1. Definisi dan fungsi pemekat
Aditif yang dapat meningkatkan kelikatan cat berasaskan air dipanggil pemekat.
Pemekat memainkan peranan penting dalam pengeluaran, penyimpanan dan pembinaan salutan.
Fungsi utama pemekat adalah untuk meningkatkan kelikatan salutan untuk memenuhi keperluan pelbagai peringkat penggunaan. Walau bagaimanapun, kelikatan yang diperlukan oleh salutan pada peringkat yang berbeza adalah berbeza. Cth:
Semasa proses penyimpanan, adalah wajar untuk mempunyai kelikatan yang tinggi untuk mengelakkan pigmen daripada menetap;
Semasa proses pembinaan, adalah wajar untuk mempunyai kelikatan yang sederhana untuk memastikan cat mempunyai kebolehkerjaan yang baik tanpa pewarnaan cat yang berlebihan;
Selepas pembinaan, diharapkan kelikatan itu dapat dengan cepat kembali ke kelikatan yang tinggi setelah lag waktu yang singkat (proses meratakan) untuk mencegah kendur.
Ketidaksuburan salutan air adalah bukan Newtonian.
Apabila kelikatan cat berkurangan dengan peningkatan daya ricih, ia dipanggil cecair pseudoplastik, dan kebanyakan cat adalah cecair pseudoplastik.
Apabila tingkah laku aliran cecair pseudoplastik berkaitan dengan sejarahnya, iaitu, ia bergantung kepada masa, ia dipanggil cecair thixotropic.
Apabila salutan pembuatan, kami sering cuba membuat salutan thixotropic, seperti menambah bahan tambahan.
Apabila thixotropy salutan adalah sesuai, ia dapat menyelesaikan percanggahan pelbagai peringkat salutan, dan memenuhi keperluan teknikal kelikatan yang berlainan salutan dalam penyimpanan, meratakan pembinaan, dan pengeringan.
Sesetengah pemekat boleh memberi cat dengan thixotropy yang tinggi, supaya ia mempunyai kelikatan yang lebih tinggi pada rehat atau pada kadar ricih yang rendah (seperti penyimpanan atau pengangkutan), untuk mengelakkan pigmen dalam cat dari menetap. Dan di bawah kadar ricih yang tinggi (seperti proses salutan), ia mempunyai kelikatan yang rendah, supaya salutan mempunyai aliran dan meratakan yang mencukupi.
Thixotropy diwakili oleh Indeks Thixotropic Ti dan diukur oleh Brookfield Viscometer.
TI = kelikatan (diukur pada 6R/min)/kelikatan (diukur pada 60R/min)
2. Jenis pemekat dan kesannya terhadap sifat salutan
(1) Jenis dari segi komposisi kimia, pemekat dibahagikan kepada dua kategori: organik dan bukan organik.
Jenis bukan organik termasuk bentonit, attapulgite, aluminium magnesium silikat, litium magnesium silikat, dan lain -lain, jenis organik seperti metil selulosa, hidroksietil selulosa, polyacrylate, polymethacrylate, asid acrylic acryylic atau methyly acrylic.
Dari perspektif pengaruh pada sifat rheologi salutan, pemekat dibahagikan kepada pemekat thixotropic dan pemekat bersekutu. Dari segi keperluan prestasi, jumlah penebalan harus kurang dan kesan penebalan adalah baik; Ia tidak mudah dikikis oleh enzim; Apabila suhu atau nilai pH berubah sistem, kelikatan salutan tidak akan dikurangkan dengan ketara, dan pigmen dan pengisi tidak akan dibatalkan. ; Kestabilan penyimpanan yang baik; Pengekalan air yang baik, tidak ada fenomena berbuih yang jelas dan tidak ada kesan buruk terhadap prestasi filem salutan.
①Cellulose tebal
Pemekat selulosa yang digunakan dalam lapisan adalah terutamanya methylcellulose, hydroxyethylcellulose dan hydroxypropylmethylcellulose, dan dua yang terakhir lebih biasa digunakan.
Selulosa hidroksietil adalah produk yang diperoleh dengan menggantikan kumpulan hidroksil pada unit glukosa selulosa semulajadi dengan kumpulan hidroksietil. Spesifikasi dan model produk terutamanya dibezakan mengikut tahap penggantian dan kelikatan.
