Шпаклевочный порошок в основном состоит из пленкообразующих веществ (связующих материалов), наполнителей, водоудерживающих агентов, загустителей, пеногасителей и т. д. К распространенным органическим химическим сырьевым материалам для шпаклевочного порошка относятся: целлюлоза, прежелатинизированный крахмал, эфир крахмала, поливиниловый спирт, диспергируемый латексный порошок и др. Ниже по отдельности анализируются характеристики и применение различных химических сырьевых материалов.
1: Определение и различия между волокном, целлюлозой и целлюлозным эфиром
Волокно (США: Fiber; английский: Fiber) — это вещество, состоящее из непрерывных или прерывистых волокон. Например, растительное волокно, животная шерсть, шелковое волокно, синтетическое волокно и т. д.
Целлюлоза — это макромолекулярный полисахарид, состоящий из глюкозы и являющийся основным структурным компонентом клеточных стенок растений. При комнатной температуре целлюлоза нерастворима ни в воде, ни в обычных органических растворителях. Содержание целлюлозы в хлопке составляет около 100%, что делает его самым чистым природным источником целлюлозы. В древесине целлюлоза составляет 40-50%, а гемицеллюлоза — 10-30%, лигнин — 20-30%. Разница между целлюлозой (справа) и крахмалом (слева):
В общем, и крахмал, и целлюлоза являются макромолекулярными полисахаридами, и их молекулярная формула может быть выражена как (C6H10O5)n. Молекулярная масса целлюлозы больше, чем у крахмала, и целлюлоза может разлагаться с образованием крахмала. Целлюлоза представляет собой D-глюкозу и β-1,4-гликозид. Макромолекулярные полисахариды состоят из связей, тогда как крахмал образуется α-1,4-гликозидными связями. Целлюлоза обычно не разветвлена, в то время как крахмал разветвлен 1,6-гликозидными связями. Целлюлоза плохо растворима в воде, тогда как крахмал растворим в горячей воде. Целлюлоза нечувствительна к амилазе и не синеет при воздействии йода.
Английское название целлюлозного эфира — cellulose ether. Это полимерное соединение с эфирной структурой, образованное из целлюлозы. Оно является продуктом химической реакции целлюлозы (растительной) с этерифицирующим агентом. В зависимости от химической структуры заместителя после этерификации, эфиры можно разделить на анионные, катионные и неионные. В зависимости от используемого этерифицирующего агента, встречаются метилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, этилцеллюлоза, бензилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, цианоэтилцеллюлоза, бензилцианоэтилцеллюлоза, карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза и фенилцеллюлоза и др. В строительной отрасли целлюлозный эфир также называют целлюлозой, что является нерегулярным названием, и правильно его называть целлюлозой (или эфиром). Механизм загущения целлюлозоэфирным загустителем. Целлюлозоэфирный загуститель является неионогенным загустителем, который загущает в основном за счет гидратации и переплетения молекул. Полимерная цепь целлюлозоэфира легко образует водородные связи с водой, и эти водородные связи обеспечивают высокую степень гидратации и межмолекулярного переплетения.
При добавлении эфира целлюлозы в латексную краску она поглощает большое количество воды, что приводит к значительному увеличению её объёма и уменьшению свободного пространства для пигментов, наполнителей и частиц латекса; одновременно молекулярные цепи эфира целлюлозы переплетаются, образуя трёхмерную сетчатую структуру, в результате чего цветные наполнители и частицы латекса оказываются запертыми в центре сетки и не могут свободно перемещаться. Благодаря этим двум эффектам улучшается вязкость системы! Достигнут необходимый нам эффект загущения!
