Su əsaslı boya qatılaşdırıcıları

1. Qatılaşdırıcıların növləri və qalınlaşdırma mexanizmi

(1) Qeyri-üzvi qatılaşdırıcı:

Su əsaslı sistemlərdə qeyri-üzvi qatılaşdırıcılar əsasən gildir. Məsələn: bentonit. Kaolin və diatomlu torpaq (əsas komponent məsaməli quruluşa malik olan SiO2-dir) asma xüsusiyyətlərinə görə bəzən qatılaşdırıcı sistemlər üçün köməkçi qatılaşdırıcı kimi istifadə olunur. Bentonit yüksək su qabarma qabiliyyətinə görə daha geniş istifadə olunur. Bentonit (Bentonit), həmçinin bentonit, bentonit və s. olaraq da bilinən bentonitin əsas mineralı alüminosilikat qrupuna aid olan az miqdarda qələvi və qələvi torpaq metal sulu alüminosilikat mineralları olan montmorillonitdir, ümumi kimyəvi formulu: (Na). ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O. Bentonitin genişlənmə qabiliyyəti genişlənmə qabiliyyəti ilə ifadə edilir, yəni seyreltilmiş xlorid turşusu məhlulunda şişdikdən sonra bentonitin həcmi ml/qramla ifadə olunan genişlənmə qabiliyyəti adlanır. Bentonit qatılaşdırıcı suyu udduqdan və şişdikdən sonra həcm suyu udmazdan əvvəl bir neçə dəfə və ya on dəfə çata bilər, buna görə də yaxşı süspansiyona malikdir və daha incə hissəcik ölçüsünə malik bir toz olduğundan, örtükdəki digər tozlardan fərqlidir. sistemi. Bədənin yaxşı qarışma qabiliyyəti var. Bundan əlavə, süspansiyon istehsal edərkən, müəyyən bir anti-stratifikasiya effekti yaratmaq üçün digər tozları idarə edə bilər, buna görə də sistemin saxlama dayanıqlığını yaxşılaşdırmaq çox faydalıdır.

Lakin bir çox natrium əsaslı bentonitlər kalsium əsaslı bentonitdən natrium çevrilməsi yolu ilə çevrilir. Natriumlaşma ilə eyni vaxtda kalsium ionları və natrium ionları kimi çoxlu sayda müsbət ionlar əmələ gələcək. Əgər sistemdə bu kationların miqdarı çox yüksək olarsa, emulsiyanın səthindəki mənfi yüklər üzərində böyük miqdarda yük zərərsizləşdirilməsi əmələ gələcək və buna görə də müəyyən dərəcədə şişkinlik və flokulyasiya kimi yan təsirlərə səbəb ola bilər. emulsiya. Digər tərəfdən, bu kalsium ionlarının natrium duzu dispersantına (və ya polifosfat dispersantına) də yan təsirləri olacaq və bu dispersantların örtük sistemində çökməsinə səbəb olacaq və nəticədə dispersiyanın itirilməsinə gətirib çıxaracaq, örtüyü daha qalın, qalın və ya hətta daha qalın edir. daha qalın. Şiddətli yağıntı və flokulyasiya baş verdi. Bundan əlavə, bentonitin qatılaşdırıcı təsiri, əsasən, suyu udmaq və suspenziya istehsal etmək üçün genişlənmək üçün tozdan asılıdır, buna görə də örtük sisteminə güclü tiksotrop effekt gətirəcək, bu da yaxşı düzəldici effektlər tələb edən örtüklər üçün çox əlverişsizdir. Buna görə də, bentonit qeyri-üzvi qatılaşdırıcılar lateks boyalarda nadir hallarda istifadə olunur və yalnız az miqdarda aşağı dərəcəli lateks boyalarında və ya fırçalanmış lateks boyalarında qatılaşdırıcı kimi istifadə olunur. Bununla belə, son illərdə bəzi məlumatlar göstərir ki, Hemmingsin BENTONE®LT. üzvi modifikasiya edilmiş və təmizlənmiş hektorit, lateks boya havasız çiləmə sistemlərinə tətbiq edildikdə yaxşı anti-çökmə və atomizasiya təsirinə malikdir.

