涂料纤维素(水性涂料配方设计-增稠剂（流变助剂）的选择)

Posted 2023-06-01

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涂料纤维素(水性涂料配方设计-增稠剂（流变助剂）的选择)

增稠剂的分类

目前市场上可选用的增稠剂品种很多，主要有无机和有机两类。

一无机类：是一类吸水膨胀而形成触变性的凝胶矿物。如膨润土、气硅、其它类硅酸盐。一般不单独使用，水性涂料常用膨润土和气硅搭配有机增稠剂使用

膨润土主要成分是蒙脱石，(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O但是蒙脱石不是膨润土，粘度结构容易被极性溶剂破坏。层状铝镁硅酸盐，分铝、镁、钠、钙、氢基，涂料一般用钠基的。判断膨润土质量的标准，不是仅看纯度，主要看微观薄片剥离彻底程度。添加量大影响耐水性和耐盐雾性。

作用控制粘度、抗流挂、改善剪切稀化、悬浮与防沉、提高流挂和流平平衡、改善施工性，触变性大。与其它类型增稠剂搭配使用。

使用时要充分剪切、活化才能发挥性能，一般活化时间24小时。

判断标准：活化后不再变稠或变稀，即为活化完成。

二有机类：纤维素类、丙烯酸盐碱溶胀类、聚氨酯类、聚脲类、聚合物蜡类。水性涂料常用前三类。

纤维素类增稠剂有甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。除羧甲基纤维素为阴离子型外，其他都是非离子型。

最常用的是羟乙基纤维素，增稠效率高，尤其是对水相的增稠；对涂料配方的限制少，应用广泛；可使用的pH范围大。但存在流平性较差，辊涂时飞溅现象较多、稳定性不好，易受微生物降解等缺点。由于其在高剪切下为低黏度，在静态和低剪切有高黏度，所以涂布完成后，黏度迅速增加，可以防止流挂，但另一方面造成流平性较差。纤维素类增稠剂由于相对分子质量大，易产生飞溅，并且因纤维素亲水性较好，会降低漆膜的耐水性。

丙烯酸碱溶胀增稠剂是通过乳液聚合制备的交联型产物，本身是酸性的，须用碱或氨水中和至pH8-9才能被乳液粒子吸附，相互聚集达到增稠效果，有良好的触变性，施加应力粘度下降，应力消失粘度上升，提高中低剪切黏度，触变性大，屈服值大，分缔合型和普通碱溶胀型。特别是缔合型碱溶胀增稠剂耐水性好，不会被微生物降解，是理想的增稠剂。

聚氨酯类增稠剂是近年来新开发的缔合型增稠剂。分两种：疏水性强的具有假朔性，在增加高剪切的同时也显著提高中低剪切黏度，触变性较大；亲水性强的表现为牛顿型，低中剪切效率低，主要增加高剪切黏度，屈服值小，流动性好。缔合型聚氨酯类增稠剂这种缔合结构在剪切力的作用下受到破坏，黏度降低，当剪切力消失黏度又可恢复，可防止施工过程出现流挂现象。并且其黏度恢复具有一定的滞后性，有利于涂膜流平。聚氨酯类增稠剂分子上同时具有亲水和疏水基团，疏水基团与涂膜的基体有较强的亲合性，可增强涂膜的耐水性。

由于乳胶粒子参与了缔合，不会产生絮凝，因而可使涂膜光滑，有较高的光泽度。缔合型聚氨酯增稠剂许多性能优于其它增稠剂，但由于其独特的胶束增稠机理，因而涂料配方中那些影响胶束的组分必然会对增稠性产生影响。用此类增稠剂时，应充分考虑各种因素对增稠性能的影响，不要轻易更换涂料所用的乳液、消泡剂、分散剂、成膜助剂等。

水性涂料中增稠剂的选择及其应用

水性涂料从制备到成膜由制造、贮存、施工、流平四个过程组成。在不同过程中，对涂料体系粘度的要求也不同。例如在贮存期间，需要长期保持较高的低剪切粘度，阻止分散颗粒因重力作用而下沉，避免涂料分层给“开罐效果”带来不良影响；在施工过程则希望粘度适中，既能保证刷涂流畅，又能保证一定成膜厚度来提高遮盖力；施工后粘度应在短时间内恢复，以利于涂膜的流平，流平后粘度应迅速恢复到很高以防止流挂。乳胶漆在不同过程中所受的剪切力不同，因此对粘度的要求就是对不同剪切速率下粘度的要求。变动乳液浓度和涂料中其他固体物质的浓度可调节粘度，但调节范围非常有限，必须采用添加增稠剂的方法加以解决。

1生产在颜料、填料的分散阶段，提高分散物料的粘度而有利于分散。

2贮存将涂料中的颜料、填料微粒包覆在增稠剂的单分子层中，并由于稠度的增加，改善了涂料的稳定性，防止颜填料的沉底结块，水层分离。其抗冻融性及机械性能提高。

3施工能调节涂料的粘稠度，并呈良好的触变性，在滚涂及刷涂的高剪切率下，粘度下降而不费力。在涂刷后，剪切力消除，则恢复到原来的粘度，使厚膜不流挂，沾漆时不滴落，滚涂时不飞溅。它又能延迟涂膜失水速度，使一次涂刷面较大。

增稠剂使用注意事项

1 HEUR增稠剂为粘稠水溶液，其中加有二醇或二醇醚作为共溶剂，固含量为20%～40%。共溶剂的作用在于抑制缔合，否则此类增稠剂在相同浓度下呈凝胶状态。同时溶剂的存在，可避免产品受冻，但冬天必须温热后方能使用。

2低固、低粘的产品易于处置，可散装运输贮存。因此，有些HEUR增稠剂有不同固含量的同种产品供应。低粘度增稠剂的共溶剂含量较高，使用时涂料的中剪粘度会稍低，可通过减少配方中其它地方添加的共溶剂来抵消其影响。

3在合适的搅拌条件下，低粘度的HEUR可直接添加到乳胶漆中。