1. Қоюлатқыштың анықтамасы және қызметі
Су негізіндегі бояулардың тұтқырлығын айтарлықтай арттыра алатын қоспалар қоюлатқыштар деп аталады.
Қоюлатқыштар жабындарды өндіруде, сақтауда және жасауда маңызды рөл атқарады.
Қоюлатқыштың негізгі функциясы - әр түрлі пайдалану кезеңдерінің талаптарын қанағаттандыру үшін жабынның тұтқырлығын арттыру. Дегенмен, жабынның әр түрлі кезеңдердегі тұтқырлығы әртүрлі. Мысалы:
Сақтау процесінде пигменттің шөгуіне жол бермеу үшін жоғары тұтқырлыққа ие болған жөн;
Құрылыс процесінде бояудың шамадан тыс бояу дақтарынсыз жақсы щеткамен жағу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін орташа тұтқырлыққа ие болған жөн;
Құрылыс аяқталғаннан кейін, тұтқырлықтың салбырап қалуын болдырмау үшін қысқа уақыттық кідірістен кейін (тегістеу процесі) тез арада жоғары тұтқырлыққа оралуы мүмкін деп үміттенеміз.
Суда ерітілетін жабындардың сұйықтығы Ньютондық емес.
Бояудың тұтқырлығы ығысу күшінің артуымен төмендегенде, ол псевдопластикалық сұйықтық деп аталады, ал бояудың көп бөлігі псевдопластикалық сұйықтық болып табылады.
Псевдопластикалық сұйықтықтың ағындық мінез-құлқы оның тарихымен байланысты болған кезде, яғни уақытқа тәуелді болған кезде, ол тиксотропты сұйықтық деп аталады.
Жабындарды өндіру кезінде біз көбінесе қоспалар қосу сияқты жабындарды тиксотропты етуге саналы түрде тырысамыз.
Қаптаманың тиксотропиясы қолайлы болған кезде, ол жабынның әртүрлі сатыларындағы қайшылықтарды шеше алады және сақтау, құрылыс тегістеу және кептіру кезеңдеріндегі жабынның әртүрлі тұтқырлығының техникалық қажеттіліктерін қанағаттандыра алады.
Кейбір қоюлатқыштар бояуға жоғары тиксотропия бере алады, сондықтан тыныштықта немесе төмен ығысу жылдамдығында (мысалы, сақтау немесе тасымалдау) оның тұтқырлығы жоғары болады, бұл бояудағы пигменттің шөгуіне жол бермейді. Ал жоғары ығысу жылдамдығында (мысалы, жабу процесінде) оның тұтқырлығы төмен болады, сондықтан жабын жеткілікті ағынды және тегіс болады.
Тиксотропия тиксотропты индекс TI арқылы көрсетіледі және Брукфилд вискозиметрімен өлшенеді.
TI=тұтқырлық (6 айн/мин жылдамдықпен өлшенеді)/тұтқырлық (60 айн/мин жылдамдықпен өлшенеді)
2. Қоюлатқыштардың түрлері және олардың жабын қасиеттеріне әсері
(1) Түрлері Химиялық құрамы бойынша қоюлатқыштар екі санатқа бөлінеді: органикалық және бейорганикалық.
Бейорганикалық түрлерге бентонит, аттапульгит, алюминий-магний силикаты, литий-магний силикаты және т.б., метилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, полиакрилат, полиметакрилат, акрил қышқылы немесе метил сияқты органикалық түрлерге акрил гомополимері немесе сополимері және полиуретан жатады.
Қаптамалардың реологиялық қасиеттеріне әсері тұрғысынан қоюлатқыштар тиксотропты қоюлатқыштар және ассоциативті қоюлатқыштар болып бөлінеді. Өнімділік талаптары тұрғысынан қоюлатқыштың мөлшері аз болуы керек және қоюландыру әсері жақсы болады; оны ферменттер оңай эрозияға ұшыратпайды; жүйенің температурасы немесе рН мәні өзгерген кезде жабынның тұтқырлығы айтарлықтай төмендемейді және пигмент пен толтырғыш флокуляцияланбайды. ; Жақсы сақтау тұрақтылығы; суды жақсы ұстау, айқын көбіктену құбылысы жоқ және жабын қабықшасының өнімділігіне кері әсер етпейді.
①Целлюлоза қоюлатқышы
Жабындарда қолданылатын целлюлоза қоюлатқыштары негізінен метилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза және гидроксипропилметилцеллюлоза болып табылады, ал соңғы екеуі жиі қолданылады.
Гидроксиэтилцеллюлоза - табиғи целлюлозаның глюкоза бірліктеріндегі гидроксил топтарын гидроксиэтил топтарымен алмастыру арқылы алынған өнім. Өнімдердің сипаттамалары мен модельдері негізінен алмастыру дәрежесі мен тұтқырлығына қарай ажыратылады.
