1. Biezinātāja definīcija un funkcija
Piedevas, kas var būtiski palielināt ūdens bāzes krāsu viskozitāti, sauc par biezinātājiem.
Biezinātājiem ir svarīga loma pārklājumu ražošanā, uzglabāšanā un būvniecībā.
Biezinātāja galvenā funkcija ir palielināt pārklājuma viskozitāti, lai tas atbilstu dažādu lietošanas posmu prasībām. Tomēr viskozitāte, kas nepieciešama pārklājumam dažādos posmos, ir atšķirīga. Piemēram:
Uzglabāšanas procesā vēlama augsta viskozitāte, lai pigments nenosēstos;
Būvniecības procesā vēlama mērena viskozitāte, lai nodrošinātu, ka krāsai ir laba ķemmējamība bez pārmērīgas krāsas traipa;
Cerams, ka pēc būvniecības viskozitāte pēc neilga laika (izlīdzināšanas process) ātri atgriezīsies pie augstās viskozitātes, lai novērstu nokarāšanos.
Ūdens bāzes pārklājumu plūstamība nav Ņūtona.
Kad krāsas viskozitāte samazinās, palielinoties bīdes spēkam, to sauc par pseidoplastisku šķidrumu, un lielākā daļa krāsas ir pseidoplastisks šķidrums.
Ja pseidoplastiskā šķidruma plūsmas uzvedība ir saistīta ar tā vēsturi, tas ir, tā ir atkarīga no laika, to sauc par tiksotropu šķidrumu.
Ražojot pārklājumus, mēs bieži apzināti cenšamies padarīt pārklājumus tiksotropus, piemēram, pievienojot piedevas.
Ja pārklājuma tiksotropija ir piemērota, tas var atrisināt dažādu pārklājuma posmu pretrunas un apmierināt dažādas pārklājuma viskozitātes tehniskās vajadzības uzglabāšanas, konstrukcijas izlīdzināšanas un žāvēšanas posmos.
Daži biezinātāji var piešķirt krāsai augstu tiksotropiju, lai tai būtu augstāka viskozitāte miera stāvoklī vai ar zemu bīdes ātrumu (piemēram, uzglabājot vai transportējot), tādējādi novēršot krāsas pigmenta nogulsnēšanos. Un ar lielu bīdes ātrumu (piemēram, pārklāšanas procesā) tam ir zema viskozitāte, lai pārklājumam būtu pietiekama plūsma un izlīdzināšana.
Tiksotropiju attēlo ar tiksotropo indeksu TI un mēra ar Brukfīldas viskozimetru.
TI = viskozitāte (mērīta pie 6r/min)/viskozitāte (mērīta pie 60r/min)
2. Biezinātāju veidi un to ietekme uz pārklājuma īpašībām
(1) Veidi Pēc ķīmiskā sastāva biezinātājus iedala divās kategorijās: organiskajos un neorganiskajos.
Neorganiskie veidi ir bentonīts, atapulgīts, alumīnija magnija silikāts, litija magnija silikāts utt., Organiskie veidi, piemēram, metilceluloze, hidroksietilceluloze, poliakrilāts, polimetakrilāts, akrilskābe vai metilakrila homopolimērs vai kopolimērs un poliuretāns utt.
No ietekmes uz pārklājumu reoloģiskām īpašībām perspektīvas biezinātājus iedala tiksotropiskajos biezinātājos un asociatīvajos biezinātājos. Runājot par veiktspējas prasībām, biezinātāja daudzumam jābūt mazākam, un sabiezēšanas efekts ir labs; to nav viegli noārdīt ar fermentiem; mainoties sistēmas temperatūrai vai pH vērtībai, pārklājuma viskozitāte būtiski nesamazināsies, pigments un pildviela netiks flokulēta. ; Laba uzglabāšanas stabilitāte; laba ūdens aizture, nav acīmredzamas putošanas parādības un negatīvas ietekmes uz pārklājuma plēves veiktspēju.
① Celulozes biezinātājs
Pārklājumos izmantotie celulozes biezinātāji galvenokārt ir metilceluloze, hidroksietilceluloze un hidroksipropilmetilceluloze, un biežāk tiek izmantoti pēdējie divi.
Hidroksietilceluloze ir produkts, ko iegūst, aizstājot hidroksilgrupas dabiskās celulozes glikozes vienībās ar hidroksietilgrupām. Produktu specifikācijas un modeļi galvenokārt tiek atšķirti pēc aizstāšanas pakāpes un viskozitātes.