(2) Sellüloza efiri:

Sellüloza efiri β-qlükozanın kondensasiyası nəticəsində əmələ gələn təbii yüksək polimerdir. Qlükozil halqasındakı hidroksil qrupunun xüsusiyyətlərindən istifadə edərək, sellüloza bir sıra törəmələr yaratmaq üçün müxtəlif reaksiyalara məruz qala bilər. Onların arasında esterləşmə və efirləşmə reaksiyaları alınır. Sellüloza esteri və ya selüloz efir törəmələri ən vacib sellüloza törəmələridir. Ən çox istifadə olunan məhsullar karboksimetil selülozdur,hidroksietilselüloz, metilselüloz, hidroksipropil metilselüloz və s. Karboksimetilselülozun tərkibində suda asanlıqla həll olunan natrium ionları olduğundan, o, zəif suya davamlıdır və onun əsas zəncirindəki əvəzedicilərin sayı azdır, ona görə də bakterial korroziya ilə asanlıqla parçalanır, sulu məhlulun özlülüyünü azaldır və onu qoxu və s. Fenomen, nadir hallarda lateks boyada istifadə olunur, ümumiyyətlə aşağı dərəcəli polivinil spirti yapışqan boya və macunlarda istifadə olunur. Metilselülozun suda həll olma sürəti ümumiyyətlə hidroksietilselülozdan bir qədər aşağıdır. Bundan əlavə, həll prosesində az miqdarda həll olunmayan maddə ola bilər ki, bu da örtük filminin görünüşünə və hissinə təsir edəcək, buna görə də lateks boyasında nadir hallarda istifadə olunur. Bununla belə, metil sulu məhlulunun səthi gərginliyi digər sellüloza sulu məhlullarından bir qədər aşağıdır, ona görə də macunlarda istifadə olunan yaxşı bir sellüloz qatılaşdırıcıdır. Hidroksipropil metilselüloz həm də macun sahəsində geniş istifadə olunan sellüloz qatılaşdırıcıdır və hazırda əsasən sement əsaslı və ya əhəng-kalsium əsaslı şpak (və ya digər qeyri-üzvi bağlayıcılar) üçün istifadə olunur. Hidroksietil selüloz suda yaxşı həll olunduğuna və su tutmasına görə lateks boya sistemlərində geniş istifadə olunur. Digər sellülozlarla müqayisədə, örtük filminin performansına daha az təsir göstərir. Hidroksietil selülozun üstünlüklərinə yüksək nasos səmərəliliyi, yaxşı uyğunluq, yaxşı saxlama dayanıqlığı və özlülüyün yaxşı pH sabitliyi daxildir. Dezavantajlar zəif səviyyəli axıcılıq və zəif sıçrama müqavimətidir. Bu çatışmazlıqları yaxşılaşdırmaq üçün hidrofobik modifikasiya ortaya çıxdı. NatrosolPlus330, 331 kimi cinsi əlaqəli hidroksietilselüloz (HMHEC)

(3) Polikarboksilatlar:

Bu polikarboksilatda yüksək molekulyar çəki qatılaşdırıcı, aşağı molekulyar çəki isə dispersantdır. Onlar əsasən sistemin əsas zəncirində su molekullarını adsorbsiya edirlər ki, bu da dispers fazanın özlülüyünü artırır; əlavə olaraq, onlar həmçinin lateks hissəciklərinin səthində adsorbsiya oluna bilər ki, bu da lateksin hissəcik ölçüsünü artırır, lateksin nəmləndirici qatını qalınlaşdırır və lateksin daxili fazasının özlülüyünü artırır. Bununla belə, bu tip qatılaşdırıcı nisbətən aşağı qalınlaşdırma effektivliyinə malikdir, buna görə də örtük tətbiqlərində tədricən aradan qaldırılır. İndi bu cür qatılaşdırıcı əsasən rəng pastasının qalınlaşdırılmasında istifadə olunur, çünki onun molekulyar çəkisi nisbətən böyükdür, buna görə də rəng pastasının dispersiyasına və saxlanmasına kömək edir.

