1. Vrste zgušnjivača i mehanizam za zgušnjavanje
(1) Anorganski zgušnjivač:
Anorganski zgušnjivači u sustavima na bazi vode uglavnom su gline.Kao što su: bentonit.Kao pomoćni zgušnjivači za sustave za zgušnjavanje ponekad se koriste kaolin i dijatomejska zemlja (glavna komponenta je SiO2, koji ima poroznu strukturu) zbog svojih suspenzijskih svojstava.Bentonit se više koristi zbog svoje visoke sposobnosti bubrenja u vodi.Bentonit (Bentonit), također poznat kao bentonit, bentonit, itd., glavni mineral bentonita je montmorilonit koji sadrži malu količinu hidro-aluminosilikatnih minerala alkalnih i zemnoalkalijskih metala, koji pripadaju skupini aluminosilikata, njegova opća kemijska formula je: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O.Sposobnost ekspanzije bentonita izražava se kapacitetom ekspanzije, odnosno volumen bentonita nakon bubrenja u razrijeđenoj otopini klorovodične kiseline naziva se kapacitet ekspanzije, izražen u ml/gram.Nakon što bentonitni zgušnjivač upije vodu i nabubri, volumen može doseći nekoliko puta ili deset puta više nego prije upijanja vode, tako da ima dobru suspenziju, a budući da je prah s finijom veličinom čestica, razlikuje se od ostalih prahova u premazu. sustav.Tijelo ima dobru mješljivost.Osim toga, dok proizvodi suspenziju, može potaknuti druge praškove da proizvedu određeni učinak protiv raslojavanja, tako da je vrlo korisno za poboljšanje stabilnosti skladištenja sustava.
Ali mnogi bentoniti na bazi natrija pretvaraju se iz bentonita na bazi kalcija pretvorbom natrija.U isto vrijeme natrijizacije proizvest će se velik broj pozitivnih iona kao što su ioni kalcija i ioni natrija.Ako je sadržaj tih kationa u sustavu previsok, velika će se količina neutralizacije naboja generirati na negativnim nabojima na površini emulzije, tako da do određene mjere može uzrokovati nuspojave kao što su bubrenje i flokulacija emulzija.S druge strane, ovi ioni kalcija također će imati nuspojave na disperzant natrijeve soli (ili polifosfat disperzant), uzrokujući taloženje ovih disperzanata u sustavu premaza, što na kraju dovodi do gubitka disperzije, čineći premaz debljim, debljim ili čak deblji.Došlo je do jakih oborina i flokulacije.Osim toga, učinak zgušnjavanja bentonita uglavnom se oslanja na prah koji apsorbira vodu i ekspandira za proizvodnju suspenzije, tako da će donijeti snažan tiksotropni učinak na sustav premaza, što je vrlo nepovoljno za premaze koji zahtijevaju dobre učinke izravnavanja.Stoga se bentonitni anorganski zgušnjivači rijetko koriste u lateks bojama, a samo se mala količina koristi kao zgušnjivač u niskokvalitetnim lateks bojama ili brušenim lateks bojama.Međutim, posljednjih godina neki podaci pokazuju da je Hemmingsov BENTONE®LT.organski modificirani i rafinirani hektorit ima dobre učinke protiv taloženja i atomizacije kada se nanosi na sustave za raspršivanje lateks boje bez zraka.
