1. Sakeutusainetyypit ja sakeutusmekanismi
(1) Epäorgaaninen sakeutusaine:
Epäorgaaniset sakeuttamisaineet vesipohjaisissa järjestelmissä ovat pääasiassa savea.Kuten: bentoniitti.Kaoliinia ja piimaata (pääkomponentti on SiO2, jolla on huokoinen rakenne) käytetään joskus sakeutusjärjestelmien lisäsakeutusaineina niiden suspensioominaisuuksien vuoksi.Bentoniittia käytetään laajalti sen korkean vedessä turpoavuuden vuoksi.Bentoniitti (Bentoniitti), joka tunnetaan myös nimellä bentoniitti, bentoniitti jne., bentoniitin päämineraali on montmorilloniitti, joka sisältää pienen määrän alkali- ja maa-alkalimetallivesipitoisia alumiinisilikaattimineraaleja, joka kuuluu alumiinisilikaattiryhmään, sen yleinen kemiallinen kaava on: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH20.Bentoniitin paisuntakyky ilmaistaan paisuntakapasiteetilla, eli bentoniitin tilavuutta laimeassa suolahappoliuoksessa turpoamisen jälkeen kutsutaan paisuntakapasiteetiksi, ilmaistuna ml/g.Kun bentoniittisakeutusaine imee vettä ja turpoaa, tilavuus voi olla useita kertoja tai kymmenkertainen ennen veden imeytymistä, joten sillä on hyvä suspensio ja koska se on hienompi hiukkaskokoinen jauhe, se eroaa muista pinnoitteen jauheista. järjestelmä.Rungon sekoittuvuus on hyvä.Lisäksi suspensiota tuottaessaan se voi ajaa muita jauheita tuottamaan tietyn kerrostumista estävän vaikutuksen, joten se on erittäin hyödyllistä parantaa järjestelmän varastointikestävyyttä.
Mutta monet natriumpohjaiset bentoniitit muuttuvat kalsiumpohjaisesta bentoniitista natriumkonversiolla.Natriumoinnin yhteydessä syntyy suuri määrä positiivisia ioneja, kuten kalsiumioneja ja natriumioneja.Jos näiden kationien pitoisuus järjestelmässä on liian korkea, emulsion pinnalla oleviin negatiivisiin varauksiin muodostuu suuri määrä varauksen neutralointia, joten tietyssä määrin Se voi aiheuttaa sivuvaikutuksia, kuten turvotusta ja flokkulaatiota. emulsio.Toisaalta näillä kalsiumioneilla on myös sivuvaikutuksia natriumsuoladispergointiaineeseen (tai polyfosfaattidispergointiaineeseen), jolloin nämä dispergointiaineet saostuvat pinnoitusjärjestelmään, mikä johtaa lopulta dispersion häviämiseen, jolloin pinnoite tulee paksummaksi, paksummaksi tai jopa tasaisemmäksi. paksumpi.Kovia sateita ja flokkulaatiota esiintyi.Lisäksi bentoniitin sakeuttamisvaikutus perustuu pääasiassa siihen, että jauhe imee vettä ja laajenee muodostaen suspensiota, joten se tuo pinnoitusjärjestelmään vahvan tiksotrooppisen vaikutuksen, mikä on erittäin epäedullista hyvää tasoitusvaikutusta vaativille pinnoitteille.Siksi bentoniittia epäorgaanisia sakeuttajia käytetään harvoin lateksimaaleissa, ja vain pieni määrä käytetään sakeuttamisaineina heikkolaatuisissa lateksimaaleissa tai harjatuissa lateksimaaleissa.Viime vuosina jotkin tiedot ovat kuitenkin osoittaneet, että Hemmingsin BENTONE®LT.orgaanisesti modifioidulla ja jalostetulla hektoriitilla on hyvät sedimentaatio- ja sumutusvaikutukset, kun sitä käytetään lateksimaalien ilmattomiin ruiskujärjestelmiin.
