Что такое полиуретановый загуститель и как он работает?

В составах на водной основе вязкость — лишь одна из составляющих. Продукт может иметь правильную вязкость в контейнере, но при этом плохо растекаться, разбрызгиваться при нанесении или плохо выравниваться на поверхности. Именно здесь на помощь приходит... полиуретановый загуститель становится полезным. Он помогает регулировать вязкость, а также влияет на текучесть и другие реологические свойства в различных условиях сдвига.

Компания HeFei Conada New Materials Co.,Ltd. специализируется на исследованиях, производстве и продвижении новых полимерных материалов, применяемых в водорастворимых покрытиях, чернилах и других экологически чистых материальных системах. Сотрудничество с исследовательской группой по водорастворимым полимерным материалам Аньхойского университета также способствует развитию новых материальных технологий.

Что такое полиуретановый загуститель?

Полиуретановый загуститель — это модификатор реологии на водной основе, содержащий полиуретановые компоненты. Его основная цель — повышение или регулирование вязкости при сохранении требуемых характеристик текучести рецептуры.

В отличие от простых загустителей, повышающих вязкость, полиуретановые загустители могут влиять на поведение материала в состоянии покоя и при приложении сдвиговых усилий. Это важно для продуктов, которые должны оставаться стабильными при хранении, но при этом плавно течь во время смешивания, нанесения покрытий, печати или других процессов нанесения.

Эти материалы широко используются в покрытиях на водной основе, клеях, чернилах, текстильных покрытиях и системах отделки кожи.

Как работает полиуретановый загуститель?

Рабочий механизм в основном связан с ассоциативное утолщение.

В составе на водной основе определенные части загустителя могут связываться с совместимыми компонентами системы. Эти временные связи образуют динамическую структуру внутри жидкости. Когда состав находится в состоянии покоя или при низком сдвиговом воздействии, эта структура может обеспечивать большее сопротивление потоку и способствовать поддержанию вязкости.

При воздействии сдвиговых сил, например, во время смешивания, нанесения кистью, распыления или нанесения покрытия, структура изменяется, и материал становится легче перемещать. После уменьшения сдвиговых сил структура может восстановиться.

Такое поведение позволяет рецептуре обладать достаточной плотностью, не становясь при этом излишне сложной в обработке или нанесении.

Фактический результат зависит от загустителя, дозировки, компонентов рецептуры и условий обработки. Поэтому загуститель следует оценивать как часть всей рецептуры, а не только по его вязкости.

Почему важны характеристики сдвига?

На разных этапах обработки состав подвергается различному уровню сдвигового напряжения. При хранении сдвиговое напряжение относительно низкое, в то время как смешивание, перекачивание, распыление и нанесение покрытия могут сопровождаться гораздо более высоким сдвиговым напряжением.

По этой причине реологические свойства полиуретановых изделий часто проектируются с учетом различных профилей сдвига.

Эти различия полезны при подборе загустителя к конкретной рецептуре. Например, для покрытия, требующего большей устойчивости к стеканию, может потребоваться иной реологический профиль, чем для рецептуры, где основными задачами являются плавное растекание и выравнивание.

Для чего используется реологическая добавка для полиуретанов?

A полиуретановая реологическая добавка может влиять на несколько аспектов эффективности рецептуры, в том числе:

• Контроль вязкости
• Поток и выравнивание
• Тиксотропное поведение
• Защита от провисания
• Защита от брызг
• Смачивание и диспергирование пигментов
• появление в кино

Значимость каждого свойства зависит от его применения.

В случае покрытий на водной основе текучесть и выравнивание могут напрямую влиять на внешний вид поверхности. В клеях баланс между вязкостью и растекаемостью часто имеет большее значение. В красках контролируемая текучесть необходима для стабильного нанесения и качества печати.

Таким образом, цель реологической добавки состоит не просто в том, чтобы сделать состав “густее”. Она направлена на создание более подходящего реологического профиля для способа обработки и использования продукта.

Как полиуретановые ассоциативные загустители улучшают реологические свойства?

Ассоциативные загустители для полиуретана Они полезны, потому что их реологический эффект может изменяться при сдвиге.

При низком сдвиговом напряжении ассоциативные взаимодействия могут влиять на структуру и вязкость состава. При более высоком сдвиговом напряжении эта структура может быть нарушена, что позволяет материалу легче течь.

Такое поведение может обеспечить практический баланс между двумя требованиями, которые часто кажутся противоречивыми:

• Достаточная вязкость продукта в состоянии покоя.
• Хорошая текучесть при обработке или нанесении продукта.

В зависимости от продукта и рецептуры, ассоциативные загустители могут также обеспечивать псевдопластичность, тиксотропию, противоскользящие свойства или улучшенное выравнивание.

Именно поэтому различные марки полиуретановых загустителей не следует рассматривать как взаимозаменяемые продукты. Их характеристики по сдвигу и применению должны соответствовать требованиям системы.

