1. Види згущувачів і механізм згущення
(1) Неорганічний загусник:
Неорганічні загусники в системах на водній основі - це переважно глини.Такі як: бентоніт.Каолін і діатоміт (основний компонент — SiO2, який має пористу структуру) іноді використовують як допоміжні загусники для згущувальних систем через їх суспензійні властивості.Бентоніт широко використовується через його високу здатність до набухання у воді.Бентоніт (Бентоніт), також відомий як бентоніт, бентоніт тощо, основним мінералом бентоніту є монтморилоніт, що містить невелику кількість водних алюмосилікатних мінералів лужних і лужноземельних металів, що належать до групи алюмосилікатів, його загальна хімічна формула: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O.Ефективність розширення бентоніту виражається здатністю до розширення, тобто об’єм бентоніту після набухання в розведеному розчині соляної кислоти називається здатністю до розширення, вираженим у мл/грам.Після того, як бентонітовий загусник поглинає воду та набухає, об’єм може досягати в декілька або десяти разів більше, ніж до поглинання води, тому він має хорошу суспензію, і оскільки це порошок із більш дрібним розміром частинок, він відрізняється від інших порошків у покритті. система.Тіло має хорошу змішуваність.Крім того, під час виробництва суспензії він може спонукати інші порошки до певного ефекту проти розшарування, тому це дуже корисно для покращення стабільності зберігання системи.
Але багато бентонітів на основі натрію перетворюються з бентоніту на основі кальцію шляхом перетворення натрію.Під час натріювання буде утворюватися велика кількість позитивних іонів, таких як іони кальцію та іони натрію.Якщо вміст цих катіонів у системі занадто високий, велика кількість нейтралізації заряду буде генеруватися на негативних зарядах на поверхні емульсії, тому до певної міри це може спричинити побічні ефекти, такі як набухання та флокуляція емульсія.З іншого боку, ці іони кальцію також матимуть побічну дію на диспергатор натрієвої солі (або поліфосфатний диспергатор), в результаті чого ці диспергатори випадають в осад у системі покриття, що зрештою призводить до втрати дисперсії, роблячи покриття товщі, товщі або навіть товщі.Випадали сильні опади та флокуляція.Крім того, ефект загущення бентоніту в основному залежить від того, що порошок поглинає воду та розширюється для утворення суспензії, тому він принесе сильний тиксотропний ефект системі покриття, що є дуже несприятливим для покриттів, які вимагають хорошого ефекту вирівнювання.Тому бентонітові неорганічні загусники рідко використовуються в латексних фарбах, і лише невелика їх кількість використовується як загусники в низькосортних латексних фарбах або матових латексних фарбах.Проте в останні роки деякі дані показали, що BENTONE®LT від Hemmings.органічно модифікований і очищений гекторит має гарний ефект проти седиментації та розпилення при нанесенні на системи безповітряного розпилення латексної фарби.
(2) Ефір целюлози:
Ефір целюлози - це природний високополімер, утворений конденсацією β-глюкози.Використовуючи характеристики гідроксильної групи в глюкозильному кільці, целюлоза може вступати в різні реакції з утворенням серії похідних.Серед них виходять реакції етерифікації та етерифікації.Естер целюлози або похідні ефіру целюлози є найважливішими похідними целюлози.Зазвичай використовуваними продуктами є карбоксиметилцелюлоза,гідроксиетилцелюлоза, метилцелюлоза, гідроксипропілметилцелюлоза тощо.Оскільки карбоксиметилцелюлоза містить іони натрію, які легко розчиняються у воді, вона має низьку водостійкість, а кількість замісників у її головному ланцюзі невелика, тому вона легко розкладається бактеріальною корозією, що знижує в’язкість водного розчину та робить його смердючий і т. д. Явище, рідко використовується в латексній фарбі, зазвичай використовується в низькоякісних полівінілових спиртових клейових фарбах і шпаклівках.Швидкість розчинення у воді метилцелюлози, як правило, трохи нижча, ніж у гідроксиетилцелюлози.Крім того, під час процесу розчинення може бути невелика кількість нерозчинних речовин, що вплине на зовнішній вигляд і відчуття плівки покриття, тому воно рідко використовується в латексній фарбі.Однак поверхневий натяг водного розчину метилу трохи нижчий, ніж у інших водних розчинів целюлози, тому він є хорошим загусником целюлози, який використовується у шпаклівці.Гідроксипропілметилцелюлоза також є загусником целюлози, який широко використовується в області шпаклівки, і зараз в основному використовується в цементній або вапняно-кальцієвій шпаклівці (або інших неорганічних зв’язуючих).Гідроксіетилцелюлоза широко використовується в системах латексних фарб через її хорошу розчинність у воді та утримання води.Порівняно з іншими целюлозами, він менше впливає на характеристики покривної плівки.Переваги гідроксиетилцелюлози включають високу ефективність перекачування, хорошу сумісність, хорошу стабільність при зберіганні та хорошу стабільність pH і в'язкості.Недоліками є погана вирівнювальна текучість і низька стійкість до бризок.Щоб усунути ці недоліки, з'явилася гідрофобна модифікація.Гідроксіетилцелюлоза, асоційована зі статевим шляхом (HMHEC), така як NatrosolPlus330, 331
(3) Полікарбоксилати:
У цьому полікарбоксилаті висока молекулярна маса є загусником, а низькомолекулярна – диспергатором.Вони в основному адсорбують молекули води в основному ланцюзі системи, що підвищує в'язкість дисперсної фази;крім того, вони також можуть бути адсорбовані на поверхні частинок латексу з утворенням шару покриття, що збільшує розмір частинок латексу, потовщує шар гідратації латексу та збільшує в’язкість внутрішньої фази латексу.Однак цей тип загусника має відносно низьку ефективність загущення, тому його поступово виключають із застосування для покриття.Тепер цей тип загусника в основному використовується для згущення кольорової пасти, оскільки його молекулярна маса є відносно великою, тому він корисний для диспергування та стабільності зберігання кольорової пасти.
