乳胶漆的基本概念和成份-分散剂和增稠剂课件

1、乳胶漆的主要组份乳胶漆水聚合物乳液溶剂颜填料助剂成膜助剂防冻剂颜料遮盖聚合物填料分散剂增稠剂润湿剂消泡剂防微生物剂内容分散剂简介分散的基本概念和分散剂的定义分散剂的分类分散剂的作用机理增稠剂介绍分类分子结构增稠机理增稠效果性能特点影响因素增稠剂选择分散剂与增稠剂的配合使用颜料的分散过程颜料的分散包括三个过程：润湿颗粒表面：气固界面被液固取代的过程。由于水的表面张力较高，一般都需要加入润湿剂。打破颜料絮凝：颜填料粒子在贮存的过程中，会因为范德华力相互聚集成为聚集体。需要剪切力将这种聚集体分开。稳定已分散粒子：颜填料分散之后，仍有相互聚集的趋势，及絮凝倾向，因此需要将已分散的粒子稳定起来，也就是保

2、护起来。否则，絮凝会导致遮盖力等性能的下降。分散剂主要起到稳定的作用。什么是分散剂？分散剂是在颜料的分散过程中帮助润湿，降低浆料粘度使分散容易，并且使分散后的颗粒稳定地悬浮在液体中的助剂。分散剂发生作用的前提是在颜填料表面的吸附。小分子分散剂胺类AMP (2-氨基-2-甲基-1-丙醇 )DMAE (二甲基-1-氨基-1-乙醇)磷酸盐类KTPP (三聚磷酸钾)TSPP (三聚磷酸钠)羧酸类柠檬酸优点成本低 良好的初始分散效果缺点长期分散稳定性差高分子分散剂多元酸均聚物多元酸共聚物亲水型疏水型COOCOOCOORRRCOOCOOCOOCOOCOOCOO分散剂的作用机理 空间稳定分散剂吸附在颗粒表面

3、，当吸附层达到一定厚度时（89nm），其排斥力足以保护粒子不致聚集。高分子分散剂吸附于颜料表面，可以形成厚达50nm的吸附层，而且聚合物有多个吸附点，可以此下彼上，不会脱离颜料，从而可以很好的起保护作用。空间排斥如何确定分散剂的用量分散剂用量浆料粘度最佳分散剂用量一般推荐分散剂用量为最佳用量的1.5到2倍增稠剂的分类增稠剂/流变改性剂无机增稠剂非缔合型缔合型纤维素醚类碱溶性丙烯酸乳液疏水改性碱溶性丙烯酸乳液非离子型聚氨酯疏水改性纤维素醚类乳胶漆常用增稠剂的分子结构纤维素醚类增稠剂 非离子聚氨酯增稠剂 (聚氨酯)(Hydrophobically modified Ethylene oxide U

4、Rethane)疏水改性碱溶性乳液 (HASE)(Hydrophobically modified Alkali Soluble Emulsion)纤维素醚类增稠剂增稠水相(氢键)(环状分子)刚性纤维素衍生物, 通过取代纤维素主链上的烷基不同得到不同产品其中R和R” 是：a) CH3b) CH2COONac) CH2CH3d) CH2CH2OHe) CH2CH2CH(OH)CH3f) CH2CH(OH)CH3羧甲基纤维素钠（SCMC) （b）羧甲基2-羧乙基纤维素钠（b+d）羟乙基纤维素(HEC) （d） Natrosol 250 HBR甲基纤维素（MC） - (a)2-羟丙基甲基纤维素(HP

5、MC) （a+f）2-羟乙基甲基纤维素(HEMC) (a+d)2-羟丁基甲基纤维素(a+e)2-羟乙基乙基纤维素(HEMC) (c+d)2-羟丙基纤维素(HPC) (f)非离子型聚氨酯增稠剂(聚氨酯)分子结构(Hydrophobically modified Ethylene oxide URethane) 线型类支链类疏水基团亲水主链聚氨酯链接增稠乳液相(分子)柔性常用增稠剂的增稠机理 -羟乙基纤维素HEC巨大的水合体积 (分子量: 10万 100万)粘度取决于分子量和极性基团的水合能力HH OHH OHH OHH OHH OHH O常用增稠剂的增稠机理 -聚氨酯缔合型增稠剂 -具有与表面活

6、性剂类似的分子结构非离子表面活性剂 (分子量: 几百 几千)疏水基团亲水端 线型类支链类疏水基团亲水主链聚氨酯链接聚氨酯缔合型增稠剂(分子量: 5万 10万)常用增稠剂的增稠机理 -聚氨酯缔合型增稠剂 -增稠剂与乳液粒子的缔合水相中结构与乳胶颗粒作用胶束结构乳胶颗粒常用增稠剂的增稠机理 - HASE类缔合型增稠剂碱性环境pH 3-4，乳液形态pH 7-10，单分子链状态COO-COO-粘度上升, 体系增稠COOHCOOHpH粘度6.2-6.57.5常用增稠剂的增稠机理 - HASE类缔合型增稠剂 -增稠水相及乳液相乳液乳液乳液- -(分子量: 几万 几十万)常用增稠剂的增稠效果 -纤维素醚类增

