1. Druhy zahušťovadel a zahušťovací mechanismus
(1) Anorganické zahušťovadlo:
Anorganická zahušťovadla v systémech na vodní bázi jsou převážně jíly.Jako například: bentonit.Kaolin a křemelina (hlavní složkou je SiO2, který má porézní strukturu) se pro své suspenzní vlastnosti někdy používají jako pomocná zahušťovadla pro zahušťovací systémy.Bentonit je široce používán kvůli své vysoké bobtnavosti vodou.Bentonit (Bentonit), také známý jako bentonit, bentonit atd., hlavním minerálem bentonitu je montmorillonit obsahující malé množství alkalických kovů a kovů alkalických zemin hydratovaných aluminosilikátových minerálů, patřících do skupiny hlinitokřemičitanů, jeho obecný chemický vzorec je: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4Oio)3(OH)6•nH20.Expanzní výkon bentonitu se vyjadřuje expanzní kapacitou, to znamená, že objem bentonitu po nabobtnání ve zředěném roztoku kyseliny chlorovodíkové se nazývá expanzní kapacita, vyjádřená v ml/gram.Poté, co bentonitové zahušťovadlo absorbuje vodu a nabobtná, může objem dosáhnout několikanásobku až desetinásobku před absorbováním vody, takže má dobrou suspenzi, a protože jde o prášek s jemnější velikostí částic, liší se od ostatních prášků v nátěru Systém.Tělo má dobrou mísitelnost.Kromě toho může při výrobě suspenze pohánět jiné prášky k vytvoření určitého antistratifikačního účinku, takže je velmi užitečné zlepšit stabilitu systému při skladování.
Ale mnoho bentonitů na bázi sodíku je transformováno z bentonitu na bázi vápníku konverzí sodíku.Současně se sodíkováním bude produkováno velké množství kladných iontů, jako jsou ionty vápníku a ionty sodíku.Pokud je obsah těchto kationtů v systému příliš vysoký, dojde k velké neutralizaci náboje na negativních nábojích na povrchu emulze, takže do určité míry může způsobit vedlejší účinky, jako je bobtnání a vločkování emulze.Na druhou stranu, tyto vápenaté ionty budou mít také vedlejší účinky na dispergační činidlo sodné soli (nebo polyfosfátové dispergační činidlo), což způsobí, že se tyto dispergační činidla vysrážejí v nátěrovém systému, což nakonec povede ke ztrátě disperze, takže nátěr bude silnější, silnější nebo dokonce tlustší.Vyskytly se silné srážky a vločkování.Kromě toho zahušťovací účinek bentonitu závisí hlavně na tom, že prášek absorbuje vodu a expanduje za vzniku suspenze, takže vnese do nátěrového systému silný tixotropní účinek, což je velmi nepříznivé pro nátěry, které vyžadují dobré vyrovnávací účinky.Proto se bentonitová anorganická zahušťovadla v latexových barvách používají zřídka a jen malé množství se používá jako zahušťovadla v latexových barvách nízké kvality nebo štětovaných latexových barvách.V posledních letech však některá data ukázala, že Hemmingsův BENTONE®LT.organicky modifikovaný a zušlechtěný hektorit má dobré antisedimentační a atomizační účinky při aplikaci na bezvzduchové stříkací systémy latexových barev.
