增稠是使懸浮于液體中的固體粒子變?yōu)闈獬淼臄n漿而從液體中分離出來(lái)的操作即稱為增稠,也稱為沉淀濃縮或沉降濃縮。涂料在貯存過程中,通常由于稀釋劑的損失或某些反應(yīng)而引起的稠度增高現(xiàn)象。常見原因是含有堿性物質(zhì)(如氧化鋅)遇脂肪酸成皂所致的增稠敏感性較強(qiáng)。
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。高吸水性樹脂吸水后體積可迅速膨脹至原來(lái)的幾百倍到幾千倍,因此增稠效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述增稠劑。例如,用0.4%(質(zhì)量比)的高吸水性樹脂,能使水的黏度增大約l萬(wàn)倍,而用普通的增稠劑,加入0.4%,水的黏度幾乎不變。要達(dá)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(shí)表現(xiàn)得尤為突出。例如,含淀粉類高吸水性樹脂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(jīng)高吸水性樹脂增稠的體系,通常表現(xiàn)出明顯的觸變性。即體系的黏度在受到剪切力后隨時(shí)間迅速下降,而剪切停止后,黏度又可恢復(fù)。
高吸水性樹脂的這種增稠特性,可用于油田鉆井、水溶性涂料、紡織品印染、食品工業(yè)和化妝品中作為增稠劑,具有十分遠(yuǎn)大的前景。
影響增稠的因素大致分成兩類:化學(xué)的和物理的。這并不意味著二者之間無(wú)關(guān)系,在很多場(chǎng)合存在著一定的協(xié)同作用,然而主要的增稠作用在性質(zhì)上是化學(xué)的增稠作用。
物理因素:物料混合中所達(dá)到的剪切程度、溫度、時(shí)間、填料和增稠劑的表面積等。
化學(xué)因素:樹脂的化學(xué)組成、增稠劑的化學(xué)特性、添加劑、雜質(zhì)等。
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(huì)對(duì)乙烯基樹脂的增稠效應(yīng)產(chǎn)生明顯的影響,見下圖。
1、聚合物的羧基官能度
按不飽和聚酯樹脂增稠機(jī)理,聚合物的羧基是活性基團(tuán),能參與增稠反應(yīng)。增稠速率與酸值成正比。酸值為0,60h后黏度沒有增加。當(dāng)樹脂分子量相同時(shí),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(biāo),發(fā)現(xiàn)樹脂的增稠效應(yīng)隨羥值增高而下降,樹脂中的羥基對(duì)增稠過程起阻滯作用。為了驗(yàn)證這一設(shè)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(shí)驗(yàn)證明,樹脂中游離丙二醇的羥基確實(shí)對(duì)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(duì)不飽和聚酯樹脂增稠過程有很大影響,起始階段有促進(jìn)作用,后期則有阻滯作用,所以每個(gè)配比系統(tǒng)中都要嚴(yán)格控制含水量,通常做法是樹脂中含水量一定要低,≤0.05%,當(dāng)所有組分混合后,再根據(jù)總含水量的要求添加適量的水。
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(chǎn)前期樹脂糊黏度而利于輸送及玻璃纖維浸漬,又能加快浸漬后樹脂糊黏度的上升,并達(dá)到更高的增稠水平,在SMC制備后,往往要將其送入加溫熟化室中加速稠化,以縮短啟用期