Загуститель – это распространенная и наиболее часто используемая добавка на водной основе в покрытиях на водной основе. После добавления загустителя он может увеличить вязкость системы покрытия, тем самым предотвращая осаждение относительно плотных веществ в покрытии. Не будет явления провисания из-за слишком жидкой вязкости краски. Существует много типов загустителей, и разные типы продуктов имеют разные принципы загущения для разных систем покрытий. Существует примерно четыре типа распространенных загустителей: полиуретановые загустители, акриловые загустители, неорганические загустители и загустители для целлюлозных загустителей.
1. Механизм загущения ассоциативного полиуретанового загустителя.
Структурными характеристиками полиуретановых ассоциативных загустителей являются липофильные, гидрофильные и липофильные трехблочные полимеры с липофильными концевыми группами на обоих концах, обычно алифатическими углеводородными группами, и водорастворимым сегментом полиэтиленгликоля в середине. Пока в системе имеется достаточное количество загустителя, система будет формировать общую сетевую структуру.
В водной системе, когда концентрация загустителя превышает критическую концентрацию мицелл, липофильные концевые группы связываются с образованием мицелл, а загуститель образует сетчатую структуру за счет ассоциации мицелл, увеличивая вязкость системы.
В латексной системе загуститель может не только образовывать ассоциацию через мицеллы липофильной концевой группы, но, что более важно, липофильная концевая группа загустителя адсорбируется на поверхности частицы латекса. Когда две липофильные концевые группы адсорбируются на разных частицах латекса, молекулы загустителя образуют мостики между частицами.
2. Механизм загущения загустителя щелочного набухания полиакриловой кислоты.
Загуститель на основе щелочи полиакриловой кислоты представляет собой эмульсию сшитого сополимера, сополимер существует в виде кислоты и очень мелких частиц, имеет молочно-белый внешний вид, вязкость относительно низкая, обладает хорошей стабильностью при низком pH и нерастворим. в воде. При добавлении щелочного агента он превращается в прозрачную и сильно набухающую дисперсию.
Загущающий эффект загустителя щелочного набухания полиакриловой кислоты достигается путем нейтрализации группы карбоновой кислоты гидроксидом; при добавлении щелочного агента группа карбоновой кислоты, которая не легко ионизируется, немедленно превращается в ионизированный карбоксилат аммония или металл. В форме соли возникает эффект электростатического отталкивания вдоль анионного центра макромолекулярной цепи сополимера, так что перекрестное Макромолекулярная цепь -связанного сополимера быстро расширяется и растягивается. В результате локального растворения и набухания исходная частица многократно увеличивается и вязкость значительно увеличивается. Поскольку сшивки не растворяются, сополимер в форме соли можно рассматривать как дисперсию сополимера, частицы которого сильно увеличены.
Загустители на основе полиакриловой кислоты обладают хорошим загущающим эффектом, быстрой скоростью загущения и хорошей биологической стабильностью, но они чувствительны к pH, плохой водостойкости и малому блеску.
3. Механизм загущения неорганических загустителей.
Неорганические загустители в основном включают модифицированный бентонит, аттапульгит и т. д. Неорганические загустители обладают преимуществами сильного загущения, хорошей тиксотропии, широкого диапазона pH и хорошей стабильности. Однако, поскольку бентонит представляет собой неорганический порошок с хорошим светопоглощением, он может значительно снизить блеск поверхности пленки покрытия и действовать как матирующий агент. Поэтому при использовании бентонита в глянцевой латексной краске следует уделять внимание контролю дозировки. Нанотехнологии реализовали наномасштаб неорганических частиц, а также наделили неорганические загустители некоторыми новыми свойствами.
Механизм загущения неорганических загустителей относительно сложен. Обычно считается, что отталкивание внутренних зарядов увеличивает вязкость краски. Из-за плохого выравнивания ухудшается глянец и прозрачность лакокрасочной пленки. Обычно используется для грунтовки или толстослойной краски.
4. Механизм загущения целлюлозного загустителя.
Целлюлозные загустители имеют долгую историю развития и также широко используются в качестве загустителей. По молекулярной структуре их разделяют на гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксиметилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу и т. д., в качестве которой чаще используют гидроксиэтилцеллюлозу (ГЭЦ).
Механизм загущения целлюлозного загустителя заключается в основном в использовании гидрофобной основной цепи в его структуре для образования водородных связей с водой и в то же время во взаимодействии с другими полярными группами в его структуре для создания трехмерной сетчатой структуры и увеличения реологического объема. полимера. , ограничивают пространство свободного движения полимера, тем самым увеличивая вязкость покрытия. При приложении поперечной силы трехмерная сетчатая структура разрушается, водородные связи между молекулами исчезают, вязкость снижается. Когда сила сдвига удаляется, водородные связи восстанавливаются и трехмерная сетчатая структура восстанавливается, тем самым гарантируя, что покрытие может иметь хорошие свойства. реологические свойства.
Целлюлозные загустители богаты гидроксильными группами и гидрофобными сегментами в своей структуре. Они обладают высокой эффективностью загущения и не чувствительны к pH. Однако из-за их плохой водостойкости и влияния на выравнивание красочной пленки они легко подвержены микробному разложению и другим недостаткам. Целлюлозные загустители фактически в основном используются для загущения латексных красок.
В процессе подготовки покрытия при выборе загустителя следует всесторонне учитывать множество факторов, таких как совместимость с системой, вязкость, стабильность при хранении, строительные характеристики, стоимость и другие факторы. Можно смешивать и использовать несколько загустителей, чтобы в полной мере раскрыть преимущества каждого загустителя и разумно контролировать затраты при условии удовлетворительных характеристик.
Время публикации: 02 марта 2023 г.