Загушчальнікі фарбаў на воднай аснове

1. Віды згушчальнікаў і механізм згушчэння

(1) Неарганічны загушчальнік:

Неарганічныя загушчальнікі ў сістэмах на воднай аснове - гэта ў асноўным гліны. Такія як: бентаніт. Каалін і кизельгур (асноўны кампанент - SiO2, які мае кіпрую структуру) часам выкарыстоўваюцца ў якасці дапаможных загушчальнікаў для згушчаюць сістэм з-за іх суспензійных уласцівасцяў. Бентаніт больш шырока выкарыстоўваецца з-за яго высокай набракаемасці ў вадзе. Бентаніт (бентаніт), таксама вядомы як бентаніт, бентаніт і г.д., асноўным мінералам бентаніту з'яўляецца монтмарыланіт, які змяшчае невялікую колькасць водных алюмасілікатных мінералаў шчолачных і шчолачназямельных металаў, якія належаць да групы алюмасілікатаў, яго агульная хімічная формула: (Na ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6•nH2O. Прадукцыйнасць пашырэння бентаніту выражаецца здольнасцю пашырэння, гэта значыць аб'ём бентаніту пасля набракання ў разведзеным растворы салянай кіслаты называецца здольнасцю пашырэння і выражаецца ў мл/грам. Пасля таго, як бентанітавы загушчальнік паглыне ваду і набухне, аб'ём можа дасягнуць у некалькі ці дзесяць разоў больш, чым да паглынання вады, таму ён мае добрую завісь, і паколькі гэта парашок з больш дробным памерам часціц, ён адрозніваецца ад іншых парашкоў у пакрыцці. сістэма. Цела мае добрую змешвальнасць. Акрамя таго, вырабляючы завісь, ён можа кіраваць іншымі парашкамі для атрымання пэўнага эфекту супраць расслаення, таму гэта вельмі карысна для паляпшэння стабільнасці захоўвання сістэмы.

Але многія бентаніты на аснове натрыю ператвараюцца з бентаніту на аснове кальцыя шляхам пераўтварэння натрыю. У той жа час натрыявання будзе вырабляцца вялікая колькасць станоўчых іёнаў, такіх як іёны кальцыя і іёны натрыю. Калі ўтрыманне гэтых катыёнаў у сістэме занадта высокае, вялікая колькасць нейтралізацыі зарада будзе генеравацца на адмоўных зарадах на паверхні эмульсіі, таму ў пэўнай ступені гэта можа выклікаць пабочныя эфекты, такія як набраканне і флокуляция эмульсія. З іншага боку, гэтыя іёны кальцыя таксама будуць аказваць пабочныя эфекты на дыспергатар натрыевай солі (або поліфасфатны дыспергатар), у выніку чаго гэтыя дыспергатары выпадаюць у асадак у сістэме пакрыцця, што ў канчатковым выніку прыводзіць да страты дысперсіі, робячы пакрыццё больш тоўстым, тоўшчы ці нават тоўшчы. Адбыліся моцныя ападкі і флокуляцыя. Акрамя таго, эфект згушчэння бентаніту ў асноўным залежыць ад таго, што парашок паглынае ваду і пашыраецца для атрымання завісі, таму ён прынясе моцны тыксатропны эфект сістэме пакрыцця, што вельмі неспрыяльна для пакрыццяў, якія патрабуюць добрага выраўноўвання. Такім чынам, бентанітавыя неарганічныя загушчальнікі рэдка выкарыстоўваюцца ў латексных фарбах, і толькі невялікая колькасць выкарыстоўваецца ў якасці загушчальнікаў у нізкагатунковых латексных фарбах або матавых латексных фарбах. Аднак у апошнія гады некаторыя дадзеныя паказалі, што BENTONE®LT ад Hemmings. арганічна мадыфікаваны і рафінаваны гектарыт валодае добрым эфектам супраць адкладаў і распылення пры нанясенні на латексную фарбу ў сістэмах беспаветранага распылення.

