1. Дефиниција и функција на згуснувачот
Адитиви кои можат значително да ја зголемат вискозноста на боите на база на вода се нарекуваат згуснувачи.
Згуснувачите играат важна улога во производството, складирањето и изработката на премази.
Главната функција на згуснувачот е да ја зголеми вискозноста на облогата за да ги задоволи барањата на различни фази на употреба. Сепак, вискозноста што ја бара облогата во различни фази е различна. На пример:
За време на процесот на складирање, пожелно е да се има висок вискозитет за да се спречи таложење на пигментот;
За време на процесот на градење, пожелно е да се има умерен вискозитет за да се осигура дека бојата има добра четкање без прекумерно боење на бојата;
По изградбата, се надеваме дека вискозноста може брзо да се врати на висока вискозност по кратко временско задоцнување (процес на израмнување) за да се спречи доделување.
Течноста на водените облоги е не-Њутн.
Кога вискозноста на бојата се намалува со зголемување на силата на смолкнување, таа се нарекува псевдопластична течност, а најголемиот дел од бојата е псевдопластична течност.
Кога однесувањето на протокот на псевдопластичната течност е поврзано со неговата историја, односно е зависно од времето, тоа се нарекува тиксотропна течност.
Кога произведуваме премази, често свесно се обидуваме да ги направиме облогите тиксотропни, како што е додавањето адитиви.
Кога тиксотропијата на облогата е соодветна, таа може да ги реши противречностите на различните фази на облогата и да ги задоволи техничките потреби на различниот вискозитет на облогата во фазите на складирање, израмнување на конструкцијата и сушење.
Некои згуснувачи може да ја обдарат бојата со висока тиксотропија, така што таа има поголем вискозитет при мирување или со мала брзина на смолкнување (како складирање или транспорт), за да се спречи таложење на пигментот во бојата. И при висока стапка на смолкнување (како што е процесот на обложување), има низок вискозитет, така што облогата има доволен проток и израмнување.
Тиксотропијата е претставена со тиксотропниот индекс TI и се мери со Брукфилд вискометар.
TI=вискозитет (мерено на 6r/min)/вискозитет (измерено на 60r/min)
2. Видови згуснувачи и нивните ефекти врз својствата на облогата
(1) Видови Во однос на хемискиот состав, згуснувачите се поделени во две категории: органски и неоргански.
Неоргански типови вклучуваат бентонит, атапулгит, алуминиум магнезиум силикат, литиум магнезиум силикат, итн., органски видови како метил целулоза, хидроксиетил целулоза, полиакрилат, полиметакрилат, акрилна киселина или метил акрилен хомополимер или кополимер и кополимер итн.
Од гледна точка на влијанието врз реолошките својства на облогите, згуснувачите се делат на тиксотропни згуснувачи и асоцијативни згуснувачи. Во однос на барањата за изведба, количината на згуснувачот треба да биде помала и ефектот на згуснување е добар; не е лесно да се еродира од ензими; кога температурата или pH вредноста на системот се менува, вискозноста на облогата нема значително да се намали, а пигментот и филер нема да се флокулираат. ; Добра стабилност на складирање; добро задржување на водата, без очигледен феномен на пенење и без негативни ефекти врз работата на филмот за обложување.
① Згуснувач на целулоза
Згуснувачите на целулоза што се користат во облогите се главно метилцелулоза, хидроксиетилцелулоза и хидроксипропилметилцелулоза, а вторите две почесто се користат.
Хидроксиетил целулоза е производ добиен со замена на хидроксилните групи на гликозните единици на природната целулоза со хидроксиетилни групи. Спецификациите и моделите на производите главно се разликуваат според степенот на замена и вискозност.
