PUR增稠剂的作用机理与在水性涂料中的应用

..概况水性涂料都采用增稠剂，为系统提供理想的流变性能。除了传统的增稠剂，如高分子量纤维强的牛顿流动特性，其流平性能、一次刷涂厚度和耐擦洗性都是最佳的。PUR增稠剂的增稠作用机理为分子里含的疏水和亲水成分。1.介绍明显增加。其中，最重要的原因是这种水性涂料更环保。作为高光泽、易于施工、具有良好题，如润湿性能、泡沫的形通常，通过纤维素增稠剂的辅助作用，来调节常规乳胶漆的流变性。这种涂料的流变性能与传统醇酸树脂涂料不同。该乳胶漆的粘度曲线(流变性)表现出粘度与剪切速率的一种非线性相关关系。剪切速率的增加将引起粘度(结构粘度)的减少。至于醇酸树脂涂料，当粘度出现少量减少时，涂料的结构粘度即降低。这种流变性的不同说明了乳胶漆和醇酸树脂涂料在流动性能和涂层厚度上的不同。而聚氨酯或PUR增稠剂是流变助剂领域中一个最重要的成果。这种缔合型增稠剂用于水性涂料配方，这些涂料的流变性能与醇酸树脂涂料一致。该文将详细说明这种PUR增稠剂系列的性能和用途，并与传统增稠剂相比较。2.流变学流变学是研究物质流动性能的一门科学。2.1流动行为和流动液体流动分为层流和湍流。如果人们将平行、无限薄的几个液体层(我们可以将它看作液体的组成)相对移动到另一层，没有出现液体层混合，这种液体流动为层流。如果液体层出现混合，这种流动即为扩散流动。当引入的大量能量(用于引起液体流动)消失并且不用于实1/92/9..用数学数语解释。在涂料的生产和应用中，层流是最主要的液体流动方式。2.2剪切应力、剪切力和粘度层施加力，力的方向与各层界面并行。层的表面面积为K(牛顿)这种应力为剪切应力，用τ表示。该剪切应力是引起相邻两层液体相对移动的力。由于全部体积液体的最上层施加的剪应力，推动该层按照力的方向流动。由于相邻液层通过剪应力承受该液层，该液层不能自由流动。反过来，该液层通过剪应力支持相邻液层。等等。地粘附在此表面，不会移动。根据其距离，划分流速差值，得到剪切速率D(即剪切力梯度和剪切力速度)。如果指τ与D之间的商数为粘度系数η，简称为“粘度”。η＝τ／D＝牛顿·sec／m或2帕斯卡·sec(Pa.s)粘度是流动阻力的度量，通过流动阻力，防止液体变形。2.3流变行为的测量仪器泛用于涂料工业的粘度计，即Brookfield和Stormer粘度计进行测量。塑性流动特性，粘度计不适合测量高剪切速率围 (1,000sec－1以上)，因而不能提供涂料在施工中的有关粘度性能的数据。能够在较广剪力eRotoviscoFerrantiShirleyContravesRheomat可以通过使用一种测量中度围的粘度计(如Brookfield，Stormer)和一种测量较高围的设施(如ICICone和平板粘度计)来达到一种折中方案。3.用于涂料的增稠剂碱溶性丙烯酸增稠剂聚氨酯增稠剂3/9..3.1纤维素增稠剂羟乙基纤维素：羟丙基甲基纤维素：羧甲基纤维素：纤维素分子是一种高分子链，包括多个脱水葡萄糖单元。通过分子间的和分子氢键的形成，以与水合作用(图3)和分子链的链缠结，增加粘度。换句话说，纤维素增稠剂增稠水相，该增稠作用不受连结料、颜料和助剂的影响。这种分子链较长、有分支，部分呈卷曲状。在其余情况下，分子链处于理想的无序状态(高粘度)。随着剪切速率的增加，分了逐渐与流动方向平行，这使一个分子到另一个分子之间的滑动更为容易，即低粘度(参考文献2)。因而，这种纤维素增稠剂表现出假塑性和结构粘度。通过高分子量的纤维素醚，可获得明显的假塑流动性能。现将纤维素增稠剂的正面影响和负面影响总结如下：通用负面影响假塑性喷涂4/9..覆盖力水敏感性3.2多糖的正面影响和负面影响的总结如下：负面影响重复性差价格在实践中，这些增稠剂在涂料工业中没有起着重要作用。3.3丙烯酸酯异丁烯酸(含有异丁烯酸甲酯、丙烯酸乙酯)的共聚物和三元共聚物。斥作用，溶液的粘度增加。