1. Definicja i funkcja zagęszczacza
Dodatki, które mogą znacznie zwiększyć lepkość farb na bazie wody, nazywane są zagęszczonymi.
Zagięalizujący odgrywają ważną rolę w produkcji, magazynowaniu i budowie powłok.
Główną funkcją zagęszczacza jest zwiększenie lepkości powłoki w celu spełnienia wymagań różnych etapów użytkowania. Jednak lepkość wymagana przez powłokę na różnych etapach jest inna. Np:
Podczas procesu przechowywania pożądane jest posiadanie wysokiej lepkości, aby zapobiec osiadaniu pigmentu;
Podczas procesu budowy pożądane jest, aby mieć umiarkowaną lepkość, aby farba miała dobrą możliwość szczotkowania bez nadmiernego barwienia farb;
Po budowie mamy nadzieję, że lepkość może szybko powrócić do wysokiej lepkości po krótkim opóźnieniu (proces wyrównywania), aby zapobiec zwisaniu.
Płynność powłok przenoszonych przez wodę jest nie-newtonowska.
Kiedy lepkość farby maleje wraz ze wzrostem siły ścinającej, nazywa się ona płynem pseudoplastycznym, a większość farby jest płynem pseudoplastycznym.
Kiedy zachowanie przepływu płynu pseudoplastycznego jest powiązane z jego historią, to znaczy jest zależne od czasu, nazywa się to płynem tixotropowym.
Podczas produkowania powłok często świadomie staramy się uczynić powłoki tixotropowe, takie jak dodawanie dodatków.
Gdy tixotropia powłoki jest odpowiednia, może ona rozwiązać sprzeczności różnych etapów powłoki i zaspokoić techniczne potrzeby różnej lepkości powłoki w magazynie, wyrównaniu konstrukcji i etapach suszenia.
Niektóre zagęszczacze mogą obdarzyć farbę wysoką tixotropią, aby miała wyższą lepkość w spoczynku lub przy niskiej szybkości ścinania (takiej jak przechowywanie lub transport), aby zapobiec osiedleniu się pigmentu w farbie. A przy wysokiej szybkości ścinania (takiej jak proces powlekania) ma niską lepkość, tak że powłoka ma wystarczającą ilość przepływu i wyrównywania.
Tixotropia jest reprezentowana przez wskaźnik tixotropowy TI i mierzony za pomocą Viskometer Brookfield.
Ti = lepkość (mierzona przy 6R/min)/lepkość (mierzona przy 60R/min)
2. Rodzaje zagęszczaczy i ich wpływ na właściwości powłoki
(1) Rodzaje składu chemicznego, zagęszczacze są podzielone na dwie kategorie: organiczne i nieorganiczne.
Typy nieorganiczne obejmują bentonit, attapulgit, aluminiowe krzemian magnezu, krzemian litowy magnezu itp., Typy organiczne, takie jak homopolimer hydroksyetylowy, poliuretetan, poliakrylan, poliakrylan, kwas akrylowy lub akrylowy akrylowy akrylowy itp.
Z perspektywy wpływu na właściwości reologiczne powłok, zagęszczacze są podzielone na tixotropowe zagęszczacze i asocjacyjne zagęszczacze. Pod względem wymagań dotyczących wydajności ilość zagęszczacza powinna być mniejsza, a efekt pogrubienia jest dobry; Enzymy nie jest łatwo erodowane; Gdy zmienia się temperatura lub wartość pH systemu, lepkość powłoki nie zostanie znacznie zmniejszona, a pigment i wypełniacz nie zostaną flokulowane. ; Dobra stabilność przechowywania; Dobra retencja wody, bez oczywistego zjawiska pienionego i brak negatywnych skutków na wydajność powłoki.
① Zagęszczona olewalu
Zagustacze celulozy stosowane w powłokach to głównie metyloceluloza, hydroksyetyloceluloza i hydroksypropylometyloceluloza, a dwa ostatnie są częściej stosowane.
Hydroksyetyloceluloza jest produktem uzyskanym przez zastąpienie grup hydroksylowych na jednostkach glukozy naturalnej celulozy z grupami hydroksyetylowymi. Specyfikacje i modele produktów wyróżniają się głównie według stopnia podstawienia i lepkości.