(2) Эфір цэлюлозы:

Эфір цэлюлозы - гэта прыродны высокі палімер, які ўтвараецца ў выніку кандэнсацыі β-глюкозы. Выкарыстоўваючы характарыстыкі гідраксільнай групы ў глюказільным кольцы, цэлюлоза можа падвяргацца розным рэакцыям для атрымання шэрагу вытворных. Сярод іх атрымліваюцца рэакцыі этэрыфікацыі і этэрыфікацыі. Эфір цэлюлозы або вытворныя эфіру цэлюлозы з'яўляюцца найбольш важнымі вытворнымі цэлюлозы. Звычайна выкарыстоўваюцца прадукты - гэта карбоксиметилцеллюлоза,гидроксиэтилцеллюлоза, метылавая цэлюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза і гэтак далей. Паколькі карбаксіметылцэлюлоза змяшчае іёны натрыю, якія лёгка раствараюцца ў вадзе, яна мае дрэнную вадаўстойлівасць, а колькасць намеснікаў у яе галоўным ланцугу невялікая, таму яна лёгка раскладаецца ў выніку бактэрыяльнай карозіі, зніжаючы глейкасць воднага раствора і робячы яго смярдзючы і г.д. Феномен, які рэдка выкарыстоўваецца ў латексных фарбах, звычайна выкарыстоўваецца ў нізкагатунковых фарбах і шпаклевках на полівінілавым спірце. Хуткасць растварэння ў вадзе метылцэлюлозы звычайна крыху ніжэйшая, чым у гідраксіэтылцэлюлозы. Акрамя таго, у працэсе растварэння можа быць невялікая колькасць нерастваральных рэчываў, што паўплывае на знешні выгляд і адчуванне плёнкі пакрыцця, таму яна рэдка выкарыстоўваецца ў латексной фарбе. Аднак павярхоўнае нацяжэнне метылавага воднага раствора крыху ніжэй, чым у іншых водных раствораў цэлюлозы, таму ён з'яўляецца добрым загушчальнікам цэлюлозы, які выкарыстоўваецца ў шпатлёўцы. Гідраксіпрапілметылцэлюлоза таксама з'яўляецца загушчальнікам цэлюлозы, які шырока выкарыстоўваецца ў галіне шпатлёўкі, і цяпер у асноўным выкарыстоўваецца ў шпатлёўцы на аснове цэменту або вапнава-кальцыевай аснове (або іншых неарганічных звязальных рэчывах). Гідраксіэтылцэлюлоза шырока выкарыстоўваецца ў сістэмах латексных фарбаў з-за яе добрай растваральнасці ў вадзе і ўтрымання вады. У параўнанні з іншымі цэлюлозамі, гэта менш уплывае на характарыстыкі плёнкі пакрыцця. Перавагі гідраксіэтылцэлюлозы ўключаюць высокую эфектыўнасць перапампоўвання, добрую сумяшчальнасць, добрую стабільнасць пры захоўванні і добрую стабільнасць pH і глейкасці. Недахопы - дрэнная цякучасць выраўноўвання і слабая ўстойлівасць да пырскаў. Каб ліквідаваць гэтыя недахопы, з'явілася гідрафобная мадыфікацыя. Гідраксіэтылцэлюлоза, звязаная з сэксам (HMHEC), такая як NatrosolPlus330, 331

(3) Полікарбаксілаты:

У гэтым полікарбаксілаце высокамалекулярны з'яўляецца загушчальнікам, а нізкамалекулярны - диспергатором. Яны ў асноўным адсарбуюць малекулы вады ў галоўным ланцугу сістэмы, што павялічвае глейкасць дысперснай фазы; акрамя таго, яны таксама могуць быць адсарбаваны на паверхні часціц латекса з адукацыяй пласта пакрыцця, які павялічвае памер часціц латекса, патаўшчае пласт гідратацыі латекса і павялічвае глейкасць унутранай фазы латекса. Аднак гэты тып загушчальніка мае адносна нізкую эфектыўнасць згушчэння, таму яго паступова выключаюць пры нанясенні пакрыццяў. Цяпер гэты від загушчальніка ў асноўным выкарыстоўваецца для згушчэння каляровай пасты, таму што яго малекулярная маса адносна вялікая, таму ён спрыяе дысперсійнасці і стабільнасці пры захоўванні каляровай пасты.

