Verdickungsmittel ist ein üblicher und am häufigsten verwendeter wasserbasierter Zusatzstoff in wasserbasierten Beschichtungen. Durch die Zugabe eines Verdickungsmittels kann die Viskosität des Beschichtungssystems erhöht werden, wodurch ein Absetzen der relativ dichten Stoffe in der Beschichtung verhindert wird. Aufgrund der zu dünnen Viskosität der Farbe tritt kein Absacken auf. Es gibt viele Arten von Verdickungsprodukten und verschiedene Produkttypen haben unterschiedliche Verdickungsprinzipien für unterschiedliche Beschichtungssysteme. Es gibt ungefähr vier Arten gängiger Verdickungsmittel: Polyurethanverdickungsmittel, Acrylverdickungsmittel, anorganische Verdickungsmittel und Verdickungsmittel für Zellulose.
1. Verdickungsmechanismus des assoziativen Polyurethan-Verdickungsmittels
Die strukturellen Merkmale von Polyurethan-Assoziativverdickern sind lipophile, hydrophile und lipophile Dreiblockpolymere mit lipophilen Endgruppen an beiden Enden, meist aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen, und einem wasserlöslichen Polyethylenglykolsegment in der Mitte. Solange eine ausreichende Menge an Verdickungsmittel im System vorhanden ist, bildet das System eine Gesamtnetzwerkstruktur.
Wenn im Wassersystem die Konzentration des Verdickungsmittels über der kritischen Mizellenkonzentration liegt, verbinden sich die lipophilen Endgruppen zu Mizellen, und das Verdickungsmittel bildet durch die Assoziation von Mizellen eine Netzwerkstruktur, um die Viskosität des Systems zu erhöhen.
Im Latexsystem kann das Verdickungsmittel nicht nur über die lipophilen Endgruppenmizellen eine Assoziation eingehen, sondern, was noch wichtiger ist, die lipophile Endgruppe des Verdickungsmittels wird an der Oberfläche des Latexpartikels adsorbiert. Wenn zwei lipophile Endgruppen an verschiedenen Latexpartikeln adsorbiert werden, bilden die Verdickermoleküle Brücken zwischen den Partikeln.
2. Verdickungsmechanismus des alkalisch quellenden Polyacrylsäure-Verdickungsmittels
Polyacrylsäure-Alkaliquellverdicker ist eine vernetzte Copolymeremulsion, das Copolymer liegt in Form von Säure und sehr kleinen Partikeln vor, das Aussehen ist milchig weiß, die Viskosität ist relativ niedrig und es weist eine gute Stabilität bei niedrigem pH-Wert auf und ist unlöslich im Wasser. Bei Zugabe von alkalischem Mittel entsteht eine klare und gut quellfähige Dispersion.
Die Verdickungswirkung des alkalisch quellenden Polyacrylsäure-Verdickungsmittels wird durch Neutralisieren der Carbonsäuregruppe mit Hydroxid erzeugt; Wenn das Alkalimittel hinzugefügt wird, wird die Carbonsäuregruppe, die nicht leicht ionisiert werden kann, sofort in ionisiertes Ammoniumcarboxylat oder Metall umgewandelt. In der Salzform wird ein elektrostatischer Abstoßungseffekt entlang des Anionenzentrums der makromolekularen Kette des Copolymers erzeugt, so dass das Kreuz entsteht Die makromolekulare Kette eines verknüpften Copolymers dehnt sich schnell aus und streckt sich. Durch lokale Auflösung und Quellung kommt es zu einer Vervielfachung des ursprünglichen Partikels und einer deutlichen Erhöhung der Viskosität. Da die Vernetzungen nicht gelöst werden können, kann das Copolymer in Salzform als Copolymerdispersion angesehen werden, deren Partikel stark vergrößert sind.
Polyacrylsäure-Verdickungsmittel haben eine gute Verdickungswirkung, eine schnelle Verdickungsgeschwindigkeit und eine gute biologische Stabilität, sind jedoch pH-empfindlich, haben eine schlechte Wasserbeständigkeit und einen geringen Glanz.
