1. Дефиниција и функција згушњивача
Адитиви који могу значајно повећати вискозитет боја на бази воде називају се згушњивачи.
Згушњивачи играју важну улогу у производњи, складиштењу и изградњи премаза.
Главна функција згушњивача је повећање вискозитета премаза како би се испунили захтеви различитих фаза употребе. Међутим, вискозитет који захтева премаз у различитим фазама је различит. Нпр:
Током процеса складиштења, пожељно је имати висок вискозитет како би се спречило таложење пигмента;
Током процеса изградње, пожељно је имати умерени вискозитет како би се осигурало да боја има добру способност четкања без прекомерног мрља боје;
Након изградње, надамо се да ће се вискозитет брзо вратити на високу вискозност након кратког временског одлагања (процес нивелисања) како би се спречило опуштање.
Флуидност премаза на бази воде није Њутнова.
Када се вискозитет боје смањује са повећањем силе смицања, назива се псеудопластична течност, а већина боје је псеудопластична течност.
Када је понашање протока псеудопластичне течности повезано са његовом историјом, то јест, зависи од времена, назива се тиксотропна течност.
Приликом производње премаза често свесно покушавамо да премазе учинимо тиксотропним, као што је додавање адитива.
Када је тиксотропност премаза одговарајућа, она може решити контрадикторност различитих фаза премаза и задовољити техничке потребе различитог вискозитета премаза у фазама складиштења, нивелисања конструкције и сушења.
Неки згушњивачи могу дати боју високом тиксотропијом, тако да има већи вискозитет у мировању или при ниској брзини смицања (као што је складиштење или транспорт), како би се спречило таложење пигмента у боји. И под великом брзином смицања (као што је процес наношења премаза), има низак вискозитет, тако да премаз има довољан проток и нивелисање.
Тиксотропија је представљена тиксотропним индексом ТИ и мерена Брукфилд вискозиметром.
ТИ=вискозитет (мерен на 6р/мин)/вискозитет (мерен на 60р/мин)
2. Врсте згушњивача и њихов утицај на својства премаза
(1) Врсте У погледу хемијског састава, згушњивачи се деле у две категорије: органске и неорганске.
Неоргански типови укључују бентонит, атапулгит, алуминијум магнезијум силикат, литијум магнезијум силикат, итд., органске типове као што су метил целулоза, хидроксиетил целулоза, полиакрилат, полиметакрилат, акрилна киселина или метил акрилни хомополимер или кополимер итд.
Из перспективе утицаја на реолошка својства премаза, згушњивачи се деле на тиксотропне згушњиваче и асоцијативне згушњиваче. У погледу захтева перформанси, количина згушњивача треба да буде мања, а ефекат згушњавања је добар; није лако нагризати га ензими; када се промени температура или пХ вредност система, вискозност премаза неће бити значајно смањена, а пигмент и пунило неће бити флокулисани. ; Добра стабилност складиштења; добро задржавање воде, нема очигледне појаве пене и нема штетних ефеката на перформансе премазног филма.
①Згушњивач целулозе
Згушњивачи целулозе који се користе у премазима су углавном метилцелулоза, хидроксиетилцелулоза и хидроксипропилметилцелулоза, а последња два се чешће користе.
Хидроксиетил целулоза је производ добијен заменом хидроксилних група на глукозним јединицама природне целулозе хидроксиетил групама. Спецификације и модели производа се углавном разликују према степену супституције и вискозности.
Сорте хидроксиетил целулозе се такође деле на тип нормалног растварања, тип брзе дисперзије и тип биолошке стабилности. Што се начина употребе тиче, хидроксиетил целулоза се може додати у различитим фазама процеса производње премаза. Брзо диспергујући тип се може додати директно у облику сувог праха. Међутим, пХ вредност система пре додавања треба да буде мања од 7, углавном зато што се хидроксиетил целулоза споро раствара при ниској пХ вредности и има довољно времена да се вода инфилтрира у унутрашњост честица, а затим се пХ вредност повећава да би се брзо растворила. Одговарајући кораци се такође могу користити за припрему одређене концентрације раствора лепка и додавање у систем премаза.
Хидроксипропил метилцелулозаје производ добијен заменом хидроксилне групе на глукозној јединици природне целулозе са метокси групом, док је други део замењен хидроксипропил групом. Његов ефекат згушњавања је у основи исти као код хидроксиетил целулозе. И отпоран је на ензимску деградацију, али његова растворљивост у води није тако добра као код хидроксиетил целулозе, а недостатак је гелирања када се загреје. За површински третирану хидроксипропил метилцелулозу, може се директно додати у воду када се користи. Након мешања и дисперговања, додајте алкалне супстанце као што је амонијачна вода да бисте подесили пХ вредност на 8-9, и мешајте док се потпуно не раствори. За хидроксипропил метилцелулозу без површинске обраде, може се натопити и набубрити топлом водом изнад 85°Ц пре употребе, а затим охладити на собну температуру, а затим мешати хладном водом или леденом водом да се потпуно раствори.
②Неоргански згушњивач
Ова врста згушњивача су углавном неки производи од активиране глине, као што су бентонит, магнезијум алуминијум силикатна глина, итд. Одликује се по томе што поред ефекта згушњавања, има и добар ефекат суспензије, може спречити потонуће и неће утицати на водоотпорност премаза. Након што се премаз осуши и формира у филм, он делује као пунилац у филму премаза итд. Неповољан фактор је то што ће значајно утицати на изравнавање премаза.
