1. Typer af fortykningsmidler og fortykkelsesmekanisme
(1) Uorganisk fortykningsmiddel:
Uorganiske fortykningsmidler i vandbaserede systemer er hovedsageligt ler.Såsom: bentonit.Kaolin og diatoméjord (hovedkomponenten er SiO2, som har en porøs struktur) bruges nogle gange som hjælpefortykningsmidler til fortykningssystemer på grund af deres suspensionsegenskaber.Bentonit er mere udbredt på grund af dets høje vandkvældningsevne.Bentonit (Bentonit), også kendt som bentonit, bentonit osv., Bentonit er hovedmineralet montmorillonit indeholdende en lille mængde alkali- og jordalkalimetal vandholdige aluminosilikatmineraler, der tilhører aluminosilikatgruppen, dens generelle kemiske formel er: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O.Bentonits ekspansionsevne udtrykkes ved ekspansionskapacitet, dvs. volumenet af bentonit efter kvældning i fortyndet saltsyreopløsning kaldes ekspansionskapacitet, udtrykt i ml/gram.Efter at bentonitfortykningsmidlet absorberer vand og svulmer, kan volumenet nå flere eller ti gange større end før det absorberer vand, så det har en god suspension, og fordi det er et pulver med en finere partikelstørrelse, er det anderledes end andre pulvere i belægningen system.Kroppen har god blandbarhed.Derudover, mens den producerer suspension, kan den drive andre pulvere til at producere en vis anti-stratificeringseffekt, så det er meget nyttigt at forbedre opbevaringsstabiliteten af systemet.
Men mange natriumbaserede bentoniter omdannes fra calciumbaseret bentonit gennem natriumomdannelse.Samtidig med natriumiseringen vil der blive produceret et stort antal positive ioner såsom calciumioner og natriumioner.Hvis indholdet af disse kationer i systemet er for højt, vil der blive genereret en stor mængde ladningsneutralisering på de negative ladninger på overfladen af emulsionen, så det kan i et vist omfang forårsage bivirkninger såsom hævelse og flokkulering af emulsionen.På den anden side vil disse calciumioner også have bivirkninger på natriumsaltdispergeringsmidlet (eller polyphosphatdispergeringsmidlet), hvilket får disse dispergeringsmidler til at udfældes i coatingsystemet, hvilket i sidste ende fører til tab af dispersion, hvilket gør coatingen tykkere, tykkere eller endda tykkere.Kraftig nedbør og flokkulering skete.Derudover er bentonits fortykkende effekt hovedsageligt afhængig af, at pulveret absorberer vand og udvider sig for at producere suspension, så det vil give en stærk tixotrop effekt til belægningssystemet, hvilket er meget ugunstigt for belægninger, der kræver gode udjævningseffekter.Derfor anvendes bentonit uorganiske fortykningsmidler sjældent i latexmalinger, og kun en lille mængde anvendes som fortykningsmidler i lavkvalitets latexmalinger eller børstede latexmalinger.I de senere år har nogle data dog vist, at Hemmings' BENTONE®LT.organisk modificeret og raffineret hectorit har gode anti-sedimenterings- og forstøvningseffekter, når de påføres luftløse sprøjtesystemer med latexmaling.
