Espesantes de pintura a base de auga

1. Tipos de espesantes e mecanismo de espesamento

(1) Espesante inorgánico:

Os espesantes inorgánicos en sistemas a base de auga son principalmente arxilas.Tales como: bentonita.O caolín e a terra de diatomeas (o compoñente principal é SiO2, que ten unha estrutura porosa) úsanse ás veces como espesantes auxiliares para sistemas de espesamento polas súas propiedades de suspensión.A bentonita é máis amplamente utilizada debido á súa alta inchabilidade da auga.Bentonita (bentonita), tamén coñecida como bentonita, bentonita, etc., o principal mineral da bentonita é a montmorillonita que contén unha pequena cantidade de minerais de aluminosilicato hidratado de metais alcalinos e alcalinotérreos, pertencentes ao grupo dos aluminosilicatos, a súa fórmula química xeral é: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O.O rendemento de expansión da bentonita exprésase pola capacidade de expansión, é dicir, o volume de bentonita despois do inchazo na solución de ácido clorhídrico diluído chámase capacidade de expansión, expresado en ml/gramo.Despois de que o espesante de bentonita absorba auga e inchase, o volume pode alcanzar varias veces ou dez veces antes de absorber auga, polo que ten unha boa suspensión e, debido a que é un po cun tamaño de partícula máis fino, é diferente dos outros po do revestimento. sistema.O corpo ten boa miscibilidade.Ademais, mentres produce suspensión, pode impulsar outros po para producir un certo efecto anti-estratificación, polo que é moi útil mellorar a estabilidade de almacenamento do sistema.

Pero moitas bentonitas a base de sodio transfórmanse a partir de bentonita a base de calcio mediante a conversión de sodio.Ao mesmo tempo da sodiización, producirase un gran número de ións positivos como ións calcio e ións sodio.Se o contido destes catións no sistema é demasiado alto, xerarase unha gran cantidade de neutralización de carga nas cargas negativas da superficie da emulsión, polo que, ata certo punto, pode causar efectos secundarios como inchazo e floculación de a emulsión.Por outra banda, estes ións de calcio tamén terán efectos secundarios sobre o dispersante de sal de sodio (ou dispersante de polifosfato), facendo que estes dispersantes precipiten no sistema de revestimento, levando finalmente á perda de dispersión, facendo que o revestimento sexa máis espeso, máis groso ou mesmo. máis grosa.Produciuse unha forte precipitación e floculación.Ademais, o efecto espesante da bentonita depende principalmente de que o po absorba auga e se expanda para producir suspensión, polo que traerá un forte efecto tixotrópico ao sistema de revestimento, que é moi desfavorable para os revestimentos que requiren bos efectos de nivelación.Polo tanto, os espesantes inorgánicos de bentonita raramente se usan en pinturas de látex, e só se usa unha pequena cantidade como espesantes en pinturas de látex de baixa calidade ou pinturas de látex cepillado.Non obstante, nos últimos anos, algúns datos demostraron que BENTONE®LT de Hemmings.A hectorita refinada e modificada orgánicamente ten bos efectos antisedimentación e atomización cando se aplica aos sistemas de pulverización sen aire de pintura de látex.

(2) Éter de celulosa:

O éter de celulosa é un alto polímero natural formado pola condensación de β-glicosa.Usando as características do grupo hidroxilo do anel de glicosilo, a celulosa pode sufrir varias reaccións para producir unha serie de derivados.Entre elas, obtéñense reaccións de esterificación e eterificación.O éster de celulosa ou os derivados de éter de celulosa son os derivados de celulosa máis importantes.Os produtos máis utilizados son a carboximetil celulosa,hidroxietil celulosa, metil celulosa, hidroxipropil metil celulosa e así por diante.Debido a que a carboximetil celulosa contén ións de sodio que son facilmente solubles en auga, ten unha escasa resistencia á auga e o número de substituíntes na súa cadea principal é pequeno, polo que se descompón facilmente pola corrosión bacteriana, reducindo a viscosidade da solución acuosa e converténdoa. fedorento, etc Fenómeno, raramente usado na pintura de látex, xeralmente usado en pintura de cola de alcohol polivinílico de baixa calidade e masilla.A taxa de disolución da auga da metilcelulosa é xeralmente lixeiramente inferior á da hidroxietilcelulosa.Ademais, pode haber unha pequena cantidade de materia insoluble durante o proceso de disolución, o que afectará o aspecto e a sensación da película de revestimento, polo que raramente se usa na pintura de látex.Non obstante, a tensión superficial da solución acuosa de metilo é lixeiramente menor que a doutras solucións acuosas de celulosa, polo que é un bo espesante de celulosa usado na masilla.A hidroxipropilmetilcelulosa tamén é un espesante de celulosa moi utilizado no campo da masilla, e agora utilízase principalmente en masilla a base de cemento ou cal-calcio (ou outros aglutinantes inorgánicos).A hidroxietil celulosa úsase amplamente nos sistemas de pintura de látex debido á súa boa solubilidade e retención de auga.En comparación con outras celulosas, ten menos efecto sobre o rendemento da película de revestimento.As vantaxes da hidroxietil celulosa inclúen unha alta eficiencia de bombeo, boa compatibilidade, boa estabilidade de almacenamento e boa estabilidade do pH da viscosidade.As desvantaxes son unha escasa fluidez de nivelación e unha escasa resistencia ás salpicaduras.Para mellorar estas deficiencias, apareceu a modificación hidrófoba.Hidroxietilcelulosa asociada ao sexo (HMHEC) como NatrosolPlus330, 331

(3) Policarboxilatos:

Neste policarboxilato, o alto peso molecular é un espesante e o baixo peso molecular é un dispersante.Adsorben principalmente moléculas de auga na cadea principal do sistema, o que aumenta a viscosidade da fase dispersa;ademais, tamén se poden adsorber na superficie das partículas de látex para formar unha capa de revestimento, o que aumenta o tamaño das partículas do látex, engrosa a capa de hidratación do látex e aumenta a viscosidade da fase interna do látex.Non obstante, este tipo de espesantes ten unha eficiencia de espesamento relativamente baixa, polo que se elimina gradualmente nas aplicacións de revestimento.Agora, este tipo de espesante úsase principalmente no espesamento da pasta de cor, porque o seu peso molecular é relativamente grande, polo que é útil para a dispersibilidade e estabilidade de almacenamento da pasta de cor.

(4) Espesante hinchable con álcali:

Hai dous tipos principais de espesantes hinchables con álcali: espesantes inchables por álcalis ordinarios e espesantes asociativos con álcalis hinchables.A maior diferenza entre eles é a diferenza dos monómeros asociados contidos na cadea molecular principal.Os espesantes asociativos hinchables con álcali copolimerízanse con monómeros asociativos que poden adsorberse entre si na estrutura da cadea principal, polo que despois da ionización en solución acuosa pode producirse a adsorción intramolecular ou intermolecular, facendo que a viscosidade do sistema aumente rapidamente.

a.Espesante normal hinchable con álcali:

O principal tipo representativo do produto espesante inchable con álcali ordinario é ASE-60.ASE-60 adopta principalmente a copolimerización de ácido metacrílico e acrilato de etilo.Durante o proceso de copolimerización, o ácido metacrílico representa aproximadamente 1/3 do contido sólido, porque a presenza de grupos carboxilo fai que a cadea molecular teña un certo grao de hidrofilia e neutraliza o proceso de formación de sal.Debido á repulsión das cargas, as cadeas moleculares están expandidas, o que aumenta a viscosidade do sistema e produce un efecto espesante.Non obstante, ás veces o peso molecular é demasiado grande debido á acción do axente de reticulación.Durante o proceso de expansión da cadea molecular, a cadea molecular non está ben dispersa nun curto período de tempo.Durante o proceso de almacenamento a longo prazo, a cadea molecular esténdese gradualmente, o que provoca un post-engrosamento da viscosidade.Ademais, debido a que hai poucos monómeros hidrófobos na cadea molecular deste tipo de espesantes, non é fácil xerar complexación hidrófoba entre moléculas, principalmente para facer unha adsorción mutua intramolecular, polo que este tipo de espesantes ten unha baixa eficiencia de espesamento, polo que é raramente usado só.Utilízase principalmente en combinación con outros espesantes.