③ Синтетички полимерни згушњивач
Синтетички полимерни згушњивачи се углавном користе у акрилу и полиуретану (асоцијативни згушњивачи). Акрилни згушњивачи су углавном акрилни полимери који садрже карбоксилне групе. У води са пХ вредношћу 8-10, карбоксилна група се дисоцира и постаје отечена; када је пХ вредност већа од 10, раствара се у води и губи ефекат згушњавања, тако да је ефекат згушњавања веома осетљив на пХ вредност.
Механизам згушњавања акрилатног згушњивача је да се његове честице могу адсорбовати на површини честица латекса у боји и формирати слој премаза након алкалног бубрења, што повећава запремину честица латекса, омета Брауновско кретање честица и повећава вискозност система боје. ; Друго, бубрење згушњивача повећава вискозитет водене фазе.
(2) Утицај згушњивача на својства премаза
Утицај врсте згушњивача на реолошка својства премаза је следећи:
Када се количина згушњивача повећа, статички вискозитет боје се значајно повећава, а тренд промене вискозитета је у основи конзистентан када је подвргнут спољној сили смицања.
Са дејством згушњивача, вискозност боје брзо опада када је подвргнута сили смицања, показујући псеудопластичност.
Коришћењем хидрофобно модификованог згушњивача целулозе (као што је ЕБС451ФК), при високим брзинама смицања, вискозитет је и даље висок када је количина велика.
Коришћењем асоцијативних полиуретанских згушњивача (као што је ВТ105А), при високим брзинама смицања, вискозитет је и даље висок када је количина велика.
Коришћењем акрилних згушњивача (као што је АСЕ60), иако статички вискозитет брзо расте када је количина велика, вискозност се брзо смањује при већој брзини смицања.
3. Асоцијативни згушњивач
(1) механизам за згушњавање
Целулозни етар и акрилни згушњивачи који бубре на бази могу само да згусну водену фазу, али немају ефекат згушњавања на друге компоненте боје на бази воде, нити могу изазвати значајну интеракцију између пигмената у боји и честица емулзије, тако да се реологија боје не може подесити.
Асоцијативни згушњивачи се одликују по томе што се поред згушњавања кроз хидратацију, згушњавају и кроз међусобне асоцијације, са диспергованим честицама и са другим компонентама у систему. Ова асоцијација се раздваја при високим брзинама смицања и поново се повезује при ниским брзинама смицања, омогућавајући прилагођавање реологије премаза.
Механизам згушњавања асоцијативног згушњивача је да је његов молекул линеарни хидрофилни ланац, полимерно једињење са липофилним групама на оба краја, односно има хидрофилне и хидрофобне групе у структури, па има карактеристике молекула сурфактанта. природа. Такви молекули згушњивача могу не само да хидратизују и набубре да згусну водену фазу, већ и да формирају мицеле када концентрација његовог воденог раствора пређе одређену вредност. Мицеле се могу повезати са полимерним честицама емулзије и честицама пигмента које су адсорбовале дисперзант да би формирале тродимензионалну мрежну структуру, и међусобно су повезане и испреплетене како би се повећао вискозитет система.
Оно што је још важније је да су ове асоцијације у стању динамичке равнотеже, а повезане мицеле могу да подесе свој положај када су изложене спољним силама, тако да премаз има својства изравнавања. Поред тога, пошто молекул има неколико мицела, ова структура смањује склоност молекула воде да мигрирају и тиме повећава вискозитет водене фазе.
(2) Улога у премазима
Већина асоцијативних згушњивача су полиуретани, а њихове релативне молекулске тежине су између 103-104 реда величине, два реда величине ниже од обичне полиакрилне киселине и целулозних згушњивача са релативном молекулском тежином између 105-106. Због мале молекулске тежине, повећање ефективне запремине након хидратације је мање, тако да је његова крива вискозитета равнија од оне код неасоцијативних згушњивача.
Због мале молекулске тежине асоцијативног згушњивача, његово интермолекулско заплитање у воденој фази је ограничено, тако да његов ефекат згушњавања на водену фазу није значајан. У опсегу ниске брзине смицања, конверзија асоцијације између молекула је већа од разарања асоцијације између молекула, цео систем одржава инхерентно стање суспензије и дисперзије, а вискозитет је близак вискозности дисперзионог медијума (воде). Због тога, асоцијативни згушњивач чини да систем боје на бази воде показује нижи привидни вискозитет када је у региону ниске брзине смицања.
Асоцијативни згушњивачи повећавају потенцијалну енергију између молекула због повезаности између честица у диспергованој фази. На овај начин, потребно је више енергије да се прекине веза између молекула при високим брзинама смицања, а сила смицања потребна за постизање истог смицања је такође већа, тако да систем показује већу брзину смицања при високим брзинама смицања. Привидни вискозитет. Већи вискозитет високог смицања и нижи вискозитет при ниском смицању могу само да надокнаде недостатак уобичајених згушњивача у реолошким својствима боје, односно, два згушњивача се могу користити у комбинацији за подешавање флуидности латекс боје. Променљиве перформансе, како би се испунили свеобухватни захтеви за премазивање у дебели филм и проток филма премаза.
Време поста: 28. април 2024