1. Tirpiklio apibrėžimas ir funkcija
Priedai, kurie gali žymiai padidinti vandens pagrindu pagamintų dažų klampumą, yra vadinami tirštikliais.
Tirpikliai vaidina svarbų vaidmenį gaminant, laikant ir statant dangas.
Pagrindinė tirštiklio funkcija yra padidinti dangos klampumą, kad atitiktų skirtingų naudojimo etapų reikalavimus. Tačiau klampumas, kurio reikalaujama dangoje skirtinguose etapuose, yra skirtingas. Pvz.:
Saugojimo proceso metu pageidautina, kad būtų didelis klampumas, kad pigmentas nenusistovės;
Statybos proceso metu pageidautina, kad būtų vidutinio sunkumo klampumas, kad dažai turėtų gerą teptuką be per didelio dažų dažymo;
Po konstrukcijos tikimasi, kad klampumas gali greitai grįžti į didelį klampumą po trumpo laiko atsilikimo (išlyginimo proceso), kad būtų išvengta paslėpimo.
Vandeninių dangų sklandumas yra ne niutonas.
Kai dažų klampumas mažėja didėjant šlyties jėgai, jis vadinamas pseudoplastiniu skysčiu, o didžioji dalis dažų yra pseudoplastinis skystis.
Kai pseudoplastinio skysčio srauto elgsena yra susijusi su jo istorija, tai yra, jis priklauso nuo laiko, jis vadinamas Tiksotropiniu skysčiu.
Gamindami dangas, mes dažnai sąmoningai stengiamės, kad dangos taptų tixotropine, pavyzdžiui, pridėti priedų.
Kai tinkama dangos tixotropija, ji gali išspręsti įvairių dangos etapų prieštaravimus ir patenkinti įvairių dangos klampumo techninius poreikius laikymo, konstrukcijos išlyginimo ir džiovinimo etapuose.
Kai kurie tirštikliai gali dažyti dažus didele tiakotropija, kad jame būtų didesnis klampumas ramybės ar mažo šlyties greičio (pvz., Sandėliavimo ar transportavimo) klampumas, kad dažuose būtų išvengta pigmento. Ir esant dideliam šlyties greičiui (pvz., Dengimo procesui), jis turi mažą klampumą, todėl danga turi pakankamą srautą ir išlyginimą.
Šokotropiją vaizduoja tiakotropinis indeksas Ti ir išmatuotas Brookfield Viskozetro.
Ti = klampumas (matuojamas esant 6r/min)/klampumas (matuojamas esant 60r/min.)
2. Tirpiklių tipai ir jų poveikis dangos savybėms
(1) Tipai Cheminės sudėties atžvilgiu tirštikliai yra suskirstyti į dvi kategorijas: organinės ir neorganinės.
Neorganiniai tipai apima bentonitą ,tapulgitą, aliuminio magnio silikatą, ličio magnio silikatą ir kt.
Žvelgiant iš įtakos dangų reologinėms savybėms, tirštikliai yra suskirstyti į tikotropinius tirštiklius ir asociatyvius tirštiklius. Kalbant apie atlikimo reikalavimus, tirštiklio kiekis turėtų būti mažesnis, o tirštinimo efektas yra geras; Tai nėra lengva išnaikinti fermentai; Kai keičiasi sistemos temperatūra ar pH vertė, dangos klampumas nebus žymiai sumažintas, o pigmentas ir užpildas nebus suplanuoti. ; Geras saugojimo stabilumas; Geras vandens sulaikymas, jokio akivaizdaus putojančio reiškinio ir jokio neigiamo poveikio dangos plėvelės veikimui.
①Celiuliozės tirštiklis
Dangose naudojami celiuliozės tirštikliai daugiausia yra metilceliuliozės, hidroksitilceliuliozės ir hidroksipropilmetilceliuliozės, o pastarieji du yra dažniausiai naudojami.
Hidroksietil celiuliozė yra produktas, gautas pakeičiant hidroksilo grupes, esančias natūralios celiuliozės gliukozės vienetuose su hidroksietilo grupėmis. Produktų specifikacijos ir modeliai daugiausia išsiskiria atsižvelgiant į pakeitimo ir klampumo laipsnį.
