수성 페인트 증점제

1. 증점제의 종류 및 증점 메커니즘

(1) 무기 증점제:

수성 시스템의 무기 증점제는 주로 점토입니다. 예: 벤토나이트. 고령토와 규조토(주성분은 다공성 구조를 가진 SiO2)는 현탁 특성으로 인해 농축 시스템의 보조 증점제로 사용되기도 합니다. 벤토나이트는 높은 수팽윤성으로 인해 더 널리 사용됩니다. 벤토나이트, 벤토나이트 등으로도 알려진 벤토나이트(Bentonite)는 벤토나이트의 주요 광물은 알루미노실리케이트 그룹에 속하는 소량의 알칼리 및 알칼리 토금속 함수 알루미노실리케이트 미네랄을 함유한 몬모릴로나이트이며, 일반적인 화학식은 다음과 같습니다. ,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6·nH2O. 벤토나이트의 팽창 성능은 팽창 용량으로 표현됩니다. 즉, 묽은 염산 용액에서 팽윤된 후 벤토나이트의 부피를 팽창 용량이라고 하며 ml/g으로 표시됩니다. 벤토나이트 증점제는 물을 흡수하여 팽윤된 후 물을 흡수하기 전보다 부피가 몇배~10배에 달할 수 있어 현탁성이 좋고 입자크기가 더 미세한 분말이므로 코팅내의 다른 분말과 차별됩니다. 체계. 본체는 혼화성이 좋습니다. 또한 현탁액을 생성하는 동안 다른 분말을 구동하여 특정 성층화 방지 효과를 생성할 수 있으므로 시스템의 저장 안정성을 향상시키는 데 매우 도움이 됩니다.

그러나 많은 나트륨 기반 벤토나이트는 나트륨 전환을 통해 칼슘 기반 벤토나이트에서 변형됩니다. 나트륨화와 동시에 칼슘이온, 나트륨이온 등 수많은 양이온이 생성됩니다. 시스템 내 이러한 양이온의 함량이 너무 높으면 에멀젼 표면의 음전하에 다량의 전하 중화가 발생하므로 어느 정도 에멀젼의 팽윤, 응집 등의 부작용이 발생할 수 있습니다. 에멀젼. 반면에, 이러한 칼슘 이온은 나트륨염 분산제(또는 폴리인산 분산제)에 부작용을 일으켜 이러한 분산제가 코팅 시스템에 침전되어 결국 분산 손실로 이어져 코팅이 더 두꺼워지거나 두꺼워지거나 심지어 코팅이 더 두꺼워지게 됩니다. 더 두꺼운. 심한 침전과 응집이 발생했습니다. 또한 벤토나이트의 증점 효과는 주로 분말이 물을 흡수하고 팽창하여 현탁액을 생성하는 데 의존하므로 코팅 시스템에 강한 요변성 효과를 가져오며 이는 우수한 레벨링 효과가 필요한 코팅에 매우 불리합니다. 따라서 벤토나이트 무기 증점제는 라텍스 도료에 거의 사용되지 않으며, 저등급 라텍스 도료나 기모 라텍스 도료의 증점제로는 소량만 사용됩니다. 그러나 최근 몇 년 동안 일부 데이터에 따르면 Hemmings의 BENTONE®LT. 유기적으로 변형되고 정제된 헥토라이트는 라텍스 페인트 에어리스 스프레이 시스템에 적용할 때 우수한 침전 방지 및 원자화 효과를 나타냅니다.

(2) 셀룰로오스 에테르:

