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纤维素醚及其衍生物类增稠剂主要有羟乙基纤维发表于: 2019-05-10 13:49

  慧聪涂料原料网讯:乳胶漆对流变性的要求,是通过增稠剂的使用而得到满足的。增稠剂多种多样,并具有各自的增稠特点。下面就此做简单介绍。

  纤维素醚及其衍生物类增稠剂主要有羟乙基纤维素(HEC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、甲基纤维素(MC)、多糖类和黄原胶等,这些都是非离子增稠剂,同时属于非缔合型水相增稠剂,相对分子质量一般为5*10^4~8*10^5。在乳胶漆中最常用的是HEC,其结构如下图所示。如陶氏化学公司的ER30M、QP52000、QP15000等。MHEC、EHEC、MHPC具有一定的疏水性,在ICI黏度、抗飞溅和流平等方面,比HEC稍好。

  这类增稠剂增稠机理是由于氢键使其有很高的水合作用及其分子之间的缠绕。当其加到乳胶漆后,能立即吸收大量的水分,使其本身体积大幅度膨胀,同时高分子量的该类增稠剂互相缠绕,从而使乳胶漆黏度显著增大,产生增稠效果。其特点是:与乳胶漆中各组分相容性好,低剪增稠效果好,对pH值变化容忍度大,保水性好,触变性高。由于低剪黏度高,所以流平性差,并且对涂膜光泽有影响。因为分子量较大,分子链较柔韧,高剪切速率时黏度又低,所以涂料辊涂抗飞溅性差。高剪切速率时黏度低,导致涂膜丰满度差。苷键易受细菌侵蚀降解而使涂料黏度下降,甚至变质,因此,使用时,体系中必须添加一定的防腐剂。

  提高取代度能屏蔽苷键受细菌侵蚀,从而有利于抗生物降解。防酶型纤维素增稠剂就是根据此原理生产的。纤维素醚遇水容易结块,为了防止出现此情况,常以乙二醛处理纤维素酶,以降低其在低pH值时的水合作用。

  疏水改性纤维素(HMHEC)是在纤维素骨架上引入长链疏水烷基,其属于缔合型增稠剂。由于进行了疏水改性,在原水相增稠的基础上又具有缔合增稠作用,能与乳液粒子、表面活性剂以及颜料和填料交互作用而增加黏度,其增稠效果可与分子量大得多的品种相当。HMHEC使HEC的不足之处得到改善,可用于丝光乳胶漆中。

  碱溶胀增稠剂分为两类:缔合型的(HASE)和非缔合型的(ASE),它们都是阴离子增稠剂,相对分子质量约为2*10^5-5*10^5。

  非缔合型的ASE是聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液,其增稠机理是在碱性体系中发生中和反应,树脂被溶解,羧基在静电排斥的作用下使聚合物的链伸展开,从而使体系黏度提高,达到增稠效果。

  增稠机理是在ASE的增稠基础上,加上缔合作用,即增稠剂聚合物疏水链和乳胶粒子、表面活性剂、颜料粒子等疏水部位缔合成三维网络结构,从而使乳胶漆体系的黏度升高。其特点是增稠效率较高,因为本身的黏度较低,在涂料中极易分散。大多数品种有一定的触变性,同时有适度的流平性,也有高触变性的产品可供选择,涂料辊涂抗飞溅性较好,抗菌性好,对涂膜的光泽无不良影响,但对pH值敏感。HASE也有含聚氨醋和不含聚氨酯的两类。这种增稠剂如海名斯德谦公司的RHEOLATE150、AP425等。

  HEUR是一种疏水基团改性的乙氧基聚氨醋水溶性聚合物,属于非离子型缔合增稠剂.相对分子质量约为3*10^4-5*10^4。其中几种HEUR结构如下图所示。

  增稠机理是HEUR在乳胶漆水相中,像表面活性剂一样形成胶束,即疏水端与乳胶粒子、表面活性剂等的疏水结构吸附在一起,形成立体网状结构,达到增稠结果。其特点是:由于低剪切速率黏度低,所以流平性较好,对涂料的光泽无影响。而高剪切速率黏度高,故涂膜丰满度高。分子量较低,并且高剪切速率黏度高,因此涂料辊涂施工抗飞溅性好。在这些方面一般优于碱溶胀型增稠剂。另外,抗菌性好,屈服值低。但是,配方中表面活性剂、乳液、溶剂等对其增稠效果都有很大影响。因为是疏水结构互相吸附缔合,所以体系中任一组分HLB值的改变,增稠效果也随之改变,即对配方变动非常敏感。

  这是一种疏水基团改性的乙氧基非聚氨酯水溶性聚合物,也属于非离子型缔合增稠剂,性能与HEUR相似,。

  第一种是膨润土膨润土,使用较多的是钠基膨润土,呈片状结构,吸水体积增大,形成触变的立体网状结构而使对体系增稠。如海名斯公司的BENAQUA4000、BENTONEDE、BENTONELT、BENTONEGS、BENTONEOC等。

  第二种是凹凸棒土,呈针状.分散于水中后,颗粒间形成网络,将水包裹于其中而起增稠作用。其增稠效率比膨润土高,具有良好的触变性能,防止颜料、填料下沉。

  第三种是气相二氧化硅,白炭黑,在涂料生产中,可以通过加入适当的白炭黑来控制体系的黏度,在体系含醇的情况下,增稠效果较好,具有良好的触变性能,防沉效果好。

  这三种无机增稠剂的共同特点是抗生物降解性好,低剪增稠效果好,但辊涂抗飞溅性差。

  这是近年来开发的一类新型增稠剂,作为乳胶漆的结构性增稠剂,其显著特点是抗流挂性、滚涂抗飞溅性、流平性等都优于纤维素酶类增稠剂。其增稠机理也是通过氢键作用。目前国内尚没有产品问世,国外有几家公司生产。这种增稠剂对采用HEC保护胶体的乳液是有效的。

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