1. Definition og funktion af fortykningsmiddel
Tilsætningsstoffer, der kan øge viskositeten af vandbaserede malinger, kaldes fortykningsmidler.
Tykkemidler spiller en vigtig rolle i produktion, opbevaring og konstruktion af belægninger.
Tykommunens hovedfunktion er at øge viskositeten af belægningen for at imødekomme kravene i forskellige brugsstadier. Imidlertid er den viskositet, der kræves af belægningen i forskellige stadier. F.eks.:
Under opbevaringsprocessen er det ønskeligt at have en høj viskositet for at forhindre, at pigmentet sætter sig ned;
Under byggeprocessen er det ønskeligt at have en moderat viskositet for at sikre, at malingen har god børstebarhed uden overdreven malingsfarvning;
Efter konstruktionen håber man, at viskositeten hurtigt kan vende tilbage til en høj viskositet efter en kort tidsforsinkelse (nivelleringsproces) for at forhindre sagging.
Fluiditeten af vandbårne belægninger er ikke-Newtonian.
Når malingens viskositet falder med stigningen i forskydningskraften, kaldes den en pseudoplastisk væske, og det meste af malingen er en pseudoplastisk væske.
Når strømningsadfærden af en pseudoplastisk væske er relateret til dens historie, det vil sige, den er tidsafhængig, kaldes den en thixotropisk væske.
Når vi fremstiller belægninger, prøver vi ofte bevidst at gøre belægningerne thixotropiske, såsom tilsætning af tilsætningsstoffer.
Når coatingens thixotropi er passende, kan den løse modsigelserne af de forskellige stadier af belægningen og imødekomme de tekniske behov for den forskellige viskositet af belægningen i lagring, konstruktionsniveau og tørringsstadier.
Nogle fortykningsmidler kan give malingen med høj thixotropi, så den har en højere viskositet i hvile eller med en lav forskydningshastighed (såsom opbevaring eller transport) for at forhindre, at pigmentet i malingen i bundfældning. Og under høj forskydningshastighed (såsom belægningsproces) har den lav viskositet, så belægningen har tilstrækkelig strømning og nivellering.
Thixotropy er repræsenteret af Thixotropic Index Ti og målt af Brookfield Viscometer.
Ti = viskositet (målt ved 6R/min)/viskositet (målt ved 60R/min)
2. typer af fortykningsmidler og deres virkning på belægningsegenskaber
(1) Typer Med hensyn til kemisk sammensætning er fortykningsmidler opdelt i to kategorier: organisk og uorganisk.
Uorganiske typer inkluderer bentonit, attapulgit, aluminiumsmagnesiumsilikat, lithiummagnesiumsilikat osv., Organiske typer, såsom methylcellulose, hydroxyethylcellulose, polyacrylat, polymethacrylat, acrylsyre eller methyl akrylhomopolymer eller copolymer og polyman.
Fra påvirkningen af påvirkningen på de reologiske egenskaber ved belægninger er fortykningsmidler opdelt i thixotrope fortykningsmidler og associerende fortykningsmidler. Med hensyn til ydelseskrav skal mængden af fortykningsmiddel være mindre, og fortykningseffekten er god; Det er ikke let at blive eroderet af enzymer; Når systemets temperatur eller pH -værdi ændres, reduceres coatingens viskositet ikke signifikant, og pigmentet og fyldstoffet bliver ikke flokkuleret. ; God opbevaringsstabilitet; God vandopbevaring, ingen åbenlyst skumfænomen og ingen bivirkninger på ydeevnen af belægningsfilmen.
①Cellulose tykkemidler
De cellulose -fortykningsmidler, der anvendes i belægninger, er hovedsageligt methylcellulose, hydroxyethylcellulose og hydroxypropylmethylcellulose, og de sidstnævnte to er mere almindeligt anvendt.
Hydroxyethylcellulose er et produkt opnået ved at erstatte hydroxylgrupperne på glukoseenhederne i naturlig cellulose med hydroxyethylgrupper. Specifikationerne og modellerne af produkterne adskilles hovedsageligt i henhold til graden af substitution og viskositet.