(4) Набракаемы шчолаччу загушчальнік:

Існуе два асноўных тыпу загушчальнікаў, якія набухаюць шчолачамі: звычайныя загушчальнікі, якія набухаюць шчолачамі, і асацыятыўныя загушчальнікі, якія набухаюць шчолачамі. Самая вялікая розніца паміж імі - розніца ў звязаных мономерах, якія змяшчаюцца ў асноўнай малекулярнай ланцугу. Асацыятыўныя набракаемыя шчолачамі загушчальнікі супалімерызуюцца з асацыятыўнымі манамерамі, якія могуць адсарбаваць адзін аднаго ў структуры асноўнага ланцуга, таму пасля іянізацыі ў водным растворы можа адбыцца ўнутрымалекулярная або міжмалекулярная адсорбцыя, што прыводзіць да хуткага павышэння глейкасці сістэмы.

а. Звычайны шчолачны загушчальнік:

Асноўным прадуктам, які прадстаўляе тып звычайнага шчолачна-набухаючага загушчальніка, з'яўляецца ASE-60. ASE-60 у асноўным выкарыстоўвае супалімерызацыю метакрылавай кіслаты і этылакрылату. У працэсе супалімерызацыі метакрылавая кіслата складае каля 1/3 утрымання цвёрдага рэчыва, таму што наяўнасць карбаксільных груп робіць малекулярны ланцуг пэўнай гідрафільнасцю і нейтралізуе працэс солеўтварэння. За кошт адштурхвання зарадаў малекулярныя ланцужкі пашыраюцца, што павялічвае глейкасць сістэмы і стварае эфект згушчэння. Аднак часам малекулярная маса занадта вялікая з-за дзеяння сшывальнага агента. У працэсе пашырэння малекулярнага ланцуга малекулярны ланцуг дрэнна размяркоўваецца за кароткі прамежак часу. У працэсе працяглага захоўвання малекулярны ланцужок паступова расцягваецца, што прыводзіць да згушчэння глейкасці. Акрамя таго, паколькі ў малекулярным ланцугу гэтага віду загушчальнікаў мала гідрафобных манамераў, нялёгка стварыць гідрафобныя комплексы паміж малекуламі, галоўным чынам для ўнутрымалекулярнай узаемнай адсорбцыі, таму гэты від загушчальнікаў мае нізкую эфектыўнасць згушчэння, таму ён рэдка выкарыстоўваецца ў адзіночку. У асноўным выкарыстоўваецца ў спалучэнні з іншымі загушчальнікі.

б. Шчолачны набракаючы загушчальнік асацыяцыі (Concord):

Гэты выгляд загушчальніка цяпер мае шмат разнавіднасцяў з-за выбару асацыятыўных манамераў і дызайну малекулярнай структуры. Яго асноўная структура ланцуга таксама ў асноўным складаецца з метакрылавай кіслаты і этылакрылату, а асацыятыўныя манамеры падобныя на антэны ў структуры, але толькі ў невялікай колькасці размеркаваных. Менавіта гэтыя асацыятыўныя манамеры, такія як шчупальцы васьмінога, гуляюць найбольш важную ролю ў эфектыўнасці згушчэння загушчальніка. Карбаксільная група ў структуры з'яўляецца нейтралізаванай і солеобразующей, а малекулярная ланцужок таксама падобная на звычайны шчолачна-набухающий загушчальнік. Такое ж адштурхванне зарада адбываецца, так што малекулярны ланцуг разгортваецца. Асацыятыўны манамер у ім таксама пашыраецца разам з малекулярным ланцугом, але яго структура змяшчае як гідрафільныя ланцугі, так і гідрафобныя ланцугі, таму вялікая міцэлярная структура, падобная на павярхоўна-актыўныя рэчывы, будзе генеравацца ў малекуле або паміж малекуламі. Гэтыя міцэлы ўтвараюцца ў выніку ўзаемнай адсорбцыі асацыяцыйных манамераў, а некаторыя асацыяцыйныя манамеры адсарбуюць адзін аднаго праз эфект перамыкання часціц эмульсіі (ці іншых часціц). Пасля таго, як міцэлы вырабляюцца, яны фіксуюць часціцы эмульсіі, часціцы малекул вады ці іншыя часціцы ў сістэме ў адносна статычным стане, гэтак жа, як рух у агароджы, так што рухомасць гэтых малекул (або часціц) аслабляецца і глейкасць сістэма павялічваецца. Такім чынам, эфектыўнасць згушчэння гэтага тыпу загушчальніка, асабліва ў латексных фарбах з высокім утрыманнем эмульсіі, значна пераўзыходзіць эфектыўнасць звычайных шчолачна-набухаючых загушчальнікаў, таму ён шырока выкарыстоўваецца ў латексных фарбах. Асноўны таварны прадстаўнік тыпу ТТ-935.