(2) Selluloosaeetteri:
Selluloosaeetteri on luonnollinen korkea polymeeri, joka muodostuu β-glukoosin kondensaatiosta.Käyttämällä glukosyylirenkaan hydroksyyliryhmän ominaisuuksia, selluloosa voi käydä läpi erilaisia reaktioita sarjan johdannaisten tuottamiseksi.Niiden joukossa saadaan esteröinti- ja eetteröintireaktiot.Selluloosaesteri tai selluloosaeetterijohdannaiset ovat tärkeimpiä selluloosajohdannaisia.Yleisimmin käytettyjä tuotteita ovat karboksimetyyliselluloosa,hydroksietyyliselluloosa, metyyliselluloosa, hydroksipropyylimetyyliselluloosa ja niin edelleen.Koska karboksimetyyliselluloosa sisältää natriumioneja, jotka liukenevat helposti veteen, sillä on huono vedenkestävyys ja sen pääketjussa olevien substituenttien määrä on pieni, joten se hajoaa helposti bakteerikorroosion vaikutuksesta, mikä vähentää vesiliuoksen viskositeettia ja tekee siitä haiseva jne. Ilmiö, jota käytetään harvoin lateksimaaleissa, käytetään yleensä huonolaatuisessa polyvinyylialkoholiliimamaalissa ja -kittissä.Metyyliselluloosan vesiliukenemisnopeus on yleensä hieman alhaisempi kuin hydroksietyyliselluloosan.Lisäksi liukenemisprosessissa voi olla pieni määrä liukenematonta ainetta, mikä vaikuttaa pinnoitekalvon ulkonäköön ja tuntumaan, joten sitä käytetään harvoin lateksimaaleissa.Metyylivesiliuoksen pintajännitys on kuitenkin hieman pienempi kuin muiden selluloosan vesiliuosten, joten se on hyvä selluloosan sakeuttaja kittissä.Hydroksipropyylimetyyliselluloosa on myös selluloosan sakeuttaja, jota käytetään laajalti kittiteollisuudessa, ja sitä käytetään nykyään pääasiassa sementtipohjaisessa tai kalkki-kalsiumpohjaisessa kitissä (tai muissa epäorgaanisissa sideaineissa).Hydroksietyyliselluloosaa käytetään laajalti lateksimaalijärjestelmissä sen hyvän vesiliukoisuuden ja vedenpidätyskyvyn vuoksi.Muihin selluloosoihin verrattuna sillä on vähemmän vaikutusta pinnoitekalvon suorituskykyyn.Hydroksietyyliselluloosan etuja ovat korkea pumppaustehokkuus, hyvä yhteensopivuus, hyvä varastointistabiilisuus ja hyvä viskositeetin pH-stabiilisuus.Haittoja ovat huono tasoitussujuvuus ja huono roiskeenkestävyys.Näiden puutteiden parantamiseksi on ilmaantunut hydrofobinen modifikaatio.sukupuoleen liittyvä hydroksietyyliselluloosa (HMHEC), kuten NatrosolPlus330, 331
(3) Polykarboksylaatit:
Tässä polykarboksylaatissa korkea molekyylipaino on sakeuttaja ja pieni molekyylipaino on dispergointiaine.Ne adsorboivat pääasiassa vesimolekyylejä järjestelmän pääketjussa, mikä lisää dispergoidun faasin viskositeettia;lisäksi ne voivat myös adsorboitua lateksihiukkasten pinnalle pinnoitekerroksen muodostamiseksi, mikä lisää lateksin partikkelikokoa, paksuntaa lateksin hydraatiokerrosta ja lisää lateksin sisäisen faasin viskositeettia.Tämän tyyppisellä sakeutusaineella on kuitenkin suhteellisen alhainen sakeutustehokkuus, joten se poistetaan vähitellen pinnoitussovelluksissa.Nyt tällaista sakeuttamisainetta käytetään pääasiassa väritahnan sakeuttamiseen, koska sen molekyylipaino on suhteellisen suuri, joten se auttaa väritahnan dispergoituvuutta ja varastointikestävyyttä.