Varieti selulosa hidroksietil juga dibahagikan kepada jenis pembubaran biasa, jenis penyebaran pesat dan jenis kestabilan biologi. Setakat kaedah penggunaan berkenaan, selulosa hidroksietil boleh ditambah pada peringkat yang berbeza dalam proses pengeluaran salutan. Jenis penyebaran cepat boleh ditambah secara langsung dalam bentuk serbuk kering. Walau bagaimanapun, nilai pH sistem sebelum menambah hendaklah kurang daripada 7, terutamanya kerana selulosa hidroksietil larut perlahan pada nilai pH yang rendah, dan ada masa yang mencukupi untuk air menyusup ke dalam zarah, dan kemudian nilai pH meningkat untuk menjadikannya larut dengan cepat. Langkah -langkah yang sepadan juga boleh digunakan untuk menyediakan kepekatan penyelesaian gam tertentu dan menambahkannya ke sistem salutan.
Hydroxypropyl methylcellulose adalah produk yang diperoleh dengan menggantikan kumpulan hidroksil pada unit glukosa selulosa semulajadi dengan kumpulan metoksi, manakala bahagian lain digantikan oleh kumpulan hidroksipropil. Kesan penebalannya pada dasarnya sama seperti selulosa hidroksietil. Dan ia tahan terhadap kemerosotan enzim, tetapi kelarutan airnya tidak sebaik selulosa hidroksietil, dan ia mempunyai kelemahan gelling apabila dipanaskan. Untuk hidroksipropil methylcellulose yang dirawat permukaan, ia boleh ditambah secara langsung ke dalam air apabila digunakan. Selepas kacau dan penyebaran, tambah bahan alkali seperti air ammonia untuk menyesuaikan nilai pH hingga 8-9, dan kacau sehingga dibubarkan sepenuhnya. Untuk hidroksipropil metilcellulose tanpa rawatan permukaan, ia boleh direndam dan membengkak dengan air panas di atas 85 ° C sebelum digunakan, dan kemudian disejukkan ke suhu bilik, kemudian diaduk dengan air sejuk atau air ais untuk membubarkannya sepenuhnya.
②inorganik
Pemekat jenis ini terutamanya beberapa produk tanah liat yang diaktifkan, seperti bentonit, tanah liat silikat aluminium magnesium, dan lain -lain. Ia dicirikan sebagai tambahan kepada kesan penebalan, ia juga mempunyai kesan penggantungan yang baik, boleh menghalang tenggelam, dan tidak akan menjejaskan rintangan air salutan. Selepas salutan dikeringkan dan dibentuk menjadi sebuah filem, ia bertindak sebagai pengisi dalam filem salutan, dan lain -lain. Faktor yang tidak menguntungkan adalah bahawa ia akan memberi kesan yang signifikan kepada penyebaran salutan.
③ Pemekat polimer sintetik
Pemekat polimer sintetik kebanyakannya digunakan dalam akrilik dan poliuretana (pemekat bersekutu). Pemekat akrilik kebanyakannya polimer akrilik yang mengandungi kumpulan karboksil. Di dalam air dengan nilai pH 8-10, kumpulan karboksil memisahkan dan menjadi bengkak; Apabila nilai pH lebih besar daripada 10, ia larut dalam air dan kehilangan kesan penebalan, jadi kesan penebalan sangat sensitif terhadap nilai pH.
Mekanisme penebalan penebalan acrylate adalah bahawa zarah -zarahnya dapat diserap pada permukaan zarah lateks di dalam cat, dan membentuk lapisan salutan selepas bengkak alkali, yang meningkatkan jumlah zarah lateks, menghalang gerakan Brownian zarah, dan meningkatkan kelikatan sistem cat. ; Kedua, pembengkakan pemekat meningkatkan kelikatan fasa air.
(2) Pengaruh pemekat pada sifat salutan
Kesan jenis pemekat pada sifat rheologi salutan adalah seperti berikut:
Apabila jumlah pemekat meningkat, kelikatan statik cat meningkat dengan ketara, dan trend perubahan kelikatan pada dasarnya konsisten apabila tertakluk kepada daya ricih luaran.
Dengan kesan pemekat, kelikatan cat jatuh dengan cepat apabila ia tertakluk kepada daya ricih, menunjukkan pseudoplasticity.
Menggunakan penebalan selulosa yang diubahsuai hidrofobik (seperti EBS451FQ), pada kadar ricih yang tinggi, kelikatan masih tinggi apabila jumlahnya besar.
Menggunakan pemekat poliuretana bersekutu (seperti WT105A), pada kadar ricih yang tinggi, kelikatan masih tinggi apabila jumlahnya besar.
Menggunakan pemekat akrilik (seperti ASE60), walaupun kelikatan statik meningkat dengan cepat apabila jumlahnya besar, kelikatan berkurangan dengan cepat pada kadar ricih yang lebih tinggi.
