增稠能力

增稠能力

增稠是使懸浮於液體中的固體粒子變為濃稠的攏漿而從液體中分離出來的操作即稱為增稠,也稱為沉澱濃縮或沉降濃縮。塗料在貯存過程中,通常由於稀釋劑的損失或某些反應而引起的稠度增高現象。常見原因是含有鹼性物質(如氧化鋅)遇脂肪酸成皂所致的增稠敏感性較強。這種具有使懸浮於液體中的固體粒子變為濃稠的攏漿而從液體中分離出來的能力,稱為增稠能力。

增稠性

許多水溶性高分子,如聚氧乙烯、羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉等,均可作為水性體系的增稠劑使用。高吸水性樹脂吸水後體積可迅速膨脹至原來的幾百倍到幾千倍,因此增稠效果遠遠高於上述增稠劑。例如,用0.4%(質量比)的高吸水性樹脂,能使水的黏度增大約l萬倍,而用普通的增稠劑,加入0.4%,水的黏度幾乎不變。要達到這么高的黏度通常需要加人2%以上才行。

高吸水性樹脂的增稠作用在體系的pH值為5~10時表現得尤為突出。例如,含澱粉類高吸水性樹脂HSPAN 0.1%的水,黏度為1 900mPa·S,而在其中加入8%氯化鉀,黏度上升至5 000 mPa·S。經高吸水性樹脂增稠的體系,通常表現出明顯的觸變性。即體系的黏度在受到剪下力後隨時間迅速下降,而剪下停止後,黏度又可恢復。

增稠體系的觸變性 增稠體系的觸變性

增稠能力的測定

1、測定1%原糊的黏度,使用200mL燒杯,放入198mL去離子水,在快速攪拌下加入2g合成增稠劑製成原糊(根據要求,有些合成增稠劑另加入氨水調節pH值至8~9),然後使用NDJ-79型黏度計測其黏度。

2、以Alcoprint PTF為對比產品,試驗相當稠厚度的濃度值 英國聯合膠體公司的Alcoprint PTF在我國各印染廠廣泛使用,測試其他合成增稠劑增稠能力時,常以PTF作為對比產品,找出相當於PTF 2%原糊稠厚度(或黏度)的濃度值,其試驗方法如下。

①先取200mL燒杯一隻,加入去離子水194mL,在快速攪拌下加入Alcoprint PTF4g、氨水適量,調pH值至8~9,製成原糊,作為對比樣品。

②再取200mL燒杯數隻,各加入適量的去離子水,在快速攪拌下分別加入1g、2g、3g、4g、5g待測的合成增稠劑(根據要求,需加入氨水調節pH值至8~9),補充水至總量200g,製成原糊,然後以目測找出相當於Alcoprint PTF稠厚度的濃度值。

③最後使用NDJ-79型黏度計測以上製成的原糊(包括對比樣品)的黏度。

3、增稠曲線

各種合成增稠劑,隨著單位濃度的增加,黏度的增加並不完全相同,有的單位濃度增加,黏度急劇增加,有的則單位濃度增加,黏度增加緩慢,其試驗方法如下。

取200mL燒杯5隻,各加入適量去離子水,在快速攪拌下分別加入待測的合成增稠劑2g、4g、6g、8g、10g(根據要求,需加入氨水調節pH值至8~9),補充水至總量200g,製成原糊,用NDJ-79型黏度計測其黏度,然後以黏度為縱坐標,濃度為橫坐標製作增稠曲線。

影響增稠能力的因素

影響增稠的因素大致分成兩類:化學的和物理的。這並不意味著二者之間無關係,在很多場合存在著一定的協同作用,然而主要的增稠作用在性質上是化學的增稠作用。

物理因素:物料混合中所達到的剪下程度、溫度、時間、填料和增稠劑的表面積等。

化學因素:樹脂的化學組成、增稠劑的化學特性、添加劑、雜質等。

增稠劑的用量

常用的增稠劑一般有4種:氧化鎂、氫氧化鎂、氧化鈣(石灰)、氫氧化鈣。增稠劑的用量會對乙烯基樹脂的增稠效應產生明顯的影響,見下圖。

增稠劑的用量 增稠劑的用量

樹脂的化學組成

1、聚合物的羧基官能度

按不飽和聚酯樹脂增稠機理,聚合物的羧基是活性基團,能參與增稠反應。增稠速率與酸值成正比。酸值為0,60h後黏度沒有增加。當樹脂分子量相同時,增稠速率隨官能度而增加;官能度相同,增稠速率隨分子量而增加。

2、聚合物的羥基官能度

比較同類樹脂的羥值指標,發現樹脂的增稠效應隨羥值增高而下降,樹脂中的羥基對增稠過程起阻滯作用。為了驗證這一構想,可在增稠效果較好的198樹脂中添加少量1,2-丙二醇,使其羥值上升。實驗證明,樹脂中游離丙二醇的羥基確實對增稠過程有阻滯作用,改性198樹脂的增稠效果明顯下降。

水分對增稠過程的影響

水分對不飽和聚酯樹脂增稠過程有很大影響,起始階段有促進作用,後期則有阻滯作用,所以每個配比系統中都要嚴格控制含水量,通常做法是樹脂中含水量一定要低,≤0.05%,當所有組分混合後,再根據總含水量的要求添加適量的水。

溫度影響

溫度是影響樹脂增稠的最重要因素,較高溫度可降低SMC生產前期樹脂糊黏度而利於輸送及玻璃纖維浸漬,又能加快浸漬後樹脂糊黏度的上升,並達到更高的增稠水平,在SMC製備後,往往要將其送入加溫熟化室中加速稠化,以縮短啟用期。

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