增稠流變助劑的種類
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增稠流變助劑的選擇與應(yīng)用在乳膠涂料中，增稠流變助劑對產(chǎn)品性能影響面較廣，它影響到產(chǎn)品的制造、儲運、施工以及涂膜性能。由于乳膠涂料從制造、儲運、施工以及成膜過程中對涂料自身的流變性能要求不同，所以在設(shè)計涂料配方時，要調(diào)整體系的流變性以適應(yīng)不同階段的要求。涂料研發(fā)人員利用增稠流變劑來調(diào)整涂料的粘度、流動狀態(tài)等流變性能。
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增稠流變助劑的種類目前，在乳膠涂料中常用的增稠流變助劑有幾大類：纖維素醚及其衍生物類增稠劑、堿溶脹增稠劑和聚氨酯增稠劑（HEUR）。纖維素醚及其衍生物類增稠劑主要有羥乙基纖維素（HEC）、甲基羥乙基纖維素（MHEC）、乙基羥乙基纖維素（EHEC）、甲基羥丙基纖維素（MHPC）、甲基纖維素（MC）等，這些都是非離子增稠劑，同時屬于非締合型水相增稠劑。堿溶脹增稠劑分為兩類：非締合型堿溶脹增稠劑（ASE）和締合型堿溶脹增稠劑（HASE），它們都是陰離子增稠劑，此類增稠劑對 pH 值較為敏感。聚氨酯增稠劑簡稱 HEUR，是一種疏水基團改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物，屬于非離子型締合增稠劑。HEUR 是由疏水基團、親水鏈和聚氨酯基團三部分組成。疏水基團起締合作用，是增稠的決定因素。聚氨酯增稠劑具有表面活性劑特性，水性助溶劑和表面活性劑對增稠效果影響大。目前，市場上出現(xiàn)與 HEUR 類似的疏水改性氨基增稠劑 HEAT 和疏水改性聚醚增稠劑 HMPE，其作用機理基本上與 HEUR 類似，但多用于溶劑型涂料中。
增稠流變助劑與涂料的流變特性乳膠涂料的流變特性與顏填料、乳膠等主要原料有著不可分割的關(guān)系，但僅靠顏填料和乳液是無法全面調(diào)整涂料的流變特性的，合理利用不同的增稠流變助劑可以綜合調(diào)整涂料體系的流變性能。纖維素類增稠劑產(chǎn)生增稠作用的原因主要是因為帶有羥基的大分子鏈既能與水發(fā)生水合作用又能產(chǎn)生分子鏈間纏繞，從而增加了水相黏度。
纖維素類增稠劑會導致涂料在高剪切速率下粘度低，影響涂膜的豐滿度，低速率下黏度快速回復影響流平性，但有利于防止涂料沉降。非締合型堿溶脹增稠劑（ASE）需調(diào)節(jié)pH 值至堿性，使羧酸根離解，羧酸根離子間的同性靜電斥力使分子鏈由螺旋狀伸展為棒狀，提高了水相的黏度，對水相增稠，其流變特性表現(xiàn)為高剪切低粘度和低剪切高粘度。為了增加分子鏈與乳膠粒子和顏料的作用，人們對丙烯酸類增稠劑進行了憎水改性，制得締合型堿溶脹增稠劑（HASE），該類增稠劑除了能對水相增稠外，還可以吸附在顏料的表面，甚至乳液粒子表面，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加體系的粘度。締合型堿溶脹增稠劑的流變特性表現(xiàn)為多樣性，這和其自身的改性工藝有關(guān)，選擇時要根據(jù)需要而定。聚氨酯增稠劑相對分子質(zhì)量（數(shù)千至數(shù)萬）比前兩類增稠劑的相對分子質(zhì)量（數(shù)十萬至數(shù)百萬）低，水合后的有效體積增加較少，因而對水相增稠不足，但可以與乳液粒子和顏填料粒子發(fā)生締合，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在高剪切速率下表現(xiàn)出較高的黏度，能提高涂膜的豐滿度，但隨著剪切力的消失，其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐漸恢復，便于涂料的流平。乳膠涂料的黏度對涂料的沉降性、施工性、涂膜豐滿度、流平性以及流掛性都有影響。涂料從儲存到應(yīng)用過程中的不同流變性的控制依靠不同類型的流變增稠劑搭配而進行控制。保證乳膠漆的儲存與施工，需控制不同剪切速率下的粘度：低剪粘度多采用纖維素、堿溶增稠劑或無機增稠劑（膨潤土）等來控制；中剪粘度可以使用締合型增稠劑來控制；高剪粘度即ICI粘度由乳液、顏填料以及純流平改性劑來控制。
成膜助劑的選擇與應(yīng)用成膜助劑是絕大多數(shù)乳膠涂料配方所必需的，成膜助劑為乳液聚合物溶劑，可降低成膜物質(zhì)的最低成膜溫度，增加涂料的流動性，促進涂膜的完整性、流平性、附著性、耐洗刷性，減慢涂膜干燥時水分的蒸發(fā)速度，消除涂料施工時涂刷接頭。盡管成膜助劑對乳膠涂料的成膜有很大作用，但成膜助劑屬于有機溶劑，對環(huán)境影響較大，所以，從環(huán)保的角度考慮，在選擇和應(yīng)用成膜助劑時要使用環(huán)境友好型的有效成膜助劑。通過以下幾種途徑可以提高乳膠涂料尤其是內(nèi)墻涂料的環(huán)保性能。一是選擇低氣味成膜助劑，降低氣味；二是降低揮發(fā)性有機物（VOC），使用的成膜助劑向高沸點發(fā)展；三是選用活性成膜助劑。有報道說，在較高Tg值的乳膠漆配方中，添加丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯（DPOA）和少量催干劑如鈷鹽，就可降低成膜溫度，使乳膠漆在室溫成膜。DPOA不揮發(fā)，在催干劑作用下進行氧化自由基聚合，增加了涂膜的硬度、抗粘性和亮度。因此，DPOA 被稱為活性成膜助劑。
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