Обычная целлюлоза (эфир): Как правило, на рынке целлюлоза обозначается гидроксипропил-, гидроксиэтил- в основном используется в красках, латексных красках, а гидроксипропилметилцеллюлоза — в растворах, шпатлевках и других продуктах. Карбоксиметилцеллюлоза используется в качестве обычной шпатлевки для внутренних стен. Карбоксиметилцеллюлоза, также известная как натриевая карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ): Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) — это нетоксичный, без запаха белый хлопьевидный порошок со стабильными свойствами, легко растворимый в воде. Щелочная или щелочная прозрачная вязкая жидкость, растворимая в других водорастворимых клеях и смолах, нерастворимая в органических растворителях, таких как этанол. Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) может использоваться в качестве связующего вещества, загустителя, суспендирующего агента, эмульгатора, диспергатора, стабилизатора, проклеивающего агента и т. д. Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) является продуктом с наибольшим объемом производства, самым широким спектром применения и наиболее удобным использованием среди эфиров целлюлозы, широко известным как «промышленный глутамат натрия». Карбоксиметилцеллюлоза обладает функциями связывания, загущения, усиления, эмульгирования, удержания воды и суспендирования. 1. Применение карбоксиметилцеллюлозы натрия в пищевой промышленности: карбоксиметилцеллюлоза натрия является не только хорошим эмульгирующим стабилизатором и загустителем в пищевой промышленности, но также обладает превосходной стабильностью при замораживании и плавлении, а также может улучшать вкус продукта и продлевать срок хранения. 2. Использование карбоксиметилцеллюлозы натрия в фармацевтической промышленности: она может использоваться в качестве стабилизатора эмульсий для инъекций, связующего вещества и пленкообразующего агента для таблеток в фармацевтической промышленности. 3. КМЦ может использоваться в качестве противоосадочного агента, эмульгатора, диспергатора, выравнивающего агента и клея для покрытий. Она обеспечивает равномерное распределение твердых частиц покрытия в растворителе, предотвращая расслоение покрытия в течение длительного времени. Также широко используется в лакокрасочных материалах. 4. Карбоксиметилцеллюлоза натрия может использоваться в качестве флокулянта, хелатирующего агента, эмульгатора, загустителя, водоудерживающего агента, проклеивающего агента, пленкообразующего материала и т. д. Она также широко используется в электронике, пестицидах, кожевенной, пластмассовой, полиграфической, керамической, химической промышленности и других областях. Благодаря своим превосходным характеристикам и широкому спектру применения, она постоянно открывает новые области применения, и рыночные перспективы чрезвычайно широки. Примеры применения: рецептура порошковой шпаклевки для наружных стен, рецептура порошковой шпаклевки для внутренних стен. 1. Порошок Shuangfei: 600-650 кг. 1. Порошок Shuangfei: 1000 кг. 2. Белый цемент: 400-350 кг. 2. Преджелатинизированный крахмал: 5-6 кг. 3. Преджелатинизированный крахмал: 5-6 кг. 3. КМЦ: 10-15 кг или ГПМЦ: 2,5-3 кг. 4. КМЦ: 10-15 кг или ГПМЦ: 2,5-3 кг. В состав порошковой шпаклевки добавлены карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и преджелатинизированный крахмал. Характеристики: ① Обладает хорошей быстрой загущающей способностью; адгезионными свойствами и определенной влагоудерживающей способностью; ② Улучшает противоскользящие свойства материала, повышает эксплуатационные характеристики и делает работу более плавной; увеличивает время схватывания материала. ③ После высыхания поверхность гладкая, порошок не осыпается, обладает хорошими пленкообразующими свойствами и не оставляет царапин. ④ Что еще более важно, дозировка мала, и даже очень низкая дозировка позволяет достичь высокого эффекта; при этом себестоимость производства снижается примерно на 10-20%. В строительной отрасли КМЦ используется при производстве бетонных заготовок, что позволяет уменьшить потери воды и действует как замедлитель. Даже в крупномасштабном строительстве он может повысить прочность бетона и облегчить отслаивание заготовок от мембраны. Еще одно основное назначение — удаление белой краски со стен и использование шпаклевочного порошка и пасты, что позволяет значительно экономить строительные материалы и улучшать защитный слой и блеск стен. Гидроксиэтилметилцеллюлоза, обозначаемая как (ГЭЦ): химическая формула:
1. Введение в гидроксиэтилцеллюлозу: Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) — это неионогенный эфир целлюлозы, получаемый из природного полимерного материала целлюлозы посредством ряда химических процессов. Это белый порошок или гранулы без запаха и вкуса, нетоксичные и растворимые в холодной воде с образованием прозрачного вязкого раствора, при этом растворение не зависит от значения pH. Она обладает загущающими, связывающими, диспергирующими, эмульгирующими, пленкообразующими, суспендирующими, адсорбирующими, поверхностно-активными, влагоудерживающими и солеустойчивыми свойствами.