(4) Загусник, що набрякає лугом:
Існує два основних типи загусників, що набухають у лугах: звичайні загусники, що набухають у лугах, і асоціативні загусники, що набухають у лугах.Найбільша різниця між ними полягає в різниці в асоційованих мономерах, що містяться в основному молекулярному ланцюзі.Асоціативні загусники, що набухають лугом, кополімеризуються з асоціативними мономерами, які можуть адсорбувати один одного в структурі основного ланцюга, тому після іонізації у водному розчині може відбуватися внутрішньомолекулярна або міжмолекулярна адсорбція, викликаючи швидке підвищення в’язкості системи.
a.Звичайний загусник, що набрякає лугом:
Основним типом репрезентативного продукту звичайного загусника, що набухає лугом, є ASE-60.ASE-60 в основному використовує кополімеризацію метакрилової кислоти та етилакрилату.Під час процесу кополімеризації метакрилова кислота становить близько 1/3 вмісту твердої речовини, оскільки наявність карбоксильних груп робить молекулярний ланцюг певним ступенем гідрофільності та нейтралізує процес солеутворення.Внаслідок відштовхування зарядів молекулярні ланцюги розширюються, що підвищує в'язкість системи та створює ефект згущення.Однак іноді молекулярна маса занадто велика через дію зшиваючого агента.Під час процесу розширення молекулярного ланцюга молекулярний ланцюг не розподіляється добре за короткий проміжок часу.У процесі тривалого зберігання молекулярний ланцюг поступово розтягується, що призводить до пост-згущення в'язкості.Крім того, оскільки в молекулярному ланцюзі такого загущувача мало гідрофобних мономерів, нелегко генерувати гідрофобне комплексоутворення між молекулами, головним чином для здійснення внутрішньомолекулярної взаємної адсорбції, тому цей вид загусника має низьку ефективність загущення, тому він рідко використовується самостійно.В основному використовується в поєднанні з іншими загусниками.
b.Лужний загусник типу асоціації (конкорд):
Цей вид загусника зараз має багато різновидів завдяки вибору асоціативних мономерів і дизайну молекулярної структури.Структура його основного ланцюга також в основному складається з метакрилової кислоти та етилакрилату, а асоціативні мономери схожі на антени в структурі, але лише в невеликій кількості розподілу.Саме ці асоціативні мономери, такі як щупальця восьминога, відіграють найважливішу роль у ефективності згущення загущувача.Карбоксильна група в структурі нейтралізована і солеутворююча, а молекулярний ланцюг також схожий на звичайний загусник, що набухає лугом.Відбувається таке ж відштовхування заряду, так що молекулярний ланцюг розгортається.Асоціативний мономер у ньому також розширюється разом з молекулярним ланцюгом, але його структура містить як гідрофільні ланцюги, так і гідрофобні ланцюги, тому велика міцелярна структура, подібна до поверхнево-активних речовин, буде створена в молекулі або між молекулами.Ці міцели утворюються внаслідок взаємної адсорбції асоційованих мономерів, і деякі асоційовані мономери адсорбують один одного за допомогою сполучного ефекту частинок емульсії (або інших частинок).Після того, як міцели утворилися, вони фіксують частинки емульсії, частинки молекули води або інші частинки в системі у відносно статичному стані так само, як рух усередині, так що рухливість цих молекул (або частинок) послаблюється, а в’язкість система збільшується.Таким чином, ефективність загуснення цього типу загусника, особливо в латексній фарбі з високим вмістом емульсії, значно перевершує ефективність звичайних загусників, що набухають лугом, тому він широко використовується в латексній фарбі.Основний товарний представник типу ТТ-935.