De sorter af hydroxyethylcellulose er også opdelt i normal opløsningstype, hurtig spredningstype og biologisk stabilitetstype. For så vidt angår brugsmetoden kan hydroxyethylcellulose tilsættes på forskellige stadier i coatingproduktionsprocessen. Den hurtige-spredningstype kan tilsættes direkte i form af tørt pulver. Imidlertid skal systemets pH -værdi før tilsætning være mindre end 7, hovedsageligt fordi hydroxyethylcellulose opløses langsomt ved lav pH -værdi, og der er tilstrækkelig tid til, at vand infiltrerer ind i indersiden af partiklerne, og derefter øges pH -værdien for at få den opløsning hurtigt. Tilsvarende trin kan også bruges til at fremstille en bestemt koncentration af limopløsning og tilføje den til belægningssystemet.
Hydroxypropylmethylcellulose er et produkt opnået ved at erstatte hydroxylgruppen på glukoseenheden i naturlig cellulose med en methoxygruppe, mens den anden del erstattes af en hydroxypropylgruppe. Dens fortykningseffekt er dybest set den samme som for hydroxyethylcellulose. Og det er resistent over for enzymatisk nedbrydning, men dens vandopløselighed er ikke så god som for hydroxyethylcellulose, og den har ulempen ved gelering, når den opvarmes. For den overfladebehandlede hydroxypropylmethylcellulose kan den tilsættes direkte til vand, når det bruges. Efter omrøring og spredning tilsættes alkaliske stoffer såsom ammoniakvand for at justere pH-værdien til 8-9 og omrøres, indtil de er fuldt opløst. For hydroxypropylmethylcellulose uden overfladebehandling kan den gennemvædet og opsvulmes med varmt vand over 85 ° C før brug og derefter afkøles til stuetemperatur, omrøres derefter med koldt vand eller isvand for fuldt ud at opløse det.
②inorganisk fortykningsmiddel
Denne form for fortykningsmiddel er hovedsageligt nogle aktiverede lerprodukter, såsom bentonit, magnesiumaluminiumsilicat -ler osv. Det er kendetegnet i, at det ud over fortykningseffekten også har en god ophængseffekt, kan forhindre synkning og vil ikke påvirke belægningens vandmodstand. Når belægningen er tørret og dannet til en film, fungerer den som et fyldstof i belægningsfilmen osv. Den ugunstige faktor er, at den væsentligt vil påvirke udjævningen af belægningen.
③ Syntetisk polymertykningsmiddel
Syntetiske polymertykkemidler anvendes for det meste i akryl- og polyurethan (associerende fortykningsmidler). Akryl tykkemidler er for det meste akrylpolymerer, der indeholder carboxylgrupper. I vand med en pH-værdi på 8-10 dissocierer carboxylgruppen og bliver hævet; Når pH -værdien er større end 10, opløses den i vand og mister fortykningseffekten, så fortykningseffekten er meget følsom over for pH -værdien.
Tykkemekanismen for acrylattykningsmidlet er, at dens partikler kan adsorberes på overfladen af latexpartiklerne i malingen og danner et belægningslag efter alkali -hævelse, hvilket øger volumenet af latexpartiklerne, hindrer partiklernes browniske bevægelse og øger viskositeten af malingssystemet. ; For det andet øger hævelsen af fortykningsmidlet vandfasens viskositet.
(2) Indflydelse af fortykningsmiddel på belægningsegenskaber
Effekten af typen af fortykningsmiddel på coatingens reologiske egenskaber er som følger:
Når mængden af tykkemidler øges, øges malingens statiske viskositet markant, og viskositetsændringstrenden er dybest set konsistent, når den udsættes for en ekstern forskydningsstyrke.
Med effekten af tykkemidler falder malingens viskositet hurtigt, når den udsættes for forskydningskraft, hvilket viser pseudoplasticitet.
Ved anvendelse af en hydrofobt modificeret cellulose -fortykningsmiddel (såsom EBS451FQ) ved høje forskydningshastigheder er viskositeten stadig høj, når beløbet er stort.
Ved anvendelse af associative polyurethan -fortykningsmidler (såsom WT105A) ved høje forskydningshastigheder er viskositeten stadig høj, når beløbet er stort.