b.Espesante de inchazo alcalino tipo Asociación (concord):

Este tipo de espesantes agora ten moitas variedades debido á selección de monómeros asociativos e ao deseño da estrutura molecular.A súa estrutura de cadea principal tamén está composta principalmente de ácido metacrílico e acrilato de etilo, e os monómeros asociativos son como antenas na estrutura, pero só unha pequena cantidade de distribución.Son estes monómeros asociativos como tentáculos de polbo os que xogan o papel máis importante na eficacia de espesamento do espesante.O grupo carboxilo da estrutura está neutralizado e forma sal, e a cadea molecular tamén é como un espesante normal que se incha con álcali.Prodúcese a mesma repulsión de carga, polo que a cadea molecular se desprega.O monómero asociativo nel tamén se expande coa cadea molecular, pero a súa estrutura contén tanto cadeas hidrófilas como cadeas hidrófobas, polo que na molécula ou entre moléculas xerarase unha gran estrutura micelar semellante aos surfactantes.Estas micelas prodúcense pola adsorción mutua de monómeros de asociación, e algúns monómeros de asociación adsorben entre si a través do efecto ponte das partículas de emulsión (ou outras partículas).Despois de que se producen as micelas, fixan as partículas da emulsión, as partículas de moléculas de auga ou outras partículas do sistema nun estado relativamente estático do mesmo xeito que o movemento do recinto, de modo que a mobilidade destas moléculas (ou partículas) se debilita e a viscosidade do aumenta o sistema.Polo tanto, a eficiencia de espesamento deste tipo de espesantes, especialmente na pintura de látex con alto contido en emulsión, é moi superior á dos espesantes inchables con álcali ordinarios, polo que úsase amplamente na pintura de látex.O principal representante do produto O tipo é TT-935.

(5) Axente espesante e nivelador asociativo de poliuretano (ou poliéter):

Xeralmente, os espesantes teñen un peso molecular moi elevado (como a celulosa e o ácido acrílico) e as súas cadeas moleculares estiranse en solución acuosa para aumentar a viscosidade do sistema.O peso molecular do poliuretano (ou poliéter) é moi pequeno, e forma principalmente unha asociación a través da interacción da forza de van der Waals do segmento lipófilo entre moléculas, pero esta forza de asociación é débil, e a asociación pódese facer baixo certos requisitos. forza externa.A separación, reducindo así a viscosidade, é propicia para a nivelación da película de revestimento, polo que pode desempeñar o papel de axente nivelador.Cando se elimina a forza de cizallamento, pode retomar a asociación rapidamente e a viscosidade do sistema aumenta.Este fenómeno é beneficioso para reducir a viscosidade e aumentar a nivelación durante a construción;e despois de perder a forza de corte, a viscosidade restaurarase inmediatamente para aumentar o espesor da película de revestimento.Nas aplicacións prácticas, preocúpanos máis o efecto espesante destes espesantes asociativos nas emulsións de polímeros.As principais partículas de látex de polímero tamén participan na asociación do sistema, polo que este tipo de axente espesante e nivelador tamén ten un bo efecto espesante (ou nivelador) cando é inferior á súa concentración crítica;cando a concentración deste tipo de axente espesante e nivelante Cando é superior á súa concentración crítica en auga pura, pode formar asociacións por si só e a viscosidade aumenta rapidamente.Polo tanto, cando este tipo de axente espesante e nivelador é inferior á súa concentración crítica, porque as partículas de látex participan na asociación parcial, canto menor sexa o tamaño da partícula da emulsión, máis forte será a asociación e a súa viscosidade aumentará co aumento da emulsión. cantidade de emulsión.Ademais, algúns dispersantes (ou espesantes acrílicos) conteñen estruturas hidrófobas, e os seus grupos hidrófobos interactúan cos do poliuretano, polo que o sistema forma unha gran estrutura de rede, que favorece o engrosamento.