(4) Alkalissa turpoava sakeutusaine:
Alkalissa turpoavia sakeuttajia on kahta päätyyppiä: tavalliset alkalissa turpoavat sakeuttajat ja assosiatiiviset alkalissa turpoavat sakeuttamisaineet.Suurin ero niiden välillä on ero päämolekyyliketjussa olevissa niihin liittyvissä monomeereissä.Assosiatiiviset alkalissa turpoavat sakeutusaineet kopolymeroidaan assosiatiivisten monomeerien kanssa, jotka voivat adsorboida toisiaan pääketjun rakenteeseen, joten vesiliuoksessa tapahtuvan ionisaation jälkeen voi tapahtua molekyylien sisäistä tai molekyylien välistä adsorptiota, jolloin järjestelmän viskositeetti nousee nopeasti.
a.Tavallinen alkalissa turpoava sakeutusaine:
Tavallisen alkalissa turpoavan sakeuttamisaineen päätuotetyyppi on ASE-60.ASE-60 käyttää pääasiassa metakryylihapon ja etyyliakrylaatin kopolymerointia.Kopolymerointiprosessin aikana metakryylihapon osuus on noin 1/3 kiintoainepitoisuudesta, koska karboksyyliryhmien läsnäolo tekee molekyyliketjusta tietyn hydrofiilisyyden ja neutraloi suolanmuodostusprosessin.Varausten hylkimisen vuoksi molekyyliketjut laajenevat, mikä lisää järjestelmän viskositeettia ja tuottaa paksuntavan vaikutuksen.Joskus molekyylipaino on kuitenkin liian suuri silloitusaineen vaikutuksesta johtuen.Molekyyliketjun laajenemisprosessin aikana molekyyliketju ei ole hyvin dispergoitunut lyhyessä ajassa.Pitkäaikaisen varastoinnin aikana molekyyliketju venyy vähitellen, mikä tuo viskositeetin jälkipaksumisen.Lisäksi, koska tällaisen sakeutusaineen molekyyliketjussa on vähän hydrofobisia monomeerejä, ei ole helppoa muodostaa hydrofobista kompleksointia molekyylien välillä, lähinnä molekyylinsisäisen keskinäisen adsorption aikaansaamiseksi, joten tällaisella sakeuttamisaineella on alhainen sakeutustehokkuus, joten se on harvoin käytetty yksinään.Sitä käytetään pääasiassa yhdessä muiden sakeuttamisaineiden kanssa.
b.Assosiaatio (concord) tyyppinen alkaliturpoamisaine:
Tällaisilla sakeuttamisaineilla on nyt monia lajikkeita assosiatiivisten monomeerien valinnan ja molekyylirakenteen suunnittelun vuoksi.Sen pääketjurakenne koostuu myös pääosin metakryylihaposta ja etyyliakrylaatista, ja assosiatiiviset monomeerit ovat rakenteessa kuin antenneja, mutta vain pieni määrä jakautumista.Nämä assosiatiiviset monomeerit, kuten mustekalan lonkerot, näyttelevät tärkeintä roolia sakeutusaineen sakeutustehokkuudessa.Rakenteen karboksyyliryhmä on neutraloitunut ja suolaa muodostava, ja molekyyliketju on myös kuin tavallinen alkalissa turpoava sakeutusaine.Sama varauksen hylkiminen tapahtuu niin, että molekyyliketju avautuu.Siinä oleva assosiatiivinen monomeeri laajenee myös molekyyliketjun mukana, mutta sen rakenne sisältää sekä hydrofiilisiä ketjuja että hydrofobisia ketjuja, joten molekyyliin tai molekyylien väliin muodostuu pinta-aktiivisten aineiden kaltainen suuri misellirakenne.Nämä misellit tuotetaan assosioituneiden monomeerien keskinäisellä adsorptiolla, ja jotkut assosiaatiomonomeerit adsorboivat toisiaan emulsiohiukkasten (tai muiden hiukkasten) siltavaikutuksen kautta.Kun misellit on tuotettu, ne kiinnittävät emulsiohiukkaset, vesimolekyylihiukkaset tai muut systeemissä olevat hiukkaset suhteellisen staattiseen tilaan kotelon liikkeen tavoin, jolloin näiden molekyylien (tai hiukkasten) liikkuvuus heikkenee ja aineen viskositeetti heikkenee. järjestelmä kasvaa.Siksi tämän tyyppisen sakeutusaineen sakeutustehokkuus, erityisesti lateksimaaleissa, joissa on korkea emulsiopitoisuus, on paljon parempi kuin tavallisten alkalissa turpoavien sakeutusaineiden, joten sitä käytetään laajalti lateksimaaleissa.Päätuotteen edustaja Tyyppi on TT-935.