Odmiany hydroksyetylocelulozy są również podzielone na normalny typ rozpuszczania, szybki rodzaj dyspersji i typ stabilności biologicznej. Jeśli chodzi o metodę stosowania, hydroksyetyloceluloza można dodać na różnych etapach procesu produkcji powlekania. Typ szybkiego pozbawienia można dodawać bezpośrednio w postaci suchego proszku. Jednak wartość pH układu przed dodaniem powinna być mniejsza niż 7, głównie dlatego, że hydroksyetyloceluloza rozpuszcza się powoli przy niskiej wartości pH, a woda jest wystarczająca, aby woda infiltrować się do wewnątrz cząstek, a następnie wartość pH zwiększana, aby szybko się rozpuszcza. Odpowiednie kroki można również zastosować do przygotowania pewnego stężenia roztworu kleju i dodania go do układu powlekania.
Hydroksypropylo metyloceluloza jest produktem uzyskanym przez zastąpienie grupy hydroksylowej na jednostce glukozy naturalnej celulozy grupie metoksy, podczas gdy druga część zastępuje grupę hydroksypropylową. Jego efekt zagęszczający jest zasadniczo taki sam jak efekt hydroksyetylocelulozy. I jest odporny na degradację enzymatyczną, ale jego rozpuszczalność w wodzie nie jest tak dobra jak rozdzielczość hydroksyetylocelulozy i ma wadę żelu po podgrzaniu. W przypadku traktowanej powierzchniowo hydroksypropylo metylocelulozą można ją bezpośrednio dodać do wody. Po mieszaniu i rozproszeniu dodaj substancje alkaliczne, takie jak woda amoniaku, aby dostosować wartość pH do 8-9, i mieszaj, aż do całkowitego rozpuszczenia. W przypadku hydroksypropylo -metylocelulozy bez obróbki powierzchni można ją namoczyć i puchnąć gorącą wodą powyżej 85 ° C przed użyciem, a następnie schłodzić do temperatury pokojowej, a następnie miesza się zimną wodą lub wodą lodową, aby całkowicie ją rozpuścić.
②inorganic zagęszczacz
Ten rodzaj zagęszczacza jest głównie niektóre aktywowane produkty gliny, takie jak glina krzemionkowa z aluminium magnezu, aluminiowa itp. Jest charakteryzowane, że oprócz efektu zagęszczania ma również dobry efekt zawieszenia, może zapobiec zatonięciu i nie wpłynie na wodną oporność powłoki. Po wyschnięciu powłoki i utworzeniu w filmie działa jako wypełniacz w filmie powłoki itp. Niekorzystnym czynnikiem jest to, że znacząco wpłynie na wyrównanie powłoki.
③ Syntetyczny zagęszczacz polimeru
Syntetyczne zagęszczacze polimerowe są najczęściej stosowane w akrylu i poliuretanie (zagęszczacze asocjacyjne). Zagustacze akrylowe to głównie polimery akrylowe zawierające grupy karboksylowe. W wodzie o wartości pH 8-10 grupa karboksylowa dysocjuje i staje się spuchnięta; Gdy wartość pH jest większa niż 10, rozpuszcza się w wodzie i traci efekt pogrubienia, więc efekt pogrubienia jest bardzo wrażliwy na wartość pH.
Mechanizm zagęszczania zagęszczacza akrylanu polega na tym, że jego cząsteczki można zaadsorbować na powierzchni cząstek lateksowych w farbie i tworzyć warstwę powłoki po obrzęku alkalicznym, co zwiększa objętość cząstek lateksowych, utrudnia ruch brązowy cząstek i zwiększa lepkość układu farbowego. ; Po drugie, obrzęk zagęszczacza zwiększa lepkość fazy wodnej.
(2) Wpływ zagęszczacza na właściwości powlekania
Wpływ rodzaju zagęszczacza na właściwości reologiczne powłoki jest następujący:
Gdy wzrost zagęszczacza wzrasta, lepkość statyczna farby znacznie wzrasta, a trend zmiany lepkości jest zasadniczo spójny, gdy podlega zewnętrznej sile ścinania.
Wraz z efektem zagęszczacza lepkość farby szybko spada, gdy jest ona poddawana sile ścinania, wykazując pseudoplastyczność.
Przy użyciu zagęszczacza celulozy (takiego jak EBS451FQ), przy wysokich prędkościach ścinania, lepkość jest nadal wysoka, gdy ilość jest duża.
Używając asocjacyjnych zagęszczaczy poliuretanu (takich jak WT105A), przy wysokich prędkościach ścinania, lepkość jest nadal wysoka, gdy ilość jest duża.
Używając zagęszczaczy akrylowych (takich jak ASE60), chociaż lepkość statyczna gwałtownie rośnie, gdy ilość jest duża, lepkość gwałtownie spada przy wyższej szybkości ścinania.
