1. A sűrítő definíciója és funkciója
Azokat az adalékokat, amelyek jelentősen növelhetik a vízbázisú festékek viszkozitását, sűrítőknek nevezzük.
A sűrítőszerek fontos szerepet játszanak a bevonatok gyártásában, tárolásában és felépítésében.
A sűrítő fő funkciója a bevonat viszkozitásának növelése, hogy megfeleljen a különböző felhasználási szakaszok követelményeinek. Azonban a bevonat által a különböző szakaszokban megkövetelt viszkozitás eltérő. Például:
A tárolási folyamat során kívánatos a magas viszkozitás, hogy megakadályozzuk a pigment leülepedését;
Az építési folyamat során kívánatos a mérsékelt viszkozitás, hogy a festék jó ecsetelhetőséget biztosítson a túlzott festékfoltok nélkül;
Az építés után remélhetőleg a viszkozitás rövid idő elteltével gyorsan vissza tud állni a magas viszkozitásba (kiegyenlítési folyamat), hogy megakadályozza a megereszkedést.
A vízbázisú bevonatok folyékonysága nem newtoni.
Ha a festék viszkozitása a nyíróerő növekedésével csökken, pszeudoplasztikus folyadéknak nevezzük, és a festék nagy része pszeudoplasztikus folyadék.
Ha egy pszeudoplasztikus folyadék áramlási viselkedése összefügg a történetével, azaz időfüggő, akkor tixotróp folyadéknak nevezzük.
A bevonatok gyártása során gyakran tudatosan törekszünk arra, hogy a bevonatokat tixotrópvá tegyük, például adalékanyagok hozzáadásával.
Ha a bevonat tixotrópiája megfelelő, akkor fel tudja oldani a bevonat különböző szakaszaiban fellépő ellentmondásokat, és kielégíti a bevonat eltérő viszkozitásának műszaki igényeit a tárolási, építési szintezési és szárítási szakaszokban.
Egyes sűrítőszerek magas tixotrópiával ruházhatják fel a festéket, így nyugalmi állapotban vagy alacsony nyírási sebesség mellett (például tárolás vagy szállítás) nagyobb viszkozitású, így megakadályozzák a festékben lévő pigment leülepedését. Nagy nyírási sebesség mellett (például bevonási eljárás) alacsony viszkozitású, így a bevonat megfelelő áramlási és kiegyenlítő képességgel rendelkezik.
A tixotrópiát a TI tixotróp index képviseli, és Brookfield viszkoziméterrel mérjük.
TI = viszkozitás (6r/percnél mérve)/viszkozitás (60r/percnél mérve)
2. Sűrítőszerek típusai és hatásaik a bevonat tulajdonságaira
(1) Típusok A sűrítőanyagok kémiai összetételét tekintve két kategóriába sorolhatók: szerves és szervetlen.
A szervetlen típusok közé tartozik a bentonit, attapulgit, alumínium-magnézium-szilikát, lítium-magnézium-szilikát stb., szerves típusok, például metil-cellulóz, hidroxi-etil-cellulóz, poliakrilát, polimetakrilát, akrilsav vagy metil-akril homopolimer vagy kopolimer és poliuretán stb.
A bevonatok reológiai tulajdonságaira gyakorolt hatás szempontjából a sűrítőket tixotróp sűrítőkre és asszociatív sűrítőkre osztják. A teljesítménykövetelmények szempontjából a sűrítőanyag mennyiségének kevesebbnek kell lennie, és a sűrítő hatás jó; nem könnyen erodálják az enzimek; Amikor a rendszer hőmérséklete vagy pH-értéke megváltozik, a bevonat viszkozitása nem csökken jelentősen, a pigment és a töltőanyag nem flokkulálódik. ; Jó tárolási stabilitás; jó vízvisszatartás, nincs nyilvánvaló habzási jelenség, és nincs káros hatása a bevonófilm teljesítményére.
①Cellulóz sűrítő
A bevonatokhoz használt cellulóz sűrítőanyagok elsősorban a metilcellulóz, a hidroxi-etil-cellulóz és a hidroxi-propil-metil-cellulóz, és az utóbbi kettőt használják gyakrabban.
A hidroxi-etil-cellulóz olyan termék, amelyet úgy állítanak elő, hogy a természetes cellulóz glükóz egységeiben lévő hidroxilcsoportokat hidroxi-etil-csoportokkal helyettesítik. A termékek specifikációit és modelljeit elsősorban a helyettesítési fok és a viszkozitás szerint különböztetjük meg.