(2) Celulozni eter:
Celulozni eter je prirodni visoko polimer nastao kondenzacijom β-glukoze.Koristeći značajke hidroksilne skupine u glukozilnom prstenu, celuloza može proći kroz različite reakcije da proizvede niz derivata.Među njima se dobivaju reakcije esterifikacije i eterifikacije.Derivati celuloznog estera ili celuloznog etera najvažniji su derivati celuloze.Najčešće korišteni proizvodi su karboksimetil celuloza,hidroksietil celuloza, metil celuloza, hidroksipropil metil celuloza i tako dalje.Budući da karboksimetil celuloza sadrži natrijeve ione koji su lako topljivi u vodi, slabo je otporna na vodu, a broj supstituenata u njezinom glavnom lancu je mali, pa se lako razgrađuje bakterijskom korozijom, smanjujući viskoznost vodene otopine i čineći je smrdljiv, itd. Fenomen, rijetko se koristi u lateks boji, općenito se koristi u polivinil alkoholnom ljepilu niske kvalitete i kitu.Brzina otapanja metilceluloze u vodi općenito je nešto niža od one hidroksietilceluloze.Osim toga, može postojati mala količina netopivih tvari tijekom procesa otapanja, što će utjecati na izgled i osjećaj filma premaza, tako da se rijetko koristi u lateks boji.Međutim, površinska napetost metilne vodene otopine nešto je niža nego kod drugih celuloznih vodenih otopina, pa je dobar zgušnjivač celuloze koji se koristi u kitu.Hidroksipropil metilceluloza također je zgušnjivač celuloze koji se široko koristi u području kitova, a sada se uglavnom koristi u kitovima na bazi cementa ili vapneno-kalcijevim kitovima (ili drugim anorganskim vezivima).Hidroksietil celuloza se naširoko koristi u sustavima boja od lateksa zbog svoje dobre topivosti u vodi i zadržavanja vode.U usporedbi s drugim celulozama, ima manji učinak na učinak premaznog filma.Prednosti hidroksietil celuloze uključuju visoku učinkovitost pumpanja, dobru kompatibilnost, dobru stabilnost pri skladištenju i dobru pH stabilnost viskoznosti.Nedostaci su slaba fluidnost izravnavanja i slaba otpornost na prskanje.Kako bi se poboljšali ovi nedostaci, pojavila se hidrofobna modifikacija.Hidroksietilceluloza povezana sa spolom (HMHEC) kao što je NatrosolPlus330, 331
(3) Polikarboksilati:
U ovom polikarboksilatu, visoka molekularna težina je zgušnjivač, a niska molekularna težina je disperzant.Oni uglavnom adsorbiraju molekule vode u glavnom lancu sustava, što povećava viskoznost disperzne faze;osim toga, oni također mogu biti adsorbirani na površini čestica lateksa kako bi formirali sloj prevlake, koji povećava veličinu čestica lateksa, podebljava hidratacijski sloj lateksa i povećava viskoznost unutarnje faze lateksa.Međutim, ova vrsta zgušnjivača ima relativno nisku učinkovitost zgušnjavanja, pa se postupno eliminira u primjenama premaza.Sada se ova vrsta zgušnjivača uglavnom koristi za zgušnjavanje paste u boji, jer je njegova molekularna težina relativno velika, tako da je od pomoći za disperzibilnost i stabilnost skladištenja paste u boji.
(4) Zgušnjivač koji bubri u alkalijama:
Postoje dvije glavne vrste zgušnjivača koji bubre u alkalijama: obični zgušnjivači koji bubre u alkalijama i asocijativni zgušnjivači koji bubre u alkalijama.Najveća razlika između njih je razlika u pridruženim monomerima sadržanim u glavnom molekularnom lancu.Asocijativni zgušnjivači koji bubre u alkalijama su kopolimerizirani s asocijativnim monomerima koji se mogu međusobno adsorbirati u strukturi glavnog lanca, tako da nakon ionizacije u vodenoj otopini može doći do intra-molekularne ili inter-molekularne adsorpcije, uzrokujući brzi porast viskoznosti sustava.
a.Obični zgušnjivač koji bubri u alkalijama:
Glavni reprezentativni tip običnog zgušnjivača koji bubri u alkalijama je ASE-60.ASE-60 uglavnom usvaja kopolimerizaciju metakrilne kiseline i etil akrilata.Tijekom procesa kopolimerizacije, metakrilna kiselina čini oko 1/3 čvrstog sadržaja, jer prisutnost karboksilnih skupina čini molekularni lanac određenim stupnjem hidrofilnosti i neutralizira proces stvaranja soli.Zbog odbijanja naboja, molekularni lanci se šire, što povećava viskoznost sustava i proizvodi učinak zgušnjavanja.Međutim, ponekad je molekularna težina prevelika zbog djelovanja sredstva za umrežavanje.Tijekom procesa širenja molekularnog lanca, molekularni lanac nije dobro raspršen u kratkom vremenskom razdoblju.Tijekom dugotrajnog procesa skladištenja, molekularni lanac se postupno rasteže, što dovodi do naknadnog zgušnjavanja viskoznosti.Osim toga, budući da ima malo hidrofobnih monomera u molekularnom lancu ove vrste zgušnjivača, nije lako generirati hidrofobno kompleksiranje između molekula, uglavnom kako bi se napravila intramolekularna međusobna adsorpcija, tako da ova vrsta zgušnjivača ima nisku učinkovitost zgušnjavanja, pa je rijetko se koristi samostalno.Uglavnom se koristi u kombinaciji s drugim zgušnjivačima.