(2) Ether celulózy:
Celulózový ether je přírodní vysokomolekulární polymer tvořený kondenzací β-glukózy.Použitím charakteristik hydroxylové skupiny v glukosylovém kruhu může celulóza podstoupit různé reakce za vzniku řady derivátů.Mezi nimi se získají esterifikační a etherifikační reakce.Ester celulózy nebo deriváty etheru celulózy jsou nejdůležitějšími deriváty celulózy.Běžně používané produkty jsou karboxymethylcelulóza,hydroxyethylcelulóza, methylcelulóza, hydroxypropylmethylcelulóza a tak dále.Vzhledem k tomu, že karboxymethylcelulóza obsahuje sodné ionty, které jsou snadno rozpustné ve vodě, má špatnou odolnost vůči vodě a počet substituentů na jejím hlavním řetězci je malý, takže se snadno rozkládá bakteriální korozí, čímž se snižuje viskozita vodného roztoku. páchnoucí atd. Fenomén, zřídka používaný v latexových barvách, obecně používaný v nízkokvalitních polyvinylalkoholových lepicích barvách a tmelech.Rychlost rozpouštění methylcelulózy ve vodě je obecně mírně nižší než rychlost rozpouštění hydroxyethylcelulózy.Kromě toho se během procesu rozpouštění může vyskytovat malé množství nerozpustné hmoty, což ovlivní vzhled a dojem z nátěrového filmu, takže se v latexových barvách používá jen zřídka.Povrchové napětí vodného roztoku methylu je však o něco nižší než u jiných vodných roztoků celulózy, takže jde o dobré zahušťovadlo celulózy používané v tmelu.Hydroxypropylmethylcelulóza je také zahušťovadlo celulózy široce používané v oblasti tmelů a nyní se používá hlavně v tmelech na bázi cementu nebo vápna na bázi vápníku (nebo jiných anorganických pojivech).Hydroxyethylcelulóza je široce používána v latexových nátěrových systémech kvůli její dobré rozpustnosti ve vodě a zadržování vody.Ve srovnání s jinými celulózami má menší vliv na vlastnosti nátěrového filmu.Mezi výhody hydroxyethylcelulózy patří vysoká účinnost čerpání, dobrá kompatibilita, dobrá stabilita při skladování a dobrá pH stabilita viskozity.Nevýhodou je špatná tekutost nivelace a špatná odolnost proti postříkání.Pro zlepšení těchto nedostatků se objevila hydrofobní modifikace.Pohlavně asociovaná hydroxyethylcelulóza (HMHEC), jako je NatrosolPlus330, 331
(3) Polykarboxyláty:
V tomto polykarboxylátu je vysoká molekulová hmotnost zahušťovadlo a nízká molekulová hmotnost je dispergační činidlo.Adsorbují především molekuly vody v hlavním řetězci systému, což zvyšuje viskozitu dispergované fáze;kromě toho mohou být také adsorbovány na povrchu latexových částic za vzniku potahové vrstvy, která zvyšuje velikost částic latexu, zahušťuje hydratační vrstvu latexu a zvyšuje viskozitu vnitřní fáze latexu.Tento typ zahušťovadla má však relativně nízkou účinnost zahušťování, takže se v nátěrových aplikacích postupně vylučuje.Nyní se tento druh zahušťovadla používá hlavně při zahušťování barevných past, protože jeho molekulová hmotnost je relativně velká, takže napomáhá disperzibilitě a skladovací stabilitě barevné pasty.
(4) alkalicky bobtnající zahušťovadlo:
Existují dva hlavní typy alkalicky bobtnajících zahušťovadel: běžná alkalicky bobtnající zahušťovadla a asociativní alkalicky bobtnající zahušťovadla.Největší rozdíl mezi nimi je rozdíl v asociovaných monomerech obsažených v hlavním molekulárním řetězci.Asociativní alkalicky bobtnající zahušťovadla jsou kopolymerizována s asociativními monomery, které se mohou navzájem adsorbovat ve struktuře hlavního řetězce, takže po ionizaci ve vodném roztoku může dojít k intramolekulární nebo intermolekulární adsorpci, která způsobí rychlé zvýšení viskozity systému.
A.Obyčejné alkalicky bobtnající zahušťovadlo:
Hlavním reprezentativním typem běžného alkalicky bobtnavého zahušťovadla je ASE-60.ASE-60 využívá hlavně kopolymeraci kyseliny methakrylové a ethylakrylátu.Během kopolymeračního procesu představuje kyselina methakrylová asi 1/3 pevného obsahu, protože přítomnost karboxylových skupin způsobuje, že molekulární řetězec má určitý stupeň hydrofilnosti a neutralizuje proces tvorby soli.V důsledku odpuzování nábojů se molekulární řetězce rozšiřují, což zvyšuje viskozitu systému a vytváří zahušťovací efekt.Někdy je však molekulová hmotnost příliš velká v důsledku působení síťovacího činidla.Během procesu expanze molekulárního řetězce není molekulární řetězec v krátkém časovém období dobře dispergován.Během procesu dlouhodobého skladování dochází k postupnému natahování molekulárního řetězce, což přináší dodatečné zahuštění viskozity.Navíc, protože v molekulárním řetězci tohoto druhu zahušťovadla je málo hydrofobních monomerů, není snadné vytvářet hydrofobní komplexy mezi molekulami, hlavně kvůli intramolekulární vzájemné adsorpci, takže tento druh zahušťovadla má nízkou účinnost zahušťování, takže je zřídka používané samostatně.Používá se především v kombinaci s jinými zahušťovadly.