A hidroxi-etil-cellulóz fajtáit normál oldódású, gyors diszperziós típusra és biológiai stabilitási típusra is osztják. Ami a felhasználási módot illeti, a hidroxi-etil-cellulóz a bevonatgyártási folyamat különböző szakaszaiban adható hozzá. A gyorsan diszpergálódó típus közvetlenül hozzáadható száraz por formájában. A rendszer pH-értéke azonban a beadagolás előtt 7-nél kisebb legyen, főként azért, mert a hidroxi-etil-cellulóz alacsony pH-értéken lassan oldódik, és elegendő idő áll rendelkezésre, hogy a víz beszivárogjon a részecskék belsejébe, majd a pH-értéket növelje, hogy gyorsan oldódjon. A megfelelő lépések segítségével bizonyos koncentrációjú ragasztóoldatot is készíthetünk, és hozzáadhatjuk a bevonórendszerhez.
Hidroxipropil-metil-cellulózA természetes cellulóz glükóz egységében lévő hidroxilcsoport metoxicsoportra, míg a másik részt hidroxipropilcsoportra cserélve kapott termék. Sűrítő hatása alapvetően megegyezik a hidroxi-etil-cellulózéval. És ellenáll az enzimes lebomlásnak, de vízoldhatósága nem olyan jó, mint a hidroxi-etil-cellulózé, és megvan az a hátránya, hogy hevítéskor gélesedik. A felületkezelt hidroxi-propil-metil-cellulóz esetében felhasználáskor közvetlenül adható vízhez. Keverés és diszpergálás után adjon hozzá lúgos anyagokat, például ammóniás vizet, hogy a pH-értéket 8-9-re állítsa, és keverje, amíg teljesen fel nem oldódik. A felületkezelés nélküli hidroxi-propil-metil-cellulózhoz használat előtt 85°C feletti forró vízzel áztatható és duzzasztható, majd szobahőmérsékletre hűthető, majd hideg vízzel vagy jeges vízzel keverve, hogy teljesen feloldódjon.
②Szervetlen sűrítő
Ez a fajta sűrítő főként egyes aktivált agyagtermékek, például bentonit, magnézium-alumínium-szilikát agyag stb. Jellemzője, hogy a sűrítő hatás mellett jó szuszpenziós hatással is rendelkezik, megakadályozza a süllyedést, és nem befolyásolja a bevonat vízállóságát. A bevonat megszáradása és fóliává formálása után töltőanyagként működik a bevonófilmben stb. A kedvezőtlen tényező az, hogy jelentősen befolyásolja a bevonat kiegyenlítését.
③ Szintetikus polimer sűrítő
A szintetikus polimer sűrítőanyagokat leginkább akrilban és poliuretánban használják (asszociatív sűrítők). Az akril sűrítők többnyire karboxilcsoportokat tartalmazó akril polimerek. A 8-10 pH értékű vízben a karboxilcsoport disszociál és megduzzad; ha a pH érték nagyobb, mint 10, akkor vízben oldódik és elveszti a sűrítő hatást, így a sűrítő hatás nagyon érzékeny a pH értékre.
Az akrilát sűrítő sűrítő mechanizmusa, hogy részecskéi a festékben lévő latex részecskék felületén adszorbeálódhatnak, és lúgos duzzadás után bevonóréteget képeznek, ami növeli a latex részecskék térfogatát, gátolja a részecskék Brown-mozgását, és növeli a festékrendszer viszkozitását. ; Másodszor, a sűrítőanyag duzzadása növeli a vizes fázis viszkozitását.
(2) A sűrítő hatása a bevonat tulajdonságaira
A sűrítőszer típusának hatása a bevonat reológiai tulajdonságaira a következő:
A sűrítőanyag mennyiségének növekedésével a festék statikus viszkozitása jelentősen megnő, és a viszkozitás változási trendje alapvetően konzisztens külső nyíróerő hatására.
A sűrítő hatására a festék viszkozitása gyorsan csökken, ha nyíróerőnek van kitéve, ami pszeudoplaszticitást mutat.
Hidrofób módon módosított cellulóz sűrítő (például EBS451FQ) használata esetén nagy nyírási sebesség mellett a viszkozitás még mindig magas, ha a mennyiség nagy.
Asszociatív poliuretán sűrítők (például WT105A) használata esetén nagy nyírási sebesség mellett a viszkozitás még mindig magas, ha nagy mennyiségben.
