1. Definició i funció de l'essador
Els additius que poden augmentar significativament la viscositat de les pintures a base d’aigua s’anomenen espessidors.
Els espessidors tenen un paper important en la producció, emmagatzematge i construcció de recobriments.
La funció principal de l’espessador és augmentar la viscositat del recobriment per complir els requisits de diferents etapes d’ús. Tanmateix, la viscositat requerida pel recobriment en diferents etapes és diferent. EG:
Durant el procés d’emmagatzematge, és desitjable tenir una alta viscositat per evitar que el pigment s’instal·li;
Durant el procés de construcció, és desitjable tenir una viscositat moderada per assegurar -se que la pintura tingui una bona raspallada sense una tinció excessiva de pintura;
Després de la construcció, s’espera que la viscositat pugui tornar ràpidament a una viscositat elevada després d’un retard de poc temps (procés d’anivellament) per evitar que s’enfonsi.
La fluïdesa dels recobriments nascuts a l’aigua és no newtoniana.
Quan la viscositat de la pintura disminueix amb l’augment de la força de cisalla, s’anomena líquid pseudoplàstic i la major part de la pintura és un fluid pseudoplàstic.
Quan el comportament del flux d’un fluid pseudoplàstic està relacionat amb la seva història, és a dir, depèn del temps, s’anomena líquid thixotròpic.
Quan es fabriquen recobriments, sovint intentem que els recobriments siguin tixotròpics, com ara afegir additius.
Quan la thixotropia del recobriment és adequada, pot solucionar les contradiccions de les diverses etapes del recobriment i satisfer les necessitats tècniques de la diferent viscositat del recobriment en el magatzem, la anivellament de la construcció i les etapes d’assecat.
Alguns espessidors poden dotar la pintura amb una thixotropia alta, de manera que tingui una viscositat més elevada en repòs o a una velocitat de cisalla baixa (com ara emmagatzematge o transport), per evitar que el pigment de la pintura s’instal·li. I sota una taxa de cisalla elevada (com el procés de recobriment), té una baixa viscositat, de manera que el recobriment té un flux i un anivellament suficients.
Thixotropy està representada per l'índex TIXOTROPIC TI i es mesura per Brookfield Viscometer.
Ti = viscositat (mesurada a 6r/min)/viscositat (mesurada a 60R/min)
2. Tipus d’espessadors i els seus efectes sobre les propietats del recobriment
(1) Tipus en termes de composició química, els espessidors es divideixen en dues categories: orgàniques i inorgàniques.
Els tipus inorgànics inclouen la bentonita, l’attapulgita, el silicat d’alumini magnesi, el silicat de magnesi de liti, etc., tipus orgànics com la metil cel·lulosa, la hidroxietil cel·lulosa, el poliacrilat, el polimetacrilat, l’àcid acrílic o l’homopolímer acrylic de metil o el copolímer i el poliuretà.
Des de la perspectiva de la influència sobre les propietats reològiques dels recobriments, els espessidors es divideixen en espessidors tixotròpics i espessidors associatius. Pel que fa als requisits de rendiment, la quantitat d’espessidor hauria de ser menor i l’efecte espessidor és bo; No és fàcil erosionar -se pels enzims; Quan la temperatura o el valor de pH del sistema canvia, la viscositat del recobriment no es reduirà significativament i el pigment i el farciment no es flocularan. ; Bona estabilitat d’emmagatzematge; Una bona retenció d’aigua, cap fenomen d’escuma evident i sense efectes adversos en el rendiment de la pel·lícula de recobriment.
①cel·lulosa espessidor
Els espessidors de cel·lulosa utilitzats en els recobriments són principalment metilcel·lulosa, hidroxietilcel·lulosa i hidroxipropilmetilcel·lulosa, i les dues últimes s’utilitzen més habitualment.
La hidroxietil cel·lulosa és un producte obtingut substituint els grups d’hidroxil a les unitats de glucosa de cel·lulosa natural amb grups d’hidroxietil. Les especificacions i models dels productes es distingeixen principalment segons el grau de substitució i la viscositat.
