1. Tipus d’espessadors i mecanisme d’espessiment
(1) espessidor inorgànic:
Els espessidors inorgànics en els sistemes basats en aigua són principalment argiles. Com ara: Bentonita. El caolí i la terra diatomàcia (el component principal és SiO2, que té una estructura porosa) de vegades s’utilitzen com a espessidors auxiliars per a sistemes d’espessiment a causa de les seves propietats de suspensió. La bentonita s’utilitza més àmpliament a causa de la seva elevada swelabilitat d’aigua. La bentonita (bentonita), també coneguda com bentonita, bentonita, etc., el mineral principal de bentonita és Montmorillonite que conté una petita quantitat d’alcali i alcalina de minerals aluminosilicats de metall de terra alcalina, pertanyent al grup d’aluminosilicat, la seva fórmula química general és: (Na, Ca) (Al, MG) 6 (SI4O10) 3 (OH2O) 6 (OH2O) 6. El rendiment d’expansió de la bentonita s’expressa per la capacitat d’expansió, és a dir, el volum de bentonita després de la inflor en la solució d’àcid clorhídric diluït s’anomena capacitat d’expansió, expressat en ML/gram. Després que l’engrosser de la bentonita absorbeixi l’aigua i s’infla, el volum pot arribar a diverses vegades o deu vegades que abans d’absorbir l’aigua, de manera que té una bona suspensió i perquè és una pols amb una mida de partícula més fina, és diferent d’altres pols del sistema de recobriment. El cos té una bona miscibilitat. A més, mentre produeix suspensió, pot impulsar altres pols per produir un cert efecte anti-estratificació, per la qual cosa és molt útil millorar l’estabilitat d’emmagatzematge del sistema.
Però moltes bentonites basades en sodi es transformen a partir de la bentonita basada en calci mitjançant la conversió de sodi. Al mateix temps de la sodi, es produiran un gran nombre d’ions positius com ara ions de calci i ions de sodi. Si el contingut d’aquests cations al sistema és massa alt, es generarà una gran quantitat de neutralització de càrrega a les càrregues negatives a la superfície de l’emulsió, de manera que fins a cert punt pot causar efectes secundaris com la inflor i la floculació de l’emulsió. D'altra banda, aquests ions de calci també tindran efectes secundaris sobre el dispersant de sal de sodi (o dispersant polifosfat), provocant que aquests dispersants es precipitin en el sistema de recobriment, provocant eventualment la pèrdua de dispersió, fent que el recobriment sigui més gruixut, més gruixut o fins i tot més gruixut. Es va produir precipitació i floculació severa. A més, l’efecte espessidor de la bentonita es basa principalment en la pols per absorbir l’aigua i expandir -se per produir suspensió, de manera que aportarà un fort efecte tixotròpic al sistema de recobriment, molt desfavorable per a recobriments que requereixen bons efectes d’anivellament. Per tant, els espessidors inorgànics bentonites rarament s’utilitzen en pintures de làtex i només s’utilitza una petita quantitat com a espessidors en pintures de làtex de baix grau o pintures de làtex raspallat. Tot i això, en els darrers anys, algunes dades han demostrat que Hemmings 'Bentone®lt. L’hectorit modificada i refinada orgànicament té bons efectes d’antisedimentació i atomització quan s’apliquen a sistemes de polvorització sense aire de làtex.
