乳膠涂料用的增稠劑的分類與應(yīng)用
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乳膠涂料用的增稠劑按其組成分主要分為四類：無機(jī)增稠劑類、纖維素類、聚丙烯酸類、聚氨酯類。根據(jù)增稠劑與乳膠粒中的各種粒子作用關(guān)系，還可分為締合型和非締合型，如圖所示。
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增稠劑的分類
纖維素類增稠劑（HEC）
自20世紀(jì)50年代以來，纖維素類增稠劑就一直是最重要的流變助劑，主要品種有羥甲基纖維素、羥乙基纖維素和羥丙基纖維素等，目前使用最廣泛的羥乙基纖維素。纖維素類增稠劑具有如下優(yōu)點(diǎn)：
①增稠效率高。由于增稠劑品種甚多，能滿足對(duì)增稠效率的任何要求，尤其對(duì)水相的增稠有效。
②相容性好。對(duì)現(xiàn)代乳膠漆配方中不計(jì)其數(shù)的其它組分有著高度的、系列化的相容性。和非纖維素型增稠劑相比，使用纖維素型增稠劑在配方變化上有較大的選擇余地。
③貯存穩(wěn)定性好。老化和多年經(jīng)驗(yàn)表明，以纖維素型增稠劑增稠的乳膠漆貯存穩(wěn)定性優(yōu)越。隨意配置的乳膠漆不管放置多久，pH值如何，均保持均勻的粘度和顏料懸浮狀態(tài)。
④抗流掛。涂布過程中所出現(xiàn)的應(yīng)力使增稠劑和水之間建立起來的水合層破壞，一旦涂布結(jié)束，乳膠漆粘度迅速恢復(fù)，流掛得以防止。
⑤粘度的pH穩(wěn)定性。以纖維素型增稠劑增稠的乳膠漆，粘度在廣泛的pH范圍內(nèi)（3～11）都是穩(wěn)定的。當(dāng)pH小于3，可能發(fā)生水解；當(dāng)pH大于11，特別是在較高溫度下，可能發(fā)生氧化，并導(dǎo)致粘度下降。但在正常的pH 范圍內(nèi)，纖維素類增稠劑有著優(yōu)良的粘度穩(wěn)定性。
⑥降低附著力。纖維素類增稠劑屬成膜物質(zhì)，與乳膠融合成一個(gè)整體。只要乳膠選擇正確，乳膠用量可以很好地覆蓋顏料粒子，纖維素型增稠劑決不會(huì)對(duì)其附著力有任何傷害。
但纖維素增稠劑的使用也存在較多的缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
①流平性。以HEC增稠的乳膠涂料在剪切應(yīng)力的作用下增稠劑與水之間建立起來的水合層被破壞，一旦涂布完成，水合層的破壞即行終止，粘度馬上恢復(fù)，可以防止流掛；另一方面黏度迅速恢復(fù)，涂料沒有足夠的時(shí)間流平，造成刷痕或輥痕殘留。
②飛濺性。在高速輥涂施工時(shí)，輥筒和基材的出口間隙處常會(huì)產(chǎn)生涂料小顆粒，稱之為霧化；在手工低速輥涂時(shí)則稱為飛濺。涂料粒子的產(chǎn)生不僅會(huì)影響涂層外觀而且會(huì)帶來環(huán)境問題。在輥涂中涂料受到拉伸形成細(xì)絲、薄條，在出口間隙處壓力降低，在某些情況下壓力甚至低于涂料中液體汽化壓力，液體汽化形成空洞，進(jìn)一步拉伸則形成絲，最終破壞成小液滴。較早對(duì)輥涂中的飛濺性研究認(rèn)為，隨著增稠劑相對(duì)分子質(zhì)量的增加，乳膠涂料的飛濺性增加。HEC 增稠劑正因?yàn)槠湎鄬?duì)分子質(zhì)量很大，所以易引起飛濺。
③涂料穩(wěn)定性的影響。常規(guī)纖維素增稠劑因其親水，很少能與乳膠粒子產(chǎn)生吸附，即使有一定的吸附也容易被配方中的表面活性劑所置換。因此其在水相中可以說是游離的，可能導(dǎo)致乳膠粒子的絮凝和相分離，這可用限溶或減溶機(jī)制來解釋。當(dāng)乳膠粒子的間隔小于HEC分子的螺旋直徑時(shí)，HEC分子將從粒子間擠出，造成聚合物的局部濃度過低形成不平衡的滲透壓，壓差把乳膠粒子擠到一起。最終在漆罐中產(chǎn)生大規(guī)模的相分離，使上層清液中富含增稠劑，產(chǎn)生脫水收縮現(xiàn)象。乳膠粒子的絮凝還會(huì)導(dǎo)致漆膜的光澤降低，使漆膜多孔性增加，因而耐水性、耐蝕性不良。
④抗霉菌性。纖維素增稠劑屬天然高分子化合物，易受到霉菌攻擊，降解為單糖，使黏度下降，對(duì)生產(chǎn)過程的衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格。
纖維素類增稠劑及憎水改性纖維素型增稠劑（HMHEC）是涂料中用得最為廣泛的增稠劑種類。經(jīng)憎水改性的纖維素醚類（HMHEC）既能與水的氫鍵合，又能有一定程度的憎水締合，對(duì)HEC的性能有所改善。纖維素及其他的多糖類增稠劑常以粉狀形式存在，應(yīng)用時(shí)常和顏料一起研磨成顏料漿。當(dāng)后添加時(shí)，纖維素和其他無機(jī)粉狀增稠劑會(huì)給涂料帶來更多的問題。以液體形式供貨的HEC和HMHEC產(chǎn)品為涂料的生產(chǎn)帶來了方便。
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