說(shuō)說(shuō)水性涂料增稠劑和潤(rùn)濕分散劑的特征及其應(yīng)用
水性涂料增稠劑和潤(rùn)濕分散劑的特征及其應(yīng)用
纖維素類增稠劑的增稠效率高，尤其是對(duì)水相的增稠；對(duì)涂料配方的約束少，運(yùn)用廣泛；可運(yùn)用的pH規(guī)模大。但存在流平性較差，輥涂時(shí)飛濺表象較多、穩(wěn)定性欠好，易受微生物降解等缺陷。因?yàn)槠湓诟呒羟邢聻榈宛ざ龋陟o態(tài)和低剪切有高黏度，所以涂布完成后，黏度敏捷增加，能夠避免流掛，但另一方面構(gòu)成流平性較差。有研究探明，增稠劑的相對(duì)分子質(zhì)量增加，乳膠涂料的飛濺性也增加。纖維素類增稠劑因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量很大，所以易發(fā)生飛濺。此類增稠劑是經(jīng)過(guò)“固定水”到達(dá)增稠效果，對(duì)顏料和乳膠粒子很少吸附，增稠劑的體積脹大充溢整個(gè)水相，把懸浮的顏料和乳膠粒子擠到一邊，簡(jiǎn)單發(fā)生絮凝，因而穩(wěn)定性欠安。因?yàn)槭翘烊桓叻肿?，易受微生物進(jìn)犯。聚丙烯酸類增稠劑聚丙烯酸類增稠劑具有較強(qiáng)的增稠性和較好的流平性，生物穩(wěn)定性好，但對(duì)pH值靈敏、耐水性欠安。
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締合型聚氨酯類增稠劑這種締合布局在剪切力的效果下受到破壞，黏度下降，當(dāng)剪切力不見黏度又可恢復(fù)，可避免施工進(jìn)程呈現(xiàn)流掛表象。而且其黏度康復(fù)具有必定的滯后性，有利于涂膜流平。聚氨酯增稠劑的相對(duì)分子質(zhì)量(數(shù)千至數(shù)萬(wàn))比前兩類增稠劑的相對(duì)分子質(zhì)量(數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn))低得多，不會(huì)滋長(zhǎng)飛濺。纖維素類增稠劑高度的水溶性會(huì)影響涂膜的耐水性，但聚氨酯類增稠劑分子上一起具有親水和疏水基團(tuán)，疏水基團(tuán)與涂膜的基體有較強(qiáng)的親合性， 可增強(qiáng)涂膜的耐水性。因?yàn)槿槟z粒子參加了締合，不會(huì)發(fā)生絮凝，因而可使涂膜潤(rùn)滑，有較高的光澤度。締合型聚氨酯增稠劑許多功能優(yōu)于其它增稠劑，但因?yàn)槠涔餐哪z束增稠機(jī)理，因而涂料配方中那些影響膠束的組分必定會(huì)對(duì)增稠性發(fā)生影響。用此類增稠劑時(shí)，應(yīng)充分考慮各種因素對(duì)增稠功能的影響，不要容易替換涂料所用的乳液、消泡劑、分散劑、成膜助劑等。
無(wú)機(jī)增稠劑以膨潤(rùn)土為代表，通常水性膨潤(rùn)土吸水膨脹后形成觸變性的凝膠礦物, 吸水后體積為原體積的好幾倍。它不但起到增稠作用,而且還能防沉、防流掛、防浮色發(fā)花,其增稠效果要好于同樣用量的堿溶脹丙烯酸類和聚氨酯類增稠劑。除此之外,它還具有廣泛的pH 適應(yīng)性,良好的凍融穩(wěn)定性和生物穩(wěn)定性。由于不含水溶性表面活性劑,干膜中的微細(xì)粒子有阻止水分遷移、擴(kuò)散作用,能增強(qiáng)涂膜的耐水性等特點(diǎn)。無(wú)機(jī)增稠劑水性膨潤(rùn)土增稠劑具有增稠性強(qiáng)、觸變性好、pH值習(xí)慣規(guī)模廣、穩(wěn)定性好等長(zhǎng)處。但因?yàn)榕驖?rùn)土是一種無(wú)機(jī)粉末，吸光性好，能顯著下降涂膜外表光澤，起到相似消光劑的效果。所以，在有光乳膠涂猜中運(yùn)用膨潤(rùn)土?xí)r，要注意操控用量。納米技術(shù)完成了無(wú)機(jī)物顆粒的納米化，也賦予了無(wú)機(jī)增稠劑一些新的功能。有機(jī)類的增稠劑均有水溶性或水溶脹性,在成膜后殘留在涂層中,對(duì)涂料的耐水性帶來(lái)了不良影響。因此,考慮到防水涂料功能的特殊性，在保證涂料增稠效果的前提下應(yīng)盡可能少用有機(jī)增稠劑, 而多采用耐水效果較好的膨潤(rùn)土系列無(wú)機(jī)增稠劑。
