1. Definitioun a Funktioun vum Verdickungsmëttel
Zousätz, déi d'Viskositéit vu Waasserbaséierte Faarwen däitlech erhéije kënnen, ginn Verdickungsmëttel genannt.
Verdickungsmëttel spille eng wichteg Roll bei der Produktioun, der Lagerung an dem Bau vu Beschichtungen.
D'Haaptfunktioun vum Verdickungsmëttel ass d'Viskositéit vun der Beschichtung ze erhéijen, fir d'Ufuerderunge vun de verschiddene Phasen vun der Notzung gerecht ze ginn. D'Viskositéit, déi vun der Beschichtung a verschiddene Phasen erfuerderlech ass, ass awer ënnerschiddlech. Z.B.:
Wärend dem Lagerungsprozess ass et wënschenswäert, eng héich Viskositéit ze hunn, fir ze verhënneren, datt de Pigment sech setzt;
Wärend dem Bauprozess ass et wënschenswäert, eng mëttel Viskositéit ze hunn, fir sécherzestellen, datt d'Faarf eng gutt Pinselbarkeet huet, ouni exzessiv Faarfverfärbungen;
Nom Bau gëtt gehofft, datt d'Viskositéit no enger kuerzer Zäitverzögerung (Nivellerungsprozess) séier op eng héich Viskositéit zréckkéiere kann, fir Duerchsacken ze verhënneren.
D'Flëssegkeet vu wassergebonnene Beschichtungen ass net-Newtonesch.
Wann d'Viskositéit vun der Faarf mat der Erhéijung vun der Schéierkraaft ofhëlt, gëtt se eng pseudoplastesch Flëssegkeet genannt, an de gréissten Deel vun der Faarf ass eng pseudoplastesch Flëssegkeet.
Wann d'Fléissverhalen vun enger pseudoplastescher Flëssegkeet mat hirer Geschicht zesummenhänkt, dat heescht, si ass Zäitofhängeg, gëtt si eng thixotrop Flëssegkeet genannt.
Bei der Hierstellung vu Beschichtungen versiche mir dacks bewosst, d'Beschichtungen thixotrop ze maachen, zum Beispill andeems mir Zousätz derbäisetzen.
Wann d'Thixotropie vun der Beschichtung ugepasst ass, kann et d'Widerspréch vun de verschiddene Stadien vun der Beschichtung léisen an den techneschen Ufuerderunge vun der ënnerschiddlecher Viskositéit vun der Beschichtung an de Lagerungs-, Bau- a Trocknungsstadien erfëllen.
Verschidde Verdickungsmëttel kënnen der Faarf eng héich Thixotropie ginn, sou datt se eng méi héich Viskositéit a Rou oder bei enger gerénger Schéiergeschwindegkeet (wéi z.B. Lagerung oder Transport) huet, fir ze verhënneren datt de Pigment an der Faarf sech setzt. An ënner héijer Schéiergeschwindegkeet (wéi z.B. beim Beschichtungsprozess) huet se eng niddreg Viskositéit, sou datt d'Beschichtung genuch Flëssegkeet an Ausgläich huet.
D'Thixotropie gëtt duerch den thixotropen Index TI duergestallt a mat engem Brookfield-Viskosimeter gemooss.
TI = Viskositéit (gemooss bei 6 r/min) / Viskositéit (gemooss bei 60 r/min)
2. Aarte vu Verdickungsmëttel an hir Auswierkungen op d'Beschichtungseigenschaften
(1) Typen Wat d'chemesch Zesummesetzung ugeet, ginn Verdickungsmëttel an zwou Kategorien agedeelt: organesch an anorganesch.
Anorganesch Zorten enthalen Bentonit, Attapulgit, Aluminiummagnesiumsilikat, Lithiummagnesiumsilikat, etc., organesch Zorten wéi Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Polyacrylat, Polymethacrylat, Acrylsäure oder Methylacrylhomopolymer oder -copolymer a Polyurethan etc.