Les varietats d’hidroxietil cel·lulosa també es divideixen en tipus de dissolució normal, tipus de dispersió ràpida i tipus d’estabilitat biològica. Pel que fa al mètode d’ús, es pot afegir hidroxietil cel·lulosa en diferents etapes del procés de producció de recobriment. El tipus de dispersió ràpida es pot afegir directament en forma de pols seca. Tanmateix, el valor de pH del sistema abans d’afegir hauria de ser inferior a 7, principalment perquè la cel·lulosa hidroxietil es dissol lentament a un valor de pH baix, i hi ha temps suficient perquè l’aigua s’infiltri a l’interior de les partícules, i el valor de pH s’incrementa per fer -lo dissoldre ràpidament. Els passos corresponents també es poden utilitzar per preparar una certa concentració de solució de cola i afegir -la al sistema de recobriment.
La hidroxipropil metilcellulosa és un producte obtingut substituint el grup hidroxil a la unitat de glucosa de cel·lulosa natural per un grup metoxi, mentre que l’altra part es substitueix per un grup hidroxipropil. El seu efecte espessidor és bàsicament el mateix que el de la cel·lulosa hidroxietil. I és resistent a la degradació enzimàtica, però la seva solubilitat en aigua no és tan bona com la de la hidroxietil cel·lulosa, i té el desavantatge de girar -se quan s’escalfa. Per a la hidroxipropil metilcel·lulosa tractada amb superfície, es pot afegir directament a l’aigua quan s’utilitza. Després de remenar i dispersar, afegiu substàncies alcalines com l’aigua d’amoníac per ajustar el valor de pH a 8-9 i remeneu fins que es dissolgui completament. Per a la hidroxipropil metilcel·lulosa sense tractament superficial, es pot remullar i inflar -se amb aigua calenta per sobre de 85 ° C abans de l’ús, i després es refreda a temperatura ambient, després s’agita amb aigua freda o aigua de gel per dissoldre -la completament.
②
Aquest tipus d’espessador és principalment alguns productes d’argila activats, com la bentonita, l’argila de silicat d’alumini de magnesi, etc. Es caracteritza perquè, a més de l’efecte espessidor, també té un bon efecte de suspensió, pot evitar l’enfonsament i no afectarà la resistència a l’aigua del recobriment. Després que el recobriment s’assequi i es formi en una pel·lícula, actua com a farcit a la pel·lícula de revestiment, etc. El factor desfavorable és que afectarà significativament l’anivellament del recobriment.
③ Espessidor de polímer sintètic
Els espessidors de polímer sintètic s’utilitzen majoritàriament en acrílic i poliuretà (espessidors associatius). Els espessidors acrílics són majoritàriament polímers acrílics que contenen grups carboxil. A l’aigua amb un valor de pH de 8-10, el grup carboxil es dissocia i s’infla; Quan el valor de pH és superior a 10, es dissol en aigua i perd l'efecte espessidor, de manera que l'efecte espessidor és molt sensible al valor de pH.
El mecanisme d’espessidor de l’engrosser d’acrilat és que les seves partícules es poden adsorbir a la superfície de les partícules de làtex de la pintura i formar una capa de recobriment després de la inflor alcalí, cosa que augmenta el volum de les partícules de làtex, dificulta el moviment brownià de les partícules i augmenta la viscositat del sistema de pintura. ; En segon lloc, la inflor de l’engrosser augmenta la viscositat de la fase d’aigua.
(2) Influència de l'engrosser en les propietats del recobriment
L’efecte del tipus d’espessador sobre les propietats reològiques del recobriment és el següent:
Quan la quantitat d’espessador augmenta, la viscositat estàtica de la pintura augmenta significativament i la tendència de canvi de viscositat és bàsicament consistent quan se sotmet a una força de cisalla externa.
Amb l'efecte de l'espessador, la viscositat de la pintura cau ràpidament quan està sotmesa a la força de cisalla, mostrant pseudoplàstica.
Utilitzant un espessidor de cel·lulosa modificat hidrofòbia (com EBS451FQ), a taxes de cisalla elevades, la viscositat és encara alta quan la quantitat és gran.
Utilitzant espessidors associatius de poliuretà (com WT105A), a taxes de cisalla elevades, la viscositat és encara alta quan la quantitat és gran.