(4) Qələvi ilə şişən qatılaşdırıcı:

Qələvi-şişən qatılaşdırıcıların iki əsas növü vardır: adi qələvi-şişən qatılaşdırıcılar və assosiativ qələvi-şişən qatılaşdırıcılar. Aralarındakı ən böyük fərq, əsas molekulyar zəncirdə olan əlaqəli monomerlərdəki fərqdir. Assosiativ qələvi-şişən qatılaşdırıcılar əsas zəncir strukturunda bir-birini adsorbsiya edə bilən assosiativ monomerlərlə kopolimerləşirlər, ona görə də sulu məhlulda ionlaşdıqdan sonra molekuldaxili və ya molekullararası adsorbsiya baş verə bilər ki, bu da sistemin özlülüyünün sürətlə artmasına səbəb olur.

a. Adi qələvi şişkin qatılaşdırıcı:

Adi qələvi ilə şişən qatılaşdırıcının əsas məhsul nümayəndəsi ASE-60-dır. ASE-60 əsasən metakrilik turşu və etil akrilatın kopolimerləşməsini qəbul edir. Kopolimerləşmə prosesində metakril turşusu bərk tərkibin təxminən 1/3 hissəsini təşkil edir, çünki karboksil qruplarının olması molekulyar zənciri müəyyən dərəcədə hidrofilliyə malik edir və duz əmələ gətirmə prosesini neytrallaşdırır. Yüklərin itələnməsi səbəbindən molekulyar zəncirlər genişlənir, bu da sistemin özlülüyünü artırır və qalınlaşdırıcı təsir göstərir. Bununla belə, bəzən molekulyar çəkisi çarpaz bağlayan agentin təsirinə görə çox böyük olur. Molekulyar zəncirin genişlənmə prosesi zamanı molekulyar zəncir qısa müddət ərzində yaxşı dağılmır. Uzunmüddətli saxlama prosesində molekulyar zəncir tədricən uzanır ki, bu da özlülüyün Post-qalınlaşmasına səbəb olur. Bundan əlavə, bu cür qatılaşdırıcının molekulyar zəncirində hidrofobik monomerlər az olduğundan, molekullar arasında hidrofobik kompleks yaratmaq, əsasən molekuldaxili qarşılıqlı adsorbsiya yaratmaq asan deyil, ona görə də bu növ qatılaşdırıcı aşağı qatılaşma səmərəliliyinə malikdir, ona görə də nadir hallarda tək istifadə olunur. Əsasən digər qatılaşdırıcılarla birlikdə istifadə olunur.

b. Assosiasiya (konkord) tipli qələvi şişkinlik qatılaşdırıcısı:

Bu cür qatılaşdırıcının assosiativ monomerlərin seçilməsi və molekulyar quruluşun dizaynı səbəbindən indi bir çox çeşidi var. Onun əsas zəncir strukturu da əsasən metakrilik turşu və etil akrilatdan ibarətdir və assosiativ monomerlər strukturda antenalara bənzəyir, lakin paylanmasının kiçik bir hissəsidir. Məhz ahtapot tentacles kimi bu assosiativ monomerlər qatılaşdırıcının qalınlaşdırma səmərəliliyində ən mühüm rol oynayır. Quruluşdakı karboksil qrupu neytrallaşır və duz əmələ gətirir və molekulyar zəncir də adi qələvi şişən qatılaşdırıcı kimidir. Eyni yük itələnməsi baş verir ki, molekulyar zəncir açılır. İçindəki assosiativ monomer də molekulyar zəncirlə genişlənir, lakin onun strukturunda həm hidrofilik zəncirlər, həm də hidrofobik zəncirlər var, buna görə də molekulda və ya molekullar arasında səthi aktiv maddələrə bənzər böyük bir miselyar quruluş yaranacaq. Bu misellər assosiasiya monomerlərinin qarşılıqlı adsorbsiyasından əmələ gəlir və bəzi assosiasiya monomerləri emulsiya hissəciklərinin (və ya digər hissəciklərin) körpü effekti vasitəsilə bir-birini adsorbsiya edir. Misellər əmələ gəldikdən sonra sistemdəki emulsiya hissəciklərini, su molekulu hissəciklərini və ya digər hissəcikləri qapaq hərəkəti kimi nisbətən statik vəziyyətdə sabitləyirlər ki, bu molekulların (və ya hissəciklərin) hərəkətliliyi zəifləsin və özlülük sistemi artır. Buna görə də, bu növ qatılaşdırıcının qatılaşdırıcı effektivliyi, xüsusilə yüksək emulsiya tərkibli lateks boyada, adi qələvi ilə şişən qatılaşdırıcılardan qat-qat üstündür, ona görə də lateks boyasında geniş istifadə olunur. Əsas məhsul nümayəndəsi Növ TT-935-dir.