Aus der Perspektiv vum Afloss op déi rheologesch Eegeschafte vu Beschichtungen ginn Verdickungsmëttel an thixotrop Verdickungsmëttel an assoziativ Verdickungsmëttel opgedeelt. Wat d'Leeschtungsufuerderunge ugeet, soll d'Quantitéit vum Verdickungsmëttel manner sinn an den Verdickungseffekt gutt sinn; et ass net einfach vun Enzymen ofzebauen; wann d'Temperatur oder de pH-Wäert vum System ännert, gëtt d'Viskositéit vun der Beschichtung net wesentlech reduzéiert, an de Pigment an de Fëllstoff ginn net flokkuléiert. ; Gutt Lagerstabilitéit; gutt Waasserretentioun, kee offensichtleche Schaumphänomen a keng negativ Auswierkungen op d'Leeschtung vum Beschichtungsfilm.
①Zelluloseverdickungsmëttel
D'Celluloseverdickungsmëttel, déi a Beschichtungen benotzt ginn, sinn haaptsächlech Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose an Hydroxypropylmethylcellulose, an déi lescht zwee gi méi dacks benotzt.
Hydroxyethylcellulose ass e Produkt, dat duerch den Ersatz vun den Hydroxylgruppen op de Glukoseenheeten vun der natierlecher Cellulose duerch Hydroxyethylgruppen kritt gëtt. D'Spezifikatiounen an d'Modeller vun de Produkter ënnerscheede sech haaptsächlech no dem Substitutiounsgrad an der Viskositéit.
D'Varietéite vun Hydroxyethylcellulose ginn och an normal Opléisungsart, séier Dispersiounsart an biologesch Stabilitéitsart opgedeelt. Wat d'Benotzungsmethod ugeet, kann Hydroxyethylcellulose a verschiddene Stadien am Beschichtungsproduktiounsprozess bäigefüügt ginn. Déi séier dispergéierend Zort kann direkt a Form vun dréchenem Pulver bäigefüügt ginn. Wéi och ëmmer, de pH-Wäert vum System virum bäifügen soll manner wéi 7 sinn, haaptsächlech well Hydroxyethylcellulose sech bei engem niddrege pH-Wäert lues opléist, an et genuch Zäit ass fir datt Waasser an d'Partikelen infiltréiere kann, an dann de pH-Wäert erhéicht gëtt fir datt se sech séier opléist. Entspriechend Schrëtt kënnen och benotzt ginn fir eng gewëssen Konzentratioun vun der Klebstoffléisung ze preparéieren an se an de Beschichtungssystem bäizefügen.
Hydroxypropylmethylcelluloseass e Produkt, dat kritt gëtt andeems d'Hydroxylgrupp op der Glukoseenheet vun der natierlecher Cellulose duerch eng Methoxygrupp ersat gëtt, während den aneren Deel duerch eng Hydroxypropylgrupp ersat gëtt. Säin Verdickungseffekt ass am Fong dee selwechten wéi dee vun der Hydroxyethylcellulose. An et ass resistent géint enzymateschen Ofbau, awer seng Waasserléislechkeet ass net sou gutt wéi déi vun der Hydroxyethylcellulose, an et huet den Nodeel, datt et bei Erhëtzung geliert. Fir déi Uewerflächenbehandelt Hydroxypropylmethylcellulose kann se direkt an d'Waasser bäigefüügt ginn, wann se benotzt gëtt. Nom Réieren an Dispergéieren, ginn alkalesch Substanzen wéi Ammoniakwaasser bäigefüügt fir de pH-Wäert op 8-9 anzestellen, a réieren bis se komplett opgeléist ass. Fir Hydroxypropylmethylcellulose ouni Uewerflächenbehandlung kann se virum Gebrauch ageweit a mat waarmem Waasser iwwer 85°C opgeschwollen ginn, an dann op Raumtemperatur ofgekillt ginn, dann mat kalem Waasser oder Äiswaasser geréiert fir se komplett opzeléisen.
②Anorganescht Verdickungsmëttel
Dës Zort Verdickungsmëttel besteet haaptsächlech aus aktivéierte Lehmprodukter, wéi Bentonit, Magnesiumaluminiumsilikat-Lehm, etc. Et ass charakteriséiert doduerch, datt et nieft dem Verdickungseffekt och e gudden Suspensionseffekt huet, d'Senken verhënnere kann an d'Waasserresistenz vun der Beschichtung net beaflosst. Nodeems d'Beschichtung gedréchent an zu engem Film geformt ass, wierkt se als Fëllstoff am Beschichtungsfilm, etc. Den negativen Faktor ass, datt et d'Ausgläichung vun der Beschichtung däitlech beaflosst.