3. Verdickungsmechanismus anorganischer Verdickungsmittel
Anorganische Verdickungsmittel umfassen hauptsächlich modifizierten Bentonit, Attapulgit usw. Anorganische Verdickungsmittel haben die Vorteile einer starken Verdickung, einer guten Thixotropie, eines breiten pH-Bereichs und einer guten Stabilität. Da es sich bei Bentonit jedoch um ein anorganisches Pulver mit guter Lichtabsorption handelt, kann es den Oberflächenglanz des Lackfilms deutlich reduzieren und wie ein Mattierungsmittel wirken. Daher sollte bei der Verwendung von Bentonit in glänzender Latexfarbe auf eine kontrollierte Dosierung geachtet werden. Die Nanotechnologie hat die Nanoskala anorganischer Partikel erkannt und auch anorganischen Verdickungsmitteln einige neue Eigenschaften verliehen.
Der Verdickungsmechanismus anorganischer Verdickungsmittel ist relativ kompliziert. Es wird allgemein angenommen, dass die Abstoßung zwischen inneren Ladungen die Viskosität der Farbe erhöht. Aufgrund seines schlechten Verlaufs beeinträchtigt es den Glanz und die Transparenz des Lackfilms. Es wird im Allgemeinen für Grundierungen oder Dickschichtfarben verwendet.
4. Verdickungsmechanismus des Zelluloseverdickungsmittels
Celluloseverdicker haben eine lange Entwicklungsgeschichte und sind auch weit verbreitete Verdickungsmittel. Entsprechend ihrer Molekülstruktur werden sie in Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Carboxymethylcellulose usw. unterteilt, wobei Hydroxyethylcellulose (HEC) häufiger verwendet wird.
Der Verdickungsmechanismus von Celluloseverdickungsmitteln besteht hauptsächlich darin, die hydrophobe Hauptkette in ihrer Struktur zu nutzen, um Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasser zu bilden, und gleichzeitig mit anderen polaren Gruppen in ihrer Struktur zu interagieren, um eine dreidimensionale Netzwerkstruktur aufzubauen und das rheologische Volumen zu erhöhen des Polymers. schränken den freien Bewegungsraum des Polymers ein und erhöhen dadurch die Viskosität der Beschichtung. Bei Einwirkung der Scherkraft wird die dreidimensionale Netzwerkstruktur zerstört, die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Molekülen verschwinden und die Viskosität nimmt ab. Wenn die Scherkraft entfernt wird, werden die Wasserstoffbrückenbindungen neu gebildet und die dreidimensionale Netzwerkstruktur wird wiederhergestellt, wodurch sichergestellt wird, dass die Beschichtung gute Eigenschaften aufweisen kann. rheologische Eigenschaften.
Zelluloseverdicker sind in ihrer Struktur reich an Hydroxylgruppen und hydrophoben Segmenten. Sie haben eine hohe Verdickungseffizienz und sind unempfindlich gegenüber dem pH-Wert. Aufgrund ihrer geringen Wasserbeständigkeit und der Beeinträchtigung des Verlaufs des Farbfilms sind sie jedoch leicht anfällig für mikrobiellen Abbau und andere Nachteile. Celluloseverdicker werden tatsächlich hauptsächlich zum Verdicken von Latexfarben verwendet.
Bei der Beschichtungsvorbereitung sollten bei der Auswahl des Verdickungsmittels viele Faktoren umfassend berücksichtigt werden, wie z. B. Kompatibilität mit dem System, Viskosität, Lagerstabilität, Konstruktionsleistung, Kosten und andere Faktoren. Mehrere Verdickungsmittel können zusammengesetzt und verwendet werden, um die Vorteile jedes Verdickungsmittels voll auszuschöpfen und die Kosten unter der Bedingung einer zufriedenstellenden Leistung angemessen zu kontrollieren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.03.2023