज्यादातर ऐक्रेलिक और पॉलीयुरेथेन (एसोसिएटिव गाढ़ापन) में इस्तेमाल किया जाता है। ऐक्रेलिक गाढ़ापन ज्यादातर ऐक्रेलिक पॉलिमर होते हैं जिनमें कार्बोक्सिल समूह होते हैं। 8-10 के पीएच मान वाले पानी में, कार्बोक्सिल समूह अलग हो जाता है और सूज जाता है; जब पीएच मान 10 से अधिक होता है, तो यह पानी में घुल जाता है और गाढ़ापन प्रभाव खो देता है, इसलिए गाढ़ापन प्रभाव पीएच मान के प्रति बहुत संवेदनशील होता है।

एक्रिलेट गाढ़ा करने वाले पदार्थ का गाढ़ा करने का तंत्र यह है कि इसके कणों को पेंट में लेटेक्स कणों की सतह पर सोख लिया जा सकता है, और क्षार सूजन के बाद एक कोटिंग परत का निर्माण होता है, जो लेटेक्स कणों की मात्रा को बढ़ाता है, कणों की ब्राउनियन गति में बाधा डालता है, और पेंट प्रणाली की चिपचिपाहट को बढ़ाता है। ; दूसरा, गाढ़ा करने वाले पदार्थ की सूजन से पानी के चरण की चिपचिपाहट बढ़ जाती है।

(2) कोटिंग गुणों पर गाढ़ा करने वाले पदार्थ का प्रभाव

कोटिंग के रियोलॉजिकल गुणों पर गाढ़ा करने वाले पदार्थ के प्रकार का प्रभाव इस प्रकार है:

जब गाढ़ा करने वाले पदार्थ की मात्रा बढ़ जाती है, तो पेंट की स्थैतिक श्यानता काफी बढ़ जाती है, और बाहरी कतरनी बल के अधीन होने पर श्यानता परिवर्तन की प्रवृत्ति मूलतः सुसंगत होती है।

गाढ़ा करने वाले पदार्थ के प्रभाव से, जब पेंट पर कतरनी बल लगाया जाता है तो उसकी श्यानता तेजी से कम हो जाती है, जिससे छद्मप्लास्टिसिटी प्रदर्शित होती है।

हाइड्रोफोबिक रूप से संशोधित सेल्यूलोज गाढ़ा करने वाले पदार्थ (जैसे EBS451FQ) का उपयोग करते हुए, उच्च कतरनी दरों पर, मात्रा बड़ी होने पर भी श्यानता उच्च रहती है।

उच्च कतरनी दरों पर सहयोगी पॉलीयूरेथेन गाढ़ा करने वाले पदार्थ (जैसे WT105A) का उपयोग करने पर, मात्रा बड़ी होने पर भी चिपचिपापन उच्च रहता है।

ऐक्रेलिक गाढ़ा करने वाले पदार्थ (जैसे ASE60) का उपयोग करने पर, यद्यपि मात्रा अधिक होने पर स्थैतिक श्यानता तेजी से बढ़ जाती है, तथापि उच्च कतरनी दर पर श्यानता तेजी से कम हो जाती है।

3. सहयोगी गाढ़ापन

(1) गाढ़ा करने की प्रक्रिया

सेल्यूलोज ईथर और क्षार-सूजन वाले ऐक्रेलिक गाढ़ा पदार्थ केवल पानी के चरण को गाढ़ा कर सकते हैं, लेकिन पानी आधारित पेंट में अन्य घटकों पर कोई गाढ़ा प्रभाव नहीं पड़ता है, न ही वे पेंट में वर्णक और पायस के कणों के बीच महत्वपूर्ण बातचीत का कारण बन सकते हैं, इसलिए पेंट के रियोलॉजी को समायोजित नहीं किया जा सकता है।

सहयोगी गाढ़ा करने वाले पदार्थों की विशेषता यह है कि जलयोजन के माध्यम से गाढ़ा होने के अलावा, वे आपस में, बिखरे हुए कणों के साथ, और सिस्टम में अन्य घटकों के साथ जुड़ाव के माध्यम से भी गाढ़ा होते हैं। यह जुड़ाव उच्च कतरनी दरों पर अलग हो जाता है और कम कतरनी दरों पर फिर से जुड़ जाता है, जिससे कोटिंग की रियोलॉजी को समायोजित किया जा सकता है।