(2) Celluloseether:
Celluloseether er en naturlig højpolymer dannet ved kondensation af β-glucose.Ved at bruge egenskaberne for hydroxylgruppen i glucosylringen kan cellulose gennemgå forskellige reaktioner for at producere en række derivater.Blandt dem opnås esterificerings- og etherificeringsreaktioner.Celluloseesteren eller celluloseetherderivaterne er de vigtigste cellulosederivater.Ofte brugte produkter er carboxymethylcellulose,hydroxyethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose og så videre.Fordi carboxymethylcellulose indeholder natriumioner, der er letopløselige i vand, har den dårlig vandresistens, og antallet af substituenter på dens hovedkæde er lille, så det nedbrydes let af bakteriel korrosion, hvilket reducerer viskositeten af den vandige opløsning og gør den ildelugtende osv. Fænomen, sjældent brugt i latexmaling, generelt brugt i lavkvalitets polyvinylalkohol limmaling og spartelmasse.Vandopløsningshastigheden for methylcellulose er generelt lidt lavere end for hydroxyethylcellulose.Derudover kan der være en lille mængde uopløseligt stof under opløsningsprocessen, hvilket vil påvirke udseendet og fornemmelsen af belægningsfilmen, så den bruges sjældent i latexmaling.Imidlertid er overfladespændingen af vandig methylopløsning lidt lavere end for andre vandige celluloseopløsninger, så det er et godt cellulosefortykningsmiddel, der bruges i spartelmasse.Hydroxypropylmethylcellulose er også et cellulosefortykningsmiddel, der er meget udbredt inden for spartelmasse og bruges nu hovedsageligt i cementbaseret eller kalk-calciumbaseret kit (eller andre uorganiske bindemidler).Hydroxyethylcellulose er meget udbredt i latexmalingssystemer på grund af dets gode vandopløselighed og vandretention.Sammenlignet med andre celluloser har det mindre effekt på belægningsfilmens ydeevne.Fordelene ved hydroxyethylcellulose omfatter høj pumpeeffektivitet, god kompatibilitet, god opbevaringsstabilitet og god pH-stabilitet af viskositet.Ulemperne er dårlig nivelleringsfluiditet og dårlig stænkmodstand.For at forbedre disse mangler er der opstået hydrofob modifikation.Sex-associeret hydroxyethylcellulose (HMHEC) såsom NatrosolPlus330, 331
(3) Polycarboxylater:
I dette polycarboxylat er den høje molekylvægt et fortykningsmiddel, og den lave molekylvægt er et dispergeringsmiddel.De adsorberer hovedsageligt vandmolekyler i systemets hovedkæde, hvilket øger viskositeten af den dispergerede fase;derudover kan de også adsorberes på overfladen af latexpartikler for at danne et coatinglag, som øger latexens partikelstørrelse, fortykker latexens hydreringslag og øger viskositeten af latexens indre fase.Imidlertid har denne type fortykningsmiddel en relativt lav fortykkelseseffektivitet, så den elimineres gradvist i belægningsapplikationer.Nu bruges denne form for fortykningsmiddel hovedsageligt til fortykkelse af farvepasta, fordi dens molekylvægt er relativt stor, så det er nyttigt for farvepastaens dispergerbarhed og opbevaringsstabilitet.
(4) Alkalisk kvældeligt fortykningsmiddel:
Der er to hovedtyper af alkalikvældende fortykningsmidler: almindelige alkalikvældende fortykningsmidler og associative alkalikvældende fortykningsmidler.Den største forskel mellem dem er forskellen i de tilknyttede monomerer, der er indeholdt i hovedmolekylærkæden.Associative alkalikvældende fortykningsmidler copolymeriseres med associative monomerer, der kan adsorbere hinanden i hovedkædestrukturen, så efter ionisering i vandig opløsning kan der forekomme intramolekylær eller intermolekylær adsorption, hvilket får systemets viskositet til at stige hurtigt.
en.Almindelig alkali-kvældende fortykningsmiddel:
Den primære produktrepræsentative type almindeligt alkali-kvældende fortykningsmiddel er ASE-60.ASE-60 vedtager hovedsageligt copolymerisation af methacrylsyre og ethylacrylat.Under copolymerisationsprocessen tegner methacrylsyre sig for omkring 1/3 af faststofindholdet, fordi tilstedeværelsen af carboxylgrupper gør, at molekylkæden har en vis grad af hydrofilicitet, og neutraliserer den saltdannende proces.På grund af frastødningen af ladninger udvides molekylkæderne, hvilket øger systemets viskositet og giver en fortykkende effekt.Nogle gange er molekylvægten imidlertid for stor på grund af tværbindingsmidlets virkning.Under ekspansionsprocessen af molekylkæden er molekylkæden ikke godt spredt på kort tid.I løbet af den langsigtede lagringsproces strækkes molekylkæden gradvist, hvilket medfører Post-fortykkelse af viskositeten.Derudover, fordi der er få hydrofobe monomerer i molekylkæden af denne slags fortykningsmiddel, er det ikke let at generere hydrofob kompleksdannelse mellem molekyler, primært for at lave intramolekylær gensidig adsorption, så denne form for fortykningsmiddel har lav fortykkelseseffektivitet, så det er sjældent brugt alene.Det bruges hovedsageligt i kombination med andre fortykningsmidler.
