胶体微晶纤维素(胶体MCC,由IFF提供,商品名LatticegydF4y2Ba®gydF4y2BaNTC)是使用IFF专利技术共加工微晶纤维素和羧甲基纤维素钠的创新生产线。胶体MCC在高剪切作用下进入水中,形成三维网络,包围固体颗粒和油滴。胶体MCC的关键特性之一是其稳定水基配方而不显著增加配方粘度的能力。类似的食品级产品以Avicel的商品名出售gydF4y2Ba®gydF4y2Ba已广泛应用于食品应用,并证明具有优良的颗粒悬浮和乳化稳定性能。gydF4y2Ba

研究gydF4y2Ba1gydF4y2Ba北达科塔州立大学(NDSU)的研究表明,胶体MCC在增加乳胶涂料粘度方面作为二次增稠剂无效。然而,在具有最佳Stormer粘度的涂料中添加少量胶体MCC (0.1-0.2% wt)可以完全消除相分离,而不影响流动或流平性能。用胶体MCC增稠的全丙烯酸乳胶涂料比用HASE增稠的涂料具有更高的耐擦洗性。gydF4y2Ba

我们在以前的出版物中演示过gydF4y2Ba2gydF4y2Ba胶体MCC由于其优越的悬浮功能和乳液稳定性能,是水性丙烯酸光泽涂料体系中优良的稳定剂和分散助剂。作为稳定剂和二次流变改性剂,胶体MCC在低使用水平下为水性涂料系统提供最低粘度,同时显著提高罐内货架稳定性和着色能力。所有这些都没有明显的粘度变化。在低粘度下悬浮固体材料的能力也使胶体MCC特别适用于粘度敏188金宝搏bet官网感系统,如染色应用。gydF4y2Ba

晶格NTC纤维素聚合物来源于木材,根据ISO16128方法,其天然含量约为91%。使用OECD301F方法对晶格NTC-61进行了测试,并证实其易于生物降解。由于成分相似,其他NTC产品也有望获得类似的生物降解结果。本文综述了近年来在稳定集中TiO方面的研究进展gydF4y2Ba2gydF4y2Ba浆料采用新型胶体监控化学品。gydF4y2Ba


胶体MCC稳定浓缩TiogydF4y2Ba2gydF4y2Ba分散体gydF4y2Ba

浓缩的TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba分散剂从美国供应商获得。该产品的TiO为76.5%gydF4y2Ba2gydF4y2Ba内容。对于这个测试,我们准备了3%的Lattice NTC-90贮存分散。在低剪切条件下将适量分散到DI水中,然后进行高剪切混合,以确保充分活化形成原液分散体。然后将NTC-90原液分散液添加到浓缩的TiO中gydF4y2Ba2gydF4y2Ba使用0.15%和0.3%的NTC-90两个目标使用水平分散。对于对照组(无晶格NTC-90),加入DI水以确保所有分散液有相等的TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba浓度。gydF4y2Ba

当使用新型胶体MCC时,Brookfield粘度增加,尽管分散的粘度仍然很低。在0.3%的使用水平下达到约200 cps(图1)。这与NDSU的结果略有不同。在NDSU的研究中gydF4y2Ba2gydF4y2Ba该体系是一个完整的涂料配方,并与其他流变改性剂进行优化,以获得更高的粘度。在该成品涂料中,胶体MCC的使用并没有增加配方粘度。gydF4y2Ba

胶体MCC浓度对TiO<sub>2</sub>浆液粘度的影响。gydF4y2Ba
图1:gydF4y2Ba胶体MCC浓度对TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba泥浆粘度。gydF4y2Ba

TiO的gydF4y2Ba2gydF4y2Ba弥散稳定性分析使用TurbiscangydF4y2Ba实验室gydF4y2Ba来自Formulaction的专家,该技术用于分析集中分散介质的失稳机制。它提供加速老化测试。三个TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba分散样品在室温下测试。在7天内获得了全局TSI (Turbiscan稳定性指数),以比较分散体系的长期稳定性。整体TSI越高,产品越不稳定。图2显示了当Lattice NTC-90的使用水平提高时的显著改善。使用水平越高,分散性越稳定。gydF4y2Ba

TiO<sub>2</sub>浆液的TurbiScan失稳动力学。gydF4y2Ba
图2:gydF4y2BaTiO的TurbiScangydF4y2Ba2gydF4y2Ba泥浆失稳动力学。gydF4y2Ba

