Zagęszczacz jest powszechnym i najczęściej stosowanym dodatkiem na bazie wody do powłok wodorozcieńczalnych. Po dodaniu zagęszczacza może zwiększyć lepkość systemu powłokowego, zapobiegając w ten sposób osadzaniu się stosunkowo gęstych substancji w powłoce. Nie będzie zjawiska ugięcia spowodowanego zbyt małą lepkością farby. Istnieje wiele rodzajów produktów zagęszczających, a różne rodzaje produktów mają różne zasady zagęszczania dla różnych systemów powłok. Istnieją mniej więcej cztery typy powszechnych zagęszczaczy: zagęszczacze poliuretanowe, zagęszczacze akrylowe, zagęszczacze nieorganiczne i zagęszczacze do zagęszczaczy celulozowych.
1. Mechanizm zagęszczania asocjacyjnego zagęszczacza poliuretanowego
Właściwości strukturalne poliuretanowych zagęszczaczy asocjacyjnych to lipofilowe, hydrofilowe i lipofilowe polimery trójblokowe, z lipofilowymi grupami końcowymi na obu końcach, zwykle alifatycznymi grupami węglowodorowymi i rozpuszczalnym w wodzie segmentem glikolu polietylenowego pośrodku. Dopóki w systemie będzie wystarczająca ilość zagęszczacza, system utworzy ogólną strukturę sieci.
W układzie wodnym, gdy stężenie zagęszczacza jest większe niż krytyczne stężenie miceli, lipofilowe grupy końcowe łączą się, tworząc micele, a zagęszczacz tworzy strukturę sieciową poprzez połączenie miceli w celu zwiększenia lepkości układu.
W układzie lateksowym zagęszczacz może nie tylko tworzyć asocjację poprzez micele lipofilowych grup końcowych, ale co ważniejsze, lipofilowa grupa końcowa zagęszczacza jest adsorbowana na powierzchni cząsteczki lateksu. Kiedy dwie lipofilowe grupy końcowe są adsorbowane na różnych cząstkach lateksu, cząsteczki zagęszczacza tworzą mostki pomiędzy cząstkami.
2. Mechanizm zagęszczania zagęszczacza pęczniejącego na bazie kwasu poliakrylowego
Zagęstnik pęczniejący alkalicznie na bazie kwasu poliakrylowego jest usieciowaną emulsją kopolimeru, kopolimer występuje w postaci kwasu i bardzo małych cząstek, wygląd jest mlecznobiały, lepkość jest stosunkowo niska i ma dobrą stabilność przy niskim pH i jest nierozpuszczalny w wodzie. Po dodaniu środka alkalicznego zmienia się w przezroczystą i silnie pęczniejącą dyspersję.
Efekt zagęszczania pęczniejącego zagęszczacza alkalicznego kwasu poliakrylowego uzyskuje się przez zobojętnienie grupy kwasu karboksylowego wodorotlenkiem; po dodaniu środka alkalicznego grupa kwasu karboksylowego, która nie ulega łatwo jonizacji, jest natychmiast przekształcana w zjonizowany karboksylan amonu lub metal. W postaci soli powstaje efekt odpychania elektrostatycznego wzdłuż centrum anionowego makrocząsteczkowego łańcucha kopolimeru, tak że krzyż -połączony łańcuch makrocząsteczkowy kopolimeru rozszerza się i szybko rozciąga. W wyniku miejscowego rozpuszczania i pęcznienia cząstka pierwotna ulega wielokrotnemu zwielokrotnieniu i znacznie wzrasta lepkość. Ponieważ sieciowania nie ulegają rozpuszczeniu, kopolimer w postaci soli można uważać za dyspersję kopolimeru, której cząstki są znacznie powiększone.
Zagęszczacze na bazie kwasu poliakrylowego mają dobre działanie zagęszczające, dużą szybkość zagęszczania i dobrą stabilność biologiczną, ale są wrażliwe na pH, słabą wodoodporność i niski połysk.
3. Mechanizm zagęszczania zagęszczaczy nieorganicznych
Zagęstniki nieorganiczne obejmują głównie modyfikowany bentonit, atapulgit itp. Zagęstniki nieorganiczne mają zalety silnego zagęszczania, dobrej tiksotropii, szerokiego zakresu pH i dobrej stabilności. Ponieważ jednak bentonit jest proszkiem nieorganicznym o dobrej absorpcji światła, może znacznie zmniejszyć połysk powierzchni powłoki i działać jak środek matujący. Dlatego przy stosowaniu bentonitu w błyszczącej farbie lateksowej należy zwrócić uwagę na kontrolowanie dozowania. Nanotechnologia umożliwiła osiągnięcie nanoskali cząstek nieorganicznych, a także nadała nieorganicznym zagęszczaczom pewne nowe właściwości.
Mechanizm zagęszczania nieorganicznych zagęszczaczy jest stosunkowo skomplikowany. Powszechnie uważa się, że odpychanie pomiędzy ładunkami wewnętrznymi zwiększa lepkość farby. Ze względu na słabą rozlewność wpływa na połysk i przezroczystość powłoki lakierniczej. Zwykle stosuje się go do podkładu lub farby grubopowłokowej.
4. Mechanizm zagęszczania zagęszczacza celulozowego
Zagęstniki celulozowe mają długą historię rozwoju i są również szeroko stosowanymi zagęszczaczami. Ze względu na strukturę molekularną dzieli się je na hydroksyetylocelulozę, hydroksypropylocelulozę, hydroksymetylocelulozę, karboksymetylocelulozę itp., czyli częściej stosowaną hydroksyetylocelulozę (HEC).
Mechanizm zagęszczania zagęszczacza celulozowego polega głównie na wykorzystaniu hydrofobowego łańcucha głównego na jego strukturze do tworzenia wiązań wodorowych z wodą, a jednocześnie na interakcję z innymi grupami polarnymi na jego strukturze w celu zbudowania trójwymiarowej struktury sieciowej i zwiększenia objętości reologicznej polimeru. ograniczają przestrzeń swobodnego ruchu polimeru, zwiększając w ten sposób lepkość powłoki. Po przyłożeniu siły ścinającej trójwymiarowa struktura sieci ulega zniszczeniu, wiązania wodorowe pomiędzy cząsteczkami znikają, a lepkość maleje. Po usunięciu siły ścinającej wiązania wodorowe tworzą się ponownie i przywracana jest trójwymiarowa struktura sieci, zapewniając w ten sposób dobre właściwości powłoki. właściwości reologiczne.
Zagęszczacze celulozowe bogate są w swojej strukturze w grupy hydroksylowe i segmenty hydrofobowe. Mają wysoką skuteczność zagęszczania i nie są wrażliwe na pH. Jednak ze względu na ich słabą wodoodporność i wpływ na wypoziomowanie powłoki farby, łatwo ulegają degradacji mikrobiologicznej i innym mankamentom, zagęstniki celulozowe są właściwie stosowane głównie do zagęszczania farb lateksowych.
W procesie przygotowania powłoki, dobór zagęstnika powinien kompleksowo uwzględniać wiele czynników, takich jak kompatybilność z systemem, lepkość, stabilność podczas przechowywania, właściwości konstrukcyjne, koszt i inne. Można łączyć i stosować wiele zagęszczaczy, aby w pełni wykorzystać zalety każdego zagęszczacza i rozsądnie kontrolować koszty pod warunkiem zadowalającej wydajności.
Czas publikacji: 02 marca 2023 r