Hidroksietilcelulozes šķirnes tiek iedalītas arī parastajā šķīšanas tipā, ātrās dispersijas veidā un bioloģiskās stabilitātes veidā. Kas attiecas uz lietošanas metodi, hidroksietilcelulozi var pievienot dažādos pārklājuma ražošanas procesa posmos. Ātri šķīstošo veidu var pievienot tieši sausa pulvera veidā. Tomēr sistēmas pH vērtībai pirms pievienošanas jābūt mazākai par 7, galvenokārt tāpēc, ka pie zemas pH vērtības hidroksietilceluloze šķīst lēni, un ir pietiekami daudz laika, lai ūdens iesūktos daļiņu iekšpusē, un pēc tam pH vērtība tiek palielināta, lai tā ātri izšķīst. Atbilstošās darbības var izmantot arī, lai sagatavotu noteiktas koncentrācijas līmes šķīdumu un pievienotu to pārklājuma sistēmai.
Hidroksipropilmetilcelulozeir produkts, ko iegūst, aizstājot hidroksilgrupu dabiskās celulozes glikozes vienībā ar metoksigrupu, bet otru daļu aizstāj ar hidroksipropilgrupu. Tās sabiezēšanas efekts būtībā ir tāds pats kā hidroksietilcelulozei. Un tas ir izturīgs pret enzīmu noārdīšanos, bet tā šķīdība ūdenī nav tik laba kā hidroksietilcelulozes šķīdība, un tam ir trūkums, ka karsējot tas saželējas. Virsmai apstrādātai hidroksipropilmetilcelulozei to var tieši pievienot ūdenim, kad to lieto. Pēc maisīšanas un izkliedēšanas pievienojiet sārmainas vielas, piemēram, amonjaka ūdeni, lai noregulētu pH vērtību līdz 8-9, un samaisiet, līdz pilnībā izšķīst. Hidroksipropilmetilcelulozei bez virsmas apstrādes to pirms lietošanas var mērcēt un uzbriest karstā ūdenī virs 85°C, pēc tam atdzesēt līdz istabas temperatūrai, pēc tam maisīt ar aukstu ūdeni vai ledusūdeni, lai tā pilnībā izšķīdinātu.
②Neorganiskais biezinātājs
Šāda veida biezinātājs galvenokārt ir daži aktivētā māla izstrādājumi, piemēram, bentonīts, magnija alumīnija silikāta māls utt. To raksturo tas, ka papildus sabiezēšanas efektam tam ir arī laba suspensijas iedarbība, tas var novērst nogrimšanu un neietekmēs pārklājuma ūdensizturību. Pēc pārklājuma žāvēšanas un plēves izveidošanas tas darbojas kā pārklājuma plēves pildviela utt. Nelabvēlīgs faktors ir tas, ka tas būtiski ietekmēs pārklājuma izlīdzināšanu.
③ Sintētiskais polimēru biezinātājs
Sintētiskos polimēru biezinātājus pārsvarā izmanto akrilā un poliuretānā (asociatīvie biezinātāji). Akrila biezinātāji galvenokārt ir akrila polimēri, kas satur karboksilgrupas. Ūdenī ar pH vērtību 8-10 karboksilgrupa sadalās un uzbriest; kad pH vērtība ir lielāka par 10, tas izšķīst ūdenī un zaudē sabiezēšanas efektu, tāpēc sabiezošais efekts ir ļoti jutīgs pret pH vērtību.
Akrilāta biezinātāja sabiezēšanas mehānisms ir tāds, ka tā daļiņas var adsorbēties uz krāsas lateksa daļiņu virsmas un pēc sārmu uzbriešanas veido pārklājuma slāni, kas palielina lateksa daļiņu tilpumu, kavē daļiņu Brauna kustību un palielina krāsas sistēmas viskozitāti. ; Otrkārt, biezinātāja pietūkums palielina ūdens fāzes viskozitāti.
(2) Biezinātāja ietekme uz pārklājuma īpašībām
Biezinātāja veida ietekme uz pārklājuma reoloģiskajām īpašībām ir šāda:
Palielinoties biezinātāja daudzumam, krāsas statiskā viskozitāte ievērojami palielinās, un viskozitātes izmaiņu tendence būtībā ir konsekventa, ja to pakļauj ārējam bīdes spēkam.
Ar biezinātāja iedarbību krāsas viskozitāte strauji samazinās, kad tā tiek pakļauta bīdes spēkam, parādot pseidoplastiskumu.
Izmantojot hidrofobiski modificētu celulozes biezinātāju (piemēram, EBS451FQ), ar lielu bīdes ātrumu viskozitāte joprojām ir augsta, ja daudzums ir liels.
Izmantojot asociatīvos poliuretāna biezinātājus (piemēram, WT105A), ar lielu bīdes ātrumu viskozitāte joprojām ir augsta, ja daudzums ir liels.
Izmantojot akrila biezinātājus (piemēram, ASE60), lai gan statiskā viskozitāte strauji palielinās, ja daudzums ir liels, viskozitāte strauji samazinās ar lielāku bīdes ātrumu.