셀룰로오스 에테르는 β-글루코스가 축합되어 형성된 천연 고분자입니다. 글루코실 고리에 있는 수산기의 특성을 이용하여 셀룰로오스는 다양한 반응을 거쳐 일련의 유도체를 생성할 수 있습니다. 그 중에서 에스테르화 반응과 에테르화 반응이 일어난다. 셀룰로오스 에스테르 또는 셀룰로오스 에테르 유도체는 가장 중요한 셀룰로오스 유도체입니다. 일반적으로 사용되는 제품은 카르복시메틸 셀룰로오스,하이드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스 등. 카르복시메틸셀룰로오스는 물에 쉽게 녹는 나트륨이온을 함유하고 있기 때문에 내수성이 나쁘고, 주쇄의 치환기 수가 적어 세균부식에 의해 쉽게 분해되어 수용액의 점도를 저하시키고 냄새 등. 라텍스 페인트에는 거의 사용되지 않는 현상이며 일반적으로 저급 폴리 비닐 알코올 접착제 페인트 및 퍼티에 사용됩니다. 메틸셀룰로오스의 수분 용해 속도는 일반적으로 하이드록시에틸셀룰로오스의 수분 용해 속도보다 약간 낮습니다. 또한, 용해 과정에서 소량의 불용성 물질이 있을 수 있으며, 이는 도막의 외관 및 촉감에 영향을 미치게 되므로 라텍스 페인트에는 거의 사용되지 않습니다. 그러나 메틸 수용액의 표면장력은 다른 셀룰로오스 수용액에 비해 약간 낮기 때문에 퍼티에 사용되는 좋은 셀룰로오스 증점제이다. 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 역시 퍼티 분야에서 널리 사용되는 셀룰로오스 증점제이며, 현재는 주로 시멘트계 또는 석회칼슘계 퍼티(또는 기타 무기결합제)에 사용됩니다. 하이드록시에틸 셀룰로오스는 우수한 수용성과 수분 보유성으로 인해 라텍스 페인트 시스템에 널리 사용됩니다. 다른 셀룰로오스에 비해 코팅막 성능에 미치는 영향이 적습니다. 하이드록시에틸 셀룰로오스의 장점은 높은 펌핑 효율, 우수한 상용성, 우수한 저장 안정성 및 점도의 우수한 pH 안정성을 포함합니다. 단점은 레벨링 유동성이 좋지 않고 튀김 저항성이 좋지 않다는 것입니다. 이러한 단점을 개선하기 위해 소수성 변형이 등장했다. NatrosolPlus330, 331과 같은 성 관련 하이드록시에틸셀룰로오스(HMHEC)

(3) 폴리카르복실산염:

이 폴리카르복실레이트에서 고분자량은 증점제이고, 저분자량은 분산제입니다. 그들은 주로 시스템의 주쇄에서 물 분자를 흡착하여 분산상의 점도를 증가시킵니다. 또한, 라텍스 입자의 표면에 흡착되어 코팅층을 형성할 수도 있는데, 이는 라텍스의 입자 크기를 증가시키고, 라텍스의 수화층을 두껍게 하며, 라텍스 내부상의 점도를 증가시킨다. 그러나 이러한 유형의 증점제는 증점 효율이 상대적으로 낮기 때문에 코팅 용도에서는 점차적으로 제거됩니다. 현재 이러한 종류의 증점제는 분자량이 상대적으로 크기 때문에 컬러 페이스트의 증점에 주로 사용되며 컬러 페이스트의 분산성과 저장 안정성에 도움이 됩니다.

(4) 알칼리 팽윤성 증점제:

알칼리 팽윤성 증점제는 크게 두 가지 유형이 있습니다: 일반 알칼리 팽윤성 증점제와 결합성 알칼리 팽윤성 증점제. 이들 사이의 가장 큰 차이점은 주 분자 사슬에 포함된 관련 단량체의 차이입니다. 회합성 알칼리 팽윤성 증점제는 주쇄 구조에서 서로 흡착할 수 있는 회합성 단량체와 공중합되어 수용액에서 이온화한 후 분자 내 또는 분자 간 흡착이 일어나 시스템의 점도가 급격하게 상승하는 원인이 됩니다.

에이. 일반 알칼리 팽윤성 증점제:

일반 알칼리팽윤성 증점제의 대표적인 제품이 ASE-60 입니다. ASE-60은 주로 메타크릴산과 에틸 아크릴레이트의 공중합을 채택합니다. 공중합 과정에서 메타크릴산은 고형분의 약 1/3을 차지하는데, 이는 카르복실기의 존재로 인해 분자 사슬이 어느 정도 친수성을 갖게 되고 염 형성 과정을 중화시키기 때문입니다. 전하의 반발로 인해 분자 사슬이 확장되어 시스템의 점도가 증가하고 농축 효과가 발생합니다. 그러나 가교제의 작용으로 인해 분자량이 너무 커지는 경우도 있다. 분자 사슬의 확장 과정에서 분자 사슬은 단시간 내에 잘 분산되지 않습니다. 장기 보관 과정에서 분자 사슬이 점차 늘어나 점도가 두꺼워집니다. 또한, 이런 종류의 증점제는 분자사슬에 소수성 단량체가 거의 없기 때문에 분자간 소수성 착화합물을 생성하기가 쉽지 않고, 주로 분자내 상호흡착을 일으키기 때문에 이런 종류의 증점제는 증점효율이 낮기 때문에 단독으로 사용되는 경우는 거의 없습니다. 주로 다른 증점제와 함께 사용됩니다.