7、稠剂 -易造成体积限制絮凝水常用增稠剂的增稠效果 -纤维素醚类增稠剂 -易造成体积限制絮凝增稠前增稠后常用增稠剂的增稠效果-缔合型增稠剂 -不会造成体积限制絮凝水相中结构与乳胶颗粒作用胶束结构乳胶颗粒常用增稠剂的性能特点-纤维素醚类增稠剂优势增稠效率高配方相对简单粘度稳定性好,对 pH 及涂料中其它组份敏感性小局限性易受微生物侵蚀施工时抗飞溅性差流平及光泽展现差生产操作不便(干粉、水溶液、溶液浆）滚涂飞溅示意图纤维素增稠剂HASEHEUR常用增稠剂的性能特点- HASE类缔合型增稠剂优势生物稳定性好-抗生物降解优良的抗飞溅性与纤维素醚类增稠剂及ASE比较，漆膜丰满度和流平性改善液体形式供货，生

8、产操作简单低成本局限性使用时需调节pH耐水/耐碱性相对较差与分散剂配合使用不当时可能造成颜料絮凝或光泽下降增稠效率受乳液、PVC、体积固含量等多种因素的影响对表面活性剂/醇类溶剂/分散剂等较敏感影响增稠剂增稠效率的因素乳液粒径大小乳液的种类与表面活性剂的相互作用与有机溶剂的相互作用颜料体积浓度(PVC)的影响体积固体含量(VS)的影响乳液粒径大小的影响聚氨酯增稠剂浓度增稠剂在乳液上的吸附聚氨酯50 nm90 nm140 nm340 nm600 nm乳液种类影响 - 乳液的稳定形式表面活性剂乳胶颗粒表面活性剂稳定?亲水聚合物乳胶颗粒胶体稳定与表面活性剂的相互作用表面活性剂与表面活性剂的相互作用0

9、2004006008001000120014001600180000.20.40.60.81表面活性剂用量Wt % Brookfield 粘度 cpsTriton X-15 (HLB=3.6)Triton N-57Triton X-114 (HLB=12.4)Triton GR-7M (Anionic)与有机溶剂(水溶性)的相互作用020040060080010001200140016001800051015202530溶剂用量Wt % Brookfield 粘度 cps异丙醇乙二醇丙二醇甲基卡必醇丁基卡必醇异丙醇增稠剂选择 - 不同增稠剂性能比较性质纤维素疏水碱溶性聚氨酯抗飞溅性差很好优流平

10、性差尚好-优优漆膜丰满度低尚好-优优高光泽潜力低尚好-优优配方敏感性不敏感中度-敏感敏感pH敏感性不敏感中度敏感不敏感耐擦洗性-取决于配方优于纤维素增稠剂耐碱性很好不好-好优于纤维素增稠剂抗腐蚀性低低很好电解质敏感性不敏感中度-敏感不敏感生物稳定性差优优增稠剂选择 - 增稠剂流变性能比较（举例）(相同KU粘度条件下)高剪切粘度DR-73TT-615TT-935RM-2020NPRRM-8WSCT-275ASE-60DR-1RM-7DR-72HMHECHECRM-12W低剪切粘度RM-5000聚氨酯 类增稠剂疏水碱溶性类增稠剂缔合型增稠剂的应用举例剪切速率0.010.0010.010.11101

11、00100010 000粘度0.11101001000滞刷性,漆膜丰满度蘸漆量搅拌难易流挂,流平沉降低剪切粘度增稠剂RM-12W, TT-615, DR-72ASE-60中剪切粘度增稠剂 RM-8W, SCT-275,DR-1, TT-935高剪切粘度增稠剂RM-5000,RM-2020 NPRDR-73KU-斯托默 ICI 高剪切/秒-1Brookfield分散剂与增稠剂的配合使用不良搭配的症状:絮凝、返粗, 粘度不稳定(上升)微观分层流动性变差遮盖力下降光泽下降HASE 类增稠剂与分散剂的搭配COOCOOCOOCOOCOOCOOCOOCOO多元酸均聚物多元酸共聚物COOCOOCOORRR疏

12、水改性碱溶性乳液型增稠剂(HASE)的羧酸主链与分散剂竞争颜填料表面的吸附位。如果增稠剂粘附在颜填料上，就会造成桥式絮凝。(分子量: 几万 几十万)(分子量: 几千 几万)HASE类增稠剂与分散剂的不良配合-乳液乳液-颜料颜料多元酸共聚物分散剂HASE类增稠剂后果：粘度不稳定动性差光泽降低聚氨酯 类增稠剂与分散剂的搭配COOCOOCOORRRCOOCOOCOOCOOCOOCOO多元酸均聚物多元酸共聚物聚氨酯增稠剂的聚环氧乙烷骨架具有亲水性，在通常条件下能与水形成氢键。但如果暴露在高浓度离子环境中，会导致骨架脱水，使增稠剂不能溶解。离子强度高离子强度低实验结果举例多元酸均聚物 多元酸共聚物 HEUR HEUR+分层