Гидроксиэтилцеллюлозаның түрлері қалыпты еру типіне, жылдам дисперсиялық типке және биологиялық тұрақтылық типіне бөлінеді. Қолдану әдісіне келетін болсақ, гидроксиэтилцеллюлозаны жабын өндірісінің әртүрлі кезеңдерінде қосуға болады. Тез дисперсиялық типті тікелей құрғақ ұнтақ түрінде қосуға болады. Дегенмен, қосқанға дейінгі жүйенің рН мәні 7-ден аз болуы керек, себебі гидроксиэтилцеллюлоза төмен рН мәнімен баяу ериді және бөлшектердің ішіне судың енуіне жеткілікті уақыт болады, содан кейін оның тез еруі үшін рН мәні артады. Белгілі бір концентрациядағы желім ерітіндісін дайындау және оны жабын жүйесіне қосу үшін тиісті қадамдарды да қолдануға болады.
Гидроксипропил метилцеллюлозасытабиғи целлюлозаның глюкоза бірлігіндегі гидроксил тобын метокси тобымен алмастыру арқылы алынатын өнім, ал екінші бөлігі гидроксипропил тобымен ауыстырылады. Оның қоюландыру әсері негізінен гидроксиэтилцеллюлозамен бірдей. Ол ферментативті ыдырауға төзімді, бірақ суда ерігіштігі гидроксиэтилцеллюлоза сияқты жақсы емес және қыздырған кезде гель түзу кемшілігі бар. Беттік өңделген гидроксипропил метилцеллюлоза үшін оны қолданған кезде тікелей суға қосуға болады. Араластырғаннан және дисперсиялағаннан кейін рН мәнін 8-9-ға дейін реттеу үшін аммиак суы сияқты сілтілі заттарды қосып, толық ерігенше араластырыңыз. Беттік өңделмеген гидроксипропил метилцеллюлоза үшін оны қолданар алдында 85°C-тан жоғары ыстық сумен жібітіп, ісінтіріп, содан кейін бөлме температурасына дейін салқындатып, содан кейін толық еріту үшін суық сумен немесе мұзды сумен араластыруға болады.
②Бейорганикалық қоюландырғыш
Қоюландырғыштың бұл түрі негізінен бентонит, магний алюминий силикат саз және т.б. сияқты белсендірілген саз өнімдерінен тұрады. Ол қоюландыру әсерінен басқа, жақсы суспензия әсеріне ие, батып кетудің алдын алады және жабынның су өткізбеушілігіне әсер етпейді. Жабын кептірілгеннен және пленкаға айналғаннан кейін, ол жабын пленкасында толтырғыш ретінде әрекет етеді және т.б. Қолайсыз фактор - бұл жабынның тегістелуіне айтарлықтай әсер етеді.
③ Синтетикалық полимер қоюландырғыш
Синтетикалық полимер қоюлатқыштары көбінесе акрил мен полиуретанда (ассоциативті қоюлатқыштар) қолданылады. Акрил қоюлатқыштары негізінен карбоксил топтарын қамтитын акрил полимерлері болып табылады. рН мәні 8-10 суда карбоксил тобы диссоциацияланып, ісінеді; рН мәні 10-нан жоғары болғанда, ол суда ериді және қоюландыру әсерін жоғалтады, сондықтан қоюландыру әсері рН мәніне өте сезімтал.
Акрилат қоюландырғышының қоюландыру механизмі - оның бөлшектері бояудағы латекс бөлшектерінің бетіне адсорбциялануы және сілті ісінгеннен кейін жабын қабатын түзуі мүмкін, бұл латекс бөлшектерінің көлемін арттырады, бөлшектердің броундық қозғалысына кедергі келтіреді және бояу жүйесінің тұтқырлығын арттырады. ; Екіншіден, қоюландырғыштың ісінуі су фазасының тұтқырлығын арттырады.
(2) Қоюлатқыштың жабын қасиеттеріне әсері
Қоюлатқыш түрінің жабынның реологиялық қасиеттеріне әсері келесідей:
Қоюлатқыш мөлшері артқан кезде бояудың статикалық тұтқырлығы айтарлықтай артады, ал тұтқырлықтың өзгеру үрдісі сыртқы ығысу күшіне ұшыраған кезде негізінен тұрақты болады.
Қоюлатқыштың әсерінен бояудың тұтқырлығы ығысу күшіне ұшыраған кезде тез төмендейді, бұл жалған пластикалықты көрсетеді.
Гидрофобты түрде модификацияланған целлюлоза қоюлатқышын (мысалы, EBS451FQ) жоғары ығысу жылдамдығында қолданғанда, тұтқырлық мөлшері көп болған кезде де жоғары болады.
Ассоциативті полиуретанды қоюлатқыштарды (мысалы, WT105A) жоғары ығысу жылдамдығында қолданғанда, тұтқырлық мөлшері көп болған кезде де жоғары болады.
