1. Tirštiklio apibrėžimas ir funkcija
Priedai, galintys žymiai padidinti vandens pagrindo dažų klampumą, vadinami tirštikliais.
Tirštikliai vaidina svarbų vaidmenį gaminant, sandėliuojant ir statant dangas.
Pagrindinė tirštiklio funkcija – padidinti dangos klampumą, kad ji atitiktų skirtingų naudojimo etapų reikalavimus. Tačiau skirtingose stadijose dangai reikalingas klampumas yra skirtingas. Pvz.:
Laikymo procese pageidautina turėti didelį klampumą, kad pigmentas nenusėstų;
Statybos procese pageidautina turėti vidutinį klampumą, kad būtų užtikrintas geras dažų šepetėlis be pernelyg didelio dažų dėmių;
Tikimasi, kad po pastatymo klampumas po trumpo laiko vėlavimo (išlyginimo procesas) gali greitai sugrįžti į aukštą klampumą, kad būtų išvengta suglebimo.
Vandens pagrindu pagamintų dangų sklandumas yra ne niutono.
Kai dažų klampumas mažėja didėjant šlyties jėgai, tai vadinama pseudoplastiniu skysčiu, o didžioji dalis dažų yra pseudoplastinis skystis.
Kai pseudoplastinio skysčio tekėjimas yra susijęs su jo istorija, tai yra, jis priklauso nuo laiko, jis vadinamas tiksotropiniu skysčiu.
Gamindami dangas dažnai sąmoningai stengiamės, kad danga būtų tiksotropinė, pavyzdžiui, dedama priedų.
Kai dangos tiksotropija yra tinkama, ji gali išspręsti įvairių dangos etapų prieštaravimus ir patenkinti techninius skirtingo dangos klampumo poreikius sandėliavimo, konstrukcijos išlyginimo ir džiovinimo etapuose.
Kai kurie tirštikliai gali suteikti dažams didelę tiksotropiją, kad būtų didesnis klampumas ramybės būsenoje arba esant mažam šlyties greičiui (pvz., sandėliuojant ar transportuojant), kad dažuose nenusėstų pigmentas. Esant dideliam šlyties greičiui (pvz., dengimo procese), jis turi mažą klampumą, todėl danga turi pakankamai srauto ir išlyginimo.
Tiksotropija rodoma tiksotropiniu indeksu TI ir matuojama Brookfield viskozimetru.
TI = klampa (matuojama esant 6r/min.)/klampumas (matuojama esant 60r/min.)
2. Tirštiklio rūšys ir jų įtaka dangos savybėms
(1) Tipai Pagal cheminę sudėtį tirštikliai skirstomi į dvi kategorijas: organinius ir neorganinius.
Neorganiniai tipai apima bentonitą, atapulgitą, aliuminio magnio silikatą, ličio magnio silikatą ir kt., organinius tipus, tokius kaip metilceliuliozė, hidroksietilceliuliozė, poliakrilatas, polimetakrilatas, akrilo rūgštis arba metilo akrilo homopolimeras arba kopolimeras ir poliuretanas ir kt.
Pagal įtakos dangų reologinėms savybėms tirštikliai skirstomi į tiksotropinius ir asociatyvinius tirštiklius. Kalbant apie eksploatacinius reikalavimus, tirštiklio kiekis turėtų būti mažesnis, o tirštinimo efektas yra geras; jį nelengva sunaikinti fermentai; pasikeitus sistemos temperatūrai ar pH reikšmei, dangos klampumas ženkliai nesumažės, pigmentas ir užpildas nebus flokuliuojami. ; Geras laikymo stabilumas; geras vandens sulaikymas, nėra akivaizdaus putojimo reiškinio ir jokio neigiamo poveikio dangos plėvelės veikimui.
① Celiuliozės tirštiklis
Dangose naudojami celiuliozės tirštikliai daugiausia yra metilceliuliozė, hidroksietilceliuliozė ir hidroksipropilmetilceliuliozė, o pastarieji du dažniau naudojami.
Hidroksietilceliuliozė yra produktas, gaunamas natūralios celiuliozės gliukozės vienetuose esančias hidroksilo grupes pakeičiant hidroksietilo grupėmis. Gaminių specifikacijos ir modeliai daugiausiai išskiriami pagal pakeitimo laipsnį ir klampumą.