在加速烘箱稳定性测试中,目测也发现了类似的结果。在这个测试中,三个样品被放在54°C的烤箱中两周。然后将分散物取出进行观察。图3显示了用于可视化观察的翻转容器。不含NTC-90的样品在容器底部出现团聚和结块现象gydF4y2Ba2gydF4y2Ba颗粒留在容器底部)。NTC-90含量为0.15%和0.3%的样品均保持稳定,TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba粒子悬浮良好。gydF4y2Ba

高固相TiO<sub>2</sub>分散物在54℃加速稳定性试验中- 2周。gydF4y2Ba
图3:gydF4y2Ba高固体含量TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba分散在加速稳定性试验- 54°C 2周。gydF4y2Ba

当从每个容器底部采样时,没有Lattice NTC-90的分散体显示出严重的硬结块(图4)。其他两个样品仍然均匀和流动。gydF4y2Ba

样品在54°C下2周后从容器底部分散。gydF4y2Ba
图4:gydF4y2Ba样品在54°C下2周后从容器底部分散。gydF4y2Ba

结果表明,少量的胶体MCC可以稳定TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba粘度最小的粒子增加。gydF4y2Ba


胶体MCC的活化gydF4y2Ba

胶体MCC活化需要高剪切。剪切越高,越容易达到完全激活。建议先将格纹NTC胶体MCC分散到水中,再进行高剪切,直至完全活化。根据所选的等级,活化可以通过使用台式混合器、考氏分散器、内联高剪切混合器或均质器完成。利用偏振光光学显微镜可以确认激活状态。在100倍放大下,完全激活的胶体MCC分散体将显示许多发光粒子,彼此分离得很好(图5b),而未分散状态将显示聚集的颗粒,呈现成簇/聚集(图5a)。当完全激活时,不溶性微晶纤维素颗粒形成一个三维网络,颗粒之间很好地分离,并被可溶性羧甲基纤维素隔开。这个三维网络可以防止粒子沉降或凝聚。gydF4y2Ba

胶体MCC分散体的光学显微镜图片。gydF4y2Ba
图5:gydF4y2Ba胶体MCC分散体的光学显微镜图片。gydF4y2Ba

适当的激活是胶体MCC功能的关键。胶体MCC充其量只能部分工作(在某些应用中),如果没有完全激活,则完全不能工作。这可以通过流变学测量观察到。图6显示了使用不同设备激活的Lattice NTC-80分散样品的流变性。在研究中使用高用量(1.2 wt%)以显示流变性效果,因为这不是在配方中。采用内联高剪切混合器激活的样品在低剪切速率区域粘度增加,触变效应明显。用低剪切台式混合器制成的样品粘度很低,几乎没有触变性行为。在这种情况下,没有形成网络,而且分散不会提供所需的功能。gydF4y2Ba

活化的重要性-活化对流变性的影响。gydF4y2Ba
图6:gydF4y2Ba活化的重要性-活化对流变性的影响。*晶格NTC-80 - 1.2%分散,两小时后gydF4y2Ba

总结gydF4y2Ba

晶格NTC胶体MCC产品是独特的功能和生物降解添加剂,可以悬浮固体颗粒和/或稳定乳液在各种水性应用。据报道,它们能够解决涂料配方中的色浮/色沉、脱水和沉降等问题,而对配方粘度没有显著影响。它们也被证明可以改善下垂和抗磨性。gydF4y2Ba

研究表明,少量的NTC-90(0.15% ~ 0.3%)可显著提高浓缩TiO的稳定性gydF4y2Ba2gydF4y2Ba分散和减少硬结块。这是一个非常有趣的功能,因为更均匀地分散TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba粒子可以潜在地降低TiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba使用水平,减少硬结块造成的浪费,节约配方成本。gydF4y2Ba

胶体MCC的活化是获得理想功能效益的关键。gydF4y2Ba


参考文献gydF4y2Ba

1gydF4y2Ba马,z;Lundberc D.J.;罗伯茨,美国;含结合增稠剂和常规增稠剂的分散剂和涂料的玻璃,J.E.相行为和膜性能,gydF4y2Ba应用聚合物科学学报gydF4y2Ba, 49(9),1509-1527(1993)。gydF4y2Ba

2gydF4y2Ba艾林g;林奇,g;“胶体微晶纤维素”,gydF4y2BaPCI杂志gydF4y2Ba2008年1月1日。gydF4y2Ba