缔合型增稠剂的优缺点

2023-10-16 10:11:20

上世纪70-80年代,缔合型增稠剂这种新型增稠剂被引入建涂体系。如今水性涂料体系已被广泛采用。其通过缔合增稠给乳胶漆带来更优异的整体流变性能,如改善流动性和流平性。纤维素等类型增稠剂都是通过水合形成,在体系水相中通过弱凝胶结构而增粘,而缔合型增稠剂具有端憎水基团(通常含量为摩尔分数2%-5%),能与乳液粒子等形成缔合,可使分散相增稠,如下图所示。


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缔合型增稠剂憎水基团的类型和在增稠剂分子上憎水基团的含量决定含有此增稠剂的溶液粘度。一般情况下,该增稠剂对水溶液增粘的效果不明显。缔合型增稠剂通过大分子链疏水缔合聚集,形成以分子间缔合为主的超分子团,流体力学体积增大,体系粘度上升;当出现高剪切时,其缔合分子团会被破坏,体系粘度下降,高剪作用消失后,大分子链间的物理交联复聚,粘度恢复,不会像纤维素类高分子聚合物在高剪下出现不可逆剪切降解。

 

缔合型增稠剂的优点

缔合型增稠剂能改善提高涂料体系高剪切粘度。对一道涂装遮盖力,以及光泽、流平性、较低的辊涂粘度、生物稳定性等性能均有改善。

一道涂装遮盖力

增加高剪切粘度,就可以增加滞刷性,从而可控制乳胶漆的涂布率,以保障适当的漆膜厚度。缔合型增稠剂的流变性质可以赋予乳胶漆产生一道遮盖的适宜的漆膜丰满度。

光泽

在水性涂料配方中调整缔合型增稠剂(如HASE等)和乳液用量,并对分散剂和润湿剂适当平衡,可能对涂膜光泽有明显的改善。

流动和流平性

水性涂料既要有好的展布性,又要有流平性,并且流挂性要好;选用缔合增稠剂,并对水性涂料配方精细的平衡,可以达到目标。

滚涂飞溅性

含缔合型增稠剂的乳胶漆一般比含中高分子量纤维素型增稠剂的乳胶漆具有更好的抗飞溅性。以低分子量纤维素型增稠剂配制的同一乳胶漆的抗飞溅性则大致与之相同。

高ICI粘度

使用某些缔合型增稠剂可得高ICI粘度(在10000s-1剪率下的表观粘度)。大多数配方均可调整使其具有可接受的ICI粘度。方法是:

1)将纤维素型增稠剂与缔合型增稠剂复配使用;2)使用润湿剂以压制ICI粘度;3)添加额外的成膜助剂;4)调整水性涂料的总固体分

在同一个水性涂料配方中,在10000s-1下测得的ICI高剪粘度可因增稠剂类型的不同而异。

生物稳定性

缔合型增稠剂不是以纤维素为基础的聚合物,因此,其生物稳定性好,不会遭受纤维素酶的降解。但因其为聚合物乳液,必须良好保存以防细菌污染。

 

缔合型增稠剂的缺点

水敏感性

当使用缔合型增稠剂时,水敏感性将增加,因为,增稠剂乳液中也用有表面活性剂,这是为使这个乳液稳定所必须的;另外缔合型增稠剂是碱溶或溶胀型聚合物,这将使耐擦洗性下降25%~30%。选择适当的乳液增大乳液用量可降低半光漆的敏感度。

热敏感性

在室温下稳定的乳胶漆,在50℃时可能粘度上升,也可能粘度下降。选择正确的表面活性剂和分散剂复配可在一定程度上避免该缺点。对未搅动的乳胶漆进行简单的布氏粘度测量可确定乳胶漆的热稳定性。如果表观粘度增加,而乳胶漆随转子的剪切而粘度逐步持续下降,则该乳胶漆受热时胶凝,一般来说会变坏。

分水现象

在加有缔合型増稠剂的水性涂料中,如配方设计有缺陷,有可能出现颜填料下沉、水上浮的分水现象。经验表明,也是快速验证的方法,在50℃一个月的热储后,涂料分水层厚度应小于1cm,才是稳定的体系。


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