Ved anvendelse af akryltykkemidler (såsom ASE60), selvom den statiske viskositet stiger hurtigt, når mængden er stort, falder viskositeten hurtigt med en højere forskydningshastighed.
3. associativt fortykningsmiddel
(1) Tykkemekanisme
Celluloseether og alkali-svalbart akryltykkemidler kan kun tykkere vandfasen, men har ingen fortykningseffekt på andre komponenter i den vandbaserede maling, og de kan heller ikke forårsage betydelig interaktion mellem pigmenterne i malingen og emulsionens rheologi ikke kan justeres.
Associative tykkemidler er karakteriseret i, at de ud over tykkelse gennem hydrering også tykkere sig gennem sammenhænge mellem sig selv, med spredte partikler og med andre komponenter i systemet. Denne forening adskiller sig ved høje forskydningshastigheder og genassocieres med lave forskydningshastigheder, hvilket gør det muligt at justere reologien af belægningen.
Den associerende fortykningsmekanismers fortykningsmekanisme er, at dens molekyle er en lineær hydrofil kæde, en polymerforbindelse med lipofile grupper i begge ender, det vil sige, den har hydrofile og hydrofobe grupper i strukturen, så den har karakteristika for overfladeaktive molekyler. natur. Sådanne tykkemålmolekyler kan ikke kun hydrat og svulme for at tykkere vandfasen, men danner også miceller, når koncentrationen af dens vandige opløsning overstiger en bestemt værdi. Micellerne kan associeres med polymerpartiklerne i emulsionen og pigmentpartiklerne, der har adsorberet spredningsmiddel til at danne en tredimensionel netværksstruktur og er sammenkoblet og sammenfiltret for at øge systemets viskositet.
Det, der er mere vigtigt, er, at disse foreninger er i en tilstand af dynamisk balance, og de tilknyttede miceller kan justere deres positioner, når de udsættes for eksterne kræfter, så belægningen har udjævningsegenskaber. Eftersom molekylet har flere miceller, reducerer denne struktur desuden tendensen til vandmolekyler til at migrere og øger således viskositeten i den vandige fase.
(2) rollen i belægninger
De fleste af de associerende fortykningsmidler er polyurethaner, og deres relative molekylvægte er mellem 103-104 størrelsesordrer, to størrelsesordener lavere end almindelig polyacrylsyre og cellulose-fortykningsmidler med relative molekylvægte mellem 105-106. På grund af den lave molekylvægt er den effektive volumenforøgelse efter hydrering mindre, så dens viskositetskurve er fladere end for ikke-associative fortykningsmidler.
På grund af den lave molekylære vægt af den associerende fortykningsmiddel er dens intermolekylære sammenfiltring i vandfasen begrænset, så dens fortykningseffekt på vandfasen er ikke signifikant. I området med lav forskydningshastighed er forbindelseskonvertering mellem molekyler mere end sammenhængen på sammenhængen mellem molekyler, hele systemet opretholder en iboende suspension og spredningstilstand, og viskositeten er tæt på viskositeten af spredningsmediet (vand). Derfor får den associerende fortykningsmiddel det vandbaserede malingssystem til at udvise lavere tilsyneladende viskositet, når det er i den lave forskydningshastighedsregion.
Associative tykkemidler øger den potentielle energi mellem molekyler på grund af sammenhængen mellem partikler i den spredte fase. På denne måde er der behov for mere energi for at bryde sammenhængen mellem molekyler ved høje forskydningshastigheder, og den forskydningsstyrke, der kræves for at opnå den samme forskydningsstamme, er også større, så systemet udviser en højere forskydningshastighed ved høje forskydningshastigheder. Tilsyneladende viskositet. Den højere viskositet med høj forskydning og lav-forskydningsviskositet med lavt forskydning kan bare kompensere for manglen på almindelige fortykningsmidler i de reologiske egenskaber af malingen, det vil sige, de to fortykningsmidler kan bruges i kombination til at justere fluiditeten af latexmalingen. Variabel ydelse, for at imødekomme de omfattende krav til belægning i tyk film- og belægningsfilmstrøm.
Posttid: Nov-24-2022