b.Association (concord) type alkalisk kvældende fortykningsmiddel:
Denne form for fortykningsmiddel har nu mange varianter på grund af valget af associative monomerer og designet af molekylær struktur.Dens hovedkædestruktur er også hovedsageligt sammensat af methacrylsyre og ethylacrylat, og de associative monomerer er som antenner i strukturen, men kun en lille mængde distribution.Det er disse associative monomerer som blækspruttentakler, der spiller den vigtigste rolle i fortykningsmidlets fortykningseffektivitet.Carboxylgruppen i strukturen er neutraliseret og saltdannende, og molekylkæden er også som et almindeligt alkaliskvældende fortykningsmiddel.Den samme ladningsfrastødning sker, så molekylkæden folder sig ud.Den associative monomer i den udvider sig også med molekylkæden, men dens struktur indeholder både hydrofile kæder og hydrofobe kæder, så en stor micellær struktur svarende til overfladeaktive stoffer vil blive genereret i molekylet eller mellem molekyler.Disse miceller produceres ved gensidig adsorption af associationsmonomerer, og nogle associationsmonomerer adsorberer hinanden gennem den brodannende effekt af emulsionspartikler (eller andre partikler).Efter at micellerne er produceret, fikserer de emulsionspartiklerne, vandmolekylepartiklerne eller andre partikler i systemet i en relativt statisk tilstand ligesom indeslutningsbevægelsen, således at mobiliteten af disse molekyler (eller partikler) svækkes og viskositeten af systemet stiger.Derfor er fortykkelseseffektiviteten af denne type fortykningsmidler, især i latexmaling med højt emulsionsindhold, langt overlegen i forhold til almindelige alkalikvældende fortykningsmidler, så den er meget udbredt i latexmaling.Den vigtigste produktrepræsentant. Typen er TT-935.
(5) Associativt polyurethan (eller polyether) fortyknings- og udjævningsmiddel:
Generelt har fortykningsmidler meget høj molekylvægt (såsom cellulose og akrylsyre), og deres molekylære kæder strækkes i vandig opløsning for at øge systemets viskositet.Molekylvægten af polyurethan (eller polyether) er meget lille, og den danner hovedsageligt en association gennem interaktionen af van der Waals-kraften i det lipofile segment mellem molekyler, men denne associationskraft er svag, og associationen kan ske under visse ydre kraft.Adskillelse, der derved reducerer viskositeten, er befordrende for udjævningen af belægningsfilmen, så den kan spille rollen som udjævningsmiddel.Når forskydningskraften er elimineret, kan den hurtigt genoptage forbindelsen, og systemets viskositet stiger.Dette fænomen er gavnligt for at reducere viskositeten og øge udjævningen under konstruktionen;og efter at forskydningskraften er tabt, vil viskositeten blive genoprettet med det samme for at øge tykkelsen af belægningsfilmen.I praktiske anvendelser er vi mere bekymrede over den fortykkende virkning af sådanne associative fortykningsmidler på polymeremulsioner.De vigtigste polymerlatexpartikler deltager også i associeringen af systemet, således at denne form for fortykkelses- og udjævningsmiddel også har en god fortykkelses- (eller udjævnings-) effekt, når den er lavere end dens kritiske koncentration;når koncentrationen af denne form for fortyknings- og udjævningsmiddel Når den er højere end dens kritiske koncentration i rent vand, kan den danne associationer af sig selv, og viskositeten stiger hurtigt.Derfor, når denne form for fortykkelses- og udjævningsmiddel er lavere end dens kritiske koncentration, fordi latexpartiklerne deltager i delvis association, jo mindre partikelstørrelsen af emulsionen er, jo stærkere er associationen, og dens viskositet vil stige med stigningen af mængde emulsion.Derudover indeholder nogle dispergeringsmidler (eller akrylfortykningsmidler) hydrofobe strukturer, og deres hydrofobe grupper vekselvirker med dem af polyurethan, så systemet danner en stor netværksstruktur, som er befordrende for fortykkelse.