Где используются полиуретановые загустители?

Покрытия на водной основе

Для покрытий необходимо контролировать вязкость во время хранения и нанесения. Подходящий загуститель может помочь сбалансировать вязкость с текучестью и выравниванием, а некоторые марки также могут обеспечивать противоскользящие или противоразбрызгивающие свойства.

Клеи на водной основе

Клеи должны обладать достаточной вязкостью для контролируемого нанесения, но при этом хорошо распределяться по поверхности. Модификация реологических свойств помогает достичь этого баланса.

Чернила на водной основе

Для создания чернильных составов необходимо контролировать текучесть и вязкость в процессе обработки и нанесения. Подходящая реологическая добавка может помочь сохранить требуемые свойства при нанесении.

Текстильные покрытия и отделка кожи

В таких областях применения часто требуется равномерное распределение состава по всей поверхности подложки. Поэтому контроль вязкости и текучести становятся важными составляющими при разработке рецептуры.

Какие свойства следует проверить при выборе загустителя для полиуретанов?

Выбирать продукт только по значению его вязкости недостаточно. Необходимо учитывать несколько его свойств в совокупности.

1. Характеристики сдвига

Сначала определите, как должна вести себя рецептура при низком, среднем и высоком сдвиговом воздействии. Это поможет сузить круг подходящих типов продуктов.

2. Поток и выравнивание

Загуститель должен обеспечивать достаточную вязкость, не создавая при этом излишнего ограничения текучести. Это особенно важно для поверхностных покрытий и других применений, где внешний вид имеет значение.

3. Тиксотропия и предотвращение провисания

Для составов, которые должны оставаться на месте после нанесения, могут быть желательны более выраженные тиксотропные свойства или низкая скорость сдвига.

4. Защита от брызг

При некоторых способах нанесения уменьшение разбрызгивания может быть важнее, чем простое увеличение вязкости. В таких случаях могут быть более подходящими продукты со специальными противоразбрызгивающими свойствами.

5. Диспергируемость

Хорошая диспергируемость облегчает включение пигмента в состав и может способствовать его смачиванию и диспергированию в подходящих рецептурах.

6. Совместимость

Загуститель должен взаимодействовать с другими компонентами рецептуры. pH, содержание растворителя, пигменты, связующие вещества и другие добавки — все это может влиять на конечные реологические свойства.

Сколько полиуретанового загустителя следует добавить?

Для рассматриваемых здесь продуктов рекомендуемая дозировка, как правило, составляет... 0,2–2,0% на основе общей формулы. Это начальный диапазон, а не фиксированное требование к составу.

Оптимальную дозировку следует определять путем тестирования с использованием реальных компонентов рецептуры. Добавление слишком малого количества может не обеспечить необходимый реологический контроль, в то время как избыточное добавление может нежелательным образом изменить текучесть и свойства нанесения.

Как правило, добавки можно вносить до или после измельчения, при этом часть материала добавляется на более раннем этапе, а остальная часть — позже, по мере необходимости. В зависимости от продукта, предварительное разбавление может не потребоваться из-за его диспергируемости. Если разбавление необходимо, можно использовать подходящий растворитель на водной основе в соответствии с инструкцией к продукту.

Влияет ли температура на полиуретановые загустители?

Да. Ассоциативное загущение может зависеть от температуры. Вязкость этих продуктов может быть выше при низких температурах и ниже при высоких, поэтому температуру следует учитывать при разработке рецептур и проведении испытаний на эффективность.

Некоторые полиуретановые загустители также могут кристаллизоваться при воздействии низких температур. Кристаллизация не обязательно означает, что продукт утратил свои свойства. В этом случае материал можно нагреть, чтобы расплавить кристаллы, перед использованием в соответствии с инструкцией к продукту.

Для рассматриваемых здесь продуктов рекомендуемая температура хранения составляет: 6–28°C. Их следует хранить в оригинальной герметичной упаковке, защищая от прямых солнечных лучей и загрязнений. Заявленный срок годности составляет 12 месяцев с даты производства.

Часто задаваемые вопросы

Заключение

Загуститель для полиуретанов — это не просто материал, используемый для повышения вязкости. Его ценность заключается в контроле поведения водорастворимой композиции в различных условиях, от хранения до смешивания и конечного нанесения.

Выбор наиболее подходящего продукта зависит от требуемых характеристик сдвига и баланса между вязкостью, текучестью, выравниванием, тиксотропией, противоскольжением и другими свойствами. Поэтому выбор реологической добавки для полиуретанов всегда должен основываться на результатах испытаний рецептуры, а не только на данных о вязкости.

Компания HeFei Conada New Materials Co.,Ltd., уделяя особое внимание разработке новых материалов, качеству продукции и технической поддержке, предлагает реологические продукты на основе полиуретана для широкого спектра применений на водной основе и оказывает поддержку клиентам на всех этапах — от разработки материалов до технического обслуживания и применения продукции.