Hidroksitil -celiuliozės veislės taip pat yra suskirstytos į normalų tirpimo tipą, greitą dispersijos tipą ir biologinį stabilumo tipą. Kalbant apie naudojimo metodą, hidroksitil -celiuliozę galima pridėti skirtinguose dangos gamybos proceso etapuose. Greito disperizavimo tipą galima pridėti tiesiogiai sausų miltelių pavidalu. Tačiau prieš pridedant sistemos pH vertė turėtų būti mažesnė nei 7, daugiausia dėl to, kad hidroksietil -celiuliozė lėtai ištirpsta esant mažai pH vertei, ir yra pakankamai laiko, kad vanduo galėtų įsiskverbti į dalelių vidų, tada padidėja pH vertė, kad ji greitai ištirptų. Atitinkami žingsniai taip pat gali būti naudojami norint paruošti tam tikrą klijų tirpalo koncentraciją ir pridėti jį prie dangos sistemos.
Hidroksipropilo metilceliuliozė yra produktas, gautas pakeičiant hidroksilo grupę, esančią natūralios celiuliozės gliukozės vienetui, metoksi, o kita dalis pakeičiama hidroksipropilo grupe. Jo sustorėjimo poveikis iš esmės yra toks pat kaip ir hidroksitil -celiuliozės. Ir jis yra atsparaus fermentiniam skilimui, tačiau jo tirpumas vandenyje nėra toks geras kaip hidroksietil -celiuliozė, ir kaitinant turi trūkumų. Paviršiui apdorotai hidroksipropilo metilceliuliozei ji gali būti tiesiogiai įpilta į vandenį, kai jis naudojamas. Maišydami ir išsisklaidę, įpilkite šarminių medžiagų, tokių kaip amoniako vanduo, kad pH vertė būtų pakoreguota iki 8-9, ir maišykite, kol visiškai ištirps. Hidroksipropilo metilceliuliozei be paviršiaus apdorojimo prieš naudojimą galima mirkyti ir išsipūsti karštu vandeniu, virš 85 ° C, o po to atvėsinant iki kambario temperatūros, tada maišant šaltu vandeniu ar ledu, kad jis visiškai ištirptų.
②inorganinis tirštiklis
Toks tirštiklis daugiausia yra kai kurie aktyvuotos molio produktai, tokie kaip bentonitas, magnio aliuminio silikato molio ir kt. Jis apibūdinamas tuo, kad be tirštėjimo efekto jis taip pat turi gerą suspensijos efektą, gali užkirsti kelią nuskendimui ir neturės įtakos dangos atsparumui vandeniui. Po to, kai danga bus išdžiovinta ir suformuota į plėvelę, ji veikia kaip dengimo plėvelės užpildas ir kt. Nepalankus veiksnys yra tas, kad jis turės didelę įtaką dangos išlyginimui.
③ Sintetinis polimero tirštiklis
Sintetiniai polimerų tirštikliai dažniausiai naudojami akrilo ir poliuretano (asociacinių tirštiklių). Akrilo tirštikliai dažniausiai yra akrilo polimerai, turintys karboksilo grupių. Vandenyje, kurio pH vertė yra 8-10, karboksilo grupė atsiriboja ir tampa patinusi; Kai pH vertė yra didesnė nei 10, ji ištirpsta vandenyje ir praranda sustorėjimo efektą, todėl sustorėjimo efektas yra labai jautrus pH vertei.
Akrilato tirštiklio sustorėjimo mechanizmas yra tas, kad jo dalelės gali būti adsorbuojamos dažuose esančių latekso dalelių paviršiuje ir sudaro dangos sluoksnį po šarminio patinimo, o tai padidina latekso dalelių tūrį, ir padidina dažų sistemos paprastumą. ; Antra, tirštiklio patinimas padidina vandens fazės klampumą.
(2) tirštiklio įtaka dangos savybėms
Tirpiklio tipo poveikis dangos reologinėms savybėms yra toks:
Kai padidėja tirštiklio kiekis, statinis dažų klampumas žymiai padidėja, o klampumo pokyčių tendencija iš esmės yra suderinta, kai patiria išorinę šlyties jėgą.
Tirpiklio poveikis dažų klampumas greitai sumažėja, kai jie patiria šlyties jėgą, parodydama pseudoplastiškumą.
Naudojant hidrofobiškai modifikuotą celiuliozės tirštiklį (pvz., EBS451FQ), esant dideliam šlyties greičiui, klampumas vis dar yra didelis, kai šis kiekis yra didelis.
Naudojant asociatyvius poliuretano tirštiklius (tokius kaip WT105A), esant dideliam šlyties greičiui, klampumas vis dar yra didelis, kai šis kiekis yra didelis.
Naudojant akrilo tirštiklius (tokius kaip ASE60), nors statinis klampumas greitai didėja, kai kiekis yra didelis, klampumas greitai mažėja esant didesniam šlyties greičiui.
