水性涂料增稠剂的种类和分类-麦尔化工
发布时间:2021-03-17    浏览次数:881次

随着人们环保意识的增强和国家环保政策的有力推动,开发以水为溶剂、无挥发性有机化合物排放的水性涂料势在必行。水性涂料由于自身的特性,作为溶剂,涂料粘度低,流变性能差。通常需要增稠剂来改善其流变性能。


水性涂料使用增稠剂能够得到显著提高涂料的流变性能,有助提高涂料的假塑性,当使用高剪切速率时,涂料能够变稀,当停止剪切能力或者低剪切力时,涂料又能够增稠,这些技术特点,不仅仅可以提高涂料的稳定性,而且还能避免涂料里面一方面我们可以通过提高建筑涂料的储存系统稳定性,避免涂料里颜填料的沉降,同时在喷涂工作过程中,有助于水性涂料的雾化,另一重要方面在施工管理过程中,能够有效防止涂料的流挂,保证涂料有很好的施工安全性能。

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增稠剂的分类

水性涂料中的增稠剂按类型可分为纤维素、丙烯酸酯、聚氨酯缔合型、聚酰胺蜡和无机增稠剂。

纤维素类增稠剂

纤维素增稠剂是目前最古老、使用最广泛的增稠剂类型,根据甲基纤维素、甲基纤维素、羟基纤维素、羟基丙基纤维素等分子结构,其中羟基纤维素(HEC)最为常用。

纤维素增稠机制主要是利用其结构中的疏水主链和水形成氢键,同时与其他极地群的结构相互作用,构建三维网状结构,提高聚合物流体体积,限制聚合物空间的自由流动,从而提高涂层的粘度。施用剪切力时,三维网状结构被破坏,分子之间的氢键消失,粘度降低,剪切力被移除时,氢键重新形成,三维网状结构重新建立,从而保证了涂层具有良好的流畅性能。

纤维素增稠剂结构中含有丰富的羟基和疏水链段,增稠效率高,对ph不敏感,但由于其耐水性差、漆膜流平性差、易微生物降解等原因,实际上主要用于乳胶涂料。

聚丙烯酸酯类增稠剂

碱性溶胀聚丙烯酸增稠剂是一种交联共聚物乳液。共聚物以酸和极小颗粒的形式存在,外观呈乳白色,粘度低,在低pH值下稳定性好,不溶于水。加入碱剂后,会转变成澄清的高溶胀分散体。它的增稠效果是通过用氢氧化物中和羧酸基团产生的。加入碱剂后,难以离子化的羧酸基团几乎立即转化为离子化的羧酸铵盐或金属盐。结果,沿着共聚物大分子链的阴离子中心产生静电排斥效应,并且交联的共聚物大分子链迅速膨胀和拉伸。由于局部溶解和膨胀,原始颗粒增加了许多倍,粘度显著增加。由于交联不能真正溶解,盐形式的共聚物可视为颗粒急剧增大的共聚物分散体。

聚丙烯酸类作为增稠剂增稠效率高,增稠速度快,生物技术稳定性好,但对 pH值敏感、耐水性不佳、低光泽等问题。

聚酰胺蜡类增稠剂

聚酰胺蜡类是一种丙烯酰胺盐增稠剂,与丙烯酸酯和聚氨酯型增稠剂相比,接触指数高,不影响漆膜的透明度和光泽度,同时,它对水性银漆和水性木漆具有良好的抗沉降、排列和定向作用,广泛应用于水基银漆和水基木漆的制备。其作用主要类似于氢键与大分子纠缠,以往为主,目前国内在这方面的工作还较少,主要受国外垄断,而且其价格较高,需要国内研发。

无机增稠剂增稠剂

无机增稠剂主要包括改性膨润土和凹凸棒石,它们具有增稠性强、触变性好、pH适应性广、稳定性好等优点。

无机增稠剂增稠机理复杂。人们普遍认为内电荷间的斥力提高了油漆的粘度。由于流平性差,对漆膜的光泽和透明度有影响,一般用作底漆或厚浆涂料。

在实际涂料制备过程中,增稠剂的选择要考虑许多因素,如与体系的相容性、粘度、储存稳定性、和易性、成本等。作为涂料工程师,要熟悉各种增稠剂的特性。在配方设计过程中,多种增稠剂可以相互搭配,充分发挥每种增稠剂的优势,在满足性能的情况下合理控制成本。


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