b.Alkalické bobtnavé zahušťovadlo typu asociace (concord):
Tento druh zahušťovadla má nyní mnoho variant kvůli výběru asociativních monomerů a návrhu molekulární struktury.Jeho hlavní řetězcová struktura se také skládá hlavně z kyseliny methakrylové a ethylakrylátu a asociativní monomery jsou ve struktuře jako antény, ale pouze v malém množství distribuce.Právě tyto asociativní monomery, jako jsou chapadla chobotnice, hrají nejdůležitější roli v účinnosti zahušťování zahušťovadla.Karboxylová skupina ve struktuře je neutralizovaná a tvořící sůl a molekulární řetězec je také jako běžné alkalicky bobtnající zahušťovadlo.Dochází ke stejnému odpuzování náboje, takže se molekulární řetězec rozvine.Asociativní monomer v něm také expanduje s molekulárním řetězcem, ale jeho struktura obsahuje jak hydrofilní řetězce, tak hydrofobní řetězce, takže se v molekule nebo mezi molekulami vytvoří velká micelární struktura podobná povrchově aktivním látkám.Tyto micely jsou produkovány vzájemnou adsorpcí asociačních monomerů a některé asociační monomery se navzájem adsorbují prostřednictvím můstkového efektu částic emulze (nebo jiných částic).Po vyrobení micel fixují částice emulze, částice molekul vody nebo jiné částice v systému v relativně statickém stavu stejně jako pohyb pouzdra, takže pohyblivost těchto molekul (nebo částic) je oslabena a viskozita systém se zvyšuje.Proto je účinnost zahušťování tohoto typu zahušťovadla, zejména u latexových barev s vysokým obsahem emulze, daleko vyšší než u běžných alkalicky bobtnajících zahušťovadel, takže je široce používán v latexových barvách.Hlavní zástupce produktu Typ je TT-935.
(5) Asociativní polyuretanové (nebo polyetherové) zahušťovadlo a vyrovnávací činidlo:
Obecně mají zahušťovadla velmi vysokou molekulovou hmotnost (jako je celulóza a kyselina akrylová) a jejich molekulární řetězce se natahují ve vodném roztoku, aby se zvýšila viskozita systému.Molekulová hmotnost polyuretanu (nebo polyetheru) je velmi malá a tvoří především asociaci prostřednictvím interakce van der Waalsovy síly lipofilního segmentu mezi molekulami, ale tato asociační síla je slabá a asociace může být vytvořena za určitých podmínek. Vnější síla.Separace, čímž se snižuje viskozita, přispívá k vyrovnání nátěrového filmu, takže může hrát roli vyrovnávacího činidla.Když je smyková síla eliminována, může rychle obnovit asociaci a viskozita systému stoupá.Tento jev je výhodný pro snížení viskozity a zvýšení vyrovnání během výstavby;a po ztrátě smykové síly se viskozita okamžitě obnoví, aby se zvýšila tloušťka povlakového filmu.V praktických aplikacích nás více znepokojuje zahušťovací účinek takových asociativních zahušťovadel na polymerní emulze.Hlavní polymerní latexové částice se také účastní asociace systému, takže tento druh zahušťovacího a vyrovnávacího činidla má také dobrý zahušťovací (nebo vyrovnávající) účinek, když je nižší než jeho kritická koncentrace;když je koncentrace tohoto druhu zahušťovadla a vyrovnávacího činidla Když je vyšší než jeho kritická koncentrace v čisté vodě, může sama vytvářet asociace a viskozita rychle stoupá.Pokud je tedy tento druh zahušťovadla a vyrovnávacího činidla nižší než jeho kritická koncentrace, protože latexové částice se podílejí na částečném spojení, čím menší je velikost částic emulze, tím silnější je spojení a její viskozita se bude zvyšovat se zvýšením množství emulze.Kromě toho některá dispergační činidla (nebo akrylová zahušťovadla) obsahují hydrofobní struktury a jejich hydrofobní skupiny interagují se skupinami polyuretanu, takže systém tvoří velkou síťovou strukturu, která přispívá k zahušťování.