(5) Assosiativ poliuretan (və ya polieter) qatılaşdırıcı və hamarlaşdırıcı:

Ümumiyyətlə, qatılaşdırıcılar çox yüksək molekulyar çəkiyə malikdirlər (məsələn, sellüloza və akril turşusu) və onların molekul zəncirləri sistemin özlülüyünü artırmaq üçün sulu məhlulda dartılır. Poliuretanın (və ya polieterin) molekulyar çəkisi çox kiçikdir və o, əsasən molekullar arasında lipofil seqmentin van der Waals qüvvəsinin qarşılıqlı təsiri ilə assosiasiya təşkil edir, lakin bu assosiasiya qüvvəsi zəifdir və assosiasiya müəyyən şərtlər altında həyata keçirilə bilər. xarici qüvvə. Ayırma, bununla da özlülüyünü azaldır, örtük filminin düzəldilməsi üçün əlverişlidir, buna görə də hamarlayıcı rolunu oynaya bilər. Kəsmə qüvvəsi aradan qaldırıldıqda, o, tez birləşməni bərpa edə bilər və sistemin özlülüyü yüksəlir. Bu fenomen tikinti zamanı viskoziteyi azaltmaq və düzəldilməni artırmaq üçün faydalıdır; və kəsmə qüvvəsi itirildikdən sonra örtük filminin qalınlığını artırmaq üçün özlülük dərhal bərpa olunacaq. Praktik tətbiqlərdə bizi daha çox belə assosiativ qatılaşdırıcıların polimer emulsiyalarına qatılaşdırıcı təsiri narahat edir. Əsas polimer lateks hissəcikləri də sistemin birləşməsində iştirak edir, belə ki, bu cür qalınlaşdırıcı və düzəldici agent kritik konsentrasiyadan aşağı olduqda yaxşı qalınlaşdırıcı (və ya hamarlaşdırıcı) təsir göstərir; bu cür qatılaşdırıcı və düzəldici maddənin konsentrasiyası təmiz suda kritik konsentrasiyadan yüksək olduqda, öz-özünə assosiasiyalar yarada bilər və özlülük sürətlə yüksəlir. Buna görə də, bu cür qatılaşdırıcı və hamarlaşdırıcı agent kritik konsentrasiyadan aşağı olduqda, lateks hissəcikləri qismən assosiasiyada iştirak etdiyi üçün, emulsiyanın hissəcik ölçüsü nə qədər kiçik olarsa, assosiasiya bir o qədər güclü olar və onun özlülüyü qatının artması ilə artacaqdır. emulsiyanın miqdarı. Bundan əlavə, bəzi dispersantlar (və ya akril qatılaşdırıcılar) hidrofobik strukturları ehtiva edir və onların hidrofobik qrupları poliuretan ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, beləliklə, sistem qalınlaşma üçün əlverişli olan böyük bir şəbəkə quruluşu meydana gətirir.