비. 협회(콩코드)형 알칼리 팽윤 증점제:

이러한 종류의 증점제는 결합 단량체의 선택과 분자 구조의 설계로 인해 현재 다양한 종류가 있습니다. 그 주쇄 구조도 주로 메타크릴산과 에틸 아크릴레이트로 구성되어 있으며, 결합 단량체는 구조상 안테나와 비슷하지만 분포량이 적습니다. 증점제의 증점 효율에 가장 중요한 역할을 하는 것은 문어 촉수와 같은 결합 단량체입니다. 구조의 카르복실기는 중화되어 염을 형성하며 분자 사슬도 일반적인 알칼리 팽윤성 증점제와 같습니다. 동일한 전하 반발이 발생하여 분자 사슬이 펼쳐집니다. 그 안에 있는 결합 단량체도 분자 사슬과 함께 확장되지만 그 구조에는 친수성 사슬과 소수성 사슬이 모두 포함되어 있어 분자 내 또는 분자 사이에 계면활성제와 유사한 큰 미셀 구조가 생성됩니다. 이들 미셀은 회합 단량체의 상호 흡착에 의해 생성되며, 일부 회합 단량체는 에멀젼 입자(또는 다른 입자)의 가교 효과를 통해 서로 흡착합니다. 미셀이 생성된 후 시스템 내의 에멀젼 입자, 물 분자 입자 또는 기타 입자를 인클로저 이동과 마찬가지로 상대적으로 정적인 상태로 고정하므로 이러한 분자(또는 입자)의 이동성이 약해지고 점도가 저하됩니다. 시스템이 늘어납니다. 따라서 이러한 유형의 증점제는 특히 에멀젼 함량이 높은 라텍스 페인트에서 증점 효율이 일반 알칼리 팽윤성 증점제에 비해 훨씬 우수하므로 라텍스 페인트에 널리 사용됩니다. 주요제품 대표타입은 TT-935 입니다.

(5) 회합성 폴리우레탄(또는 폴리에테르) 증점제 및 레벨링제:

일반적으로 증점제는 분자량이 매우 높으며(예: 셀룰로오스 및 아크릴산) 시스템의 점도를 높이기 위해 수용액에서 분자 사슬이 늘어납니다. 폴리우레탄(또는 폴리에테르)의 분자량은 매우 작으며 주로 분자간 친유성 분절의 반데르발스 힘의 상호작용을 통해 회합을 형성하지만, 이 회합력은 약하여 특정 조건 하에서 회합이 이루어질 수도 있다. 외력. 분리로 인한 점도 감소로 도막의 레벨링에 도움이 되어 레벨링제 역할을 할 수 있습니다. 전단력이 제거되면 신속하게 결합을 재개할 수 있으며 시스템의 점도가 상승합니다. 이 현상은 시공 중 점도를 낮추고 레벨링을 높이는 데 도움이 됩니다. 전단력이 손실된 후 즉시 점도가 회복되어 코팅막의 두께가 증가합니다. 실제 적용에서 우리는 폴리머 에멀젼에 대한 결합 증점제의 증점 효과에 더 관심을 갖고 있습니다. 주요 폴리머 라텍스 입자도 시스템의 결합에 참여하므로 이러한 종류의 증점제 및 레벨링제는 임계 농도보다 낮을 때 우수한 증점제(또는 레벨링) 효과를 갖습니다. 이러한 증점제 및 균염제의 농도가 순수한 물의 임계 농도보다 높으면 자체적으로 회합을 형성할 수 있으며 점도가 급격히 상승합니다. 따라서 이러한 종류의 증점제 및 레벨링제가 임계 농도보다 낮은 경우 라텍스 입자가 부분 회합에 참여하기 때문에 에멀젼의 입자 크기가 작을수록 회합이 강해지고 점도가 증가함에 따라 점도가 증가합니다. 에멀젼의 양. 또한, 일부 분산제(또는 아크릴계 증점제)는 소수성 구조를 함유하고 있으며, 이들의 소수성 그룹이 폴리우레탄의 소수성 그룹과 상호 작용하여 시스템이 큰 네트워크 구조를 형성하여 농축에 도움이 됩니다.