3. Zatrudniony asocjacyjny
(1) Mechanizm pogrubienia
Eter celulozy i alkaliczne gęstecze akrylowe mogą jedynie zagęścić fazę wodną, ale nie mają wpływu na inne elementy w farbie na bazie wody, ani nie mogą powodować znacznej interakcji między pigmentami w farbie i cząsteczkami emulsji, więc nie można się zrealizować reologu farby.
Zagęsztczenia asocjacyjne charakteryzują się tym, że oprócz pogrubienia poprzez nawodnienie, również zagęszczają poprzez powiązania między sobą, z rozproszonymi cząsteczkami i innymi składnikami w układzie. Stowarzyszenie to oddziela się przy wysokich wskaźnikach ścinania i ponowne wspomaga się przy niskich wskaźnikach ścinania, umożliwiając regulację reologii powłoki.
Mechanizm pogrubienia asocjacyjnego zagęszczacza polega na tym, że jej cząsteczka jest liniowym łańcuchem hydrofilowym, związkiem polimerowym z grupami lipofilowymi na obu końcach, to znaczy ma grupy hydrofilowe i hydrofobowe w strukturze, więc ma charakterystykę cząsteczek środków powierzchniowo czynnych. natura. Takie zagęszczacze cząsteczki mogą nie tylko nawilżyć i puchnąć, aby zagęścić fazę wodną, ale także tworzyć micele, gdy stężenie jego wodnego roztworu przekracza określoną wartość. Micele mogą wiązać się z cząstkami polimerowymi emulsji i cząstkami pigmentowymi, które zaadsorbowały dyspergant, tworząc trójwymiarową strukturę sieci, oraz są połączone i splątane w celu zwiększenia lepkości układu.
Ważniejsze jest to, że skojarzenia te znajdują się w stanie równowagi dynamicznej, a te powiązane micele mogą dostosowywać swoje pozycje, gdy są poddawane siłom zewnętrznym, aby powłoka miała właściwości wyrównania. Ponadto, ponieważ cząsteczka ma kilka miceli, struktura ta zmniejsza tendencję cząsteczek wody do migracji, a tym samym zwiększa lepkość fazy wodnej.
(2) Rola w powłokach
Większość asocjacyjnych zagęszczaczy to poliuretany, a ich względne masa cząsteczkowa wynosi od 103-104 rzędów wielkości, o dwa rzędy wielkości niższe niż zwykłe zagęszczacze kwasu polakrylowego i celulozy o względnych masach cząsteczkowych między 105-106. Ze względu na niską masę cząsteczkową wzrost objętości efektywnej po nawodnieniu jest mniejszy, więc jego krzywa lepkości jest bardziej płaska niż w przypadku nieobsocjacyjnych zagęszczaczy.
Ze względu na niską masę cząsteczkową asocjacyjnego zagęszczacza jego splątanie międzycząsteczkowe w fazie wodnej jest ograniczone, więc jego zagęszczenie na fazę wodną nie jest znaczący. W zakresie niskiej szybkości ścinania konwersja powiązania między cząsteczkami jest większa niż niszczenie powiązania między cząsteczkami, cały system utrzymuje nieodłączny stan zawieszenia i dyspersji, a lepkość jest zbliżona do lepkości pożywki dyspersyjnej (woda). Dlatego asocjacyjny zagęszczacz sprawia, że system farby na bazie wody wykazuje niższą pozorną lepkość, gdy znajduje się w obszarze niskiej szybkości ścinania.
Zagruszone asocjacyjne zwiększają energię potencjalną między cząsteczkami ze względu na związek między cząsteczkami w rozproszonej fazie. W ten sposób potrzebna jest większa energia, aby przełamać związek między cząsteczkami przy wysokich prędkościach ścinania, a siła ścinająca wymagana do osiągnięcia tego samego odkształcenia ścinania jest również większa, tak aby układ wykazywał wyższą szybkość ścinania przy wysokich prędkościach ścinania. Pozorna lepkość. Wyższa lepkość o wysokim ścinaniu i niższa lepkość niskiego ściska może po prostu zrekompensować brak wspólnych zagęszczaczy we właściwościach reologicznych farby, to znaczy dwóch zagęszczaczy można stosować w połączeniu w celu dostosowania płynności farby lateksowej. Zmienna wydajność, aby spełnić kompleksowe wymagania powlekania w gruby film i przepływ folii powlekania.
Czas po: 24 listopada 20122