1. Typer av förtjockningsmedel och förtjockningsmekanism
(1) Oorganiskt förtjockningsmedel:
Oorganiska förtjockningsmedel i vattenbaserade system är huvudsakligen leror.Såsom: bentonit.Kaolin och kiselgur (huvudkomponenten är SiO2, som har en porös struktur) används ibland som hjälpförtjockningsmedel för förtjockningssystem på grund av deras suspensionsegenskaper.Bentonit används oftare på grund av dess höga vattensvällbarhet.Bentonit (Bentonite), även känd som bentonit, bentonit, etc., det huvudsakliga mineralet av bentonit är montmorillonit som innehåller en liten mängd alkali- och jordalkalimetall vattenhaltiga aluminosilikatmineraler, som tillhör aluminosilikatgruppen, dess allmänna kemiska formel är: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O.Expansionsförmågan hos bentonit uttrycks av expansionskapacitet, det vill säga volymen bentonit efter svällning i utspädd saltsyralösning kallas expansionskapacitet, uttryckt i ml/gram.Efter att bentonitförtjockningsmedlet absorberar vatten och sväller kan volymen nå flera gånger eller tio gånger så mycket som innan vatten absorberas, så det har bra suspension, och eftersom det är ett pulver med en finare partikelstorlek skiljer det sig från andra pulver i beläggningen systemet.Kroppen har god blandbarhet.Dessutom, medan den producerar suspension, kan den driva andra pulver för att producera en viss anti-skiktningseffekt, så det är till stor hjälp för att förbättra systemets lagringsstabilitet.
Men många natriumbaserade bentoniter omvandlas från kalciumbaserad bentonit genom natriumomvandling.Samtidigt med natriumiseringen kommer ett stort antal positiva joner som kalciumjoner och natriumjoner att produceras.Om innehållet av dessa katjoner i systemet är för högt kommer en stor mängd laddningsneutralisering att genereras på de negativa laddningarna på emulsionens yta, så i viss utsträckning kan det orsaka biverkningar som svullnad och flockning av emulsionen.Å andra sidan kommer dessa kalciumjoner också att ha biverkningar på natriumsaltdispergeringsmedlet (eller polyfosfatdispergermedlet), vilket gör att dessa dispergeringsmedel fälls ut i beläggningssystemet, vilket så småningom leder till förlust av dispersion, vilket gör beläggningen tjockare, tjockare eller till och med tjockare.Kraftig nederbörd och flockning inträffade.Dessutom beror förtjockningseffekten av bentonit huvudsakligen på att pulvret absorberar vatten och expanderar för att producera suspension, så det kommer att ge en stark tixotrop effekt till beläggningssystemet, vilket är mycket ogynnsamt för beläggningar som kräver goda utjämningseffekter.Därför används bentonit oorganiska förtjockningsmedel sällan i latexfärger, och endast en liten mängd används som förtjockningsmedel i lågvärdiga latexfärger eller borstade latexfärger.Men under senare år har vissa data visat att Hemmings BENTONE®LT.organiskt modifierad och raffinerad hektorit har goda anti-sedimenterings- och finfördelningseffekter när den appliceras på luftlösa sprutsystem med latexfärg.
