增稠剂在涂料和胶粘剂中随处可见,但好像挺多人只听取一些供应商的建议,白白多做了好多实验,以下是本人对流变助剂一些理解,寄望有些帮助。
流变学,如果要深究,那是真的是看得人都头大了,但是涂料流变学可以功能上理解,是为改善涂料的生产过程(防止流溅),运输和产品的稳定性(防沉),施工性(防止流挂、流平及飞溅)。
目前在市场中流通的水性增稠剂种类繁多,有无机增稠剂、非缔合型增稠剂和缔合型增稠剂。
无机增稠剂,典型的就是气相二氧化硅(简称气硅),其具有极大的比表面积,有极多的硅羟基在上面,在涂料体系中能够与极性基团形成弱氢键,从而形成一个大的网络结构。在较高的剪切力时,网络结构消失,但是一旦剪切力消失了,网络结构又马上形成,使得涂料难以“运动”形成流挂。
在极性体系与非极性体系中,原理有一定的区别。以极性体系为例子,一般选择疏水的气硅,为什么呢?因为一般的气硅的硅羟基会和体系中的极性基团发生作用,水也是其中一种极性物质,使得气硅难以在体系中形成一个大网络结构。因而选用疏水的气硅。
这里顺便提一下,一些溶剂型环氧-聚酰胺的体系,体系用的就是气硅做触变剂,主剂流变性已经调整好了,但是加入聚酰胺固化剂,就变得很差,也是这个原理,就是聚酰胺组分破坏了体系的网络结构,导致流挂等缺陷。
非缔合型的增稠剂,其特征仅仅作用于水相,即所谓的增稠水。典型代表是纤维素醚类和碱溶胀丙烯酸乳液,其中纤维素醚类的分子量比较大,大概是50-150W,分子连结较长,刚性链段多(如果对手感漆或者皮革表面处理剂,慎选),且增稠效率与树脂的分子量关系密切,容易发生体系絮凝等情况。
同理,丙烯酸类增稠剂包括丙烯酸盐及碱增稠的丙烯酸酯共聚物2种类型,此类增稠剂需调节pH至碱性,使羧酸根离解,从而通过羧酸根离子间的同性静电斥力使分子链由螺旋状伸展为棒状,提高了水相的黏度。
缔合型增稠剂,是在非缔合型增稠剂的基础上,进行疏水改性,所谓疏水改性,一般则是在碳链上引入非极性基团(如环氧丙烷),使得跟乳胶粒子和增稠剂链接起来,一个增稠剂分子可以与多个乳胶粒子产生缔合,变成一个极大的体积。
其中,聚氨酯型增稠剂(HEUR)比较有意思,在水相中很像大分子表面活性剂,可以形成胶束,亲水端与水分子以氢键缔合,疏水端与乳胶粒子、表面活性剂等的憎水结构以分子间配向效应吸附在一起,在水中形成立体网状结构。HEUR增稠剂分子质量(大概是5-10W )比前两类增稠剂的分子质量低,水合后的有效体积增加较少,水相中分子间的缠绕有限,因而对水相增稠不足。增稠剂与分散相粒子间的缔合可提高分子间势能,在高剪切速率下表现出较高的表观黏度,有利于涂膜的丰满度;随着剪切力的消失,其立体网状结构逐渐恢复,便于涂料的流平。
最后,介绍在选用水性增稠剂时的一些小技巧:
1、如果有些消光涂料需要加入哑粉消光,而哑粉在体系中容易沉降,可以试试低剪切的增稠水的HASE型的增稠剂。
2、在喷涂时,不要选用HEC型增稠剂,喷涂时会造成不顺畅。
3、在制漆过程中,物料流溅,可以加入少量高剪切的增稠剂,可以改善物料流溅的情况。
品味 - 健康 - 环保 -生活 品质源于雅远红。雅远红涂料产品全过程方案一站式提供服务商,解决外墙涂装过程(渗水 脱落 褪色 龟裂 鼓包 掉皮)6大行业难题。咨询热线:0710-2917566