1. Tipos de espessantes e mecanismo de espessamento
(1) espessante inorgânico:
Os espessantes inorgânicos em sistemas à base de água são principalmente argilas. Como: bentonita. A caulina e a terra da diatomácea (o componente principal é o SiO2, que possui uma estrutura porosa) às vezes é usado como espessantes auxiliares para sistemas de espessamento devido às suas propriedades de suspensão. A bentonita é mais amplamente utilizada devido à sua alta habitabilidade da água. A bentonita (bentonita), também conhecida como bentonita, bentonita, etc., o principal mineral de bentonita é a montmorilonita que contém uma pequena quantidade de alcalina e alcalina metal hidratado aluminossilicato, pertencente ao grupo aluminossilicado, sua fórmula química geral é: (Na, Ca) (Al, Mg) 6 (Si4O10) 3 (OH) 6 • NH2O. O desempenho da expansão da bentonita é expresso pela capacidade de expansão, ou seja, o volume de bentonita após o inchaço em solução diluída do ácido clorídrico é chamado de capacidade de expansão, expressa em ML/grama. Depois que o espessante da bentonita absorve água e ondas, o volume pode atingir várias vezes ou dez vezes que, antes de absorver a água, por isso tem uma boa suspensão e, por ser um pó com um tamanho de partícula mais fino, é diferente de outros pós no sistema de revestimento. O corpo tem boa miscibilidade. Além disso, ao produzir suspensão, ele pode impulsionar outros pós a produzir um certo efeito anti-estratificação, por isso é muito útil melhorar a estabilidade de armazenamento do sistema.
Mas muitos bentonitas à base de sódio são transformados da bentonita à base de cálcio através da conversão de sódio. Ao mesmo tempo de sódio, será produzido um grande número de íons positivos, como íons de cálcio e íons de sódio. Se o conteúdo desses cátions no sistema for muito alto, uma grande quantidade de neutralização de carga será gerada nas cargas negativas na superfície da emulsão; portanto, em certa medida, pode causar efeitos colaterais, como inchaço e floculação da emulsão. Por outro lado, esses íons cálcio também terão efeitos colaterais no dispersante do sal de sódio (ou dispersante de polifosfato), fazendo com que esses dispersantes precipitem no sistema de revestimento, levando à perda de dispersão, tornando o revestimento mais espesso, mais espesso ou ainda mais espesso. Ocorreu precipitação e floculação graves. Além disso, o efeito espessante da bentonita depende principalmente do pó para absorver a água e se expandir para produzir suspensão, por isso trará um forte efeito tixotrópico para o sistema de revestimento, o que é muito desfavorável para revestimentos que requerem bons efeitos de nivelamento. Portanto, os espessantes inorgânicos bentonitas raramente são usados em tintas de látex, e apenas uma pequena quantidade é usada como espessantes em tintas de látex de baixo grau ou tintas de látex escovado. No entanto, nos últimos anos, alguns dados mostraram que o Bentone®LT da Hemmings. O hectorite organicamente modificado e refinado tem bons efeitos de anti-sedimentação e atomização quando aplicados aos sistemas de pulverização sem ar.
(2) celulose:
A celulose é um alto polímero natural formado pela condensação da β-glicose. Usando as características do grupo hidroxila no anel glucosil, a celulose pode sofrer várias reações para produzir uma série de derivados. Entre eles, são obtidas reações de esterificação e eterificação. O éster de celulose ou os derivados éter de celulose são os derivados mais importantes da celulose. Os produtos comumente utilizados são carboximetillelulose, hidroxietillelululose, metillululose, hidroxipropil -metillelulose e assim por diante. Como a carboximetilcululose contém íons de sódio que são facilmente solúveis em água, possui baixa resistência à água e o número de substituintes em sua cadeia principal é pequeno, por isso é facilmente decomposto por corrosão bacteriana, reduzindo a viscosidade da tinta aquosa e a finge, etc. A taxa de dissolução da água de metilcelulose é geralmente ligeiramente menor que a da hidroxietilcelulose. Além disso, pode haver uma pequena quantidade de matéria insolúvel durante o processo de dissolução, que afetará a aparência e a sensação do filme de revestimento, por isso raramente é usado na tinta látex. No entanto, a tensão superficial da solução aquosa metil é ligeiramente menor que a de outras soluções aquosas de celulose, por isso é um bom espessante de celulose usado em massa. A hidroxipropil-metilcelulose também é um espessante de celulose amplamente utilizado no campo da massa e agora é usado principalmente em massa baseada em cimento ou baseada em calcio (ou outros ligantes inorgânicos). A hidroxietilullelulose é amplamente utilizada em sistemas de tinta de látex devido à sua boa solubilidade em água e retenção de água. Comparado com outras celuloses, isso tem menos efeito na performance do filme de revestimento. As vantagens da hidroxietillululose incluem alta eficiência de bombeamento, boa compatibilidade, boa estabilidade de armazenamento e boa estabilidade do pH da viscosidade. As desvantagens são fracas fluidez de nivelamento e baixa resistência a salpicos. Para melhorar essas deficiências, a modificação hidrofóbica apareceu. Hidroxietilcelulose associada ao sexo (HEC) como NatrosolPlus330, 331
(3) Policarboxilatos:
Nesse policarboxilato, o alto peso molecular é um espessante e o baixo peso molecular é um dispersante. Eles adsorvem principalmente as moléculas de água na cadeia principal do sistema, o que aumenta a viscosidade da fase dispersa; Além disso, eles também podem ser adsorvidos na superfície das partículas de látex para formar uma camada de revestimento, o que aumenta o tamanho das partículas do látex, engrossa a camada de hidratação do látex e aumenta a viscosidade da fase interna do látex. No entanto, esse tipo de espessante tem uma eficiência de espessamento relativamente baixa, por isso é gradualmente eliminada em aplicações de revestimento. Agora, esse tipo de espessante é usado principalmente no espessamento da pasta de cores, porque seu peso molecular é relativamente grande, por isso é útil para a dispersibilidade e a estabilidade de armazenamento da pasta de cores.