(2) Cellulosaeter:
Cellulosater är en naturlig högpolymer som bildas genom kondensation av β-glukos.Genom att använda egenskaperna hos hydroxylgruppen i glukosylringen kan cellulosa genomgå olika reaktioner för att producera en serie derivat.Bland dem erhålls förestrings- och företringsreaktioner.Cellulosaestern eller cellulosaeterderivaten är de viktigaste cellulosaderivaten.Vanliga produkter är karboximetylcellulosa,hydroxietylcellulosa, metylcellulosa, hydroxipropylmetylcellulosa och så vidare.Eftersom karboximetylcellulosa innehåller natriumjoner som är lättlösliga i vatten, har den dålig vattenbeständighet, och antalet substituenter på dess huvudkedja är litet, så det bryts lätt ned av bakteriell korrosion, vilket minskar viskositeten hos den vattenhaltiga lösningen och gör den illaluktande etc. Fenomen, används sällan i latexfärg, används vanligtvis i låggradig polyvinylalkohol limfärg och kitt.Vattenupplösningshastigheten för metylcellulosa är i allmänhet något lägre än den för hydroxietylcellulosa.Dessutom kan det finnas en liten mängd olösligt material under upplösningsprocessen, vilket kommer att påverka utseendet och känslan av beläggningsfilmen, så det används sällan i latexfärg.Ytspänningen för metylvattenlösning är dock något lägre än för andra cellulosavattenlösningar, så det är ett bra cellulosaförtjockningsmedel som används i spackel.Hydroxipropylmetylcellulosa är också ett cellulosaförtjockningsmedel som ofta används inom kittområdet och används nu främst i cementbaserat eller kalk-kalciumbaserat kitt (eller andra oorganiska bindemedel).Hydroxietylcellulosa används ofta i latexfärgsystem på grund av dess goda vattenlöslighet och vattenretention.Jämfört med andra cellulosa har det mindre effekt på beläggningsfilmens prestanda.Fördelarna med hydroxietylcellulosa inkluderar hög pumpningseffektivitet, god kompatibilitet, god lagringsstabilitet och god pH-stabilitet för viskositeten.Nackdelarna är dålig utjämningsflödighet och dålig stänkmotstånd.För att förbättra dessa brister har hydrofob modifiering dykt upp.Sexassocierad hydroxietylcellulosa (HMHEC) såsom NatrosolPlus330, 331
(3) Polykarboxylater:
I detta polykarboxylat är den höga molekylvikten ett förtjockningsmedel och den låga molekylvikten är ett dispergeringsmedel.De adsorberar huvudsakligen vattenmolekyler i systemets huvudkedja, vilket ökar den dispergerade fasens viskositet;dessutom kan de också adsorberas på ytan av latexpartiklar för att bilda ett beläggningsskikt, vilket ökar latexens partikelstorlek, förtjockar latexens hydratiseringsskikt och ökar viskositeten hos latexens inre fas.Denna typ av förtjockningsmedel har dock en relativt låg förtjockningseffektivitet, så den elimineras gradvis vid beläggningstillämpningar.Nu används denna typ av förtjockningsmedel främst vid förtjockning av färgpasta, eftersom dess molekylvikt är relativt stor, så det är till hjälp för färgpastans dispergerbarhet och lagringsstabilitet.
(4) Alkaliskt svällbart förtjockningsmedel:
Det finns två huvudtyper av alkalisvällbara förtjockningsmedel: vanliga alkalisvällbara förtjockningsmedel och associativa alkalisvällbara förtjockningsmedel.Den största skillnaden mellan dem är skillnaden i de associerade monomererna som finns i huvudmolekylkedjan.Associativa alkalisvällbara förtjockningsmedel sampolymeriseras med associativa monomerer som kan adsorbera varandra i huvudkedjestrukturen, så efter jonisering i vattenlösning kan intramolekylär eller intermolekylär adsorption inträffa, vilket gör att systemets viskositet stiger snabbt.
a.Vanligt alkalisvällbart förtjockningsmedel:
Den huvudsakliga produktrepresentativa typen av vanligt alkalisvällbart förtjockningsmedel är ASE-60.ASE-60 antar huvudsakligen sampolymerisation av metakrylsyra och etylakrylat.Under sampolymerisationsprocessen står metakrylsyra för cirka 1/3 av fastämnesinnehållet, eftersom närvaron av karboxylgrupper gör att molekylkedjan har en viss grad av hydrofilicitet och neutraliserar den saltbildande processen.På grund av avstötningen av laddningar expanderas molekylkedjorna, vilket ökar systemets viskositet och ger en förtjockningseffekt.Emellertid är ibland molekylvikten för stor på grund av verkan av tvärbindningsmedlet.Under expansionsprocessen av molekylkedjan är molekylkedjan inte väl spridd på kort tid.Under den långvariga lagringsprocessen sträcks molekylkedjan gradvis ut, vilket medför en efterförtjockning av viskositeten.Dessutom, eftersom det finns få hydrofoba monomerer i molekylkedjan av denna typ av förtjockningsmedel, är det inte lätt att generera hydrofob komplexbildning mellan molekyler, främst för att göra intramolekylär ömsesidig adsorption, så denna typ av förtjockningsmedel har låg förtjockningseffektivitet, så det är används sällan ensam.Det används främst i kombination med andra förtjockningsmedel.