(5) Асацыятыўны поліурэтанавы (або поліэфірны) загушчальнік і выраўноўвальнік:

Як правіла, загушчальнікі маюць вельмі высокую малекулярную масу (напрыклад, цэлюлоза і акрылавая кіслата), і іх малекулярныя ланцугі расцягваюцца ў водным растворы для павышэння глейкасці сістэмы. Малекулярная маса паліурэтана (або поліэфіру) вельмі малая, і ён у асноўным утварае сувязь праз узаемадзеянне сілы Ван-дэр-Ваальса ліпафільнага сегмента паміж малекуламі, але гэтая сіла сувязі слабая, і сувязь можа быць зроблена пры пэўных умовах. знешняя сіла. Падзел, тым самым зніжаючы глейкасць, спрыяе выраўноўванню плёнкі пакрыцця, таму ён можа гуляць ролю выраўноўвальніка. Калі сіла зруху ліквідавана, яна можа хутка аднавіць асацыяцыю, і глейкасць сістэмы павышаецца. Гэта з'ява спрыяе зніжэнню глейкасці і павышэнню выраўноўвання падчас будаўніцтва; і пасля страты сілы зруху глейкасць будзе неадкладна адноўлена, каб павялічыць таўшчыню плёнкі пакрыцця. У практычных прымяненнях мы больш занепакоеныя эфектам згушчэння такіх асацыятыўных загушчальнікаў на палімерныя эмульсіі. Асноўныя часціцы палімернага латекса таксама ўдзельнічаюць у асацыяцыі сістэмы, так што гэты від загушчальніка і выраўноўвальніка таксама мае добры загушчальнік (або выраўноўванне), калі яго канцэнтрацыя ніжэйшая за крытычную; калі канцэнтрацыя гэтага віду загушчальніка і выраўноўвальніка Калі яна вышэй, чым яго крытычная канцэнтрацыя ў чыстай вадзе, ён можа ўтвараць асацыяцыі самастойна, і глейкасць хутка расце. Такім чынам, калі гэты від загушчальніка і выраўноўвальніка ніжэйшы за яго крытычную канцэнтрацыю, паколькі часціцы латекса ўдзельнічаюць у частковай асацыяцыі, чым меншы памер часціц эмульсіі, тым мацнейшая асацыяцыя, і яе глейкасць будзе павялічвацца з павелічэннем колькасць эмульсіі. Акрамя таго, некаторыя дыспергатары (або акрылавыя загушчальнікі) утрымліваюць гідрафобныя структуры, і іх гідрафобныя групы ўзаемадзейнічаюць з групамі паліурэтана, так што сістэма ўтварае вялікую сеткаватую структуру, якая спрыяе згушчэнню.