2. Технические показатели. Стандарт проекта. Внешний вид. Белый или желтоватый порошок. Молярная плотность (МС) 1,8-2,8. Водорастворимые вещества (%) ≤ 0,5. Потери при сушке (%) ≤ 5,0. Остаток после прокаливания (%) ≤ 5,0. Значение pH 6,0-8,5. Вязкость (мПа·с) 2%, 30000, 60000, 100000 в водном растворе при 20°C. Три преимущества гидроксиэтилцеллюлозы: Высокий загущающий эффект.
● Гидроксиэтилцеллюлоза обеспечивает превосходные свойства латексных покрытий, особенно покрытий с высоким содержанием ПВА. При нанесении толстого слоя краски флокуляция не происходит.
● Гидроксиэтилцеллюлоза обладает более выраженным загущающим эффектом. Она позволяет снизить дозировку, повысить экономичность рецептуры и улучшить износостойкость покрытия.
Превосходные реологические свойства
● Водный раствор гидроксиэтилцеллюлозы представляет собой неньютоновскую систему, и свойство его раствора называется тиксотропией.
● В статическом состоянии, после полного растворения продукта, система покрытия сохраняет оптимальную толщину и степень раскрытия.
● В процессе наливания система поддерживает умеренную вязкость, благодаря чему продукт обладает превосходной текучестью и не разбрызгивается.
● При нанесении кистью и валиком продукт легко распределяется по основанию. Он удобен в строительстве. Одновременно обладает хорошей устойчивостью к брызгам.
● Наконец, после завершения нанесения покрытия вязкость системы немедленно восстанавливается, и покрытие сразу же стекает.
Диспергируемость и растворимость
● Гидроксиэтилцеллюлоза обрабатывается методом замедленного растворения, что эффективно предотвращает агломерацию при добавлении сухого порошка. После обеспечения хорошего диспергирования порошка ГЭК начинается гидратация.
● Гидроксиэтилцеллюлоза при соответствующей обработке поверхности позволяет эффективно регулировать скорость растворения и скорость увеличения вязкости продукта.
стабильность при хранении
● Гидроксиэтилцеллюлоза обладает хорошими противогрибковыми свойствами и обеспечивает достаточное время хранения краски. Эффективно предотвращает оседание пигментов и наполнителей. 4. Способ применения: (1) Добавление непосредственно в процессе производства. Этот метод является самым простым и занимает наименьшее время. Шаги следующие: 1. Налейте чистую воду в большую емкость, снабженную высокоскоростной мешалкой. 2. Начните непрерывное перемешивание на низкой скорости и медленно равномерно распределите гидроксиэтилцеллюлозу по раствору. 3. Продолжайте перемешивание до полного растворения всех частиц. 4. Затем добавьте противогрибковый агент и различные добавки, такие как пигменты, диспергирующие вещества, аммиачную воду и т. д. 5. Перемешивайте до полного растворения всей гидроксиэтилцеллюлозы (вязкость раствора значительно увеличивается), прежде чем добавлять другие компоненты в рецептуру для реакции. (2) Приготовление маточного раствора для использования: Этот метод заключается в предварительном приготовлении маточного раствора с более высокой концентрацией, а затем добавлении его в продукт. Преимущество этого метода заключается в большей гибкости и возможности непосредственного добавления в готовый продукт, но его необходимо правильно хранить. Этапы аналогичны этапам (1–4) метода (1): разница в том, что не требуется высокоскоростной перемешиватель, достаточно лишь нескольких мешалок достаточной мощности, чтобы поддерживать равномерное распределение гидроксиэтилцеллюлозы в растворе, продолжая перемешивание до полного растворения в вязком растворе. Следует отметить, что противогрибковое средство необходимо добавлять в маточный раствор как можно скорее. V. Применение 1. Использование в латексных красках на водной основе: ГЭК, как защитный коллоид, может использоваться в полимеризации эмульсии винилацетата для повышения стабильности полимеризационной системы в широком диапазоне значений pH. При производстве готовых продуктов для равномерного диспергирования, стабилизации и загущения используются такие добавки, как пигменты и наполнители. Он также может использоваться в качестве диспергатора для суспензионных полимеров, таких как стирол, акрилат и пропилен. 