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水性涂料增稠剂和润湿分散剂的特征及其应用

时间:2019-09-17 作者:大阳城娱乐app下载官网化学  点击: 276 次
        纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠效率高,尤其是对水相的增稠;对涂料配方的约束少,运用广泛;可运用的pH 规模大。但存在流平性较差,辊涂时飞溅表象较多、稳定性欠好,易受微生物降解等缺陷。因为其在高剪切下为低黏度,在静态和低剪切有高黏度,所以涂布完成后,黏度敏捷增加,能够避免流挂, 但另一方面构成流平性较差。有研究探明,增稠剂的相对分子质量增加,乳胶涂料的飞溅性也增加。纤维素类增稠剂因为相对分子质量很大,所以易发生飞溅。此类增稠剂是经过“固定水”到达增稠效果,对颜料和乳胶粒子很少吸附,增稠剂的体积胀大充溢整个水相, 把悬浮的颜料和乳胶粒子挤到一边,简单发生絮凝,因而稳定性欠安。因为是天然高分子,易受微生物进犯。聚丙烯酸类增稠剂聚丙烯酸类增稠剂具有较强的增稠性和较好的流平性,生物稳定性好,但对pH 值灵敏、耐水性欠安。
       缔合型聚氨酯类增稠剂这种缔合布局在剪切力的效果下受到破坏,黏度下降,当剪切力不见黏度又可恢复,可避免施工进程呈现流挂表象。而且其黏度康复具有必定的滞后性,有利于涂膜流平。聚氨酯增稠剂的相对分子质量(数千至数万)比前两类增稠剂的相对分子质量(数十万至数百万)低得多,不会滋长飞溅。纤维素类增稠剂高度的水溶性会影响涂膜的耐水性, 但聚氨酯类增稠剂分子上一起具有亲水和疏水基团, 疏水基团与涂膜的基体有较强的亲合性, 可增强涂膜的耐水性。因为乳胶粒子参加了缔合,不会发生絮凝,因而可使涂膜润滑,有较高的光泽度。缔合型聚氨酯增稠剂许多功能优于其它增稠剂,但因为其共同的胶束增稠机理,因而涂料配方中那些影响胶束的组分必定会对增稠性发生影响。用此类增稠剂时, 应充分考虑各种因素对增稠功能的影响,不要容易替换涂料所用的乳液、消泡剂、分散剂、成膜助剂等。
        无机增稠剂以膨润土为代表, 通常水性膨润土吸水膨胀后形成触变性的凝胶矿物, 吸水后体积为原体积的好几倍。它不但起到增稠作用,而且还能防沉、防流挂、防浮色发花,其增稠效果要好于同样用量的碱溶胀丙烯酸类和聚氨酯类增稠剂。除此之外,它还具有广泛的pH 适应性,良好的冻融稳定性和生物稳定性。由于不含水溶性表面活性剂,干膜中的微细粒子有阻止水分迁移、扩散作用,能增强涂膜的耐水性等特点。无机增稠剂水性膨润土增稠剂具有增稠性强、触变性好、pH 值习惯规模广、稳定性好等长处。但因为膨润土是一种无机粉末,吸光性好,能显着下降涂膜外表光泽, 起到相似消光剂的效果。所以,在有光乳胶涂猜中运用膨润土时,要注意操控用量。纳米技术完成了无机物颗粒的纳米化,也赋予了无机增稠剂一些新的功能。有机类的增稠剂均有水溶性或水溶胀性,在成膜后残留在涂层中,对涂料的耐水性带来了不良影响。因此,考虑到防水涂料功能的特殊性, 在保证涂料增稠效果的前提下应尽可能少用有机增稠剂, 而多采用耐水效果较好的膨润土系列无机增稠剂。
        涂料增稠剂对于粘度较低的水性涂料来说,更加是一款非常重要的助剂。在厚浆的涂料中,应该选择触变性较大的高粘度的羟乙基纤维素和具有流动的含羧基的聚乙烯增稠剂;在一些中、高颜料体积浓度的平光乳胶涂料中, 就可以选择把低粘度和高粘度的羟乙基纤维素搭配着使用, 或者也可以选择丙烯酸乳液的增稠剂; 在有光乳胶涂料中则要选择一些不影响涂膜光泽的增稠剂, 如丙烯酸乳液增稠剂和聚氨酸类的增稠剂。其实涂料增稠剂混合搭配使用比单独使用的效果更好。例如苯丙和纯丙乳液是用于平光、有光的中高档乳胶漆,就可以采用两种流变特征的增稠剂搭配来取得高中低剪切粘度的平衡。
        目前市面上还有一类最新型的硅醇类非离子表面活性剂,也称润湿剂,其分子量低,多疏水基呈伞形对称结构,与传统活性剂相比较,润湿、渗透性表现极为优异、高效,是革命性的新一代表面活性剂。动、静态表面张力极低,含双羟基,反应型活性剂,化学性质为惰性,一般不参与体系的化学反应,耐酸碱性好,化学性质稳定。润湿剂有阴离子型和非离子型表面活性剂,阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等;非离子型表面活性剂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。
一个优良的分散剂应满足以下要求: 分散性能好,防止填料粒子之间相互聚集;与树脂、填料有适当的相容性; 热稳定性良好; 成型加工时的流动性好;不引起颜色飘移;不影响制品的性能;无毒、价廉。
        在涂料生产过程中, 颜料分散是一个很主要的生产环节,它直接关系到涂料的储存,施工,外观以及漆膜的性能等, 所以合理地选择分散剂就是一个很重要的生产环节。但涂料浆体分散的好坏不光和分散剂有关系, 和涂料配方的制定以及原料的选择都有关系。分散剂是把各种粉体合理地分散在溶剂中,通过一定的电荷排斥原理或高分子位阻效应,使各种固体很稳定地悬浮在溶剂(或分散液)中。考虑其与涂料主体树脂及其它助剂的兼容性对选择润湿分散剂至关重要, 兼容性不好会给涂料性能造成极大影响:轻者会影响涂料的透明性,重者会使涂料许多性能受到破坏。特别是高分子型分散剂,如果与树脂基料兼容不好, 它的长链伸展基在分散剂中卷缩成线团状,伸展不开,即使吸附基吸附在颜料的表面上也构不成空间位阻效应, 甚至会导致涂料黏度高,展色力差,返粗增稠,涂膜光泽下降。
        对润湿剂选择有两个关键指标: 润湿剂的浊点和润湿剂降低表面张力的能力。目前多使用阴离子型和非离子型润湿剂。对颜填料分散性能好,防止颜填料粒子之间相互聚集;与树脂、颜填料有适当的兼容性;不影响涂料主体的性能;无毒、价廉是作为涂料用分散剂应具备的基本条件。
        涂料助剂润湿分散剂的加入在它起到其应有作用的同时,有时也会对体系产生某些副作用,如聚醚改性的聚二甲基硅氧烷,有控制涂膜表面状态,降低界面张力, 提高基材的润湿性, 增强附着力和展布性的能力。但它还有稳泡,不利于涂料流动,影响层间附着力, 过温烘烤容易分解变成长链硅氧烷等造成表面缺陷等负面影响。传统型的低分子量分散剂,对颜料润湿分散有帮助,但却有起泡的负面作用。
涂料助剂

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