Сортите на хидроксиетил целулоза се исто така поделени на нормален тип на растворање, тип на брза дисперзија и тип на биолошка стабилност. Што се однесува до начинот на употреба, хидроксиетил целулозата може да се додаде во различни фази во процесот на производство на облоги. Видот за брзо дисперзирање може да се додаде директно во форма на сув прав. Сепак, pH вредноста на системот пред да се додаде треба да биде помала од 7, главно затоа што хидроксиетил целулозата полека се раствора при ниска pH вредност и има доволно време водата да се инфилтрира во внатрешноста на честичките, а потоа рН вредноста се зголемува за таа брзо да се раствори. Соодветните чекори може да се користат и за да се подготви одредена концентрација на раствор од лепак и да се додаде во системот за обложување.
Хидроксипропил метилцелулозае производ добиен со замена на хидроксилната група на гликозната единица на природна целулоза со метокси група, додека другиот дел се заменува со хидроксипропил група. Неговиот ефект на згуснување е во основа ист како оној на хидроксиетил целулоза. И тој е отпорен на ензимско разградување, но неговата растворливост во вода не е толку добра како онаа на хидроксиетил целулозата и има недостаток на желатинирање кога се загрева. За површински третираната хидроксипропил метилцелулоза, може директно да се додаде во вода кога се користи. По мешањето и растурањето, додадете алкални материи како што е амонијак вода за да ја прилагодите pH вредноста на 8-9 и мешајте додека целосно не се раствори. За хидроксипропил метилцелулоза без површинска обработка, може да се натопи и набабри со топла вода над 85°C пред употреба, а потоа да се олади на собна температура, а потоа да се промеша со ладна вода или ледена вода за целосно да се раствори.
②Неоргански згуснувач
Овој вид на згуснувач е главно некои производи од активна глина, како што се бентонит, магнезиум алуминиум силикатна глина, итн. Се карактеризира со тоа што покрај ефектот на згуснување, има и добар ефект на суспензија, може да спречи тонење и нема да влијае на водоотпорноста на облогата. Откако облогата ќе се исуши и ќе се формира во фолија, тој делува како филер во облогата итн. Неповолен фактор е тоа што значително ќе влијае на израмнувањето на облогата.
③ Синтетички полимер згуснувач
Синтетичките полимерни згуснувачи најчесто се користат во акрилик и полиуретан (асоцијативни згуснувачи). Акрилните згуснувачи се претежно акрилни полимери кои содржат карбоксилни групи. Во вода со pH вредност од 8-10, карбоксилната група се дисоцира и станува отечена; кога pH вредноста е поголема од 10, се раствора во вода и го губи ефектот на згуснување, така што ефектот на згуснување е многу чувствителен на pH вредноста.
Механизмот на згуснување на акрилатниот згуснувач е во тоа што неговите честички можат да се адсорбираат на површината на честичките од латекс во бојата и да формираат слој за обложување по отекувањето на алкали, што го зголемува волуменот на честичките од латекс, го попречува Брауновото движење на честичките и ја зголемува вискозноста на системот за боја. ; Второ, отекувањето на згуснувачот ја зголемува вискозноста на водената фаза.
(2) Влијание на згуснувачот врз својствата на облогата
Ефектот на типот на згуснувачот врз реолошките својства на облогата е како што следува:
Кога се зголемува количината на згуснувачот, статичкиот вискозитет на бојата значително се зголемува, а трендот на промена на вискозноста е во основа конзистентен кога е подложен на надворешна сила на смолкнување.
Со ефект на згуснувач, вискозноста на бојата брзо опаѓа кога е подложена на сила на смолкнување, покажувајќи псевдопластичност.
Со користење на хидрофобно модифициран згуснувач на целулоза (како што е EBS451FQ), при високи стапки на смолкнување, вискозноста е сè уште висока кога количината е голема.
Со користење на асоцијативни полиуретански згуснувачи (како што е WT105A), при високи стапки на смолкнување, вискозноста е сè уште висока кога количината е голема.
Со користење на акрилни згуснувачи (како ASE60), иако статичкиот вискозитет брзо се зголемува кога количината е голема, вискозноста брзо се намалува со поголема брзина на смолкнување.