3. Asociatīvais biezinātājs
(1) sabiezēšanas mehānisms
Celulozes ēteris un sārmā uzbriestošie akrila biezinātāji var tikai sabiezēt ūdens fāzi, bet tiem nav sabiezēšanas ietekmes uz citām ūdens bāzes krāsas sastāvdaļām, kā arī tie nevar radīt būtisku mijiedarbību starp krāsas pigmentiem un emulsijas daļiņām, tāpēc krāsas reoloģiju nevar regulēt.
Asociatīvie biezinātāji ir raksturīgi ar to, ka papildus sabiezēšanai hidratācijas rezultātā tie sabiezē arī, saistot tos savā starpā, ar izkliedētām daļiņām un citiem sistēmas komponentiem. Šī saistība atdalās pie lielām bīdes ātrumiem un atkal savienojas ar zemu bīdes ātrumu, ļaujot pielāgot pārklājuma reoloģiju.
Asociatīvā biezinātāja sabiezēšanas mehānisms ir tāds, ka tā molekula ir lineāra hidrofila ķēde, polimēru savienojums ar lipofīlām grupām abos galos, tas ir, tā struktūrā ir hidrofilas un hidrofobas grupas, tāpēc tai ir virsmaktīvās vielas molekulu īpašības. dabu. Šādas biezinātāja molekulas var ne tikai hidratēties un uzbriest, lai sabiezinātu ūdens fāzi, bet arī veidot micellas, kad tā ūdens šķīduma koncentrācija pārsniedz noteiktu vērtību. Micellas var asociēties ar emulsijas polimēra daļiņām un pigmenta daļiņām, kas ir adsorbējušas disperģētāju, veidojot trīsdimensiju tīkla struktūru, un ir savstarpēji savienotas un sapinušās, lai palielinātu sistēmas viskozitāti.
Vēl svarīgāk ir tas, ka šīs asociācijas atrodas dinamiskā līdzsvara stāvoklī, un šīs saistītās micellas var pielāgot savas pozīcijas, ja tās tiek pakļautas ārējiem spēkiem, lai pārklājumam būtu izlīdzināšanas īpašības. Turklāt, tā kā molekulai ir vairākas micellas, šī struktūra samazina ūdens molekulu migrācijas tendenci un tādējādi palielina ūdens fāzes viskozitāti.
(2) Nozīme pārklājumos
Lielākā daļa asociatīvo biezinātāju ir poliuretāni, un to relatīvā molekulmasa ir no 103 līdz 104 kārtām, kas ir par divām kārtām mazāka nekā parastajai poliakrilskābei un celulozes biezinātājiem ar relatīvo molekulmasu no 105 līdz 106. Zemās molekulmasas dēļ efektīvais tilpuma pieaugums pēc hidratācijas ir mazāks, tāpēc tā viskozitātes līkne ir plakanāka nekā neasociatīvajiem biezinātājiem.
Asociatīvā biezinātāja zemās molekulmasas dēļ tā starpmolekulāra sapīšanās ūdens fāzē ir ierobežota, tāpēc tā sabiezējošā ietekme uz ūdens fāzi nav būtiska. Zema bīdes ātruma diapazonā asociācijas konversija starp molekulām ir vairāk nekā asociācijas iznīcināšana starp molekulām, visa sistēma saglabā raksturīgu suspensijas un dispersijas stāvokli, un viskozitāte ir tuvu dispersijas vides (ūdens) viskozitātei. Tāpēc asociatīvais biezinātājs padara ūdens bāzes krāsu sistēmai zemāku šķietamo viskozitāti, ja tā atrodas zemas bīdes ātruma zonā.
Asociatīvie biezinātāji palielina potenciālo enerģiju starp molekulām, pateicoties saistībai starp daļiņām izkliedētā fāzē. Tādā veidā ir nepieciešams vairāk enerģijas, lai izjauktu saikni starp molekulām pie lieliem bīdes ātrumiem, un arī bīdes spēks, kas nepieciešams, lai sasniegtu tādu pašu bīdes spriedzi, ir lielāks, lai sistēma uzrāda lielāku bīdes ātrumu pie lieliem bīdes ātrumiem. Šķietamā viskozitāte. Augstāka viskozitāte ar augstu bīdes spēku un zemāka viskozitāte ar zemu bīdes koeficientu var tikai kompensēt kopējo biezinātāju trūkumu krāsas reoloģiskajās īpašībās, tas ir, abus biezinātājus var izmantot kombinācijā, lai pielāgotu lateksa krāsas plūstamību. Mainīga veiktspēja, lai atbilstu visaptverošajām prasībām attiecībā uz pārklājumu biezā plēvē un pārklājuma plēves plūsmu.
Izlikšanas laiks: 28.04.2024