2. Účinky různých zahušťovadel na odolnost latexové barvy proti odlučování vody
Při návrhu receptury vodouředitelných barev je použití zahušťovadel velmi důležitým článkem, který souvisí s mnoha vlastnostmi latexových barev, jako je konstrukce, vývoj barvy, skladovatelnost a vzhled.Zde se zaměřujeme na vliv použití zahušťovadel na skladování latexové barvy.Z výše uvedeného úvodu můžeme vědět, že bentonit a polykarboxyláty: zahušťovadla se používají hlavně v některých speciálních nátěrech, o kterých zde nebude řeč.Budeme diskutovat především o nejběžněji používané celulóze, alkalickém bobtnání a polyuretanových (nebo polyetherových) zahušťovadlech, samostatně i v kombinaci, ovlivňují odolnost latexových barev odlučování vody.
Přestože zahušťování samotnou hydroxyethylcelulózou je při oddělování vody závažnější, lze jej snadno rovnoměrně promíchat.Jednorázové použití alkalického bobtnavého zahušťování nemá žádné oddělení vody a srážení, ale vážné zahuštění po zahuštění.Jednorázové použití polyuretanového zahušťování, i když oddělování vody a následné zahušťování Zahušťování není závažné, ale sraženina, kterou vytváří, je poměrně tvrdá a obtížně se míchá.A používá hydroxyethylcelulózu a alkalickou bobtnající zahušťovací sloučeninu, žádné dodatečné zahušťování, žádné tvrdé srážení, snadno se míchá, ale je zde také malé množství vody.Pokud se však k zahuštění použije hydroxyethylcelulóza a polyuretan, je separace vody nejzávažnější, ale nedochází k tvrdému vysrážení.Alkalicky bobtnatelné zahušťování a polyuretan se používají společně, i když separace vody není v podstatě žádná separace vody, ale po zahuštění a sediment na dně je obtížné rovnoměrně rozmíchat.A poslední používá malé množství hydroxyethylcelulózy s alkalickým bobtnáním a polyuretanovým zahušťováním, aby měl jednotný stav bez srážení a odlučování vody.Je vidět, že v čistém akrylovém emulzním systému se silnou hydrofobností je závažnější zahuštění vodní fáze hydrofilní hydroxyethylcelulózou, ale lze ji snadno rovnoměrně rozmíchat.Jednorázové použití hydrofobního alkalického bobtnání a zahušťování polyuretanem (nebo jejich sloučeninou), i když účinnost proti oddělování vody je lepší, ale oba následně zhoustnou, a pokud dojde k vysrážení, nazývá se tvrdá precipitace, kterou je obtížné rovnoměrně promíchat.Použití zahušťování celulózou a polyuretanovými sloučeninami, kvůli největšímu rozdílu v hydrofilních a lipofilních hodnotách, má za následek nejzávažnější separaci vody a srážení, ale sediment je měkký a snadno se rozmíchá.Poslední složení má nejlepší účinnost proti odlučování vody díky lepší rovnováze mezi hydrofilním a lipofilním.Samozřejmě, že při samotném procesu navrhování receptury je třeba vzít v úvahu také typy emulzí a smáčecích a dispergačních činidel a jejich hydrofilní a lipofilní hodnoty.Pouze když dosáhnou dobré rovnováhy, může být systém ve stavu termodynamické rovnováhy a mít dobrou odolnost proti vodě.
V zahušťovacím systému je zahušťování vodní fáze někdy doprovázeno zvýšením viskozity olejové fáze.Obecně se například domníváme, že zahušťovadla celulózy zahušťují vodní fázi, ale celulóza je distribuována ve vodní fázi.
Čas odeslání: 29. prosince 2022