2. Efectos de diferentes espesantes na resistencia á separación da auga da pintura de látex

No deseño de formulacións de pinturas a base de auga, o uso de espesantes é un vínculo moi importante, que está relacionado con moitas propiedades das pinturas de látex, como a construción, o desenvolvemento da cor, o almacenamento e o aspecto.Aquí centrámonos no impacto do uso de espesantes no almacenamento da pintura de látex.A partir da introdución anterior, podemos saber que bentonita e policarboxilatos: espesantes úsanse principalmente nalgúns revestimentos especiais, que non se discutirán aquí.Discutiremos principalmente os espesantes de celulosa, inchazo de álcali e poliuretano (ou poliéter) máis usados, sós e en combinación, afectan a resistencia á separación da auga das pinturas de látex.

Aínda que o espesamento con hidroxietilcelulosa só é máis grave na separación da auga, é fácil de remover uniformemente.O uso único do espesamento de inchazo alcalino non ten separación de auga e precipitación, pero un espesamento grave despois do espesamento.Uso único de espesamento de poliuretano, aínda que a separación de auga e post-engrosamento O espesamento non é grave, pero o precipitado producido por el é relativamente duro e difícil de axitar.E adopta hidroxietilcelulosa e composto espesante de inchazo alcalino, sen espesamento posterior, sen precipitación dura, fácil de remover, pero tamén hai unha pequena cantidade de auga.Non obstante, cando se usa hidroxietil celulosa e poliuretano para espesar, a separación da auga é a máis grave, pero non hai precipitación dura.O espesamento hinchable de álcali e o poliuretano úsanse xuntos, aínda que a separación de auga non é basicamente separación de auga, pero despois do espesamento, e o sedimento na parte inferior é difícil de remover uniformemente.E o último usa unha pequena cantidade de hidroxietil celulosa con inchazo de álcali e espesamento de poliuretano para ter un estado uniforme sen precipitación e separación de auga.Pódese ver que no sistema de emulsión acrílica pura con forte hidrofobicidade, é máis grave engrosar a fase acuosa con hidroxietil celulosa hidrófila, pero pódese axitar facilmente uniformemente.O uso único de inchazo hidrófobo de álcalis e espesamento de poliuretano (ou o seu composto), aínda que o rendemento da separación anti-auga é mellor, pero ambos se espesan despois, e se hai precipitación, chámase precipitación dura, que é difícil de remover uniformemente.O uso de engrosamento de compostos de celulosa e poliuretano, debido á diferenza máis afastada nos valores hidrófilos e lipófilos, produce a separación e precipitación de auga máis graves, pero o sedimento é suave e fácil de remover.A última fórmula ten o mellor rendemento de separación da auga debido a un mellor equilibrio entre hidrófilo e lipofílico.Por suposto, no proceso de deseño da fórmula real, tamén se deben considerar os tipos de emulsións e axentes humectantes e dispersantes e os seus valores hidrófilos e lipófilos.Só cando alcanzan un bo equilibrio o sistema pode estar nun estado de equilibrio termodinámico e ter unha boa resistencia á auga.

No sistema de espesamento, o espesamento da fase acuosa ás veces vai acompañado do aumento da viscosidade da fase oleosa.Por exemplo, en xeral cremos que os espesantes de celulosa espesan a fase acuosa, pero a celulosa distribúese na fase acuosa.