b.Alkaliskt svällande förtjockningsmedel av associationstyp (concord):
Denna typ av förtjockningsmedel har nu många varianter på grund av valet av associativa monomerer och utformningen av molekylstruktur.Dess huvudsakliga kedjestruktur är också huvudsakligen sammansatt av metakrylsyra och etylakrylat, och de associativa monomererna är som antenner i strukturen, men endast en liten del av distributionen.Det är dessa associativa monomerer som bläckfisktentakler som spelar den viktigaste rollen för förtjockningsmedlets förtjockningseffektivitet.Karboxylgruppen i strukturen är neutraliserad och saltbildande, och molekylkedjan är också som ett vanligt alkalisvällbart förtjockningsmedel.Samma laddningsrepulsion uppstår, så att molekylkedjan vecklas ut.Den associativa monomeren i den expanderar också med molekylkedjan, men dess struktur innehåller både hydrofila kedjor och hydrofoba kedjor, så en stor micellär struktur som liknar ytaktiva ämnen kommer att genereras i molekylen eller mellan molekyler.Dessa miceller produceras genom ömsesidig adsorption av associationsmonomerer, och vissa associationsmonomerer adsorberar varandra genom den överbryggande effekten av emulsionspartiklar (eller andra partiklar).Efter att micellerna har producerats fixerar de emulsionspartiklarna, vattenmolekylpartiklarna eller andra partiklar i systemet i ett relativt statiskt tillstånd precis som inneslutningsrörelsen, så att rörligheten för dessa molekyler (eller partiklar) försvagas och viskositeten hos systemet ökar.Därför är förtjockningseffektiviteten för denna typ av förtjockningsmedel, särskilt i latexfärg med hög emulsionshalt, vida överlägsen den för vanliga alkalisvällbara förtjockningsmedel, så den används i stor utsträckning i latexfärg.Huvudproduktrepresentanten Typen är TT-935.
(5) Associativt polyuretan (eller polyeter) förtjockning och utjämningsmedel:
I allmänhet har förtjockningsmedel mycket hög molekylvikt (såsom cellulosa och akrylsyra), och deras molekylkedjor sträcks i vattenlösning för att öka systemets viskositet.Molekylvikten för polyuretan (eller polyeter) är mycket liten, och den bildar huvudsakligen en association genom interaktionen av van der Waals-kraften i det lipofila segmentet mellan molekyler, men denna associationskraft är svag, och associationen kan göras under vissa yttre kraft.Separation, vilket minskar viskositeten, bidrar till utjämningen av beläggningsfilmen, så den kan spela rollen som utjämningsmedel.När skjuvkraften elimineras kan den snabbt återuppta associationen och systemets viskositet stiger.Detta fenomen är fördelaktigt för att minska viskositeten och öka utjämningen under konstruktion;och efter att skjuvkraften har förlorats, kommer viskositeten att återställas omedelbart för att öka tjockleken på beläggningsfilmen.I praktiska tillämpningar är vi mer oroade över den förtjockande effekten av sådana associativa förtjockningsmedel på polymeremulsioner.De huvudsakliga polymerlatexpartiklarna deltar också i associeringen av systemet, så att denna typ av förtjocknings- och utjämningsmedel också har en bra förtjocknings- (eller utjämnande) effekt när den är lägre än dess kritiska koncentration;när koncentrationen av denna typ av förtjockningsmedel och utjämningsmedel När den är högre än dess kritiska koncentration i rent vatten kan den bilda associationer av sig själv, och viskositeten stiger snabbt.Därför, när denna typ av förtjocknings- och utjämningsmedel är lägre än dess kritiska koncentration, eftersom latexpartiklarna deltar i partiell association, ju mindre partikelstorleken på emulsionen är, desto starkare blir associationen och dess viskositet kommer att öka med ökningen av mängd emulsion.Dessutom innehåller vissa dispergeringsmedel (eller akrylförtjockningsmedel) hydrofoba strukturer, och deras hydrofoba grupper interagerar med polyuretangrupperna, så att systemet bildar en stor nätverksstruktur, vilket bidrar till förtjockning.