③ Synthetescht Polymerverdickmëttel
Synthetesch Polymer-Verdickungsmëttel ginn haaptsächlech an Acryl a Polyurethan (assoziativ Verdickungsmëttel) benotzt. Acryl-Verdickungsmëttel si meeschtens Acrylpolymere mat Carboxylgruppen. A Waasser mat engem pH-Wäert vun 8-10 dissoziéiert sech d'Carboxylgrupp a schwëllt op; wann de pH-Wäert méi héich wéi 10 ass, léist se sech am Waasser op a verléiert den Verdickungseffekt, sou datt den Verdickungseffekt ganz empfindlech op de pH-Wäert ass.
De Verdickungsmechanismus vum Acrylat-Verdickungsmëttel besteet doran, datt seng Partikelen op der Uewerfläch vun de Latexpartikelen an der Faarf adsorbéiert kënne ginn a no der Alkalischwellung eng Beschichtungsschicht bilden, wat de Volumen vun de Latexpartikelen erhéicht, d'Brownsch Bewegung vun de Partikelen behënnert an d'Viskositéit vum Faarfsystem erhéicht. Zweetens erhéicht d'Schwellung vum Verdickungsmëttel d'Viskositéit vun der Waasserphas.
(2) Afloss vum Verdickungsmëttel op d'Beschichtungseigenschaften
Den Afloss vun der Aart vum Verdickungsmëttel op déi rheologesch Eegeschafte vun der Beschichtung ass wéi follegt:
Wann d'Quantitéit vum Verdickungsmëttel eropgeet, klëmmt déi statesch Viskositéit vun der Faarf däitlech, an den Trend vun der Viskositéitsännerung ass grondsätzlech konsequent, wann se enger externer Schéierkraaft ausgesat ass.
Ënnert dem Effekt vum Verdickungsmëttel fällt d'Viskositéit vun der Faarf séier wann se Schéierkraaft ausgesat ass, wat Pseudoplastizitéit weist.
Wann een e hydrophob modifizéiert Celluloseverdickungsmëttel (wéi EBS451FQ) benotzt, ass d'Viskositéit bei héijen Schéierraten ëmmer nach héich, och wann d'Quantitéit grouss ass.
Wann een assoziativ Polyurethan-Verdickungsmëttel (wéi WT105A) benotzt, ass d'Viskositéit bei héijen Schéiergeschwindegkeeten ëmmer nach héich, och wann d'Quantitéit grouss ass.
Mat Acryl-Verdickungsmëttel (wéi ASE60) klëmmt d'statesch Viskositéit zwar séier bei enger grousser Quantitéit, awer d'Viskositéit fällt séier bei enger méi héijer Schergeschwindegkeet of.
3. Assoziativt Verdickungsmëttel
(1) Verdickungsmechanismus
Celluloseether an alkaleschwellbar Acrylverdickmëttel kënnen nëmmen d'Waasserphas verdicken, awer hunn keen verdickenden Effekt op aner Komponenten an der Waasserbaséierter Faarf, a si kënnen och keng bedeitend Interaktioun tëscht de Pigmenter an der Faarf an de Partikelen vun der Emulsioun verursaachen, sou datt d'Rheologie vun der Faarf net ugepasst ka ginn.
Assoziativ Verdickungsmëttel si charakteriséiert doduerch, datt se, nieft der Verdickung duerch Hydratatioun, och duerch Associatiounen tëscht sech selwer, mat dispergéierte Partikelen a mat anere Komponenten am System verdicken. Dës Associatioun trennt sech bei héije Scherraten an assoziéiert sech erëm bei niddrege Scherraten, wouduerch d'Rheologie vun der Beschichtung ugepasst ka ginn.
