1. Definisi dan fungsi pemekat
Aditif yang boleh meningkatkan kelikatan cat berasaskan air dengan ketara dipanggil pemekat.
Penebal memainkan peranan penting dalam pengeluaran, penyimpanan dan pembinaan salutan.
Fungsi utama pemekat adalah untuk meningkatkan kelikatan salutan untuk memenuhi keperluan peringkat penggunaan yang berbeza. Walau bagaimanapun, kelikatan yang diperlukan oleh salutan pada peringkat yang berbeza adalah berbeza. Cth:
Semasa proses penyimpanan, adalah wajar untuk mempunyai kelikatan yang tinggi untuk mengelakkan pigmen daripada mendap;
Semasa proses pembinaan, adalah wajar untuk mempunyai kelikatan sederhana untuk memastikan cat mempunyai kebolehberusan yang baik tanpa pewarnaan cat yang berlebihan;
Selepas pembinaan, adalah diharapkan kelikatan dapat kembali dengan cepat kepada kelikatan yang tinggi selepas lag masa yang singkat (proses meratakan) untuk mengelakkan kendur.
Kecairan salutan bawaan air adalah bukan Newtonian.
Apabila kelikatan cat berkurangan dengan peningkatan daya ricih, ia dipanggil cecair pseudoplastik, dan kebanyakan cat adalah cecair pseudoplastik.
Apabila kelakuan aliran cecair pseudoplastik dikaitkan dengan sejarahnya, iaitu, ia bergantung kepada masa, ia dipanggil cecair thixotropic.
Apabila membuat salutan, kita sering secara sedar cuba membuat salutan thixotropic, seperti menambah bahan tambahan.
Apabila thixotropy salutan adalah sesuai, ia boleh menyelesaikan percanggahan pelbagai peringkat salutan, dan memenuhi keperluan teknikal kelikatan salutan yang berbeza dalam penyimpanan, meratakan pembinaan, dan peringkat pengeringan.
Sesetengah pemekat boleh memberikan cat dengan thixotropy yang tinggi, supaya ia mempunyai kelikatan yang lebih tinggi semasa rehat atau pada kadar ricih yang rendah (seperti penyimpanan atau pengangkutan), untuk mengelakkan pigmen dalam cat daripada mendap. Dan di bawah kadar ricih yang tinggi (seperti proses salutan), ia mempunyai kelikatan yang rendah, supaya salutan mempunyai aliran dan perataan yang mencukupi.
Thixotropy diwakili oleh indeks thixotropic TI dan diukur oleh viskometer Brookfield.
TI=kelikatan (diukur pada 6r/min)/kelikatan (diukur pada 60r/min)
2. Jenis pemekat dan kesannya terhadap sifat salutan
(1) Jenis Dari segi komposisi kimia, pemekat terbahagi kepada dua kategori: organik dan bukan organik.
Jenis bukan organik termasuk bentonit, attapulgite, aluminium magnesium silikat, litium magnesium silikat, dsb., jenis organik seperti metil selulosa, hidroksietil selulosa, poliakrilat, polimetakrilat, asid akrilik atau metil Homopolimer akrilik atau kopolimer dan poliuretana dsb.
Dari perspektif pengaruh pada sifat reologi salutan, pemekat dibahagikan kepada pemekat thixotropic dan pemekat bersekutu. Dari segi keperluan prestasi, jumlah pemekat hendaklah kurang dan kesan pemekatan adalah baik; ia tidak mudah dihakis oleh enzim; apabila suhu atau nilai pH sistem berubah, kelikatan salutan tidak akan berkurangan dengan ketara, dan pigmen dan pengisi tidak akan terkumpul. ; Kestabilan penyimpanan yang baik; pengekalan air yang baik, tiada fenomena berbuih yang jelas dan tiada kesan buruk terhadap prestasi filem salutan.
①Pemekat selulosa
Pemekat selulosa yang digunakan dalam salutan adalah terutamanya metilselulosa, hidroksietilselulosa dan hidroksipropilmetilselulosa, dan dua yang terakhir lebih biasa digunakan.
Hidroksietil selulosa ialah produk yang diperoleh dengan menggantikan kumpulan hidroksil pada unit glukosa selulosa semula jadi dengan kumpulan hidroksietil. Spesifikasi dan model produk terutamanya dibezakan mengikut tahap penggantian dan kelikatan.