Utilitzant espessidors acrílics (com ASE60), tot i que la viscositat estàtica augmenta ràpidament quan la quantitat és gran, la viscositat disminueix ràpidament a una taxa de cisalla més elevada.
3. Espessador associatiu
(1) Mecanisme en espessiment
L’èter de cel·lulosa i els espessidors acrílics alcali-swellicables només poden espessir la fase de l’aigua, però no tenen cap efecte espessidor sobre altres components de la pintura a base d’aigua, ni poden causar interacció significativa entre els pigments de la pintura i les partícules de l’emulsió, de manera que la reologia de la pintura no es pot ajustar.
Els espessidors associatius es caracteritzen perquè, a més d’espessir -se a través de la hidratació, també s’espesseixen a través d’associacions entre elles, amb partícules disperses i amb altres components del sistema. Aquesta associació es desvincula a taxes de cisalla elevades i es reassocia a taxes de cisalla baixes, permetent ajustar la reologia del recobriment.
El mecanisme d’espessidor de l’engrosser associatiu és que la seva molècula és una cadena hidròfila lineal, un compost de polímer amb grups lipofílics als dos extrems, és a dir, té grups hidrofílics i hidrofòbics en l’estructura, de manera que té les característiques de les molècules de discapacitat. Natura. Aquestes molècules d’espessador no només poden hidratar -se i s’inflen per espessir la fase d’aigua, sinó que també formen micel·les quan la concentració de la seva solució aquosa supera un cert valor. Les micel·les poden associar-se a les partícules de polímer de l’emulsió i a les partícules de pigment que han adsorbit el dispersant per formar una estructura de xarxa tridimensional i estan interconnectades i enredades per augmentar la viscositat del sistema.
El que és més important és que aquestes associacions es troben en un estat d’equilibri dinàmic i les micel·les associades poden ajustar les seves posicions quan se sotmeten a forces externes, de manera que el recobriment té propietats d’anivellament. A més, atès que la molècula té diverses micel·les, aquesta estructura redueix la tendència de les molècules d’aigua a migrar i augmenta així la viscositat de la fase aquosa.
(2) el paper en els recobriments
La majoria dels espessidors associatius són poliuretins i els seus pesos moleculars relatius es troben entre 103-104 ordres de magnitud, dos ordres de magnitud inferiors a l’àcid poliacrílic ordinari i els espessidors de cel·lulosa amb pesos moleculars relatius entre 105-106. A causa del baix pes molecular, l’augment de volum efectiu després de la hidratació és menor, de manera que la seva corba de viscositat és més plana que la dels espessidors no associatius.
A causa del baix pes molecular de l'espessador associatiu, el seu enredament intermolecular en la fase de l'aigua és limitat, de manera que el seu efecte espessiment sobre la fase de l'aigua no és significatiu. En el rang de taxa baixa, la conversió d’associació entre molècules és més que la destrucció d’associació entre molècules, tot el sistema manté una suspensió i un estat de dispersió inherents i la viscositat s’aproxima a la viscositat del medi de dispersió (aigua). Per tant, l’engrossiment associatiu fa que el sistema de pintura basat en l’aigua presenti una menor viscositat aparent quan es troba a la regió de baixa taxa de cisalla.
Els espessidors associatius augmenten l’energia potencial entre molècules a causa de l’associació entre partícules en fase dispersa. D’aquesta manera, es necessita més energia per trencar l’associació entre molècules a taxes de cisalla elevades i la força de cisalla necessària per aconseguir la mateixa soca de cisalla també és més gran, de manera que el sistema presenta una taxa de cisalla més elevada a altes taxes de cisalla. Viscositat aparent. La major viscositat de cisalla alta i la viscositat baixa de cisalla baixa només poden compensar la manca d’espessadors comuns en les propietats reològiques de la pintura, és a dir, els dos espessidors es poden utilitzar en combinació per ajustar la fluïdesa de la pintura del làtex. Actuació variable, per complir els requisits complets del recobriment en un flux de pel·lícules gruixudes i recobriment.
Posat Post: 24-20 de novembre