(4) espessante de alcalina:
Existem dois tipos principais de espessantes abrangentes de alcalina: espessantes comumes comuns e espessantes associativos de alcalina. A maior diferença entre eles é a diferença nos monômeros associados contidos na cadeia molecular principal. Os espessantes associativos de alcalina são copolimerizados com monômeros associativos que podem se adsorver na estrutura da cadeia principal; portanto, após a ionização em solução aquosa, pode ocorrer adsorção intra-molecular ou inter-molecular, causando a viscosidade do sistema para aumentar rapidamente.
um. Espessante comum de alcalina:
O principal tipo de representante do produto de espessante comum alcalino é ASE-60. O ASE-60 adota principalmente a copolimerização de ácido metacrílico e acrilato de etila. Durante o processo de copolimerização, o ácido metacrílico representa cerca de 1/3 do conteúdo sólido, porque a presença de grupos carboxil faz com que a cadeia molecular tenha um certo grau de hidrofilicidade e neutraliza o processo de formação de sal. Devido à repulsão de cargas, as cadeias moleculares são expandidas, o que aumenta a viscosidade do sistema e produz um efeito espessante. No entanto, às vezes o peso molecular é muito grande devido à ação do agente de reticulação. Durante o processo de expansão da cadeia molecular, a cadeia molecular não é bem dispersa em um curto período de tempo. Durante o processo de armazenamento de longo prazo, a cadeia molecular é gradualmente esticada, o que traz pós-espessamento da viscosidade. Além disso, como existem poucos monômeros hidrofóbicos na cadeia molecular desse tipo de espessante, não é fácil gerar complexação hidrofóbica entre as moléculas, principalmente para fazer adsorção mútua intramolecular, portanto esse tipo de espessante tem baixa eficiência de espessamento, portanto, raramente é usada. É usado principalmente em combinação com outros espessantes.
b. Associação (Concord) Tipo Alcalino inchaço de inchaço:
Esse tipo de espessante agora tem muitas variedades devido à seleção de monômeros associativos e ao design da estrutura molecular. Sua principal estrutura de cadeia também é composta principalmente por ácido metacrílico e acrilato de etila, e os monômeros associativos são como antenas na estrutura, mas apenas uma pequena quantidade de distribuição. São esses monômeros associativos como os tentáculos de polvo que desempenham o papel mais importante na eficiência espessante do espessante. O grupo carboxila na estrutura é neutralizado e formador de sal, e a cadeia molecular também é como um espessante comum de alcalina. A mesma repulsão de carga ocorre, de modo que a cadeia molecular se desdobra. O monômero associativo nele também se expande com a cadeia molecular, mas sua estrutura contém cadeias hidrofílicas e cadeias hidrofóbicas; portanto, uma grande estrutura micelar semelhante aos surfactantes será gerada na molécula ou entre moléculas. Essas micelas são produzidas pela adsorção mútua dos monômeros da associação, e alguns monômeros de associação se adsorvem através do efeito de ponte de partículas de emulsão (ou outras partículas). Depois que as micelas são produzidas, elas fixam as partículas de emulsão, partículas da molécula de água ou outras partículas no sistema em um estado relativamente estático, assim como o movimento do gabinete, de modo que a mobilidade dessas moléculas (ou partículas) é enfraquecida e a viscosidade do sistema aumenta. Portanto, a eficiência espessante desse tipo de espessante, especialmente na tinta de látex com alto teor de emulsão, é muito superior ao dos espessantes comuns de alcalina, por isso é amplamente utilizado na tinta de látex. O principal representante do produto O tipo é TT-935.