2. Effekter av olika förtjockningsmedel på vattenavskiljningsbeständigheten hos latexfärg
Vid formuleringsdesign av vattenbaserade färger är användningen av förtjockningsmedel en mycket viktig länk, vilket är relaterat till många egenskaper hos latexfärger, såsom konstruktion, färgutveckling, lagring och utseende.Här fokuserar vi på effekten av användningen av förtjockningsmedel på lagringen av latexfärg.Från ovanstående introduktion kan vi veta att bentonit och polykarboxylater: förtjockningsmedel huvudsakligen används i vissa speciella beläggningar, som inte kommer att diskuteras här.Vi kommer huvudsakligen att diskutera de vanligaste cellulosa-, alkalisvällnings- och polyuretan- (eller polyeter) förtjockningsmedlen, ensamma och i kombination, som påverkar vattenavskiljningsbeständigheten hos latexfärger.
Även om förtjockning med enbart hydroxietylcellulosa är allvarligare vid vattenseparation, är det lätt att röra om jämnt.Engångsanvändning av alkalisvällande förtjockning har ingen vattenavskiljning och utfällning men allvarlig förtjockning efter förtjockning.Engångsanvändning av polyuretanförtjockning, även om vattenavskiljning och efterförtjockning Förtjockningen är inte allvarlig, men fällningen som produceras av den är relativt hård och svår att röra om.Och den antar hydroxietylcellulosa och alkalisvällande förtjockningsförening, ingen efterförtjockning, ingen hård utfällning, lätt att röra om, men det finns också en liten mängd vatten.Men när hydroxietylcellulosa och polyuretan används för att tjockna är vattenavskiljningen den allvarligaste, men det finns ingen hård utfällning.Alkaliskt svällbar förtjockning och polyuretan används tillsammans, även om vattenavskiljningen i princip inte är någon vattenseparering, utan efter förtjockning, och sedimentet i botten är svårt att röra om jämnt.Och den sista använder en liten mängd hydroxietylcellulosa med alkalisvällning och polyuretanförtjockning för att få ett enhetligt tillstånd utan utfällning och vattenseparation.Man kan se att i det rena akrylemulsionssystemet med stark hydrofobicitet är det allvarligare att förtjocka vattenfasen med hydrofil hydroxietylcellulosa, men den kan lätt omröras jämnt.Engångsanvändningen av hydrofob alkalisvällning och polyuretan (eller deras förening) förtjockning, även om anti-vattenseparationsprestandan är bättre, men båda tjocknar efteråt, och om det finns nederbörd kallas det hård utfällning, vilket är svårt att röra jämnt .Användningen av förtjockning av cellulosa och polyuretanföreningar, på grund av den största skillnaden i hydrofila och lipofila värden, resulterar i den allvarligaste vattenavskiljningen och utfällningen, men sedimentet är mjukt och lätt att röra om.Den sista formeln har den bästa anti-vattenseparationsprestandan på grund av en bättre balans mellan hydrofila och lipofila.Naturligtvis, i själva formeldesignprocessen, bör typerna av emulsioner och vät- och dispergermedel och deras hydrofila och lipofila värden också beaktas.Först när de når en bra balans kan systemet vara i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt och ha en bra vattenbeständighet.
I förtjockningssystemet åtföljs ibland förtjockningen av vattenfasen av ökningen av oljefasens viskositet.Till exempel tror vi generellt att cellulosaförtjockningsmedel förtjockar vattenfasen, men cellulosan är fördelad i vattenfasen
Posttid: 2022-12-29