(2) Cel·lulosa:
La cel·lulosa és un polímer alt natural format per la condensació de β-glucosa. Utilitzant les característiques del grup hidroxil a l’anell de glucosil, la cel·lulosa pot experimentar diverses reaccions per produir una sèrie de derivats. Entre elles, s’obtenen reaccions d’esterificació i eterificació. Els derivats èster de cel·lulosa o èter de cel·lulosa són els derivats de cel·lulosa més importants. Els productes utilitzats habitualment són la carboximetil cel·lulosa, la hidroxietil cel·lulosa, la cel·lulosa de metil, la hidroxipropil metil cel·lulosa, etc. Com que la carboximetil cel·lulosa conté ions de sodi que són fàcilment solubles en aigua, té una mala resistència a l’aigua i el nombre de substituents de la seva cadena principal és petit, de manera que es descompon fàcilment per la corrosió bacteriana, reduint la viscositat de la solució aquosa i fent-la pudent, etc. Fenomen, rarament utilitzada en la pintura de làtex, generalment utilitzada en polivinil de baixa quantitat de polivinil. La taxa de dissolució d’aigua de la metilcel·lulosa és generalment lleugerament inferior a la de la hidroxietilcellulosa. A més, pot haver -hi una petita quantitat de matèria insoluble durant el procés de dissolució, que afectarà l’aspecte i la sensació de la pel·lícula de recobriment, de manera que rarament s’utilitza en la pintura de làtex. Tanmateix, la tensió superficial de la solució aquosa de metil és lleugerament inferior a la d’altres solucions aquoses de cel·lulosa, de manera que es tracta d’un bon espessidor de cel·lulosa usat en el massilla. La hidroxipropil metilcel·lulosa també és un espessidor de cel·lulosa àmpliament utilitzat en el camp de la massilla, i ara s’utilitza principalment en la massilla basada en ciment o de calç (o altres aglutinants inorgànics). La hidroxietil cel·lulosa s’utilitza àmpliament en sistemes de pintura de làtex a causa de la seva bona solubilitat en aigua i retenció d’aigua. En comparació amb altres cel·luloses, té menys efectes en el rendiment del cinema de recobriment. Els avantatges de la hidroxietil cel·lulosa inclouen una alta eficiència de bombament, bona compatibilitat, bona estabilitat d’emmagatzematge i bona estabilitat de pH de la viscositat. Els desavantatges són una mala fluïdesa i una mala resistència a les esquitxades. Per millorar aquestes mancances, ha aparegut una modificació hidrofòbica. Hidroxietilcel·lulosa associada al sexe (HEC) com NatrosolPlus330, 331
(3) Policarboxilats:
En aquest policarboxilat, l’elevat pes molecular és un espessidor i el baix pes molecular és un dispersant. Principalment adsorbeixen molècules d’aigua a la cadena principal del sistema, cosa que augmenta la viscositat de la fase dispersa; A més, també es poden adsorbir a la superfície de partícules de làtex per formar una capa de recobriment, que augmenta la mida de partícula del làtex, espesseix la capa d’hidratació del làtex i augmenta la viscositat de la fase interna del làtex. Tot i això, aquest tipus d’espessador té una eficiència d’espessiment relativament baixa, de manera que s’elimina gradualment en aplicacions de recobriment. Ara aquest tipus d’espessador s’utilitza principalment en l’engrossiment de la pasta de colors, perquè el seu pes molecular és relativament gran, per la qual cosa és útil per a la dispersibilitat i l’estabilitat d’emmagatzematge de la pasta de colors.
(4) Espessidor alcali-arrossegant:
Hi ha dos tipus principals d’espessadors alcalos que es poden arrossegar: espessidors ordinaris alcalos i gruixuts associatius. La diferència més gran entre ells és la diferència entre els monòmers associats continguts a la cadena molecular principal. Els espessidors associatius alcalibles es poden copolimeritzar amb monòmers associatius que es poden adsorbir mútuament en l'estructura de la cadena principal, de manera que després de la ionització en solució aquosa, es pot produir una adsorció intra-molecular o inter-molecular, provocant que la viscositat del sistema augmenti ràpidament.
a. Espessidor ordinari alcali-swellable:
El principal tipus representatiu del producte d’espessador ordinari alcali-swellable és ASE-60. ASE-60 adopta principalment la copolimerització de l’àcid metacrílic i l’acrilat d’etil. Durant el procés de copolimerització, l’àcid metacrílic representa aproximadament 1/3 del contingut sòlid, perquè la presència de grups carboxil fa que la cadena molecular tingui un cert grau d’hidrofilicitat i neutralitza el procés formador de sal. A causa de la repulsió de les càrregues, les cadenes moleculars s’amplien, cosa que augmenta la viscositat del sistema i produeix un efecte espessidor. Tot i això, de vegades el pes molecular és massa gran a causa de l’acció de l’agent de reticulació. Durant el procés d’expansió de la cadena molecular, la cadena molecular no està ben dispersa en un curt període de temps. Durant el procés d’emmagatzematge a llarg termini, la cadena molecular s’estira gradualment, cosa que comporta un post-gruix de viscositat. A més, com que hi ha pocs monòmers hidrofòbics a la cadena molecular d’aquest tipus d’espessador, no és fàcil generar una complexació hidrofòbica entre molècules, principalment per fer adsorció mútua intramolecular, de manera que aquest tipus d’espessador té una eficiència d’espessiment baixa, de manera que s’utilitza rarament sol. S'utilitza principalment en combinació amb altres espessidors.