b.Alkalno bubreći zgušnjivač tipa asocijacije (concord):
Ova vrsta zgušnjivača sada ima mnogo varijanti zbog odabira asocijativnih monomera i dizajna molekularne strukture.Njegova struktura glavnog lanca također se uglavnom sastoji od metakrilne kiseline i etil akrilata, a asocijativni monomeri su poput antena u strukturi, ali samo mala količina distribucije.Upravo ti asocijativni monomeri poput pipaka hobotnice igraju najvažniju ulogu u učinkovitosti zgušnjavanja gustina.Karboksilna skupina u strukturi je neutralizirana i stvara sol, a molekularni lanac je također poput običnog zgušnjivača koji bubri u alkalijama.Dolazi do istog odbijanja naboja, tako da se molekularni lanac odvija.Asocijativni monomer u njemu također se širi s molekularnim lancem, ali njegova struktura sadrži i hidrofilne lance i hidrofobne lance, tako da će se u molekuli ili između molekula stvoriti velika micelarna struktura slična surfaktantima.Ove micele nastaju međusobnom adsorpcijom asocijacijskih monomera, a neki asocijacijski monomeri adsorbiraju jedni druge kroz učinak premošćivanja čestica emulzije (ili drugih čestica).Nakon što su micele proizvedene, one fiksiraju čestice emulzije, čestice molekule vode ili druge čestice u sustavu u relativno statičnom stanju baš kao i kretanje zatvorenog prostora, tako da je pokretljivost tih molekula (ili čestica) oslabljena, a viskoznost sustav povećava.Stoga je učinkovitost zgušnjavanja ove vrste zgušnjivača, posebno u lateksnoj boji s visokim sadržajem emulzije, daleko bolja od one običnih zgušnjivača koji bubre u alkalijama, tako da se široko koristi u lateksnoj boji.Glavni predstavnik proizvoda Tip je TT-935.
(5) Asocijativno poliuretansko (ili polietersko) sredstvo za zgušnjavanje i izravnavanje:
Općenito, zgušnjivači imaju vrlo veliku molekularnu težinu (kao što su celuloza i akrilna kiselina), a njihovi molekularni lanci rastegnuti su u vodenoj otopini kako bi se povećala viskoznost sustava.Molekulska težina poliuretana (ili polietera) je vrlo mala, i on uglavnom tvori asocijaciju kroz interakciju van der Waalsove sile lipofilnog segmenta između molekula, ali ta je asocijacijska sila slaba i asocijacija se može napraviti pod određenim vanjska sila.Odvajanje, čime se smanjuje viskoznost, pogoduje izravnavanju filma premaza, tako da može igrati ulogu sredstva za izravnavanje.Kada se sila smicanja eliminira, može brzo nastaviti povezivanje, a viskoznost sustava raste.Ovaj fenomen je koristan za smanjenje viskoznosti i povećanje izravnavanja tijekom izgradnje;a nakon što se sila smicanja izgubi, viskoznost će se odmah vratiti kako bi se povećala debljina filma premaza.U praktičnim primjenama, više smo zabrinuti zbog učinka zgušnjavanja takvih asocijativnih zgušnjivača na polimerne emulzije.Glavne čestice polimernog lateksa također sudjeluju u povezivanju sustava, tako da ova vrsta sredstva za zgušnjavanje i izravnavanje također ima dobar učinak zgušnjavanja (ili izravnavanja) kada je niža od kritične koncentracije;kada je koncentracija ove vrste sredstva za zgušnjavanje i izravnavanje veća od kritične koncentracije u čistoj vodi, može sama formirati asocijacije, a viskoznost brzo raste.Stoga, kada je ova vrsta sredstva za zgušnjavanje i izravnavanje niža od svoje kritične koncentracije, jer čestice lateksa sudjeluju u djelomičnom spajanju, što je manja veličina čestica emulzije, to je jače povezivanje, a njezina će se viskoznost povećavati s povećanjem količina emulzije.Osim toga, neki disperzanti (ili akrilni zgušnjivači) sadrže hidrofobne strukture, a njihove hidrofobne skupine stupaju u interakciju s onima poliuretana, tako da sustav tvori veliku mrežnu strukturu, što pogoduje zgušnjavanju.
