Zgoščevalci barv na vodni osnovi

1. Vrste zgoščevalcev in zgoščevalni mehanizem

(1) Anorganski zgoščevalec:

Anorganska zgoščevalca v sistemih na vodni osnovi so predvsem gline.Kot na primer: bentonit.Kaolin in diatomejska zemlja (glavna komponenta je SiO2, ki ima porozno strukturo) se včasih uporabljata kot pomožni zgoščevalci za zgoščevalne sisteme zaradi svojih suspenzijskih lastnosti.Bentonit se pogosteje uporablja zaradi visoke sposobnosti nabrekanja v vodi.Bentonit (Bentonit), znan tudi kot bentonit, bentonit itd., Glavni mineral bentonita je montmorilonit, ki vsebuje majhno količino vodnih aluminosilikatnih mineralov alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin, ki spadajo v skupino aluminosilikatov, njegova splošna kemijska formula je: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O.Ekspanzijska zmogljivost bentonita je izražena z ekspanzijsko zmogljivostjo, to pomeni, da se prostornina bentonita po nabrekanju v razredčeni raztopini klorovodikove kisline imenuje ekspanzijska zmogljivost, izražena v ml/gram.Ko zgoščevalec bentonita absorbira vodo in nabrekne, lahko doseže nekajkrat ali desetkrat prostornino, preden absorbira vodo, zato ima dobro suspenzijo in ker je prah z drobnejšimi delci, se razlikuje od drugih praškov v premazu. sistem.Telo ima dobro mešljivost.Poleg tega lahko med proizvodnjo suspenzije spodbudi druge praške, da ustvarijo določen učinek proti razslojevanju, zato je zelo koristno izboljšati stabilnost shranjevanja sistema.

Toda veliko bentonitov na osnovi natrija se pretvori iz bentonita na osnovi kalcija s pretvorbo natrija.Ob istem času natrijizacije bo proizvedeno veliko število pozitivnih ionov, kot so kalcijevi ioni in natrijevi ioni.Če je vsebnost teh kationov v sistemu previsoka, bo nastala velika količina nevtralizacije naboja na negativnih nabojih na površini emulzije, tako da lahko do določene mere povzroči stranske učinke, kot sta otekanje in flokulacija emulzija.Po drugi strani pa bodo imeli ti kalcijevi ioni tudi stranske učinke na dispergatorju natrijeve soli (ali polifosfatnem dispergatorju), zaradi česar se bodo ti dispergatorji obarjali v premaznem sistemu, kar bo sčasoma povzročilo izgubo disperzije, zaradi česar bo premaz debelejši, debelejši ali celo debelejši.Pojavile so se močne padavine in flokulacija.Poleg tega je učinek zgoščevanja bentonita v glavnem odvisen od prahu, ki absorbira vodo in se razširi, da proizvede suspenzijo, zato bo prinesel močan tiksotropni učinek na premazni sistem, kar je zelo neugodno za premaze, ki zahtevajo dobre izravnalne učinke.Zato se bentonitna anorganska zgoščevalca le redko uporabljajo v barvah iz lateksa in le majhna količina se uporablja kot zgoščevalci v barvah iz lateksa nizke kakovosti ali barvah iz brušenega lateksa.Vendar pa so v zadnjih letih nekateri podatki pokazali, da Hemmingsov BENTONE®LT.organsko modificiran in rafiniran hektorit ima dobre učinke proti usedanju in atomizaciji, če ga nanesemo na sisteme za brezzračno pršenje barve iz lateksa.

(2) Celulozni eter:

Celulozni eter je naravni visoko polimer, ki nastane s kondenzacijo β-glukoze.Z uporabo značilnosti hidroksilne skupine v glukozilnem obroču je lahko celuloza podvržena različnim reakcijam, da proizvede vrsto derivatov.Med njimi dobimo reakcije esterifikacije in eterifikacije.Celulozni ester ali derivati ​​celuloznega etra so najpomembnejši derivati ​​celuloze.Pogosto uporabljeni proizvodi so karboksimetil celuloza,hidroksietil celuloza, metil celuloza, hidroksipropil metil celuloza in tako naprej.Ker karboksimetil celuloza vsebuje natrijeve ione, ki so zlahka topni v vodi, ima slabo vodoodpornost, število substituentov v njeni glavni verigi pa je majhno, zato jo zlahka razgradi bakterijska korozija, zmanjša viskoznost vodne raztopine in povzroči smrdljiv itd. Fenomen, ki se redko uporablja v barvah iz lateksa, običajno se uporablja v barvah in kitu z nizko kakovostnim polivinil alkoholom.Hitrost raztapljanja metilceluloze v vodi je na splošno nekoliko nižja kot pri hidroksietilcelulozi.Poleg tega lahko med postopkom raztapljanja obstaja majhna količina netopne snovi, ki bo vplivala na videz in otip prevlečnega filma, zato se redko uporablja v barvah iz lateksa.Vendar pa je površinska napetost vodne raztopine metila nekoliko nižja kot pri drugih vodnih raztopinah celuloze, zato je dobro zgoščevalec celuloze, ki se uporablja v kitu.Hidroksipropil metilceluloza je tudi zgoščevalec celuloze, ki se pogosto uporablja na področju kitov in se zdaj večinoma uporablja v kitih na osnovi cementa ali apna in kalcija (ali drugih anorganskih vezivih).Hidroksietilceluloza se pogosto uporablja v sistemih barv iz lateksa zaradi svoje dobre topnosti v vodi in zadrževanja vode.V primerjavi z drugimi celulozami ima manjši učinek na delovanje premaznega filma.Prednosti hidroksietil celuloze vključujejo visoko učinkovitost črpanja, dobro združljivost, dobro stabilnost pri shranjevanju in dobro stabilnost pH in viskoznosti.Slabosti so slaba izravnalna tekočnost in slaba odpornost proti škropljenju.Za izboljšanje teh pomanjkljivosti se je pojavila hidrofobna modifikacija.Hidroksietilceluloza, povezana s spolnostjo (HMHEC), kot je NatrosolPlus330, 331

(3) polikarboksilati:

V tem polikarboksilatu je zgoščevalec z visoko molekulsko maso, z nizko molekulsko maso pa dispergator.Adsorbirajo predvsem molekule vode v glavni verigi sistema, kar poveča viskoznost disperzne faze;poleg tega se lahko tudi adsorbirajo na površini delcev lateksa, da tvorijo prevlečno plast, ki poveča velikost delcev lateksa, zgosti hidratacijsko plast lateksa in poveča viskoznost notranje faze lateksa.Vendar pa ima ta vrsta zgoščevalca razmeroma nizko učinkovitost zgoščevanja, zato se postopoma izloča pri nanašanju premazov.Zdaj se ta vrsta zgoščevalca uporablja predvsem pri zgoščevanju barvne paste, ker je njegova molekulska masa razmeroma velika, zato je v pomoč pri disperzibilnosti in stabilnosti shranjevanja barvne paste.

(4) Alkalno nabrekljiv zgoščevalec:

Obstajata dve glavni vrsti alkalno nabrekljivih zgoščevalcev: navadna alkalno nabrekljiva zgoščevalca in asociativna alkalno nabrekljiva zgoščevalca.Največja razlika med njima je razlika v pripadajočih monomerih, ki jih vsebuje glavna molekularna veriga.Asociativni alkalno nabrekljivi zgoščevalci so kopolimerizirani z asociativnimi monomeri, ki se lahko adsorbirajo drug drugega v strukturi glavne verige, tako da lahko po ionizaciji v vodni raztopini pride do intra-molekularne ali medmolekularne adsorpcije, zaradi česar se viskoznost sistema hitro poveča.

a.Navadno alkalno nabrekljivo zgoščevalo:

Glavni reprezentativni tip navadnega alkalnega zgoščevalca, ki nabrekne, je ASE-60.ASE-60 v glavnem uporablja kopolimerizacijo metakrilne kisline in etil akrilata.Med postopkom kopolimerizacije metakrilna kislina predstavlja približno 1/3 vsebnosti trdne snovi, ker prisotnost karboksilnih skupin povzroči določeno stopnjo hidrofilnosti molekularne verige in nevtralizira proces tvorbe soli.Zaradi odbijanja nabojev se molekularne verige razširijo, kar poveča viskoznost sistema in povzroči učinek zgostitve.Včasih pa je molekulska masa prevelika zaradi delovanja zamreževalnega sredstva.Med procesom širjenja molekularne verige se molekularna veriga v kratkem času ne razprši dobro.Med dolgotrajnim procesom shranjevanja se molekularna veriga postopoma raztegne, kar povzroči naknadno zgostitev viskoznosti.Poleg tega, ker je v molekularni verigi te vrste zgoščevalca malo hidrofobnih monomerov, ni enostavno ustvariti hidrofobnega kompleksiranja med molekulami, predvsem za intramolekularno medsebojno adsorpcijo, zato ima ta vrsta zgoščevalca nizko učinkovitost zgoščevanja, zato je redko uporabljen sam.Uporablja se predvsem v kombinaciji z drugimi zgoščevalci.