1. Использование в латексных красках может значительно улучшить загущающие и выравнивающие свойства. 2. В нефтедобыче: ГЭК используется в качестве загустителя в различных буровых растворах, необходимых для бурения, фиксации скважин, цементирования скважин и гидроразрыва пласта, обеспечивая хорошую текучесть и стабильность раствора. Улучшает несущую способность раствора во время бурения и предотвращает проникновение большого количества воды из раствора в нефтеносный слой, стабилизируя производительность нефтеносного слоя. 3. Использование в строительстве и строительных материалах: Благодаря своей высокой водоудерживающей способности, ГЭК является эффективным загустителем и связующим веществом для цементных растворов и строительных смесей. Его можно добавлять в раствор для улучшения текучести и строительных характеристик, а также для увеличения времени испарения воды, повышения начальной прочности бетона и предотвращения образования трещин. Он может значительно улучшить водоудерживающую способность и прочность сцепления при использовании в штукатурке, связующей штукатурке и шпаклевке. 4. Использование в зубной пасте: благодаря своей высокой устойчивости к солям и кислотам, ГЭК обеспечивает стабильность зубной пасты. Кроме того, зубная паста не быстро высыхает благодаря своей высокой влагоудерживающей способности и эмульгирующим свойствам. 5. При использовании в чернилах на водной основе ГЭК обеспечивает быстрое высыхание чернил и их непроницаемость. Кроме того, ГЭК широко используется в текстильной печати и окрашивании, производстве бумаги, бытовой химии и т.д. 6. Меры предосторожности при использовании ГЭК: а. Гигроскопичность: Все виды гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭК) гигроскопичны. Содержание воды обычно составляет менее 5% при выходе с завода, но из-за различных условий транспортировки и хранения содержание воды может быть выше. При использовании следует измерять содержание воды и вычитать вес воды при расчете. Не подвергать воздействию атмосферы. б. Взрывоопасность пыли: если все органические порошки и пыль гидроксиэтилцеллюлозы находятся в воздухе в определенной пропорции, они также взорвутся при достижении точки возгорания. Необходимо соблюдать правила техники безопасности, чтобы максимально избегать попадания пыли в атмосферу. 7. Характеристики упаковки: Продукт изготовлен из комбинированного бумажно-пластикового пакета с внутренним полиэтиленовым пакетом, вес нетто 25 кг. Хранить в хорошо проветриваемом и сухом месте в помещении, избегая попадания влаги. При транспортировке необходимо обеспечить защиту от дождя и солнца. Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ): ГПМЦ представляет собой белый порошок без запаха и вкуса, нетоксичный, существует два типа: быстрорастворимый и быстрорастворимый. Быстрорастворимый быстро растворяется в холодной воде, растворяясь в ней. При этом жидкость не обладает вязкостью. Примерно через 2 минуты вязкость жидкости увеличивается, образуя прозрачный вязкий коллоид. Быстрорастворимый: может использоваться только в сухих порошкообразных продуктах, таких как шпатлевка и цементный раствор. Не подходит для жидких клеев и красок, так как может образовываться комок.
Дата публикации: 26 декабря 2022 г.