3. Pemekat bersekutu
(1) Mekanisme penebalan
Ether selulosa dan penebalan akrilik alkali-sentera hanya boleh menebal fasa air, tetapi tidak mempunyai kesan penebalan pada komponen lain dalam cat berasaskan air, dan tidak dapat menyebabkan interaksi yang signifikan antara pigmen di dalam cat dan zarah-zarah emulsi, sehingga rheologi cat tidak dapat diselaraskan.
Pemekat bersekutu dicirikan di dalamnya sebagai tambahan kepada penebalan melalui penghidratan, mereka juga menebal melalui persatuan antara mereka, dengan zarah yang tersebar, dan dengan komponen lain dalam sistem. Persatuan ini memisahkan pada kadar ricih yang tinggi dan bersekutu semula pada kadar ricih yang rendah, yang membolehkan rheologi salutan diselaraskan.
Mekanisme penebalan penebalan bersekutu adalah bahawa molekulnya adalah rantai hidrofilik linear, sebatian polimer dengan kumpulan lipofilik di kedua -dua hujungnya, iaitu, ia mempunyai kumpulan hidrofilik dan hidrofobik dalam struktur, jadi ia mempunyai ciri -ciri molekul surfaktan. Alam. Molekul penebalan tersebut bukan sahaja boleh menghidrat dan membengkak untuk menebal fasa air, tetapi juga membentuk micelles apabila kepekatan larutan berair melebihi nilai tertentu. Micelles boleh dikaitkan dengan zarah polimer emulsi dan zarah pigmen yang telah menyerap dispersant untuk membentuk struktur rangkaian tiga dimensi, dan saling berkaitan dan terikat untuk meningkatkan kelikatan sistem.
Apa yang lebih penting ialah persatuan -persatuan ini berada dalam keadaan keseimbangan dinamik, dan micelles yang berkaitan dapat menyesuaikan kedudukan mereka apabila tertakluk kepada daya luaran, supaya salutan mempunyai sifat meratakan. Di samping itu, kerana molekul mempunyai beberapa micelles, struktur ini mengurangkan kecenderungan molekul air untuk berhijrah dan dengan itu meningkatkan kelikatan fasa berair.
(2) peranan dalam lapisan
Kebanyakan pemekat bersekutu adalah poliuretan, dan berat molekul relatifnya adalah antara 103-104 pesanan magnitud, dua pesanan magnitud yang lebih rendah daripada asid polyacrylic biasa dan pemekat selulosa dengan berat molekul relatif antara 105-106. Oleh kerana berat molekul yang rendah, peningkatan jumlah yang berkesan selepas penghidratan adalah kurang, jadi lengkung kelikatannya adalah lebih rata daripada pemekat yang tidak bersekutu.
Oleh kerana berat molekul rendah penebalan bersekutu, kelemahan intermolecularnya dalam fasa air adalah terhad, jadi kesan penebalannya pada fasa air tidak penting. Dalam julat kadar ricih yang rendah, penukaran persatuan antara molekul adalah lebih daripada kemusnahan persatuan antara molekul, keseluruhan sistem mengekalkan penggantungan dan keadaan penyebaran yang wujud, dan kelikatan adalah dekat dengan kelikatan penyebaran medium (air). Oleh itu, pemekat bersekutu menjadikan sistem cat berasaskan air mempamerkan kelikatan yang lebih rendah apabila ia berada di rantau kadar ricih yang rendah.
Pemekat bersekutu meningkatkan tenaga berpotensi antara molekul disebabkan oleh persatuan antara zarah dalam fasa tersebar. Dengan cara ini, lebih banyak tenaga diperlukan untuk memecahkan hubungan antara molekul pada kadar ricih yang tinggi, dan daya ricih yang diperlukan untuk mencapai ketegangan ricih yang sama juga lebih besar, supaya sistem mempamerkan kadar ricih yang lebih tinggi pada kadar ricih yang tinggi. Kelikatan yang jelas. Kelikatan ricih yang lebih tinggi dan kelikatan rendah ricih yang lebih rendah hanya boleh dibuat untuk kekurangan pemekat biasa dalam sifat rheologi cat, iaitu, kedua-dua pemekat boleh digunakan dalam kombinasi untuk menyesuaikan ketidakstabilan cat lateks. Prestasi berubah -ubah, untuk memenuhi keperluan komprehensif salutan ke dalam filem tebal dan aliran filem salutan.
Masa Post: Nov-24-2022