Varieti hidroksietil selulosa juga dibahagikan kepada jenis pembubaran normal, jenis penyebaran cepat dan jenis kestabilan biologi. Setakat kaedah penggunaan berkenaan, hidroksietil selulosa boleh ditambah pada peringkat yang berbeza dalam proses pengeluaran salutan. Jenis cepat meresap boleh ditambah terus dalam bentuk serbuk kering. Walau bagaimanapun, nilai pH sistem sebelum menambah hendaklah kurang daripada 7, terutamanya kerana hidroksietil selulosa larut perlahan-lahan pada nilai pH rendah, dan terdapat masa yang mencukupi untuk air menyusup ke bahagian dalam zarah, dan kemudian nilai pH ditingkatkan untuk menjadikannya Larut dengan cepat. Langkah-langkah yang sepadan juga boleh digunakan untuk menyediakan kepekatan larutan gam tertentu dan menambahnya pada sistem salutan.
Hidroksipropil metilselulosaialah produk yang diperoleh dengan menggantikan kumpulan hidroksil pada unit glukosa selulosa semula jadi dengan kumpulan metoksi, manakala bahagian lain digantikan oleh kumpulan hidroksipropil. Kesan pemekatnya pada asasnya sama dengan hidroksietil selulosa. Dan ia tahan terhadap degradasi enzimatik, tetapi keterlarutan airnya tidak sebagus hidroksietil selulosa, dan ia mempunyai kelemahan mengegel apabila dipanaskan. Untuk hidroksipropil metilselulosa yang dirawat permukaan, ia boleh ditambah terus ke dalam air apabila digunakan. Selepas kacau dan serak, masukkan bahan beralkali seperti air ammonia untuk menyesuaikan nilai pH kepada 8-9, dan kacau sehingga larut sepenuhnya. Untuk hidroksipropil metilselulosa tanpa rawatan permukaan, ia boleh direndam dan dibengkak dengan air panas melebihi 85°C sebelum digunakan, dan kemudian disejukkan ke suhu bilik, kemudian dikacau dengan air sejuk atau air ais untuk membubarkannya sepenuhnya.
②Pemekat bukan organik
Jenis pemekat ini terutamanya beberapa produk tanah liat yang diaktifkan, seperti bentonit, magnesium aluminium silikat tanah liat, dan lain-lain. Ia dicirikan sebagai tambahan kepada kesan penebalan, ia juga mempunyai kesan penggantungan yang baik, boleh mengelakkan tenggelam, dan tidak akan menjejaskan rintangan air salutan. Selepas salutan dikeringkan dan dibentuk menjadi filem, ia bertindak sebagai pengisi dalam filem salutan, dan lain-lain. Faktor yang tidak menguntungkan ialah ia akan menjejaskan dengan ketara perataan salutan.
③ Pemekat polimer sintetik
Pemekat polimer sintetik kebanyakannya digunakan dalam akrilik dan poliuretana (pemekat bersekutu). Pemekat akrilik kebanyakannya polimer akrilik yang mengandungi kumpulan karboksil. Dalam air dengan nilai pH 8-10, kumpulan karboksil berpisah dan menjadi bengkak; apabila nilai pH lebih besar daripada 10, ia larut dalam air dan kehilangan kesan penebalan, jadi kesan pemekatan sangat sensitif terhadap nilai pH.
Mekanisme penebalan pemekat akrilat ialah zarahnya boleh diserap pada permukaan zarah lateks dalam cat, dan membentuk lapisan salutan selepas pembengkakan alkali, yang meningkatkan isipadu zarah lateks, menghalang gerakan Brownian zarah, dan meningkatkan kelikatan sistem cat. ; Kedua, bengkak pemekat meningkatkan kelikatan fasa air.
(2) Pengaruh pemekat pada sifat salutan
Kesan jenis pemekat pada sifat reologi salutan adalah seperti berikut:
Apabila jumlah pemekat meningkat, kelikatan statik cat meningkat dengan ketara, dan trend perubahan kelikatan pada asasnya adalah konsisten apabila tertakluk kepada daya ricih luaran.
Dengan kesan pemekat, kelikatan cat menurun dengan cepat apabila ia dikenakan daya ricih, menunjukkan pseudoplastisitas.
Menggunakan pemekat selulosa yang diubah suai secara hidrofobik (seperti EBS451FQ), pada kadar ricih yang tinggi, kelikatan masih tinggi apabila jumlahnya besar.
Menggunakan pemekat poliuretana bersekutu (seperti WT105A), pada kadar ricih yang tinggi, kelikatan masih tinggi apabila jumlahnya besar.