b.Alkalno nabrekajoči zgoščevalec asociacije (concord):

Ta vrsta zgoščevalca ima zdaj veliko različic zaradi izbire asociativnih monomerov in zasnove molekularne strukture.Njegova glavna verižna struktura je prav tako v glavnem sestavljena iz metakrilne kisline in etil akrilata, asociativni monomeri pa so kot antene v strukturi, vendar le majhna količina porazdelitve.Prav ti asociativni monomeri, kot so lovke hobotnice, igrajo najpomembnejšo vlogo pri učinkovitosti zgoščevanja zgoščevalca.Karboksilna skupina v strukturi je nevtralizirana in tvori sol, molekularna veriga pa je prav tako podobna navadnemu zgoščevalcu, ki nabrekne v bazi.Pride do enakega odbijanja naboja, tako da se molekularna veriga razvije.Asociativni monomer v njem se prav tako širi z molekularno verigo, vendar njegova struktura vsebuje tako hidrofilne verige kot hidrofobne verige, zato bo v molekuli ali med molekulami nastala velika micelarna struktura, podobna površinsko aktivnim snovem.Te micele nastanejo z medsebojno adsorpcijo asociacijskih monomerov, nekateri asociacijski monomeri pa se med seboj adsorbirajo s pomočjo premostitvenega učinka emulzijskih delcev (ali drugih delcev).Ko so micele proizvedene, fiksirajo delce emulzije, delce molekule vode ali druge delce v sistemu v relativno statičnem stanju, tako kot gibanje zaprtega prostora, tako da je mobilnost teh molekul (ali delcev) oslabljena in viskoznost sistem poveča.Zato je učinkovitost zgoščevanja te vrste zgoščevalca, zlasti v barvah iz lateksa z visoko vsebnostjo emulzije, veliko boljša od učinkovitosti običajnih zgoščevalcev, ki nabreknejo v alkalijah, zato se pogosto uporablja v barvah iz lateksa.Glavni predstavnik izdelka Tip je TT-935.

(5) Asociativno poliuretansko (ali polietersko) sredstvo za zgoščevanje in izravnavo:

Na splošno imajo zgoščevalci zelo visoko molekulsko maso (kot sta celuloza in akrilna kislina), njihove molekularne verige pa so v vodni raztopini raztegnjene, da povečajo viskoznost sistema.Molekulska masa poliuretana (ali polietra) je zelo majhna in večinoma tvori povezavo z interakcijo van der Waalsove sile lipofilnega segmenta med molekulami, vendar je ta povezovalna sila šibka in povezava se lahko izvede pod določenimi pogoji. zunanja sila.Ločevanje, s čimer se zmanjša viskoznost, je ugodno za izravnavo prevlečnega filma, tako da lahko igra vlogo izravnalnega sredstva.Ko je strižna sila izločena, se lahko hitro ponovno poveže, viskoznost sistema pa se poveča.Ta pojav je koristen za zmanjšanje viskoznosti in povečanje izravnave med gradnjo;in po izgubi strižne sile se bo viskoznost takoj obnovila, da se poveča debelina prevlečnega filma.V praktičnih aplikacijah smo bolj zaskrbljeni zaradi učinka zgoščevanja takih asociativnih zgoščevalcev na polimerne emulzije.Glavni delci polimernega lateksa sodelujejo tudi pri povezovanju sistema, tako da ima ta vrsta sredstva za zgoščevanje in izravnavo tudi dober učinek zgoščevanja (ali izravnave), ko je nižja od kritične koncentracije;ko je koncentracija te vrste sredstva za zgoščevanje in izravnavo Ko je višja od kritične koncentracije v čisti vodi, lahko sama tvori asociacije in viskoznost hitro narašča.Zato, ko je ta vrsta zgoščevalnega in izravnalnega sredstva nižja od njegove kritične koncentracije, ker delci lateksa sodelujejo pri delni povezavi, manjša kot je velikost delcev emulzije, močnejša je povezava, njena viskoznost pa se bo povečala s povečanjem količino emulzije.Poleg tega nekateri disperzanti (ali akrilni zgoščevalci) vsebujejo hidrofobne strukture in njihove hidrofobne skupine medsebojno delujejo s tistimi iz poliuretana, tako da sistem tvori veliko mrežno strukturo, ki je ugodna za zgoščevanje.

