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乳胶漆增稠流变剂的选择与应用

来源:浙江杭州临安市科达涂料化工研究 作者:王春伟 冯炎龙 时间:2012-05-01 点击:
导读:介绍了乳胶漆增稠流变剂的类型和特点,讨论了增稠流变剂的选择要求,以及通过增稠流变剂的协同作用,提高乳胶漆的性能。
在涂料生产、贮存、施工和成膜过程中,希望涂料在各种剪切条件下具有工艺所要求的粘度,如在贮存中,希望体系有较高的粘度,防止颜料和填料的沉淀,在施工时开始要求体系粘度较低,有利于涂膜流平,但要求涂膜粘度在一定时间达到较高粘度,以免涂膜产生流挂和流淌现象。涂料在不同剪切条件下体现的粘度变化,称之为流变性能。乳胶漆的主体是颜料的水分散体和聚合物的水分散体的混合物,按悬浮体的流变性来说,粘度与分散相的体积浓度有关,当分散相的有效体积小于55%时,它的粘度基本上接近分散介质的粘度,对水分散体来说,那就是水的粘度。水的粘度很低,不可能具有施工的流变性,所以使用水溶的增调剂与水分子水合,增大有效体积、减少“自由”水含量并通过分子间的相互缠绕而提高体系的粘度。增稠流变剂的品种很多,增稠机理和特性各不相同,不同品种乳胶漆的流变性能也有不同的要求,了解增稠流变剂的特性对合理正确应用是十分必要的。
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1  增稠流变剂的品种和特性
羧甲基纤维素钠的价廉,增稠能力较强,但其有耐水性差,影响流平,易霉变等缺陷,目前使用渐趋减少,仅在少量低档涂料中使用。
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羟乙基纤维素是大分子纤维素进入连续的水相中,通过分子链上羟乙基和羧基的水合作用及其分子间的缠绕,而增加体系粘度,当体系受到剪切作用,速率逐步增加时,HEC分子可从无序按剪切力的方向作有序排列,变得易于滑动,粘度下降,当剪切作用力减弱时,又可逐渐回复到原有的结构,表现为触变性。这种水相增稠的机理与所用乳液、
颜料和其它助剂的关联度不大,因而匹配性较好,使用面较广,缺点是流平性差,滚涂易飞溅,生物稳定性较差。

膨润土增稠流变剂,在层状薄片的膨润土的边缘,由于硅氧和铝氧键的断裂,在中性的介质中,边缘表面存在正双电层。随着PH值变化,其电荷强度可能会出现强弱变化。薄片状膨润土颗粒在介质中会发生面—面、边—面和边—边三种不同方式缔合,从而形成体积庞大的三维网络结构,形成无数分隔的小室,将水封闭在室内,使体系增稠。当体系受剪切作用时,网络结构解离,粘度下降。一旦剪切作用消失,则又恢复网络结构,粘度上升,称为触变效应。膨润土增稠能力强,尤其在中高颜料体系浓度(PVC)乳胶漆中,比同样用量的常用碱溶胀丙烯酸类和聚氨酯类增稠剂更高的稠度,且触变指数较大,低剪切条件下粘度高,高剪切条件下粘度低,能达到理想的罐内防效果和厚涂抗流挂效果。

丙烯酸类增稠剂,包括聚丙烯酸盐及碱增稠的丙烯酸酯共聚物两个类型。这类增稠剂在水中溶解后通过羧酸基离子的同性静电斥力,分子链由螺旋状伸长为棒状,因而提高了水相的黏度。此外,增稠剂还在乳胶粒子与颜料粒子之间形成三维网状结构,增加了触变性,它对生物霉菌的作用稳定,与色浆配合性好。由于这类增稠剂对PH值敏感,它只在碱性条件下起作用,故耐水性不理想。
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