(5) Асоціативний поліуретановий (або поліефірний) загусник і вирівнювач:
Як правило, загусники мають дуже високу молекулярну масу (такі як целюлоза та акрилова кислота), і їхні молекулярні ланцюги розтягуються у водному розчині для підвищення в’язкості системи.Молекулярна маса поліуретану (або поліефіру) дуже мала, і він в основному утворює асоціацію через взаємодію сили Ван-дер-Ваальса ліпофільного сегмента між молекулами, але ця сила асоціації слабка, і асоціація може бути здійснена за певних умов. зовнішня сила.Розділення, тим самим зменшуючи в'язкість, сприяє вирівнюванню плівки покриття, тому воно може відігравати роль вирівнюючого агента.Коли сила зсуву припиняється, він може швидко відновити асоціацію, і в’язкість системи підвищується.Це явище є корисним для зменшення в’язкості та збільшення вирівнювання під час будівництва;і після втрати сили зсуву в'язкість буде негайно відновлена, щоб збільшити товщину плівки покриття.У практичних застосуваннях нас більше турбує ефект загущення таких асоціативних загусників на полімерні емульсії.Частинки основного полімерного латексу також беруть участь в асоціації системи, так що цей вид загусника та вирівнювача також має хороший ефект загущення (або вирівнювання), коли його концентрація нижча за критичну;коли концентрація цього виду загусника та вирівнювача, коли вона перевищує критичну концентрацію в чистій воді, вона може самостійно утворювати асоціації, і в’язкість швидко зростає.Тому, коли цей тип загусника та вирівнювача є нижчим за його критичну концентрацію, оскільки частинки латексу беруть участь у частковій асоціації, чим менший розмір частинок емульсії, тим сильніша асоціація, і її в’язкість зростатиме зі збільшенням асоціації. кількість емульсії.Крім того, деякі диспергатори (або акрилові загусники) містять гідрофобні структури, і їхні гідрофобні групи взаємодіють з групами поліуретану, так що система утворює велику сітчасту структуру, яка сприяє згущенню.
2. Вплив різних загусників на водостійкість латексної фарби
У розробці рецептури фарб на водній основі використання загусників є дуже важливою ланкою, яка пов’язана з багатьма властивостями латексних фарб, такими як структура, розвиток кольору, зберігання та зовнішній вигляд.Тут ми зосереджуємось на впливі використання загусників на зберігання латексної фарби.З наведеного вище вступу ми можемо знати, що бентоніт і полікарбоксилати: загусники в основному використовуються в деяких спеціальних покриттях, які тут не обговорюватимуться.Ми в основному обговорюватимемо целюлозу, загусники, що набухають лугами, і поліуретанові (або поліефірні) загусники, окремо та в поєднанні, впливають на стійкість латексних фарб до водорозділу.
Хоча згущення за допомогою окремої гідроксиетилцелюлози є більш серйозним у відокремленні води, його легко рівномірно перемішати.Одноразове використання згущення лужного набряку не має відділення води та опадів, але серйозне згущення після згущення.Одноразове використання поліуретанового згущення, хоча відокремлення води та подальше згущення Згущення несерйозне, але осад, що утворюється в результаті нього, є відносно твердим і його важко перемішати.І він приймає гідроксиетилцелюлозу та згущувач, що набухає лугом, без пост-згущення, без твердих опадів, легко перемішувати, але також є невелика кількість води.Однак, коли гідроксиетилцелюлоза та поліуретан використовуються для згущення, відділення води є найсерйознішим, але твердого осаду немає.Потовщення, що розбухає лугом, і поліуретан використовуються разом, хоча відділення води в основному не відбувається, але після згущення осад на дні важко рівномірно перемішати.І останній використовує невелику кількість гідроксиетилцелюлози з лужним набуханням і поліуретановим згущенням, щоб мати однорідний стан без опадів і відділення води.Можна побачити, що в системі чистої акрилової емульсії з сильною гідрофобністю більш серйозно згущувати водну фазу гідрофільною гідроксіетилцелюлозою, але її можна легко рівномірно перемішати.Одноразове використання гідрофобного лужного набряку та згущення поліуретану (або його сполуки), хоча ефективність проти відділення води є кращою, але обидва згущуються потім, і якщо є опади, це називається жорстким опадом, який важко рівномірно перемішати.Використання згущення целюлози та поліуретанової суміші через найбільшу різницю між гідрофільними та ліпофільними значеннями призводить до найсерйознішого відділення води та випадання осаду, але осад м’який і його легко перемішувати.Остання формула має найкращу ефективність проти відділення води завдяки кращому балансу між гідрофільністю та ліпофільністю.Звичайно, у процесі фактичного розробки формули також слід враховувати типи емульсій, змочувачів і диспергуючих речовин, а також їх гідрофільні та ліпофільні властивості.Лише тоді, коли вони досягають хорошого балансу, система може перебувати в стані термодинамічної рівноваги та мати хороший водостійкість.
У системі згущення згущення водної фази іноді супроводжується підвищенням в'язкості масляної фази.Наприклад, ми зазвичай вважаємо, що загусники целюлози згущують водну фазу, але целюлоза розподіляється у водній фазі
Час публікації: 29 грудня 2022 р