2. Уплыў розных загушчальнікаў на ўстойлівасць латекснай фарбы да аддзялення вады

Пры распрацоўцы рэцэптуры фарбаў на воднай аснове выкарыстанне загушчальнікаў з'яўляецца вельмі важным звяном, якое звязана з многімі ўласцівасцямі латексных фарбаў, такімі як структура, развіццё колеру, захоўванне і знешні выгляд. Тут мы спынімся на ўплыве выкарыстання загушчальнікаў на захоўванне латексной фарбы. З прыведзенага вышэй уводзін мы можам ведаць, што бентаніт і полікарбаксілаты: загушчальнікі ў асноўным выкарыстоўваюцца ў некаторых спецыяльных пакрыццях, якія не будуць абмяркоўвацца тут. У асноўным мы абмяркуем найбольш часта выкарыстоўваныя цэлюлозу, шчолачныя набракальнікі і поліурэтанавыя (або поліэфірныя) загушчальнікі, асобна і ў спалучэнні, уплываюць на ўстойлівасць латексных фарбаў да аддзялення вады.

Нягледзячы на ​​тое, што згушчэнне адной гідраксіэтылцэлюлозай больш сур'ёзна для падзелу вады, яго лёгка раўнамерна размяшаць. Аднаразовае выкарыстанне шчолачнага набракання не мае аддзялення вады і ападкаў, але сур'ёзнае патаўшчэнне за патаўшчэннем. Аднаразовае выкарыстанне паліурэтанавага згушчэння, хаця аддзяленне вады і наступнае згушчэнне. Згушчэнне не з'яўляецца сур'ёзным, але асадак, які ўтвараецца пры ім, адносна цвёрды і яго цяжка размяшаць. І ён прымае гидроксиэтилцеллюлозу і згушчальнік, які набракае шчолач, без наступнага згушчэння, без моцных ападкаў, лёгка размешваць, але ёсць таксама невялікая колькасць вады. Аднак, калі гідраксіэтылцэлюлоза і паліурэтана выкарыстоўваюцца для згушчэння, аддзяленне вады з'яўляецца найбольш сур'ёзным, але няма цвёрдых ападкаў. Набраканне шчолаччу патаўшчэнне і паліурэтана выкарыстоўваюцца разам, хоць аддзяленне вады ў асноўным не аддзяленне вады, але пасля патаўшчэння, і асадак на дне цяжка раўнамерна размяшаць. А ў апошнім выкарыстоўваецца невялікая колькасць гидроксиэтилцеллюлозы з шчолачным набраканнем і поліўрэтанавым згушчэннем, каб мець аднастайны стан без ападкаў і аддзялення вады. Відаць, што ў чыста акрылавай эмульсійнай сістэме з моцнай гідрафобнасцю больш сур'ёзна згусціць водную фазу гідрафільнай гідраксіэтылацэлюлозай, але яе можна лёгка раўнамерна змяшаць. Аднаразовае выкарыстанне гідрафобнага шчолачнага набракання і згушчэння паліурэтана (або іх злучэння), хаця прадукцыйнасць супраць аддзялення вады лепшая, але абодва пасля згушчаюцца, і калі ёсць ападкі, гэта называецца цвёрдым ападкам, які цяжка раўнамерна размяшаць. Выкарыстанне згушчэння цэлюлозы і поліурэтанавых злучэнняў з-за вялікай розніцы ў гідрафільных і ліпафільных значэннях прыводзіць да найбольш сур'ёзнага аддзялення вады і выпадзення ападкаў, але асадак мяккі і яго лёгка размяшаць. Апошняя формула мае найлепшыя характарыстыкі супраць аддзялення вады дзякуючы лепшаму балансу паміж гідрафільнымі і ліпафільнымі. Вядома, у рэальным працэсе распрацоўкі формулы, тыпы эмульсій і змочваюць і дыспергатары і іх гідрафільныя і ліпафільныя каштоўнасці таксама павінны быць разгледжаны. Толькі калі яны дасягаюць добрага балансу, сістэма можа знаходзіцца ў стане тэрмадынамічнай раўнавагі і мець добрую вадаўстойлівасць.

У сістэме згушчэння згушчэнне воднай фазы часам суправаджаецца павелічэннем глейкасці алейнай фазы. Напрыклад, мы звычайна лічым, што загушчальнікі цэлюлозы згушчаюць водную фазу, але цэлюлоза размяркоўваецца ў воднай фазе