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增稠剂是一种流变的助剂,可以增加涂料的稠度,防止在施工中出现流挂的现象,南辉增稠剂具有用量小,使用方便、增稠明显的优点,稳定性比较好对于涂料的储存很有帮助。增稠剂品类多,不同的增稠剂作用机理不同。你知道聚氨酯增稠剂、丙烯酸增稠剂、无机增稠剂和纤维素增稠剂的增稠机理吗?
(图:涂料展示图)
【1】缔合型聚氨酯增稠剂增稠机理
聚氨酯缔合型增稠剂的结构特征为亲油亲水亲油三嵌段聚合物,两端为亲油端基,通常为脂肪烃基,中间为水溶性聚乙二醇链段。只要体系中有足够数量的增稠剂存在,体系就会形成整体网状结构。
在水体系中,当增稠剂浓度大于临界胶束浓度时,亲油端基缔合形成胶束,增稠剂通过胶束的缔合形成网状结构增加体系黏度。
在乳胶体系中,增稠剂不但可以通过亲油端基胶束形成缔合,更主要的是增稠剂的亲油端基吸附在乳胶粒子表面。当两个亲油端基吸附在不同乳胶粒子上时,增稠剂分子就在粒子间形成桥联。
【2】聚丙烯酸碱溶胀增稠剂的增稠机理
聚丙烯酸碱溶胀增稠剂是一种交联的共聚物乳化体,共聚物是以酸的形式和非常小的颗粒状态存在,外形呈乳白色,粘度比较低,在低 pH值时有良好的稳定性,并且不溶于水。当加入碱剂时,即转化为清晰的高溶胀分散体。
聚丙烯酸碱溶胀增稠剂的增稠作用是用氢氧化物中和羧酸基而产生的;当加入碱剂以后,立即使不易电离的羧酸基转变为离子化的羧酸铵盐或金属盐形式,沿着共聚物大分子链阴离子产生静电排斥效应,使交联的共聚物大分子链迅速扩张与伸展开来。局部溶解和溶胀的结果,使原来颗粒猛增许多倍,粘度显著提高。由于交联不能溶解,因此,成盐形式的共聚物,可以看成颗粒被急剧变大了的共聚物分散体。
聚丙烯酸类增稠剂增稠效果好,增稠速度快,生物稳定性好,但对 pH值敏感、耐水性不佳、低光泽等问题。
【3】无机类增稠剂的增稠机理
无机类增稠剂主要包括改性膨润土、凹凸棒等,无机增稠剂具有增稠性强、触变性好、pH值适应范围广、稳定性好等优点。但由于膨润土是一种无机粉末,吸光性好,能明显降低涂膜表面光泽,起到类似消光剂的作用。所以,在有光乳胶涂料中使用膨润土时,要注意控制用量。纳米技术实现了无机物颗粒的纳米化,也赋予了无机类增稠剂一些新的性能。
无机增稠剂的增稠机理比较复杂,一般认为是内部电荷之间的排斥作用来提高涂料的粘度,由于其本身流平性差,对漆膜的光泽和透明性有影响,其一般主要用于底漆或者厚浆型涂料。
【4】纤维素类增稠剂的增稠机理
纤维素类增稠剂发展历史悠久,也是使用较为广泛的一类增稠剂,按照其分子结构分羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等,其中较常用的羟乙基纤维素(HEC)。
纤维素类增稠剂的增稠机理主要是利用其结构上的疏水主链与水形成氢键,同时其结构上的其他基团相互作用,搭建三维网状结构,提高聚合物流变体积,限制聚合物的自由移动空间,从而提高涂料的黏度。当施加剪切力时,三维网状结构被破坏,分子间的氢键消失,粘度降低,当撤去剪切力时,氢键重新形成,三维网状架构被重新建立,从而确保涂料能够拥有良好的流变性能。
纤维素类增稠剂其结构上含有丰富的羟基以及疏水链段,其增稠效率很高,对 pH值不敏感,但由于其本身耐水效果不好,而且影响漆膜的流平性,易受微生物降解等缺点,纤维素类增稠剂实际主要用于乳胶涂料增稠。
(图:增稠剂样品图)
在涂料制备过程中,增稠剂的选择要综合考虑多方面的因素,比如与体系相容性、粘度的大小、储存稳定性、施工性能、成本等因素。可以多个增稠剂复配使用,充分发挥各个增稠剂的优点,在满足性能的条件下,合理的控制成本。
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