3. Асоцијативен згуснувач
(1) механизам за згуснување
Целулозниот етер и акрилните згуснувачи што се отекуваат со алкали можат само да ја згуснат водената фаза, но немаат ефект на згуснување на другите компоненти во бојата на база на вода, ниту пак можат да предизвикаат значителна интеракција помеѓу пигментите во бојата и честичките на емулзијата, така што реологијата на бојата не може да се прилагоди.
Асоцијативните згуснувачи се карактеризираат по тоа што освен што се згуснуваат преку хидратација, тие се згуснуваат и преку асоцијации меѓу себе, со дисперзирани честички и со други компоненти во системот. Оваа асоцијација се откачува при високи стапки на смолкнување и повторно се поврзува при ниски стапки на смолкнување, овозможувајќи да се прилагоди реологијата на облогата.
Механизмот на згуснување на асоцијативниот згуснувач е тоа што неговата молекула е линеарен хидрофилен ланец, полимерно соединение со липофилни групи на двата краја, односно има хидрофилни и хидрофобни групи во структурата, па затоа има карактеристики на молекули на сурфактант. природата. Ваквите молекули на згуснувачот не само што можат да хидратираат и набабруваат за да ја згуснат водната фаза, туку и да формираат мицели кога концентрацијата на неговиот воден раствор надминува одредена вредност. Мицелите можат да се поврзат со полимерните честички на емулзијата и пигментните честички кои го адсорбирале дисперзантот за да формираат тродимензионална мрежна структура и се меѓусебно поврзани и заплеткани за да ја зголемат вискозноста на системот.
Она што е поважно е дека овие асоцијации се во состојба на динамична рамнотежа, а поврзаните мицели можат да ги приспособат своите позиции кога се подложени на надворешни сили, така што облогата има својства за израмнување. Дополнително, бидејќи молекулата има неколку мицели, оваа структура ја намалува тенденцијата на мигрирање на молекулите на водата и на тој начин ја зголемува вискозноста на водната фаза.
(2) Улогата во облогите
Повеќето од асоцијативните згуснувачи се полиуретани, а нивните релативни молекуларни тежини се помеѓу 103-104 реда на магнитуда, два реда пониска од обичните згуснувачи на полиакрилна киселина и целулоза со релативна молекуларна тежина помеѓу 105-106. Поради малата молекуларна тежина, ефективно зголемување на волуменот по хидратацијата е помало, така што неговата крива на вискозност е порамна од онаа на неасоцијативните згуснувачи.
Поради малата молекуларна тежина на асоцијативниот згуснувач, неговото меѓумолекуларно заплеткување во водната фаза е ограничено, така што неговиот ефект на згуснување врз водната фаза не е значаен. Во опсегот на ниска стапка на смолкнување, асоцијативната конверзија помеѓу молекулите е повеќе од уништувањето на асоцијацијата помеѓу молекулите, целиот систем одржува инхерентна состојба на суспензија и дисперзија, а вискозноста е блиска до вискозноста на медиумот за дисперзија (вода). Затоа, асоцијативниот згуснувач прави системот за боја на база на вода да покажува помала очигледна вискозност кога е во регионот со мала брзина на смолкнување.
Асоцијативните згуснувачи ја зголемуваат потенцијалната енергија помеѓу молекулите поради поврзаноста помеѓу честичките во дисперзираната фаза. На овој начин, потребна е повеќе енергија за да се прекине поврзаноста помеѓу молекулите при високи стапки на смолкнување, а силата на смолкнување потребна за постигнување на истото напрегање на смолкнување е исто така поголема, така што системот покажува поголема стапка на смолкнување при високи стапки на смолкнување. Очигледна вискозност. Повисокиот вискозитет со висок смолкнување и помалиот вискозитет со низок смолкнување може само да го надополнат недостатокот на заеднички згуснувачи во реолошките својства на бојата, односно, двата згуснувачи може да се користат во комбинација за прилагодување на флуидноста на латексната боја. Променливи перформанси, за да се задоволат сеопфатните барања за обложување во густ филм и проток на филм за обложување.
Време на објавување: Април-28-2024