Hidroksietilceliuliozės rūšys taip pat skirstomos į normalaus tirpimo tipą, greito dispersijos tipą ir biologinio stabilumo tipą. Kalbant apie naudojimo būdą, hidroksietilceliuliozė gali būti dedama įvairiais dangos gamybos proceso etapais. Greitai išsisklaidantis tipas gali būti dedamas tiesiai sausų miltelių pavidalu. Tačiau sistemos pH vertė prieš dedant turi būti mažesnė nei 7, daugiausia dėl to, kad esant žemai pH vertei hidroksietilceliuliozė tirpsta lėtai, ir yra pakankamai laiko, kad vanduo prasiskverbtų į dalelių vidų, o tada pH vertė padidinama, kad ji greitai ištirptų. Atitinkamais žingsniais taip pat galima paruošti tam tikros koncentracijos klijų tirpalą ir įpilti į dengimo sistemą.
Hidroksipropilmetilceliuliozėyra produktas, gautas natūralios celiuliozės gliukozės vienete hidroksilo grupę pakeitus metoksi grupe, o kitą dalį pakeitus hidroksipropilo grupe. Jo tirštinamasis poveikis iš esmės yra toks pat kaip ir hidroksietilceliuliozės. Ir jis yra atsparus fermentiniam skaidymui, tačiau jo tirpumas vandenyje nėra toks geras kaip hidroksietilceliuliozės, be to, jis turi trūkumą – želė kaitinant. Naudojant paviršių apdorotą hidroksipropilmetilceliuliozę, ją galima tiesiogiai įpilti į vandenį. Išmaišę ir išsklaidę įpilkite šarminių medžiagų, pvz., amoniako vandens, kad pH būtų 8-9, ir maišykite, kol visiškai ištirps. Hidroksipropilmetilceliuliozei be paviršiaus apdorojimo prieš naudojimą ją galima pamirkyti ir išbrinkinti karštu vandeniu, aukštesnėje nei 85°C, tada atvėsinti iki kambario temperatūros, tada maišyti su šaltu vandeniu arba lediniu vandeniu, kad ji visiškai ištirptų.
②Neorganinis tirštiklis
Šio tipo tirštiklis daugiausia yra kai kurie aktyvinto molio gaminiai, tokie kaip bentonitas, magnio aliuminio silikatinis molis ir kt. Jis pasižymi tuo, kad be tirštinimo efekto, jis taip pat turi gerą suspensijos efektą, gali užkirsti kelią nusėdimui ir neturės įtakos dangos atsparumui vandeniui. Po to, kai danga yra išdžiovinta ir suformuota į plėvelę, ji veikia kaip dangos plėvelės užpildas ir pan. Nepalankus veiksnys yra tai, kad tai labai paveiks dangos išlyginimą.
③ Sintetinis polimero tirštiklis
Sintetiniai polimeriniai tirštikliai dažniausiai naudojami akrile ir poliuretane (asociaciniai tirštikliai). Akrilo tirštikliai dažniausiai yra akrilo polimerai, turintys karboksilo grupių. Vandenyje, kurio pH vertė 8-10, karboksilo grupė disocijuoja ir išsipučia; kai pH reikšmė didesnė nei 10, ji ištirpsta vandenyje ir praranda tirštinimo efektą, todėl tirštinamasis poveikis labai jautrus pH reikšmei.
Akrilato tirštiklio tirštinimo mechanizmas yra tas, kad jo dalelės gali adsorbuotis ant dažuose esančių latekso dalelių paviršiaus ir po šarmo išbrinkimo suformuoti dangos sluoksnį, kuris padidina latekso dalelių tūrį, stabdo dalelių Brauno judėjimą, padidina dažų sistemos klampumą. ; Antra, tirštiklio išbrinkimas padidina vandens fazės klampumą.
(2) Tirštiklio įtaka dangos savybėms
Tirštiklio tipo poveikis dangos reologinėms savybėms yra toks:
Didėjant tirštiklio kiekiui, statinis dažų klampumas žymiai padidėja, o klampumo kitimo tendencija iš esmės yra nuosekli, kai veikiama išorinės šlyties jėgos.
Dėl tirštiklio poveikio dažų klampumas greitai krenta, kai juos veikia šlyties jėga, ir tai rodo pseudoplastiškumą.
Naudojant hidrofobiškai modifikuotą celiuliozės tirštiklį (pvz., EBS451FQ), esant dideliam šlyties greičiui, klampumas vis dar yra didelis, kai kiekis yra didelis.
Naudojant asociatyvius poliuretano tirštiklius (pvz., WT105A), esant dideliam šlyties greičiui, klampumas vis dar yra didelis, kai kiekis yra didelis.
Naudojant akrilo tirštiklius (pvz., ASE60), nors statinis klampumas greitai kyla, kai kiekis yra didelis, klampumas greitai mažėja esant didesniam šlyties greičiui.