2. Učinki različnih zgoščevalcev na odpornost barve iz lateksa na ločevanje vode

Pri formulaciji barv na vodni osnovi je uporaba zgoščevalcev zelo pomemben člen, ki je povezan s številnimi lastnostmi lateks barv, kot so konstrukcija, razvoj barve, skladiščenje in videz.Tu se osredotočamo na vpliv uporabe zgoščevalcev na skladiščenje lateks barve.Iz zgornjega uvoda lahko vemo, da se bentonit in polikarboksilati: zgoščevalci uporabljajo predvsem v nekaterih posebnih premazih, o katerih tukaj ne bomo razpravljali.Razpravljali bomo predvsem o najpogosteje uporabljenih celuloznih, alkalnih nabrekajočih in poliuretanskih (ali polietrnih) zgoščevalcih, ki sami in v kombinaciji vplivajo na odpornost lateksnih barv na ločevanje vode.

Čeprav je zgoščevanje samo s hidroksietil celulozo resnejše pri ločevanju vode, ga je enostavno enakomerno premešati.Enkratna uporaba zgoščevanja z alkalnim nabrekanjem nima ločevanja vode in padavin, ampak resno zgoščevanje po zgoščevanju.Enkratna uporaba poliuretanskega zgoščevanja, čeprav ločevanje vode in naknadno zgoščevanje. Zgoščevanje ni resno, vendar je oborina, ki jo proizvaja, relativno trda in jo je težko mešati.In sprejme hidroksietil celulozo in alkalno nabrekajočo zgoščevalno spojino, brez naknadnega zgoščevanja, brez močnih padavin, enostavno mešanje, vendar je tudi majhna količina vode.Če pa se za zgoščevanje uporabljata hidroksietilceluloza in poliuretan, je ločevanje vode najresnejše, vendar ni močne padavine.Alkalno nabrekajoče zgoščevanje in poliuretan se uporabljata skupaj, čeprav ločevanje vode v bistvu ni ločevanje vode, ampak po zgoščevanju in usedlino na dnu je težko enakomerno mešati.In zadnja uporablja majhno količino hidroksietil celuloze z alkalnim nabrekanjem in poliuretanskim zgoščevanjem, da ima enotno stanje brez padavin in ločevanja vode.Vidimo, da je v sistemu čiste akrilne emulzije z močno hidrofobnostjo resneje zgostiti vodno fazo s hidrofilno hidroksietil celulozo, vendar jo je mogoče zlahka enakomerno premešati.Enkratna uporaba hidrofobnega alkalnega nabrekanja in zgostitve poliuretana (ali njihove spojine), čeprav je učinkovitost proti ločevanju vode boljša, vendar se oba pozneje zgostita in če pride do padavin, se imenuje trda padavina, ki jo je težko enakomerno mešati.Uporaba zgoščevanja celuloze in poliuretanske spojine zaradi največje razlike v hidrofilnih in lipofilnih vrednostih povzroči najresnejše ločevanje vode in padavine, vendar je usedlina mehka in jo je enostavno mešati.Zadnja formula ima najboljšo učinkovitost proti ločevanju vode zaradi boljšega ravnovesja med hidrofilnostjo in lipofilnostjo.Seveda je treba v dejanskem procesu oblikovanja formule upoštevati tudi vrste emulzij ter omočil in dispergirjev ter njihove hidrofilne in lipofilne vrednosti.Šele ko dosežejo dobro ravnotežje, je lahko sistem v stanju termodinamičnega ravnovesja in ima dobro vodoodpornost.

V sistemu zgoščevanja zgoščevanje vodne faze včasih spremlja povečanje viskoznosti oljne faze.Na primer, na splošno menimo, da zgoščevalci celuloze zgostijo vodno fazo, vendar se celuloza porazdeli v vodni fazi.