Menggunakan pemekat akrilik (seperti ASE60), walaupun kelikatan statik meningkat dengan cepat apabila jumlahnya besar, kelikatan berkurangan dengan cepat pada kadar ricih yang lebih tinggi.
3. Pemekat bersekutu
(1) mekanisme penebalan
Eter selulosa dan pemekat akrilik boleh bengkak alkali hanya boleh menebal fasa air, tetapi tidak mempunyai kesan pemekat pada komponen lain dalam cat berasaskan air, dan ia juga tidak boleh menyebabkan interaksi yang ketara antara pigmen dalam cat dan zarah emulsi, jadi Reologi cat tidak boleh diselaraskan.
Pemekat bersekutu dicirikan sebagai tambahan kepada penebalan melalui penghidratan, ia juga menebal melalui perkaitan antara mereka sendiri, dengan zarah yang tersebar, dan dengan komponen lain dalam sistem. Perkaitan ini terputus pada kadar ricih yang tinggi dan mengaitkan semula pada kadar ricih yang rendah, membolehkan reologi salutan diselaraskan.
Mekanisme penebalan pemekat bersekutu ialah molekulnya adalah rantai hidrofilik linear, sebatian polimer dengan kumpulan lipofilik di kedua-dua hujungnya, iaitu, ia mempunyai kumpulan hidrofilik dan hidrofobik dalam struktur, jadi ia mempunyai ciri-ciri molekul surfaktan. alam semula jadi. Molekul pemekat sedemikian bukan sahaja boleh menghidrat dan membengkak untuk menebal fasa air, tetapi juga membentuk misel apabila kepekatan larutan akueusnya melebihi nilai tertentu. Misel boleh dikaitkan dengan zarah polimer emulsi dan zarah pigmen yang telah menjerap penyerakan untuk membentuk struktur rangkaian tiga dimensi, dan saling berkaitan dan terjerat untuk meningkatkan kelikatan sistem.
Apa yang lebih penting ialah persatuan ini berada dalam keadaan keseimbangan dinamik, dan misel yang berkaitan boleh melaraskan kedudukannya apabila tertakluk kepada daya luar, supaya salutan mempunyai sifat meratakan. Di samping itu, oleh kerana molekul mempunyai beberapa misel, struktur ini mengurangkan kecenderungan molekul air untuk berhijrah dan dengan itu meningkatkan kelikatan fasa akueus.
(2) Peranan dalam salutan
Kebanyakan pemekat bersekutu adalah poliuretana, dan berat molekul relatifnya adalah antara 103-104 urutan magnitud, dua urutan magnitud lebih rendah daripada asid poliakrilik biasa dan pemekat selulosa dengan berat molekul relatif antara 105-106. Oleh kerana berat molekul yang rendah, peningkatan isipadu berkesan selepas penghidratan adalah kurang, jadi lengkung kelikatannya lebih rata daripada pemekat bukan bersekutu.
Oleh kerana berat molekul rendah pemekat bersekutu, keterjeratan antara molekulnya dalam fasa air adalah terhad, jadi kesan pemekatannya pada fasa air tidak ketara. Dalam julat kadar ricih yang rendah, penukaran persatuan antara molekul adalah lebih daripada pemusnahan persatuan antara molekul, keseluruhan sistem mengekalkan keadaan penggantungan dan penyebaran yang wujud, dan kelikatan adalah hampir dengan kelikatan medium penyebaran (air). Oleh itu, pemekat bersekutu menjadikan sistem cat berasaskan air mempamerkan kelikatan ketara yang lebih rendah apabila ia berada di kawasan kadar ricih yang rendah.
Pemekat bersekutu meningkatkan tenaga potensi antara molekul disebabkan oleh perkaitan antara zarah dalam fasa tersebar. Dengan cara ini, lebih banyak tenaga diperlukan untuk memecahkan perkaitan antara molekul pada kadar ricih yang tinggi, dan daya ricih yang diperlukan untuk mencapai terikan ricih yang sama juga lebih besar, supaya sistem mempamerkan kadar ricih yang lebih tinggi pada kadar ricih yang tinggi. Kelikatan yang ketara. Kelikatan ricih tinggi yang lebih tinggi dan kelikatan ricih rendah yang lebih rendah hanya boleh mengimbangi kekurangan pemekat biasa dalam sifat reologi cat, iaitu, kedua-dua pemekat boleh digunakan dalam kombinasi untuk melaraskan kecairan cat lateks. Prestasi berubah-ubah, untuk memenuhi keperluan komprehensif salutan ke dalam filem tebal dan aliran filem salutan.
Masa siaran: Apr-28-2024