सहयोगी गाढ़ा करने वाले पदार्थ का गाढ़ा करने का तंत्र यह है कि इसका अणु एक रैखिक हाइड्रोफिलिक श्रृंखला है, जो दोनों सिरों पर लिपोफिलिक समूहों के साथ एक बहुलक यौगिक है, अर्थात इसकी संरचना में हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक समूह हैं, इसलिए इसमें सर्फेक्टेंट अणुओं की विशेषताएं हैं। प्रकृति। ऐसे गाढ़ा करने वाले अणु न केवल जल चरण को गाढ़ा करने के लिए हाइड्रेट और प्रफुल्लित हो सकते हैं, बल्कि जब इसके जलीय घोल की सांद्रता एक निश्चित मूल्य से अधिक हो जाती है, तो मिसेल भी बनाते हैं। मिसेल इमल्शन के बहुलक कणों और वर्णक कणों के साथ जुड़ सकते हैं जिन्होंने एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनाने के लिए डिस्पर्सेंट को अवशोषित किया है, और सिस्टम की चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए आपस में जुड़े और उलझे हुए हैं।

इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि ये संघ गतिशील संतुलन की स्थिति में हैं, और ये संबद्ध मिसेल बाहरी बलों के अधीन होने पर अपनी स्थिति को समायोजित कर सकते हैं, ताकि कोटिंग में समतल गुण हों। इसके अलावा, चूंकि अणु में कई मिसेल होते हैं, इसलिए यह संरचना पानी के अणुओं के पलायन की प्रवृत्ति को कम करती है और इस प्रकार जलीय चरण की चिपचिपाहट को बढ़ाती है।

(2) कोटिंग्स में भूमिका

अधिकांश सहयोगी गाढ़ा करने वाले पॉलीयूरेथेन होते हैं, और उनके सापेक्ष आणविक भार 103-104 क्रम के परिमाण के बीच होते हैं, जो 105-106 के बीच सापेक्ष आणविक भार वाले साधारण पॉलीऐक्रेलिक एसिड और सेल्यूलोज़ गाढ़ा करने वालों की तुलना में दो क्रम कम परिमाण के होते हैं। कम आणविक भार के कारण, जलयोजन के बाद प्रभावी आयतन वृद्धि कम होती है, इसलिए इसका चिपचिपापन वक्र गैर-सहयोगी गाढ़ा करने वालों की तुलना में सपाट होता है।

एसोसिएटिव गाढ़ापन के कम आणविक भार के कारण, जल चरण में इसका अंतर-आणविक उलझाव सीमित है, इसलिए जल चरण पर इसका गाढ़ापन प्रभाव महत्वपूर्ण नहीं है। कम कतरनी दर सीमा में, अणुओं के बीच एसोसिएशन रूपांतरण अणुओं के बीच एसोसिएशन विनाश से अधिक है, पूरी प्रणाली एक अंतर्निहित निलंबन और फैलाव स्थिति को बनाए रखती है, और चिपचिपापन फैलाव माध्यम (पानी) की चिपचिपाहट के करीब है। इसलिए, एसोसिएटिव गाढ़ापन पानी आधारित पेंट प्रणाली को कम कतरनी दर क्षेत्र में होने पर कम स्पष्ट चिपचिपाहट प्रदर्शित करता है।

सहयोगी गाढ़ा पदार्थ, फैले हुए चरण में कणों के बीच जुड़ाव के कारण अणुओं के बीच संभावित ऊर्जा को बढ़ाता है। इस तरह, उच्च कतरनी दरों पर अणुओं के बीच जुड़ाव को तोड़ने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और समान कतरनी तनाव को प्राप्त करने के लिए आवश्यक कतरनी बल भी अधिक होता है, जिससे सिस्टम उच्च कतरनी दरों पर उच्च कतरनी दर प्रदर्शित करता है। स्पष्ट चिपचिपापन। उच्च उच्च-कतरनी चिपचिपापन और कम कम-कतरनी चिपचिपापन सिर्फ पेंट के रियोलॉजिकल गुणों में सामान्य गाढ़ा करने वालों की कमी के लिए बना सकते हैं, अर्थात, लेटेक्स पेंट की तरलता को समायोजित करने के लिए दो गाढ़ा करने वालों का संयोजन में उपयोग किया जा सकता है। परिवर्तनीय प्रदर्शन, मोटी फिल्म और कोटिंग फिल्म प्रवाह में कोटिंग की व्यापक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए।