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說說水性涂料增稠劑和潤濕分散劑的特征及其應用

文章出處：原創網責任編輯：小莉作者：小莉人氣：-發表時間：2020-12-28 17:07:00

 水性涂料增稠劑和潤濕分散劑的特征及其應用

    纖維素類增稠劑的增稠效率高，尤其是對水相的增稠；對涂料配方的約束少，運用廣泛；可運用的pH規模大。但存在流平性較差，輥涂時飛濺表象較多、穩定性欠好，易受微生物降解等缺陷。因為其在高剪切下為低黏度，在靜態和低剪切有高黏度，所以涂布完成后，黏度敏捷增加，能夠避免流掛，但另一方面構成流平性較差。有研究探明，增稠劑的相對分子質量增加，乳膠涂料的飛濺性也增加。纖維素類增稠劑因為相對分子質量很大，所以易發生飛濺。此類增稠劑是經過“固定水”到達增稠效果，對顏料和乳膠粒子很少吸附，增稠劑的體積脹大充溢整個水相，把懸浮的顏料和乳膠粒子擠到一邊，簡單發生絮凝，因而穩定性欠安。因為是天然高分子，易受微生物進犯。聚丙烯酸類增稠劑聚丙烯酸類增稠劑具有較強的增稠性和較好的流平性，生物穩定性好，但對pH值靈敏、耐水性欠安。
 
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    締合型聚氨酯類增稠劑這種締合布局在剪切力的效果下受到破壞，黏度下降，當剪切力不見黏度又可恢復，可避免施工進程呈現流掛表象。而且其黏度康復具有必定的滯后性，有利于涂膜流平。聚氨酯增稠劑的相對分子質量(數千至數萬)比前兩類增稠劑的相對分子質量(數十萬至數百萬)低得多，不會滋長飛濺。纖維素類增稠劑高度的水溶性會影響涂膜的耐水性，但聚氨酯類增稠劑分子上一起具有親水和疏水基團，疏水基團與涂膜的基體有較強的親合性， 可增強涂膜的耐水性。因為乳膠粒子參加了締合，不會發生絮凝，因而可使涂膜潤滑，有較高的光澤度。締合型聚氨酯增稠劑許多功能優于其它增稠劑，但因為其共同的膠束增稠機理，因而涂料配方中那些影響膠束的組分必定會對增稠性發生影響。用此類增稠劑時，應充分考慮各種因素對增稠功能的影響，不要容易替換涂料所用的乳液、消泡劑、分散劑、成膜助劑等。
 
    無機增稠劑以膨潤土為代表，通常水性膨潤土吸水膨脹后形成觸變性的凝膠礦物, 吸水后體積為原體積的好幾倍。它不但起到增稠作用,而且還能防沉、防流掛、防浮色發花,其增稠效果要好于同樣用量的堿溶脹丙烯酸類和聚氨酯類增稠劑。除此之外,它還具有廣泛的pH 適應性,良好的凍融穩定性和生物穩定性。由于不含水溶性表面活性劑,干膜中的微細粒子有阻止水分遷移、擴散作用,能增強涂膜的耐水性等特點。無機增稠劑水性膨潤土增稠劑具有增稠性強、觸變性好、pH值習慣規模廣、穩定性好等長處。但因為膨潤土是一種無機粉末，吸光性好，能顯著下降涂膜外表光澤，起到相似消光劑的效果。所以，在有光乳膠涂猜中運用膨潤土時，要注意操控用量。納米技術完成了無機物顆粒的納米化，也賦予了無機增稠劑一些新的功能。有機類的增稠劑均有水溶性或水溶脹性,在成膜后殘留在涂層中,對涂料的耐水性帶來了不良影響。因此,考慮到防水涂料功能的特殊性，在保證涂料增稠效果的前提下應盡可能少用有機增稠劑, 而多采用耐水效果較好的膨潤土系列無機增稠劑。
 
    涂料增稠劑對于粘度較低的水性涂料來說，更加是一款非常重要的助劑。在厚漿的涂料中，應該選擇觸變性較大的高粘度的羥乙基纖維素和具有流動的含羧基的聚乙烯增稠劑；在一些中、高顏料體積濃度的平光乳膠涂料中， 就可以選擇把低粘度和高粘度的羥乙基纖維素搭配著使用，或者也可以選擇丙烯酸乳液的增稠劑；在有光乳膠涂料中則要選擇一些不影響涂膜光澤的增稠劑，如丙烯酸乳液增稠劑和聚氨酸類的增稠劑。其實涂料增稠劑混合搭配使用比單獨使用的效果更好。例如苯丙和純丙乳液是用于平光、有光的乳膠漆，就可以采用兩種流變特征的增稠劑搭配來取得高中低剪切粘度的平衡。
 
    目前市面上還有一類新型的硅醇類非離子表面活性劑，也稱潤濕劑，其分子量低，多疏水基呈傘形對稱結構，與傳統活性劑相比較，潤濕、滲透性表現為優異，是革命性的新一代表面活性劑。動、靜態表面張力低，含雙羥基，反應型活性劑，化學性質為惰性，一般不參與體系的化學反應，耐酸堿性好，化學性質穩定。潤濕劑有陰離子型和非離子型表面活性劑，陰離子型表面活性劑包括烷基硫酸鹽、磺酸鹽、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸鹽、羧酸皂類、磷酸酯等；非離子型表面活性劑包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。
 
    一個優良的分散劑應滿足以下要求： 分散性能好，防止填料粒子之間相互聚集；與樹脂、填料有適當的相容性；熱穩定性良好；成型加工時的流動性好；不引起顏色飄移；不影響制品的性能；無毒、價廉。
在涂料生產過程中，顏料分散是一個很主要的生產環節，它直接關系到涂料的儲存，施工，外觀以及漆膜的性能等，所以合理地選擇分散劑就是一個很重要的生產環節。但涂料漿體分散的好壞不光和分散劑有關系，和涂料配方的制定以及原料的選擇都有關系。分散劑是把各種粉體合理地分散在溶劑中，通過一定的電荷排斥原理或高分子位阻效應，使各種固體很穩定地懸浮在溶劑（或分散液）中。考慮其與涂料主體樹脂及其它助劑的兼容性對選擇潤濕分散劑至關重要， 兼容性不好會給涂料性能造成影響：輕者會影響涂料的透明性，重者會使涂料許多性能受到破壞。特別是高分子型分散劑，如果與樹脂基料兼容不好，它的長鏈伸展基在分散劑中卷縮成線團狀，伸展不開，即使吸附基吸附在顏料的表面上也構不成空間位阻效應，甚至會導致涂料黏度高，展色力差，返粗增稠，涂膜光澤下降。
 
    對潤濕劑選擇有兩個關鍵指標：潤濕劑的濁點和潤濕劑降低表面張力的能力。目前多使用陰離子型和非離子型潤濕劑。對顏填料分散性能好，防止顏填料粒子之間相互聚集；與樹脂、顏填料有適當的兼容性；不影響涂料主體的性能；無毒、價廉是作為涂料用分散劑應具備的基本條件。
 
    潤濕分散劑的加入在它起到其應有作用的同時，有時也會對體系產生某些副作用，如聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，有控制涂膜表面狀態，降低界面張力，提高基材的潤濕性，增強附著力和展布性的能力。但它還有穩泡，不利于涂料流動，影響層間附著力，過溫烘烤容易分解變成長鏈硅氧烷等造成表面缺陷等負面影響。傳統型的低分子量分散劑，對顏料潤濕分散有幫助，但卻有起泡的負面作用。
 
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