涂料增稠劑對(duì)于粘度較低的水性涂料來(lái)說(shuō)，更加是一款非常重要的助劑。在厚漿的涂料中，應(yīng)該選擇觸變性較大的高粘度的羥乙基纖維素和具有流動(dòng)的含羧基的聚乙烯增稠劑；在一些中、高顏料體積濃度的平光乳膠涂料中， 就可以選擇把低粘度和高粘度的羥乙基纖維素搭配著使用，或者也可以選擇丙烯酸乳液的增稠劑；在有光乳膠涂料中則要選擇一些不影響涂膜光澤的增稠劑，如丙烯酸乳液增稠劑和聚氨酸類的增稠劑。其實(shí)涂料增稠劑混合搭配使用比單獨(dú)使用的效果更好。例如苯丙和純丙乳液是用于平光、有光的乳膠漆，就可以采用兩種流變特征的增稠劑搭配來(lái)取得高中低剪切粘度的平衡。
目前市面上還有一類新型的硅醇類非離子表面活性劑，也稱潤(rùn)濕劑，其分子量低，多疏水基呈傘形對(duì)稱結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)活性劑相比較，潤(rùn)濕、滲透性表現(xiàn)為優(yōu)異，是革命性的新一代表面活性劑。動(dòng)、靜態(tài)表面張力低，含雙羥基，反應(yīng)型活性劑，化學(xué)性質(zhì)為惰性，一般不參與體系的化學(xué)反應(yīng)，耐酸堿性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。潤(rùn)濕劑有陰離子型和非離子型表面活性劑，陰離子型表面活性劑包括烷基硫酸鹽、磺酸鹽、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸鹽、羧酸皂類、磷酸酯等；非離子型表面活性劑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。
一個(gè)優(yōu)良的分散劑應(yīng)滿足以下要求： 分散性能好，防止填料粒子之間相互聚集；與樹脂、填料有適當(dāng)?shù)南嗳菪裕粺岱€(wěn)定性良好；成型加工時(shí)的流動(dòng)性好；不引起顏色飄移；不影響制品的性能；無(wú)毒、價(jià)廉。
在涂料生產(chǎn)過(guò)程中，顏料分散是一個(gè)很主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到涂料的儲(chǔ)存，施工，外觀以及漆膜的性能等，所以合理地選擇分散劑就是一個(gè)很重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。但涂料漿體分散的好壞不光和分散劑有關(guān)系，和涂料配方的制定以及原料的選擇都有關(guān)系。分散劑是把各種粉體合理地分散在溶劑中，通過(guò)一定的電荷排斥原理或高分子位阻效應(yīng)，使各種固體很穩(wěn)定地懸浮在溶劑（或分散液）中。考慮其與涂料主體樹脂及其它助劑的兼容性對(duì)選擇潤(rùn)濕分散劑至關(guān)重要， 兼容性不好會(huì)給涂料性能造成影響：輕者會(huì)影響涂料的透明性，重者會(huì)使涂料許多性能受到破壞。特別是高分子型分散劑，如果與樹脂基料兼容不好，它的長(zhǎng)鏈伸展基在分散劑中卷縮成線團(tuán)狀，伸展不開，即使吸附基吸附在顏料的表面上也構(gòu)不成空間位阻效應(yīng)，甚至?xí)?dǎo)致涂料黏度高，展色力差，返粗增稠，涂膜光澤下降。
對(duì)潤(rùn)濕劑選擇有兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：潤(rùn)濕劑的濁點(diǎn)和潤(rùn)濕劑降低表面張力的能力。目前多使用陰離子型和非離子型潤(rùn)濕劑。對(duì)顏填料分散性能好，防止顏填料粒子之間相互聚集；與樹脂、顏填料有適當(dāng)?shù)募嫒菪?；不影響涂料主體的性能；無(wú)毒、價(jià)廉是作為涂料用分散劑應(yīng)具備的基本條件。
潤(rùn)濕分散劑的加入在它起到其應(yīng)有作用的同時(shí)，有時(shí)也會(huì)對(duì)體系產(chǎn)生某些副作用，如聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，有控制涂膜表面狀態(tài)，降低界面張力，提高基材的潤(rùn)濕性，增強(qiáng)附著力和展布性的能力。但它還有穩(wěn)泡，不利于涂料流動(dòng)，影響層間附著力，過(guò)溫烘烤容易分解變成長(zhǎng)鏈硅氧烷等造成表面缺陷等負(fù)面影響。傳統(tǒng)型的低分子量分散劑，對(duì)顏料潤(rùn)濕分散有幫助，但卻有起泡的負(fù)面作用。
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