涂料助劑流變助劑的種類與機(jī)理
時間:2020-08-19 作者:古道化學(xué) 點(diǎn)擊:
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1.無機(jī)增稠劑
無機(jī)增稠劑主要是一些以含水鎂硅酸鹽為主要成分的黏土礦物質(zhì),如:膨潤土、凹凸棒土、硅酸鋁、高嶺土、硅藻土等。具有層狀鏈結(jié)構(gòu),是一類吸水后膨脹形成觸變性的凝膠礦物,與適量的水結(jié)合成膠狀體,在水中能釋放出帶電微粒,增大體系黏度;同時粉體吸水膨脹后體積可達(dá)未吸水前的幾倍或十幾倍,具有良好的懸浮性、分散性、觸變性。但因所含礦物成分的不同,不同規(guī)格、不同產(chǎn)地的品種其觸變性與防流掛效果實際使用時存有差異。
2. 纖維素醚類增稠劑
纖維素醚類增稠劑有甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等,其最常用的是羥乙基纖維素,是一種非離子型帶羥基高分子水溶性纖維素醚類物質(zhì)。在水性體系中,處于靜態(tài)和低剪切速度時,因纖維素醚分子鏈處于無序狀態(tài)而使體系呈現(xiàn)高黏性;處于高剪切速度時,分子平行于流動方向作有序排列,易于相互滑動,所以體系黏度下降。故表現(xiàn)為:靜態(tài)和低剪切時呈現(xiàn)高黏度,高剪切下呈現(xiàn)低黏度。雖然羥乙基纖維素具有增稠效率高、相容性好、儲存穩(wěn)定性好、pH穩(wěn)定性佳;但流平性和抗飛濺性差。為修正傳統(tǒng)產(chǎn)品的缺陷推出了疏水改性締合型羥乙基纖維素。
3.堿溶脹型增稠劑
堿溶脹增稠劑有普通堿溶脹型增稠劑和締合型堿溶脹增稠劑兩種。實際應(yīng)用中以締合型為主,這種增稠劑本身是酸性的,須用堿或氨水中和至pH值為8~9才能達(dá)到增稠效果,也稱為丙烯酸堿溶脹增稠劑。體系中存有羧基,分子鏈具有一定的親水性,中和成鹽過程中因電荷的排斥、分子展開、體系黏度增大、產(chǎn)生增稠效果。但有時候短時間內(nèi)分子鏈沒有很好地親水分散開,在長期的貯存過程中,分子鏈逐漸舒展,從而帶來黏度的后增稠。因普通型增稠劑分子鏈中疏水單體少,不太容易產(chǎn)生分子間的疏水絡(luò)合,主要產(chǎn)生分子內(nèi)的相互吸附。這類增稠劑的增稠效率低,很少單獨(dú)使用,主要與其他類增稠劑配用。而締合型堿溶脹增稠劑因引入了締合單體,盡管只有少量分布,但在增稠劑的增稠效率中扮演了重要的角色。結(jié)構(gòu)中的羧基在中和成鹽過程中,分子鏈也像普通堿溶脹型增稠劑一樣產(chǎn)生電荷排斥,從而使分子鏈展開,其中的締合單體也隨著分子鏈的展開而舒展,因結(jié)構(gòu)中同時含有親水和疏水鏈,在其分子內(nèi)和分子間產(chǎn)生類似表面活性劑這類的膠束結(jié)構(gòu)。這些膠束有締合單體相互吸附產(chǎn)生,也有締合單體與乳膠粒子或其他粒子的架橋作用相互吸附的。產(chǎn)生膠束后,把體系中的乳液顆粒、水分子顆?;蚱渌w粒相對靜止地固定下來,從而使這些分子或顆粒的活動能力減弱,體系黏度增大。這類增稠劑的增稠效率,特別是在高乳液含量的乳膠漆中的增稠效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通堿溶脹型增稠劑。
4.聚氨酯類增稠劑
涂料助劑聚氨酯增稠劑的分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán),具有一定的表面活性。因聚氨酯型增稠劑絕對分子質(zhì)量很小,它們主要是通過大分子間親油鏈段范德華力的彼此作用而變成締合,但這種締合力較弱,在外力作用下就可能使締合分解,從而使體系黏度下降,有益于涂膜流平,所以能夠起到流平劑的作用。當(dāng)消除剪切力后,它們又能夠快速恢復(fù)締合,體系黏度上升。這種現(xiàn)象有益于在施工中降低黏度,加強(qiáng)流平;而剪切力下降后,立即恢復(fù)黏度,增大涂膜厚度。這類增稠流平劑在低于其臨界濃度時也有很好的增稠或流平作用;當(dāng)其濃度高于其在純水中的臨界濃度時,不僅與聚合物粒子締合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而且自身也形成膠束,黏度快速增大;另一方面一個分子帶幾個膠束,降低了水分子的遷移性,使水相黏度也提高,有益于涂膜的流平,所以能夠起到流平劑的作用。
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