Akril sűrítőszerek (például ASE60) használata esetén bár a statikus viszkozitás gyorsan növekszik, ha nagy a mennyiség, a viszkozitás gyorsan csökken nagyobb nyírási sebesség mellett.
3. Asszociatív sűrítő
(1) sűrítő mechanizmus
A cellulóz-éter és a lúgosan duzzadó akril sűrítők csak a vizes fázist képesek sűríteni, de a vízbázisú festékben lévő többi komponensre nincs sűrítő hatásuk, és nem okozhatnak jelentős kölcsönhatást a festékben lévő pigmentek és az emulzió részecskéi között, így a festék reológiája nem állítható.
Az asszociatív sűrítőszerekre jellemző, hogy a hidratáción keresztüli sűrűsödés mellett az egymás közötti, a diszpergált részecskékkel és a rendszer más komponenseivel való asszociáció révén is sűrűsödnek. Ez az asszociáció nagy nyírási sebességnél disszociál, és alacsony nyírási sebességnél újra asszociál, lehetővé téve a bevonat reológiájának beállítását.
Az asszociatív sűrítő sűrítő mechanizmusa, hogy molekulája lineáris hidrofil lánc, két végén lipofil csoportokkal rendelkező polimer vegyület, azaz szerkezetében hidrofil és hidrofób csoportok találhatók, így a felületaktív anyagok molekuláira jellemző tulajdonságokkal rendelkezik. természet. Az ilyen sűrítő molekulák nemcsak hidratálva és megduzzadva képesek a vizes fázis sűrítésére, hanem micellákat is képezhetnek, ha vizes oldatának koncentrációja meghalad egy bizonyos értéket. A micellák kapcsolódhatnak az emulzió polimer részecskéihez és a diszpergálószert adszorbeált pigmentrészecskékhez, így háromdimenziós hálózati struktúrát alkotnak, és összekapcsolódnak és összefonódnak a rendszer viszkozitásának növelése érdekében.
Ami még fontosabb, hogy ezek az asszociációk dinamikus egyensúlyban vannak, és ezek a társított micellák képesek beállítani a helyzetüket, ha külső erőknek vannak kitéve, így a bevonat kiegyenlítő tulajdonságokkal rendelkezik. Ezenkívül, mivel a molekula több micellát tartalmaz, ez a szerkezet csökkenti a vízmolekulák migrációs hajlamát, és így növeli a vizes fázis viszkozitását.
(2) A bevonatok szerepe
A legtöbb asszociatív sűrítőanyag poliuretán, relatív molekulatömegük 103-104 nagyságrend között van, két nagyságrenddel kisebb, mint a közönséges poliakrilsav és a cellulóz sűrítők, amelyek relatív molekulatömege 105-106 között van. Az alacsony molekulatömeg miatt a hidratálás után kisebb a effektív térfogatnövekedés, így a viszkozitási görbéje laposabb, mint a nem asszociatív sűrítőké.
Az asszociatív sűrítő alacsony molekulatömege miatt molekulák közötti összefonódása a vizes fázisban korlátozott, így a vizes fázisra gyakorolt sűrítő hatása nem jelentős. Az alacsony nyírósebesség tartományban a molekulák közötti asszociációs konverzió több, mint a molekulák közötti asszociációs roncsolás, az egész rendszer megtartja a szuszpenziós és diszperziós állapotot, a viszkozitás pedig közel áll a diszperziós közeg (víz) viszkozitásához. Ezért az asszociatív sűrítő a vízbázisú festékrendszert alacsonyabb látszólagos viszkozitásúvá teszi, ha az alacsony nyírási sebességű tartományban van.
Az asszociatív sűrítők növelik a molekulák közötti potenciális energiát a diszpergált fázisban lévő részecskék közötti asszociáció miatt. Ily módon több energiára van szükség a molekulák közötti kapcsolat megszakításához nagy nyírási sebesség mellett, és az azonos nyírófeszültség eléréséhez szükséges nyíróerő is nagyobb, így a rendszer nagyobb nyírási sebességet mutat nagy nyírási sebességnél. Látszólagos viszkozitás. A magasabb nyírási viszkozitás és az alacsonyabb kis nyírási viszkozitás éppen a festék reológiai tulajdonságaiban a közös sűrítőanyagok hiányát pótolhatja, vagyis a két sűrítőanyag kombinációjával a latexfesték folyékonyságát állíthatjuk be. Változó teljesítmény, hogy megfeleljen a vastag fóliába való bevonással és a bevonófilm áramlásával kapcsolatos átfogó követelményeknek.
Feladás időpontja: 2024.04.28