(5) Assosioiva polyuretaani (tai polyeetteri) sakeutus- ja tasoitusaine:
Yleensä sakeutusaineilla on erittäin korkea molekyylipaino (kuten selluloosa ja akryylihappo), ja niiden molekyyliketjuja venytetään vesiliuoksessa järjestelmän viskositeetin lisäämiseksi.Polyuretaanin (tai polyeetterin) molekyylipaino on hyvin pieni, ja se muodostaa pääasiassa assosiaation lipofiilisen segmentin van der Waalsin voiman vuorovaikutuksen kautta molekyylien välillä, mutta tämä assosiaatiovoima on heikko ja assosiaatio voi tapahtua tietyissä olosuhteissa. ulkoinen voima.Erottaminen, mikä vähentää viskositeettia, edistää pinnoitekalvon tasoittumista, joten sillä voi olla tasoitusaineen rooli.Kun leikkausvoima eliminoituu, se voi nopeasti jatkaa yhdistymistä ja järjestelmän viskositeetti nousee.Tämä ilmiö on hyödyllinen viskositeetin vähentämisessä ja tasoituksen lisäämisessä rakentamisen aikana;ja kun leikkausvoima on menetetty, viskositeetti palautetaan välittömästi pinnoitekalvon paksuuden lisäämiseksi.Käytännön sovelluksissa olemme enemmän huolissamme tällaisten assosiatiivisten sakeuttamisaineiden sakeuttamisvaikutuksesta polymeeriemulsioihin.Pääasialliset polymeerilateksihiukkaset osallistuvat myös järjestelmän yhdistämiseen, joten tällaisella sakeuttamis- ja tasoitusaineella on myös hyvä sakeutus (tai tasoitus) vaikutus, kun se on kriittistä pitoisuuttaan alhaisempi;kun tällaisen sakeutus- ja tasoitusaineen pitoisuus Kun se on kriittistä pitoisuutta korkeampi puhtaassa vedessä, se voi muodostaa assosiaatioita itsestään ja viskositeetti nousee nopeasti.Siksi, kun tällainen sakeutus- ja tasoitusaine on alhaisempi kuin sen kriittinen pitoisuus, koska lateksihiukkaset osallistuvat osittaiseen assosiaatioon, mitä pienempi on emulsion hiukkaskoko, sitä vahvempi on assosiaatio ja sen viskositeetti kasvaa emulsion lisääntyessä. emulsion määrä.Lisäksi jotkin dispergointiaineet (tai akryylisakeutusaineet) sisältävät hydrofobisia rakenteita ja niiden hydrofobiset ryhmät ovat vuorovaikutuksessa polyuretaanin ryhmien kanssa, jolloin järjestelmä muodostaa suuren verkostorakenteen, joka edistää paksuuntumista.