2. 라텍스 도료의 수분리성에 대한 증점제 종류의 영향

수성 페인트의 배합 설계에서 증점제의 사용은 구성, 발색, 저장 및 외관과 같은 라텍스 페인트의 많은 특성과 관련되는 매우 중요한 연결 고리입니다. 여기서는 증점제 사용이 라텍스 페인트 보관에 미치는 영향에 중점을 둡니다. 위의 소개에서 벤토나이트와 폴리카르복실산염: 증점제는 주로 일부 특수 코팅에 사용되며 여기서는 논의하지 않을 것임을 알 수 있습니다. 우리는 주로 가장 일반적으로 사용되는 셀룰로오스, 알칼리 팽창 및 폴리우레탄(또는 폴리에테르) 증점제를 단독으로 또는 조합하여 라텍스 페인트의 수분 분리 저항에 영향을 미치는 것에 대해 논의할 것입니다.

히드록시에틸셀룰로오스 단독으로 증점시키는 것은 수분 분리가 더 심하지만 균일하게 저어주기 쉽습니다. 알칼리 팽윤농축의 단독사용은 수분분리 및 침전이 없으나 농화후 농화가 심하다. 폴리우레탄 증점제 단독 사용, 수분 분리 및 후증점에도 불구하고 증점 정도는 심하지 않으나 생성된 침전물이 상대적으로 단단하고 교반하기 어렵습니다. 그리고 하이드록시에틸 셀룰로오스와 알칼리 팽윤 증점 화합물을 채택하고, 후증점 현상이 없고, 침전이 심하지 않으며, 교반하기 쉽지만 물의 양도 적습니다. 그러나 히드록시에틸셀룰로오스와 폴리우레탄을 사용하여 증점시킬 경우 수분 분리가 가장 심각하지만 딱딱한 침전이 발생하지 않습니다. 알칼리 팽윤성 증점제와 폴리우레탄을 함께 사용하는데, 수분 분리는 기본적으로 수분 분리가 되지 않지만 증점 후 바닥에 침전물이 고르게 섞이기 어렵습니다. 그리고 마지막은 알칼리 팽윤 및 폴리우레탄 증점을 갖는 소량의 하이드록시에틸셀룰로오스를 사용하여 침전 및 수분 분리가 없는 균일한 상태를 갖게 한다. 소수성이 강한 순수 아크릴 에멀젼 시스템에서는 친수성 하이드록시에틸셀룰로오스를 사용하여 수상을 걸쭉하게 만드는 것이 더 심각하지만 쉽게 균일하게 교반될 수 있음을 알 수 있다. 소수성 알칼리 팽윤 및 폴리우레탄(또는 그 화합물) 증점제를 단독으로 사용하는 방법은 수분분리 방지 성능은 더 좋지만 둘 다 나중에 증점되며, 침전이 있는 경우에는 경석침이라 하여 균일하게 저어주기가 어렵습니다. 셀룰로오스와 폴리우레탄 화합물 증점제를 사용하면 친수성과 친유성 값의 가장 큰 차이로 인해 가장 심각한 물 분리 및 침전이 발생하지만 퇴적물은 부드럽고 교반하기 쉽습니다. 마지막 포뮬러는 친수성과 친유성 사이의 균형이 더 잘 잡혀 최고의 물 분리 방지 성능을 나타냅니다. 물론, 실제 제형 설계 과정에서는 에멀젼과 습윤분산제의 종류와 친수성, 친유성 값도 고려해야 합니다. 좋은 균형에 도달한 경우에만 시스템이 열역학적 평형 상태에 있을 수 있고 우수한 내수성을 가질 수 있습니다.

농축 시스템에서 수상의 농축은 때때로 오일 상의 점도 증가를 동반합니다. 예를 들어, 우리는 일반적으로 셀룰로오스 증점제가 수상을 농축하지만 셀룰로오스는 수상에 분포한다고 생각합니다.