时间: 2024-06-15 09:43:15 | 作者: 特种活性剂
随着人们环保的政策意识的增强以及国家环保政策的大力鞭策，发展以水作为溶剂无 VOC排放的水性涂料势在必行，这也成为涂料厂家争相开发的重点。
水性涂料因其自身的特点，以水或者水溶性醇醚作为溶剂，其涂料粘度低，流变性能差，往往需要加入增稠剂提高其流变性能。
水性涂料用增稠剂能够明显提高涂料的流变性能，有助于提高涂料的假塑性，当使用高剪切速率时，涂料能够很容易变稀，当停止剪切或者低剪切力时，涂料又能够增稠，这些特点，一方面能够提高涂料的储存稳定性，避免涂料里颜填料的沉降，同时在喷涂过程中，有助于水性涂料的雾化，另一方面在施工全套工艺流程中，能预防涂料的流挂，保证涂料有很好的施工性能。
水性涂料中增稠剂，根据种类的不同，目前可分为纤维素类，丙烯酸酯类，聚氨酯缔合型、聚酰胺蜡类以及无机增稠剂。
纤维素类增稠剂是发展历史最久，也是使用最广泛的一类增稠剂，按照其分子结构分甲基纤维素，羧甲基纤维素，羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等，其中最常用的羟乙基纤维素(HEC)。
纤维素类增稠剂起增稠机理是主要利用其结构上的疏水主链与水形成氢键，同时其结构上的其他极性基团相互作用，搭建三维网状结构，提高聚合物流变体积，限制聚合物的自由移动空间，来提升涂料的黏度。当施加其上剪切力时，三维网状结构被破坏，分子间的氢键消失，粘度降低，当撤去剪切力时，氢键重新形成，三维网状架构被重新建立，从而确保涂料能够拥有良好的流变性能。
纤维素类增稠剂其结构上富有丰富的羟基以及疏水链段，其增稠效率很高，对 PH不敏感，但由于其本身耐水效果不好，而且影响漆膜的流平性，易受微生物降解等缺点，其实际主要使用在大多数都用在乳胶涂料。
碱性溶胀的聚丙烯酸增稠剂 这是一种交联的共聚物乳化体，共聚物是以酸的形式和非常小的颗粒状态存在的，外形呈乳白色，粘度比较低，在低 pH值时有良好稳定性，并且不溶于水。当加入碱剂时即转化为清晰的高溶胀分散体。它的增稠作用是用氢氧化物中和羧酸基而产生的。当加入碱剂以后，几乎立即使不易电离的羧酸基转变为离子化的羧酸铵盐或金属盐形式，结果沿着共聚物大分子链阴离子中心产生静电排斥效应，使交联的共聚物大分子链迅速扩张与伸展开来。局部溶解和溶胀的结果，使原来颗粒猛增许多倍，粘度明显提高。由于交联不可以真正地溶解，因此，成盐形式的共聚物，可以看成颗粒被急剧增大了的共聚物分散体。
聚丙烯酸类增稠剂增稠效率高，增稠速度快，生物稳定性高，但对 pH值敏感、耐水性不佳、低光泽等问题。
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，可防止施工全套工艺流程出现流挂现象。并且其黏度恢复具有一定的滞后性，有利于涂膜流平。聚氨酯增稠剂的相对分子质量(数千至数万)比前两类增稠剂的相对分子质量(数十万至数百万)低得多，不会助长飞溅。纤维素类增稠剂高度的水溶性会影响涂膜的耐水性，但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，流平性好，因而可使涂膜光滑，有较高的光泽度。
水性聚酰胺蜡是一种酰胺盐类增稠剂，与丙烯酸酯类和聚氨酯类增稠剂相比较，触变指数高，不影响漆膜的透明性和光泽，同时其对水性银粉漆和水性木器漆（水性哑粉漆）具有非常好的防沉、排列定向作用，被广泛的用于水性银粉漆以及水性木器漆的制备。其作用机理主要是类似氢键和大分子缠结作用，以前者为主，目前国内关于这方面的工作还较少，主要被国外垄断，而且其价格较高，需要国内大力研究与开发。
无机增稠剂最重要的包含改性膨润土、凹凸棒等，其增稠剂具有增稠性强、触变性好、pH值适应范围广、稳定性高等优点。但由于膨润土是一种无机粉末，吸光性好，能明显降低涂膜表面光泽，起到类似消光剂的作用。所以，在有光乳胶涂料中使用膨润土时，要注意控制用量。纳米技术实现了无机物颗粒的纳米化，也赋予了无机增稠剂一些新的性能。
无机增稠剂的增稠机理很复杂，一般认为是内部电荷之间的排斥作用来提高涂料的粘度，由于其本身流平性差，对漆膜的光泽和透明性有影响，其一般大多数都用在底漆或者厚浆型涂料。
在实际涂料制备过程中，增稠剂的选择要考虑多方面的因素，比如与体系相容性、粘度的大小、储存稳定性、施工性能、成本等因素。作为涂料工程师，要熟知各个增稠剂的特点，在配方设计过程中，可以多个增稠剂相互搭配，充分的发挥各个增稠剂的优点，在满足性能的条件下，合理的控制成本。
随着增稠剂技术的一直更新，相信水性涂料的品质在不远未来肯定会更上一个层次。
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