2. Eri sakeutusaineiden vaikutukset lateksimaalin vedenerotuskestävyyteen
Vesiohenteisten maalien formulaatiosuunnittelussa sakeutusaineiden käyttö on erittäin tärkeä linkki, joka liittyy lateksimaalien moniin ominaisuuksiin, kuten rakenteeseen, värinkehitykseen, säilytykseen ja ulkonäköön.Tässä keskitytään sakeutusaineiden käytön vaikutukseen lateksimaalien varastointiin.Yllä olevasta johdannosta voimme tietää, että bentoniittia ja polykarboksylaatteja: sakeuttajia käytetään pääasiassa joissakin erikoispinnoitteissa, joita ei tässä käsitellä.Keskustelemme pääasiassa yleisimmin käytetyistä selluloosa-, alkaliturpoamis- ja polyuretaani- (tai polyeetteri-) sakeutusaineista, yksin ja yhdessä, vaikuttavat lateksimaalien vedenerotuskestävyyteen.
Vaikka sakeuttaminen pelkällä hydroksietyyliselluloosalla on vakavampaa veden erottelussa, se on helppo sekoittaa tasaisesti.Alkaliturpoamisen kertakäyttö ei aiheuta veden erottumista ja saostumista, vaan vakavaa paksuuntumista sakeuttamisen jälkeen.Polyuretaanisakeutuksen kertakäyttö, vaikka vedenerotus ja jälkipaksutus Sakeutuminen ei ole vakavaa, mutta sen tuottama sakka on suhteellisen kovaa ja vaikeasti sekoitettavaa.Ja se käyttää hydroksietyyliselluloosaa ja emäksistä turpoavaa sakeuttamisyhdistettä, ei jälkisakeutusta, ei kovaa saostumista, helppo sekoittaa, mutta siinä on myös pieni määrä vettä.Kuitenkin, kun sakeuttamiseen käytetään hydroksietyyliselluloosaa ja polyuretaania, veden erottuminen on vakavin, mutta kovaa saostumista ei tapahdu.Alkalissa turpoavaa sakeutusta ja polyuretaania käytetään yhdessä, vaikka vedenerotus ei ole pohjimmiltaan vedenerotusta, vaan sakeutuksen jälkeen, ja pohjassa olevaa sedimenttiä on vaikea sekoittaa tasaisesti.Ja viimeisessä käytetään pientä määrää hydroksietyyliselluloosaa, jossa on alkaliturvotus ja polyuretaanipaksutus, jotta saadaan tasainen tila ilman saostumista ja veden erottumista.Voidaan nähdä, että puhtaassa akryyliemulsiojärjestelmässä, jossa on vahva hydrofobisuus, on vakavampaa sakeuttaa vesifaasia hydrofiilisellä hydroksietyyliselluloosalla, mutta se voidaan helposti sekoittaa tasaisesti.Hydrofobisen alkalin turvotuksen ja polyuretaanin (tai niiden yhdisteen) sakeuttamisen kertakäyttö, vaikka vedenerotuksen estokyky on parempi, mutta molemmat paksuuntuvat jälkeenpäin, ja jos sataa, sitä kutsutaan kovaksi saokseksi, jota on vaikea sekoittaa tasaisesti .Selluloosa- ja polyuretaaniseossakeutuksen käyttö hydrofiilisten ja lipofiilisten arvojen suurimman eron vuoksi johtaa vakavimpaan veden erottumiseen ja saostumiseen, mutta sedimentti on pehmeää ja helposti sekoitettavaa.Viimeisellä koostumuksella on paras vedenerotuksen estokyky paremman hydrofiilisen ja lipofiilisen tasapainon ansiosta.Tietysti varsinaisessa kaavan suunnitteluprosessissa tulee ottaa huomioon myös emulsioiden ja kostutus- ja dispergointiaineiden tyypit sekä niiden hydrofiiliset ja lipofiiliset arvot.Vain kun ne saavuttavat hyvän tasapainon, järjestelmä voi olla termodynaamisen tasapainon tilassa ja sillä on hyvä vedenkestävyys.
Sakeutusjärjestelmässä vesifaasin paksuuntumiseen liittyy joskus öljyfaasin viskositeetin kasvu.Yleisesti uskomme esimerkiksi, että selluloosan sakeutusaineet sakeuttavat vesifaasia, mutta selluloosa jakautuu vesifaasiin
Postitusaika: 29.12.2022