(5) Agente de espessamento e nivelamento de poliuretano associativo (ou poliéter):
Geralmente, os espessantes têm peso molecular muito alto (como celulose e ácido acrílico) e suas cadeias moleculares são esticadas em solução aquosa para aumentar a viscosidade do sistema. O peso molecular do poliuretano (ou poliéter) é muito pequeno e forma principalmente uma associação através da interação da força de van der Waals do segmento lipofílico entre moléculas, mas essa força de associação é fraca e a associação pode ser feita sob certa força externa. A separação, reduzindo assim a viscosidade, é propícia ao nivelamento do filme de revestimento, para que possa desempenhar o papel de agente de nivelamento. Quando a força de cisalhamento é eliminada, ela pode retomar rapidamente a associação e a viscosidade do sistema aumenta. Esse fenômeno é benéfico para reduzir a viscosidade e aumentar o nivelamento durante a construção; E depois que a força de cisalhamento for perdida, a viscosidade será restaurada imediatamente para aumentar a espessura do filme de revestimento. Em aplicações práticas, estamos mais preocupados com o efeito espessante de tais espessantes associativos nas emulsões de polímeros. As principais partículas de látex do polímero também participam da associação do sistema, de modo que esse tipo de agente espessante e nivelador também tem um bom efeito espessamento (ou nivelamento) quando é menor que sua concentração crítica; Quando a concentração desse tipo de agente de espessamento e nivelamento quando é maior que sua concentração crítica na água pura, pode formar associações por si só, e a viscosidade aumenta rapidamente. Portanto, quando esse tipo de agente de espessamento e nivelamento é menor que sua concentração crítica, porque as partículas de látex participam da associação parcial, quanto menor o tamanho das partículas da emulsão, mais forte a associação e sua viscosidade aumentará com o aumento da quantidade de emulsão. Além disso, alguns dispersantes (ou espessantes acrílicos) contêm estruturas hidrofóbicas, e seus grupos hidrofóbicos interagem com os do poliuretano, de modo que o sistema forma uma grande estrutura de rede, que é propícia ao espessamento.
2. Efeitos de diferentes espessantes na resistência à separação de água da tinta de látex
No projeto de formulação de tintas à base de água, o uso de espessantes é um link muito importante, relacionado a muitas propriedades de tintas de látex, como construção, desenvolvimento de cores, armazenamento e aparência. Aqui nos concentramos no impacto do uso de espessantes no armazenamento de tinta de látex. A partir da introdução acima, podemos saber que bentonita e policarboxilatos: os espessantes são usados principalmente em alguns revestimentos especiais, que não serão discutidos aqui. Discutiremos principalmente os espessantes mais usados de celulose, inchaço alcalino e poliuretano (ou poliéter), sozinho e em combinação, afetam a resistência à separação de água das tintas de látex.
Embora o espessamento com a hidroxietilulululose seja mais grave na separação de água, é fácil se mexer uniformemente. O uso único de espessamento de inchaço alcalino não tem separação e precipitação de água, mas espessamento grave após o espessamento. O uso único de espessamento de poliuretano, embora a separação de água e o espessamento pós-espessamento não seja grave, mas o precipitado produzido por ele é relativamente difícil e difícil de se mexer. E adota a hidroxietilululóia e o composto espessante do inchaço alcalino, sem pós-assassinato, sem precipitação dura, fácil de mexer, mas também há uma pequena quantidade de água. No entanto, quando a hidroxietillelulose e o poliuretano são usados para engrossar, a separação da água é a mais grave, mas não há precipitação dura. O espessamento e o poliuretano bem-alcalinos são usados juntos, embora a separação de água basicamente não seja a separação de água, mas após o espessamento, e o sedimento no fundo é difícil de se mexer uniformemente. E o último usa uma pequena quantidade de hidroxietilululose com inchaço alcalino e espessamento de poliuretano para ter um estado uniforme sem precipitação e separação de água. Pode -se observar que, no sistema de emulsão acrílica pura com forte hidrofobicidade, é mais grave engrossar a fase aquática com hidroxietillelululose hidrofílica, mas pode ser facilmente agitada uniformemente. O uso único de inchaço alcalino hidrofóbico e espessamento de poliuretano (ou composto), embora o desempenho da separação anti-água seja melhor, mas ambos engrossam depois e, se houver precipitação, é chamado de precipitação dura, o que é difícil de se mexer uniformemente. O uso de espessamento do composto de celulose e poliuretano, devido à mais distante diferença nos valores hidrofílicos e lipofílicos, resulta na separação e precipitação de água mais graves, mas o sedimento é macio e fácil de mexer. A última fórmula tem o melhor desempenho de separação anti-água devido a um melhor equilíbrio entre hidrofílico e lipofílico. Obviamente, no processo real de design da fórmula, os tipos de emulsões e agentes de umedecimento e dispersão e seus valores hidrofílicos e lipofílicos também devem ser considerados. Somente quando eles atingem um bom equilíbrio, o sistema pode estar em um estado de equilíbrio termodinâmico e ter uma boa resistência à água.
No sistema de espessamento, o espessamento da fase aquático às vezes é acompanhado pelo aumento da viscosidade da fase oleosa. Por exemplo, geralmente acreditamos que os espessantes de celulose engrossam a fase aquática, mas a celulose é distribuída na fase aquática
Hora de postagem: 14-2025 de fevereiro