b. Associació (Concòrdia) Tipus alcalí Flessener:
Aquest tipus d’espessador té ara moltes varietats a causa de la selecció de monòmers associatius i el disseny de l’estructura molecular. La seva estructura de cadena principal també es compon principalment d’àcid metacrílic i acrilat d’etil, i els monòmers associatius són com a antenes en l’estructura, però només una petita quantitat de distribució. Són aquests monòmers associatius com els tentacles de polp els que tenen el paper més important en l'eficiència engrossint de l'engrossiment. El grup carboxil de l'estructura està neutralitzat i forma de sal, i la cadena molecular també és com un espessidor ordinari alcali-swellable. La mateixa repulsió de càrrega es produeix, de manera que es desplega la cadena molecular. El monòmer associatiu també s’expandeix amb la cadena molecular, però la seva estructura conté tant cadenes hidrofíliques com cadenes hidrofòbiques, de manera que es generarà una gran estructura micel·lar similar als tensioactius a la molècula o entre les molècules. Aquestes micel·les són produïdes per l’adsorció mútua de monòmers d’associació i alguns monòmers d’associació s’adsorbeixen mútuament a través de l’efecte de pont de les partícules d’emulsió (o d’altres partícules). Després que es produeixin les micel·les, fixen les partícules d’emulsió, les partícules de molècules d’aigua o altres partícules del sistema en un estat relativament estàtic igual que el moviment del recinte, de manera que es debilita la mobilitat d’aquestes molècules (o partícules) i la viscositat del sistema augmenta. Per tant, l’eficiència d’espessiment d’aquest tipus d’espessador, especialment en la pintura de làtex amb un alt contingut d’emulsió, és molt superior a la dels espessidors ordinaris alcalos, de manera que s’utilitza àmpliament en la pintura de làtex. El principal representant del producte El tipus és TT-935.
(5) Poliuretà associatiu (o Polyether) Agent i anivellament:
Generalment, els espessidors tenen un pes molecular molt elevat (com la cel·lulosa i l’àcid acrílic), i les seves cadenes moleculars s’estenen en solució aquosa per augmentar la viscositat del sistema. El pes molecular de poliuretà (o polièter) és molt reduït i forma principalment una associació mitjançant la interacció de la força de van der Waals del segment lipofílic entre molècules, però aquesta força d’associació és feble i l’associació es pot fer sota certa força externa. La separació, reduint així la viscositat, és propici per a l’anivellament de la pel·lícula de recobriment, de manera que pot tenir el paper de l’agent d’anivellament. Quan s’elimina la força de cisalla, pot reprendre ràpidament l’associació i la viscositat del sistema s’aixeca. Aquest fenomen és beneficiós per reduir la viscositat i augmentar el nivell durant la construcció; I després que es perdi la força de cisalla, la viscositat es restaurarà immediatament per augmentar el gruix de la pel·lícula de recobriment. En aplicacions pràctiques, ens preocupa més l’efecte espessidor d’aquests espessidors associatius sobre les emulsions de polímer. Les principals partícules de làtex de polímer també participen en l’associació del sistema, de manera que aquest tipus d’espessiment i agent de nivell també té un bon efecte d’espessiment (o anivellament) quan és inferior a la seva concentració crítica; Quan la concentració d’aquest tipus d’espessiment i agent de l’anivellament quan és superior a la seva concentració crítica en aigua pura, pot formar associacions per si mateixa i la viscositat s’aixeca ràpidament. Per tant, quan aquest tipus d’agència d’espessiment i anivellament és inferior a la seva concentració crítica, perquè les partícules de làtex participen en associació parcial, com més petita sigui la mida de la partícula de l’emulsió, més forta sigui l’associació i la seva viscositat augmentarà amb l’augment de la quantitat d’emulsió. A més, alguns dispersants (o espessidors acrílics) contenen estructures hidrofòbiques i els seus grups hidrofòbics interaccionen amb els de poliuretà, de manera que el sistema forma una estructura de xarxa gran, que és propici per a engrossir -se.