3. Asociacinis tirštiklis
(1) storinimo mechanizmas
Celiuliozės eteris ir šarmuose brinkstantys akriliniai tirštikliai gali tik sutirštinti vandeninę fazę, tačiau neturi tirštinimo poveikio kitiems vandens pagrindo dažų komponentams, taip pat negali sukelti reikšmingos sąveikos tarp dažuose esančių pigmentų ir emulsijos dalelių, todėl dažų reologijos koreguoti negalima.
Asociatyvūs tirštikliai pasižymi tuo, kad ne tik sutirštėja dėl hidratacijos, bet ir sutirštėja dėl asociacijų tarpusavyje, su dispersinėmis dalelėmis ir kitais sistemos komponentais. Ši asociacija atsiskiria esant dideliam šlyties greičiui ir vėl susijungia esant mažam šlyties greičiui, todėl galima koreguoti dangos reologiją.
Asociacinio tirštiklio tirštinimo mechanizmas yra tas, kad jo molekulė yra linijinė hidrofilinė grandinė, polimero junginys, kurio abiejuose galuose yra lipofilinės grupės, tai yra, jo struktūroje yra hidrofilinių ir hidrofobinių grupių, todėl turi paviršinio aktyvumo medžiagų molekulėms būdingų savybių. gamta. Tokios tirštiklio molekulės gali ne tik hidratuotis ir išsipūsti, kad sutirštėtų vandeninė fazė, bet ir suformuoti miceles, kai jos vandeninio tirpalo koncentracija viršija tam tikrą vertę. Micelės gali susijungti su emulsijos polimerinėmis dalelėmis ir pigmento dalelėmis, kurios adsorbavo dispergentą, sudarydamos trimatę tinklo struktūrą, ir yra tarpusavyje sujungtos bei susipynusios, kad padidintų sistemos klampumą.
Dar svarbiau yra tai, kad šios asociacijos yra dinaminės pusiausvyros būsenoje, o tos susijusios micelės gali pakoreguoti savo padėtį, kai yra veikiamos išorinių jėgų, kad danga turėtų išlyginamąsias savybes. Be to, kadangi molekulė turi keletą micelių, ši struktūra sumažina vandens molekulių polinkį migruoti ir taip padidina vandeninės fazės klampumą.
(2) Vaidmuo dangose
Dauguma asociatyvinių tirštiklių yra poliuretanai, o jų santykinė molekulinė masė yra 103–104 eilės, dviem eilėmis mažesnė nei įprastos poliakrilo rūgšties ir celiuliozės tirštikliai, kurių santykinė molekulinė masė yra 105–106. Dėl mažos molekulinės masės efektyvus tūrio padidėjimas po hidratacijos yra mažesnis, todėl jo klampos kreivė yra plokštesnė nei neasociacinių tirštiklių.
Dėl mažos asociacinio tirštiklio molekulinės masės jo tarpmolekulinis įsipainiojimas vandens fazėje yra ribotas, todėl jo tirštinamasis poveikis vandens fazei nėra reikšmingas. Mažo šlyties greičio diapazone asociacijos konversija tarp molekulių yra daugiau nei asociacijos sunaikinimas tarp molekulių, visa sistema išlaiko būdingą suspensijos ir dispersijos būseną, o klampumas yra artimas dispersinės terpės (vandens) klampumui. Todėl dėl asociatyvaus tirštiklio vandens pagrindo dažų sistema turi mažesnį klampumą, kai ji yra mažo šlyties greičio srityje.
Asociaciniai tirštikliai padidina potencialią energiją tarp molekulių dėl susiejimo tarp dalelių dispersinėje fazėje. Tokiu būdu reikia daugiau energijos, kad būtų nutrauktas ryšys tarp molekulių esant dideliam šlyties greičiui, o šlyties jėga, reikalinga tokiam pačiam šlyties įtempimui pasiekti, taip pat yra didesnė, todėl sistema turi didesnį šlyties greitį esant dideliam šlyties greičiui. Tariamas klampumas. Didesnis didelio šlyties klampumas ir mažesnis mažo šlyties klampumas gali tiesiog kompensuoti įprastų tirštiklių trūkumą dažų reologinėse savybėse, tai yra, abu tirštikliai gali būti naudojami kartu, norint reguliuoti latekso dažų sklandumą. Kintamos eksploatacinės savybės, kad atitiktų visapusiškus dengimo į storą plėvelę ir dengimo plėvelės srauto reikalavimus.
Paskelbimo laikas: 2024-04-28