2. Effekter af forskellige fortykningsmidler på vandseparationsmodstanden af latexmaling
I formuleringsdesignet af vandbaserede malinger er brugen af fortykningsmidler et meget vigtigt led, som er relateret til mange egenskaber ved latexmalinger, såsom konstruktion, farveudvikling, opbevaring og udseende.Her fokuserer vi på virkningen af brugen af fortykningsmidler på opbevaringen af latexmaling.Fra ovenstående introduktion kan vi vide, at bentonit og polycarboxylater: fortykningsmidler hovedsageligt anvendes i nogle specielle belægninger, som ikke vil blive diskuteret her.Vi vil hovedsageligt diskutere de mest almindeligt anvendte cellulose-, alkali-kvældnings- og polyurethan- (eller polyether) fortykningsmidler, alene og i kombination, påvirker vandseparationsbestandigheden af latexmalinger.
Selvom fortykkelse med hydroxyethylcellulose alene er mere alvorlig ved vandseparation, er det let at omrøre jævnt.Engangsbrug af alkalisk kvældende fortykkelse har ingen vandadskillelse og udfældning, men alvorlig fortykkelse efter fortykkelse.Engangsbrug af polyurethan-fortykning, dog vandseparation og efter-fortykkelse. Fortykkelsen er ikke alvorlig, men bundfaldet, der dannes af det, er relativt hårdt og svært at omrøre.Og det vedtager hydroxyethylcellulose og alkalisk kvældende fortykningsforbindelse, ingen efterfortykkelse, ingen hård udfældning, let at omrøre, men der er også en lille mængde vand.Men når hydroxyethylcellulose og polyurethan bruges til at fortykke, er vandseparationen den mest alvorlige, men der er ingen hård nedbør.Alkalisk kvældende fortykkelse og polyurethan bruges sammen, selvom vandseparationen som udgangspunkt ikke er nogen vandseparation, men efter fortykkelse, og bundfaldet i bunden er svært at omrøre jævnt.Og den sidste bruger en lille mængde hydroxyethylcellulose med alkaliopsvulmning og polyurethanfortykkelse for at have en ensartet tilstand uden udfældning og vandseparation.Det kan ses, at i det rene acrylemulsionssystem med stærk hydrofobicitet er det mere alvorligt at fortykke vandfasen med hydrofil hydroxyethylcellulose, men det kan let omrøres jævnt.Enkelt brug af hydrofob alkalisk hævelse og polyurethan (eller deres forbindelse) fortykkelse, selvom anti-vandseparationsydelsen er bedre, men begge fortykkes bagefter, og hvis der er nedbør, kaldes det hård nedbør, som er vanskelig at omrøre jævnt .Anvendelsen af fortykkelse af cellulose og polyurethanforbindelser, på grund af den største forskel i hydrofile og lipofile værdier, resulterer i den mest alvorlige vandseparation og udfældning, men sedimentet er blødt og let at omrøre.Den sidste formel har den bedste anti-vandadskillelsesevne på grund af en bedre balance mellem hydrofil og lipofil.Naturligvis bør typerne af emulsioner og befugtnings- og dispergeringsmidler og deres hydrofile og lipofile værdier også tages i betragtning i selve formeldesignprocessen.Først når de når en god balance, kan systemet være i en tilstand af termodynamisk ligevægt og have en god vandmodstand.
I fortykningssystemet er fortykkelsen af vandfasen nogle gange ledsaget af en forøgelse af oliefasens viskositet.For eksempel tror vi generelt, at cellulosefortykningsmidler fortykker vandfasen, men cellulosen fordeles i vandfasen
Indlægstid: 29. december 2022