Акрил қоюлатқыштарын (мысалы, ASE60) қолдану кезінде, мөлшері көп болған кезде статикалық тұтқырлық тез артса да, тұтқырлық жоғары ығысу жылдамдығында тез төмендейді.
3. Ассоциативті қоюландырғыш
(1) қоюландыру механизмі
Целлюлоза эфирі және сілтілік ісінетін акрил қоюлатқыштары тек су фазасын қоюландыра алады, бірақ су негізіндегі бояудың басқа компоненттеріне қоюландыратын әсер етпейді, сондай-ақ бояудағы пигменттер мен эмульсия бөлшектері арасында айтарлықтай өзара әрекеттесуді тудырмайды, сондықтан бояудың реологиясын реттеу мүмкін емес.
Ассоциативті қоюлатқыштар гидратация арқылы қоюланумен қатар, өздері арасындағы, дисперсті бөлшектермен және жүйедегі басқа компоненттермен байланыстар арқылы да қоюланатындығымен сипатталады. Бұл байланыс жоғары ығысу жылдамдығында ажырайды және төмен ығысу жылдамдығында қайта байланысады, бұл жабынның реологиясын реттеуге мүмкіндік береді.
Ассоциативті қоюлатқыштың қоюлану механизмі оның молекуласы сызықтық гидрофильді тізбек, екі ұшында липофильді топтары бар полимерлі қосылыс, яғни құрылымында гидрофильді және гидрофобты топтар бар, сондықтан ол беттік белсенді зат молекулаларының сипаттамаларына ие. Мұндай қоюлатқыш молекулалар су фазасын қоюландыру үшін тек гидратацияланып және ісініп қана қоймай, сонымен қатар оның сулы ерітіндісінің концентрациясы белгілі бір мәннен асқан кезде мицеллалар түзе алады. Мицеллалар эмульсияның полимер бөлшектерімен және диспергаторды адсорбциялаған пигмент бөлшектерімен байланысып, үш өлшемді желілік құрылым түзе алады және жүйенің тұтқырлығын арттыру үшін өзара байланысып, шатасып кетеді.
Ең бастысы, бұл байланыстар динамикалық тепе-теңдік күйінде болады және сол байланысты мицеллалар сыртқы күштерге ұшыраған кезде өз орындарын реттей алады, сондықтан жабын тегістеу қасиеттеріне ие болады. Сонымен қатар, молекулада бірнеше мицелла болғандықтан, бұл құрылым су молекулаларының миграциялану үрдісін азайтады және осылайша сулы фазаның тұтқырлығын арттырады.
(2) Жабындардағы рөлі
Ассоциативті қоюлатқыштардың көпшілігі полиуретандар болып табылады, ал олардың салыстырмалы молекулалық салмағы 103-104 реттік шамада, бұл кәдімгі полиакрил қышқылы мен салыстырмалы молекулалық салмағы 105-106 аралығындағы целлюлоза қоюлатқыштарынан екі реттік шамада төмен. Молекулалық салмағының төмен болуына байланысты гидратациядан кейінгі тиімді көлемнің өсуі аз, сондықтан оның тұтқырлық қисығы ассоциативті емес қоюлатқыштарға қарағанда тегіс.
Ассоциативті қоюлатқыштың молекулалық салмағы төмен болғандықтан, оның су фазасындағы молекулааралық шатасуы шектеулі, сондықтан оның су фазасына қоюландыру әсері маңызды емес. Төмен ығысу жылдамдығы диапазонында молекулалар арасындағы ассоциациялық түрлендіру молекулалар арасындағы ассоциациялық бұзылудан көп, бүкіл жүйе өзіндік суспензия және дисперсия күйін сақтайды, ал тұтқырлық дисперсиялық ортаның (су) тұтқырлығына жақын. Сондықтан, ассоциативті қоюлатқыш су негізіндегі бояу жүйесі төмен ығысу жылдамдығы аймағында болған кезде төмен көрінетін тұтқырлық көрсетеді.
Ассоциативті қоюлатқыштар дисперсті фазадағы бөлшектер арасындағы байланысқа байланысты молекулалар арасындағы потенциалдық энергияны арттырады. Осылайша, жоғары ығысу жылдамдықтарында молекулалар арасындағы байланысты үзу үшін көбірек энергия қажет, және сол ығысу деформациясына жету үшін қажетті ығысу күші де жоғары болады, сондықтан жүйе жоғары ығысу жылдамдықтарында жоғары ығысу жылдамдығын көрсетеді. Көрінетін тұтқырлық. Жоғары жоғары ығысу тұтқырлығы және төмен төмен ығысу тұтқырлығы бояудың реологиялық қасиеттерінде ортақ қоюлатқыштардың жетіспеушілігін өтей алады, яғни екі қоюлатқышты латекс бояуының сұйықтығын реттеу үшін бірге пайдалануға болады. Қалың пленкаға жабу және жабын пленкасы ағынының кешенді талаптарын қанағаттандыру үшін айнымалы өнімділік.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 28 сәуір