De Verdickungsmechanismus vum assoziative Verdickungsmëttel besteet doran, datt säi Molekül eng linear hydrophil Kette ass, eng Polymerverbindung mat lipophile Gruppen op béide Enden, dat heescht, et huet hydrophil an hydrophob Gruppen an der Struktur, sou datt et d'Charakteristike vu Tensidmoleküle vun der Natur huet. Sou Verdickungsmëttelmoleküle kënnen net nëmmen hydratiséieren an anschwellen, fir d'Waasserphas ze verdicken, mä och Mizellen bilden, wann d'Konzentratioun vun hirer wässerlecher Léisung e bestëmmte Wäert iwwerschreit. D'Mizellen kënne sech mat de Polymerpartikelen vun der Emulsioun an de Pigmentpartikelen, déi den Dispergatiounsmëttel adsorbéiert hunn, verbannen, fir eng dräidimensional Netzwierkstruktur ze bilden, a sinn matenee verbonnen a verstréckt, fir d'Viskositéit vum System ze erhéijen.
Wat nach méi wichteg ass, ass datt dës Associatiounen an engem Zoustand vun dynameschem Gläichgewiicht sinn, an déi assoziéiert Mizellen hir Positiounen upassen kënnen, wa se externen Kräfte ausgesat sinn, sou datt d'Beschichtung gläichméisseg Eegeschafte huet. Zousätzlech, well d'Molekül verschidde Mizellen huet, reduzéiert dës Struktur d'Tendenz vu Waassermolekülen ze migréieren an erhéicht doduerch d'Viskositéit vun der wässerlecher Phas.
(2) D'Roll a Beschichtungen
Déi meescht vun den assoziativen Verdickungsmëttel si Polyurethaner, an hir relativ Molekulargewichte leien tëscht 103-104 Gréisstenuerdnungen, zwou Gréisstenuerdnungen méi niddreg wéi gewinnt Polyacrylsäure- a Celluloseverdickungsmëttel mat relative Molekulargewichte tëscht 105-106. Wéinst dem niddrege Molekulargewiicht ass déi effektiv Volumenzounahm no der Hydratatioun manner grouss, sou datt seng Viskositéitskurve méi flaach ass wéi déi vun net-assoziativen Verdickungsmëttel.
Wéinst dem niddrege Molekulargewiicht vum assoziative Verdickungsmëttel ass seng intermolekular Verschränkung an der Waasserphas limitéiert, sou datt säin Verdickungseffekt op d'Waasserphas net bedeitend ass. Am Beräich mat gerénger Schergeschwindegkeet ass d'Associatiounskonversioun tëscht Molekülle méi grouss wéi d'Associatiounszerstéierung tëscht Molekülle, dat ganzt System behält en inherenten Suspensions- an Dispersiounszoustand, an d'Viskositéit ass no bei der Viskositéit vum Dispersiounsmedium (Waasser). Dofir suergt den assoziative Verdickungsmëttel dofir, datt de Waasserbaséierte Faarfsystem eng méi niddreg scheinbar Viskositéit weist, wann et am Beräich mat gerénger Schergeschwindegkeet ass.
Assoziativ Verdickungsmëttel erhéijen d'potenziell Energie tëscht de Molekülen wéinst der Associatioun tëscht de Partikelen an der dispergéierter Phas. Op dës Manéier gëtt méi Energie gebraucht fir d'Associatioun tëscht de Molekülen bei héije Schéierraten ze briechen, an d'Schéierkraaft, déi néideg ass fir déiselwecht Schéierdehnung z'erreechen, ass och méi grouss, sou datt de System eng méi héich Schéierrate bei héije Schéierraten weist. Scheinbar Viskositéit. Déi méi héich Viskositéit bei héijer Schéier an déi méi niddreg Viskositéit bei niddreger Schéier kënnen de Manktem u gemeinsame Verdickungsmëttel an de rheologeschen Eegeschafte vun der Faarf just ausgläichen, dat heescht, déi zwee Verdickungsmëttel kënnen a Kombinatioun benotzt ginn fir d'Flëssegkeet vun der Latexfaarf unzepassen. Variabel Leeschtung, fir déi ëmfaassend Ufuerderunge vun der Beschichtung an déck Filmer an dem Beschichtungsfilmfluss ze erfëllen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 28. Abrëll 2024