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增稠流變助劑的種類

文章出處：原創(chuàng)網(wǎng)責(zé)任編輯：小莉作者：小莉人氣：-發(fā)表時間：2016-08-08 17:31:00

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增稠流變助劑的選擇與應(yīng)用在乳膠涂料中，增稠流變助劑對產(chǎn)品性能影響面較廣，它影響到產(chǎn)品的制造、儲運(yùn)、施工以及涂膜性能。由于乳膠涂料從制造、儲運(yùn)、施工以及成膜過程中對涂料自身的流變性能要求不同，所以在設(shè)計涂料配方時，要調(diào)整體系的流變性以適應(yīng)不同階段的要求。涂料研發(fā)人員利用增稠流變劑來調(diào)整涂料的粘度、流動狀態(tài)等流變性能。

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增稠流變助劑的種類目前，在乳膠涂料中常用的增稠流變助劑有幾大類：纖維素醚及其衍生物類增稠劑、堿溶脹增稠劑和聚氨酯增稠劑（HEUR）。纖維素醚及其衍生物類增稠劑主要有羥乙基纖維素（HEC）、甲基羥乙基纖維素（MHEC）、乙基羥乙基纖維素（EHEC）、甲基羥丙基纖維素（MHPC）、甲基纖維素（MC）等，這些都是非離子增稠劑，同時屬于非締合型水相增稠劑。堿溶脹增稠劑分為兩類：非締合型堿溶脹增稠劑（ASE）和締合型堿溶脹增稠劑（HASE），它們都是陰離子增稠劑，此類增稠劑對 pH 值較為敏感。聚氨酯增稠劑簡稱 HEUR，是一種疏水基團(tuán)改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物，屬于非離子型締合增稠劑。HEUR 是由疏水基團(tuán)、親水鏈和聚氨酯基團(tuán)三部分組成。疏水基團(tuán)起締合作用，是增稠的決定因素。聚氨酯增稠劑具有表面活性劑特性，水性助溶劑和表面活性劑對增稠效果影響大。目前，市場上出現(xiàn)與 HEUR 類似的疏水改性氨基增稠劑 HEAT 和疏水改性聚醚增稠劑 HMPE，其作用機(jī)理基本上與 HEUR 類似，但多用于溶劑型涂料中。

增稠流變助劑與涂料的流變特性乳膠涂料的流變特性與顏填料、乳膠等主要原料有著不可分割的關(guān)系，但僅靠顏填料和乳液是無法全面調(diào)整涂料的流變特性的，合理利用不同的增稠流變助劑可以綜合調(diào)整涂料體系的流變性能。纖維素類增稠劑產(chǎn)生增稠作用的原因主要是因?yàn)閹в辛u基的大分子鏈既能與水發(fā)生水合作用又能產(chǎn)生分子鏈間纏繞，從而增加了水相黏度。

纖維素類增稠劑會導(dǎo)致涂料在高剪切速率下粘度低，影響涂膜的豐滿度，低速率下黏度快速回復(fù)影響流平性，但有利于防止涂料沉降。非締合型堿溶脹增稠劑（ASE）需調(diào)節(jié)pH 值至堿性，使羧酸根離解，羧酸根離子間的同性靜電斥力使分子鏈由螺旋狀伸展為棒狀，提高了水相的黏度，對水相增稠，其流變特性表現(xiàn)為高剪切低粘度和低剪切高粘度。為了增加分子鏈與乳膠粒子和顏料的作用，人們對丙烯酸類增稠劑進(jìn)行了憎水改性，制得締合型堿溶脹增稠劑（HASE），該類增稠劑除了能對水相增稠外，還可以吸附在顏料的表面，甚至乳液粒子表面，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加體系的粘度。締合型堿溶脹增稠劑的流變特性表現(xiàn)為多樣性，這和其自身的改性工藝有關(guān)，選擇時要根據(jù)需要而定。聚氨酯增稠劑相對分子質(zhì)量（數(shù)千至數(shù)萬）比前兩類增稠劑的相對分子質(zhì)量（數(shù)十萬至數(shù)百萬）低，水合后的有效體積增加較少，因而對水相增稠不足，但可以與乳液粒子和顏填料粒子發(fā)生締合，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在高剪切速率下表現(xiàn)出較高的黏度，能提高涂膜的豐滿度，但隨著剪切力的消失，其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)，便于涂料的流平。乳膠涂料的黏度對涂料的沉降性、施工性、涂膜豐滿度、流平性以及流掛性都有影響。涂料從儲存到應(yīng)用過程中的不同流變性的控制依靠不同類型的流變增稠劑搭配而進(jìn)行控制。保證乳膠漆的儲存與施工，需控制不同剪切速率下的粘度：低剪粘度多采用纖維素、堿溶增稠劑或無機(jī)增稠劑（膨潤土）等來控制；中剪粘度可以使用締合型增稠劑來控制；高剪粘度即ICI粘度由乳液、顏填料以及純流平改性劑來控制。

成膜助劑的選擇與應(yīng)用成膜助劑是絕大多數(shù)乳膠涂料配方所必需的，成膜助劑為乳液聚合物溶劑，可降低成膜物質(zhì)的最低成膜溫度，增加涂料的流動性，促進(jìn)涂膜的完整性、流平性、附著性、耐洗刷性，減慢涂膜干燥時水分的蒸發(fā)速度，消除涂料施工時涂刷接頭。盡管成膜助劑對乳膠涂料的成膜有很大作用，但成膜助劑屬于有機(jī)溶劑，對環(huán)境影響較大，所以，從環(huán)保的角度考慮，在選擇和應(yīng)用成膜助劑時要使用環(huán)境友好型的有效成膜助劑。通過以下幾種途徑可以提高乳膠涂料尤其是內(nèi)墻涂料的環(huán)保性能。一是選擇低氣味成膜助劑，降低氣味；二是降低揮發(fā)性有機(jī)物（VOC），使用的成膜助劑向高沸點(diǎn)發(fā)展；三是選用活性成膜助劑。有報道說，在較高Tg值的乳膠漆配方中，添加丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯（DPOA）和少量催干劑如鈷鹽，就可降低成膜溫度，使乳膠漆在室溫成膜。DPOA不揮發(fā)，在催干劑作用下進(jìn)行氧化自由基聚合，增加了涂膜的硬度、抗粘性和亮度。因此，DPOA 被稱為活性成膜助劑。

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