2. Lateks boyanın su ayırma müqavimətinə müxtəlif qatılaşdırıcıların təsiri

Su əsaslı boyaların formulasiya dizaynında qatılaşdırıcıların istifadəsi çox vacib bir əlaqədir ki, bu da lateks boyaların tikinti, rəng inkişafı, saxlama və görünüş kimi bir çox xüsusiyyətləri ilə bağlıdır. Burada biz qatılaşdırıcıların istifadəsinin lateks boyanın saxlanmasına təsirinə diqqət yetiririk. Yuxarıdakı girişdən bilə bilərik ki, bentonit və polikarboksilatlar: qatılaşdırıcılar əsasən bəzi xüsusi örtüklərdə istifadə olunur, burada müzakirə edilməyəcəkdir. Biz, əsasən, ən çox istifadə edilən sellüloz, qələvi şişkinlik və Poliuretan (və ya polieter) qatılaşdırıcıları, tək və birlikdə lateks boyaların su ayırma müqavimətinə təsir etdiyini müzakirə edəcəyik.

Yalnız hidroksietilselülozla qatılaşma suyun ayrılması zamanı daha ciddi olsa da, bərabər şəkildə qarışdırmaq asandır. Qələvi şişkinlik qatılaşmasının birdəfəlik istifadəsi suyun ayrılması və çökməsi yoxdur, lakin qalınlaşmadan sonra ciddi qalınlaşma olur. Poliuretan qatılaşmasının birdəfəlik istifadəsi, baxmayaraq ki, suyun ayrılması və qalınlaşmasından sonra Qatılaşma ciddi deyil, lakin onun yaratdığı çöküntü nisbətən sərt və qarışdırmaq çətindir. Və hidroksietil selüloz və qələvi şişkinlik qatılaşdırıcı birləşməni qəbul edir, heç bir post-qalınlaşma, sərt yağış yoxdur, qarışdırmaq asandır, lakin az miqdarda su da var. Bununla belə, hidroksietil selüloz və poliuretan qalınlaşdırmaq üçün istifadə edildikdə, suyun ayrılması ən ciddidir, lakin sərt yağış yoxdur. Alkali-şişkin qalınlaşma və poliuretan birlikdə istifadə olunur, baxmayaraq ki, suyun ayrılması əsasən heç bir su ayrılması deyil, qalınlaşdıqdan sonra və dibində çöküntü bərabər qarışdırmaq çətindir. Və sonuncusu, yağıntı və suyun ayrılması olmadan vahid bir vəziyyətə sahib olmaq üçün qələvi şişməsi və poliuretan qalınlaşması ilə az miqdarda hidroksietil selülozdan istifadə edir. Görünür ki, güclü hidrofobikliyə malik təmiz akril emulsiya sistemində su fazasını hidrofilik hidroksietilselülozla qatılaşdırmaq daha ciddidir, lakin onu bərabər şəkildə asanlıqla qarışdırmaq olar. Hidrofobik qələvi şişkinlik və poliuretan (və ya onların birləşmələri) qatılaşmasının birdəfəlik istifadəsi, suyun ayrılmasına qarşı daha yaxşı performans göstərsə də, hər ikisi sonradan qalınlaşır və əgər yağıntı varsa, bərabər qarışdırmaq çətin olan sərt yağış adlanır. Sellüloza və poliuretan birləşməsinin qalınlaşmasının istifadəsi, hidrofilik və lipofil dəyərlərdəki ən böyük fərqə görə, ən ciddi su ayrılması və yağıntı ilə nəticələnir, lakin çöküntü yumşaqdır və asanlıqla qarışdırılır. Sonuncu düstur, hidrofilik və lipofilik arasında daha yaxşı tarazlıq sayəsində ən yaxşı anti-su ayırma performansına malikdir. Təbii ki, faktiki formulun layihələndirilməsi prosesində emulsiyaların və nəmləndirici və dispersiyaedici maddələrin növləri və onların hidrofilik və lipofilik dəyərləri də nəzərə alınmalıdır. Yalnız yaxşı bir tarazlığa çatdıqda sistem termodinamik tarazlıq vəziyyətində ola bilər və yaxşı Suya davamlılıq əldə edə bilər.

Qatılaşdırma sistemində su fazasının qalınlaşması bəzən neft fazasının özlülüyünün artması ilə müşayiət olunur. Məsələn, biz ümumiyyətlə selüloz qatılaşdırıcılarının su fazasını qatılaşdırdığına inanırıq, lakin sellüloza su fazasında paylanır.