2. Učinci različitih zgušnjivača na otpornost lateks boje na odvajanje vode
U dizajnu formulacije boja na bazi vode, upotreba zgušnjivača je vrlo važna karika, koja je povezana s mnogim svojstvima lateks boja, kao što su konstrukcija, razvoj boje, skladištenje i izgled.Ovdje se fokusiramo na utjecaj upotrebe zgušnjivača na skladištenje lateks boje.Iz gornjeg uvoda možemo znati da se bentonit i polikarboksilati: zgušnjivači uglavnom koriste u nekim posebnim premazima, o kojima se ovdje neće raspravljati.Uglavnom ćemo raspravljati o najčešće korištenoj celulozi, alkalnom bubrenju i poliuretanskim (ili polieterskim) zgušnjivačima, sami ili u kombinaciji, koji utječu na otpornost lateks boja na odvajanje vode.
Iako je zgušnjavanje samo hidroksietil celulozom ozbiljnije u odvajanju vode, lako ga je ravnomjerno miješati.Jednokratna uporaba zgušnjavanja bubrenja alkalijama nema odvajanje vode i taloženje, ali ozbiljno zgušnjavanje za zgušnjavanjem.Jednokratna uporaba poliuretanskog zgušnjivača, iako odvajanje vode i naknadno zgušnjavanje. Zgušnjavanje nije ozbiljno, ali talog koji nastaje njime je relativno tvrd i teško ga je miješati.I usvaja hidroksietil celulozu i spoj za zgušnjavanje koji bubri alkalno, nema naknadnog zgušnjavanja, nema jakih taloženja, lako se miješa, ali postoji i mala količina vode.Međutim, kada se za zgušnjavanje koriste hidroksietil celuloza i poliuretan, odvajanje vode je najozbiljnije, ali nema čvrste precipitacije.Alkalno bubrivo zgušnjavanje i poliuretan koriste se zajedno, iako odvajanje vode u osnovi nije odvajanje vode, ali nakon zgušnjavanja, a sediment na dnu teško je ravnomjerno miješati.A posljednja koristi malu količinu hidroksietil celuloze s alkalnim bubrenjem i poliuretanskim zgušnjavanjem kako bi imala jednolično stanje bez taloženja i odvajanja vode.Vidi se da je u sustavu čiste akrilne emulzije s jakom hidrofobnošću ozbiljnije zgusnuti vodenu fazu hidrofilnom hidroksietil celulozom, ali se lako može ravnomjerno promiješati.Jednokratna upotreba hidrofobnog lužnatog bubrenja i zgušnjavanja poliuretana (ili njihovog spoja), iako je izvedba protiv odvajanja vode bolja, ali se oba zgušnjavaju nakon toga, a ako ima oborina, to se naziva tvrda precipitacija, koju je teško ravnomjerno miješati.Korištenje zgušnjivača celuloze i poliuretanskog spoja, zbog najveće razlike u hidrofilnim i lipofilnim vrijednostima, rezultira najozbiljnijim odvajanjem vode i taloženjem, ali je sediment mekan i lako se miješa.Posljednja formula ima najbolju učinkovitost protiv odvajanja vode zbog bolje ravnoteže između hidrofilnih i lipofilnih.Naravno, u stvarnom procesu dizajniranja formule, također treba uzeti u obzir vrste emulzija i sredstava za vlaženje i dispergiranje te njihove hidrofilne i lipofilne vrijednosti.Tek kada postignu dobru ravnotežu, sustav može biti u stanju termodinamičke ravnoteže i imati dobar vodootpor.
U sustavu zgušnjavanja, zgušnjavanje vodene faze ponekad je praćeno povećanjem viskoznosti uljne faze.Na primjer, općenito vjerujemo da zgušnjivači celuloze zgušnjavaju vodenu fazu, no celuloza se raspoređuje u vodenoj fazi
Vrijeme objave: 29. prosinca 2022