3. Associacinis tirštiklis
(1) Susirūpinimo mechanizmas
Celiuliozės eteris ir šarminiai akrilo tirštytuvai gali tik sutirštinti vandens fazę, tačiau neturi jokio tirštėjimo poveikio kitiems vandens pagrindu pagamintų dažų komponentams, taip pat negali sukelti reikšmingos dažų pigmentų sąveikos ir emulsijos dalelių, todėl dažų reologija negali būti sureguliuota.
Associciniai tirštikliai apibūdinami tuo, kad be hidratacijos sustorėjimo, jie taip pat sutirština ryšius tarpusavyje, su disperguotomis dalelėmis ir su kitais sistemos komponentais. Ši asociacija išardo esant dideliam šlyties greičiui ir pakartotinai susietas esant mažam šlyties greičiui, leidžiant koreguoti dangos reologiją.
Associacinio tirštiklio sustorėjimo mechanizmas yra tas, kad jos molekulė yra linijinė hidrofilinė grandinė, polimero junginys su lipofilinėmis grupėmis abiejuose galuose, tai yra, ji turi hidrofilines ir hidrofobines grupes struktūroje, taigi jis turi paviršiaus aktyviųjų medžiagų molekulių savybes. prigimtis. Tokios tirštiklio molekulės gali ne tik drėkinti ir išsipūsti, kad sutirštės vandens fazė, bet ir sudarytų miceles, kai jo vandeninio tirpalo koncentracija viršija tam tikrą vertę. Micelės gali susieti su emulsijos polimerų dalelėmis ir pigmento dalelėmis, kurios adsorbavo dispergentą, kad sudarytų trijų matmenų tinklo struktūrą, ir yra sujungtos ir įsipainiojusios, kad padidėtų sistemos klampumas.
Svarbiau yra tai, kad šios asociacijos yra dinaminės pusiausvyros būsenos, o tos susijusios micelės gali pakoreguoti savo pozicijas, kai jos veikiamos išorinės jėgos, kad danga turėtų išlyginimo savybes. Be to, kadangi molekulė turi keletą micelių, ši struktūra sumažina vandens molekulių polinkį migruoti ir taip padidina vandeninės fazės klampumą.
(2) vaidmuo dangose
Dauguma asociatyvių tirštiklių yra poliuretanai, o jų santykinis molekuliniai svoriai yra tarp 103–104 laipsnių, du laipsniai mažesni už įprastą poliakrilo rūgštį ir celiuliozės tirštiklius, kurių santykinis molekulinis svoris yra tarp 105–106. Dėl mažos molekulinės masės efektyvaus tūrio padidėjimas po hidratacijos yra mažesnis, todėl jo klampumo kreivė yra plokštesnė nei ne asociatyvių tirštiklių.
Dėl mažos asociacinio tirštiklio molekulinės masės jo tarpmolekulinis įsipainiojimas į vandens fazę yra ribotas, todėl jo sustorėjimo poveikis vandens fazei nėra reikšmingas. Žemo šlyties greičio diapazone asociacijos konversija tarp molekulių yra daugiau nei asociacijos sunaikinimas tarp molekulių, visa sistema palaiko būdingą suspensiją ir dispersijos būseną, o klampumas yra artimas dispersijos terpės (vandens) klampumui. Todėl asociatyvus tirštiklis daro vandens pagrindu pagamintą dažų sistemą, kai ji yra mažo šlyties greičio regione, yra mažesnis akivaizdus klampumas.
Associaciniai tirštikliai padidina potencialią energiją tarp molekulių, nes išsisklaidžiusioje fazėje susidaro dalelės. Tokiu būdu reikia daugiau energijos, kad būtų galima nutraukti ryšį tarp molekulių esant dideliam šlyties greičiui, o šlyties jėga, reikalinga tam pačiam šlyties kamienui pasiekti, taip pat yra didesnė, todėl sistema pasižymi didesniu šlyties greičiu esant dideliam šlyties greičiui. Akivaizdus klampumas. Didesnis didelio šlyties klampumas ir mažesnis mažo kirpimo klampumas gali tiesiog kompensuoti, nes dažų reologinės savybėse trūkumas yra įprastų tirštiklių, tai yra, du tirštikliai gali būti naudojami kartu, kad pakoreguotų latekso dažų sklandumą. Kintamas našumas, siekiant patenkinti išsamius padengimo į storą plėvelės ir plėvelės srautą reikalavimus.
Pašto laikas: 2012 m. Lapkričio 24 d