2. Efectes dels diferents espessidors sobre la resistència a la separació de l'aigua de la pintura de làtex
En el disseny de formulació de pintures a base d’aigua, l’ús d’espessidors és un enllaç molt important, relacionat amb moltes propietats de pintures de làtex, com ara la construcció, el desenvolupament de colors, l’emmagatzematge i l’aspecte. Aquí ens centrem en l’impacte de l’ús d’espessadors en l’emmagatzematge de la pintura de làtex. A partir de la introducció anterior, podem saber que la bentonita i els policarboxilats: els espessidors s’utilitzen principalment en alguns recobriments especials, que no es tractaran aquí. Discutirem principalment els espessidors de cel·lulosa més utilitzats, inflor alcalí i poliuretà (o poliether), sols i en combinació, afecten la resistència a la separació de l’aigua de les pintures de làtex.
Tot i que l’espessiment amb hidroxietil cel·lulosa sola és més greu en la separació d’aigua, és fàcil agitar uniformement. L’ús únic de l’engrossiment de la inflor alcalí no té separació i precipitació d’aigua, sinó un espessiment greu després d’espessiment. L’ús únic de l’engrossiment de poliuretà, tot i que la separació d’aigua i el post-gruix de l’espessidor no és greu, però el precipitat produït per ell és relativament difícil i difícil d’agitar. I adopta hidroxietil cel·lulosa i un compost d’espessidor d’inflor alcalí, ni post-gruix, ni precipitacions dures, fàcils d’agitar, però també hi ha una petita quantitat d’aigua. Tanmateix, quan s’utilitzen la hidroxietil cel·lulosa i el poliuretà, la separació d’aigua és la més greu, però no hi ha precipitacions dures. S'utilitza un espessiment i un poliuretà alcali-arrasable, tot i que la separació d'aigua no és bàsicament cap separació d'aigua, però després de l'engrossiment, i el sediment a la part inferior és difícil de remenar uniformement. I l’últim utilitza una petita quantitat d’hidroxietil cel·lulosa amb inflor alcalí i espessiment de poliuretà per tenir un estat uniforme sense precipitació i separació d’aigua. Es pot veure que en el sistema d’emulsió acrílica pura amb una forta hidrofobicitat, és més greu engrossir la fase d’aigua amb cel·lulosa hidroxietil hidròfil, però es pot agitar fàcilment. L’ús únic de la inflor alcalí hidrofòbica i el poliuretà (o el seu compost) engrossint, tot i que el rendiment de separació anti-aigua és millor, però tots dos s’espesseixen després, i si hi ha precipitació, s’anomena precipitació dura, que és difícil de remenar uniformement. L’ús d’espessiment de cel·lulosa i compost de poliuretà, a causa de la diferència més allunyada de valors hidròfils i lipofílics, dóna lloc a la separació i precipitació d’aigua més greus, però el sediment és suau i fàcil d’agitar. L’última fórmula té el millor rendiment de separació anti-aigua a causa d’un millor equilibri entre hidròfil i lipofílic. Per descomptat, en el procés real de disseny de fórmules, també s’han de tenir en compte els tipus d’emulsions i els agents humits i dispersants i els seus valors hidròfils i lipofílics. Només quan aconsegueixen un bon equilibri, el sistema pot estar en un estat d’equilibri termodinàmic i tenir una bona resistència a l’aigua.
En el sistema d’espessiment, l’engrossiment de la fase de l’aigua de vegades va acompanyat de l’augment de la viscositat de la fase de petroli. Per exemple, generalment creiem que els espessidors de cel·lulosa espessen la fase de l’aigua, però la cel·lulosa es distribueix en la fase d’aigua
Posada Posada: 14-2025 de febrer