与纤维素增稠剂相反，因为通过分子链的盘屈来增加粘度，并且分子量比较低，所以粘度的增加程度较小。与纤维素增稠剂相比，的耐水溶胀性产生了影响，并且导致颜料的絮凝。最后，大量羧酸基吸附在常规颜料表面，如二氧化钛。多种羧基出现在同一分子里，长分子链可以形成桥键，其距离足以连接两个单独的颜料颗粒。聚丙烯酸酯增稠剂的正面影响和负面影响总结如下：与颜料浆的兼容性负面影响5/9..中间涂层的附着力保水性3.4无机增稠剂膨胀土是最有名的无机增稠剂之一。用特定有机化合物活化后可以获得用于水性涂料的增稠剂(参考文献3)。这些增稠剂专门用于工业涂料和触变性涂料，其性能如下：不流动负面影响混溶性3.5PUR增稠剂酯增稠剂货PUR增稠剂是水性涂料助剂领域最重要的发展之一。这种人工合成的增稠剂基于可溶于水的聚氨酯，分子量相对较低(约10,000到50,000)。它们为水性涂料配方提供与醇酸树脂类似的流变性能。PUR增稠剂的性能总结如下(与纤维素增稠剂相比)：与醇酸树脂类似的流变性遮盖力6/9..使用滚筒涂刷时，防止涂料飞溅负面影响与含乙二醇的调色漆的兼容性状。将二异氰酸酯与二元醇和亲水性封闭剂反应，即得到PUR聚合物。以下为一结构式：同段：2)3)几个亲水段氨酯基脂酰、十二烷基苯基和壬基烷基。影响粘度增加的决定性因素是每个分子包括至少两个疏水端段。亲水段为聚醚和聚酯。该实例为顺丁烯二酸乙二醇聚酯和剂的产品特性不仅由这些基础成分决定，而且由疏水段和亲水段的比例决定。5增稠机理一分子的出现表明一种特定的表面活性。在水溶液中，只有在一定的特征浓度下，才能形成胶束。与单体型表面活性剂相反，一样的PU增稠剂分子可以出现在多个胶束里(参考文献1)，该结构可以减少水分子的运动，增加粘度。作用更大。由PUR分子含有至少2个疏水段(请参阅第4条)，通过PUR分子可以将两个乳液聚合物粒子7/9..连在一起，形成一种“骨架”。聚合物粒子以几乎一样的方式与PUR分子胶束连接(参阅图7)。与聚合物粒子缔结的程度取决于疏水基团的特性和乳液聚合物粒子。因此，与大粒径乳液相比，较细的乳液(总表面更大)更容易被PUR增稠剂增稠。PUR机械作用，可以得到良好的牛顿流动性能。2)胶束和形成和/或PUR之间胶束的形成；3)与乳液聚合物粒子缔合。降低(参考文献1)。6.1流变性的高粘度能增加抗刷性。由于PUR分子的相对低分子料含量的乳胶漆，并且通常与纤维素增稠剂联用。8/9..6.2缔合3%水溶液(或水与乙二醇混合物)，作为一个生产批次的原料，或研磨制备成补救性增稠剂。只有在与乳液粒子缔合时，才能达到最佳粘度增加性能。根据缔合的可能性，需要一定的成熟时间，2小时到2天。为了调节流变性，建议先调节高剪切速率时的粘度。该粘度与浓度的粘度可能会很高，以确保良好的流平性能。乙二醇或乙二醇醚的添加能降低该围的粘度。聚乙二醇类助剂和表面活性剂也可以达到此种效果。这些表面活性剂能防止与乳液粒子的弱性缔合键的形成。6.3涂料配方常用于涂料配方的许多成分会影响PUR增稠剂的功效。根据上述增稠模式(也就是缔合和胶束的形成)，可以清楚地看出这些成分会影响PUR增稠剂与聚合物粒子之间的缔合，并且这种胶束的形成也会影响PUR增稠剂的增稠作用。在此，我们将提与以下方面：b)水溶性有机溶剂，如乙二醇、乙二醇醚等。水溶性有机溶剂可以减弱胶束的形成，因为减小了胶束与连续相的界面力差与胶束的数目，所以它们对骨架形成的贡献减少。c)分散剂，如低分子量的聚丙烯酸酯，通常用于分散和稳定水性涂料中的颜料。根据戴尔加昆－兰道－费尔韦－奥弗贝克理论(关于分散稳定性的理论)，聚合电解质可以增加胶束中的分子数量。这意味着较低纯度的增稠剂分子可用于胶束或聚合物粒子的架桥。因此，骨架的强度降低。d)水溶性成分，如成膜助剂、消泡剂。水溶性成分通常具有增加粘度的作用。由于此种间的距离降低。因此，一些9/9.UR度(参考文献1)。该“溶剂”同样能软化聚合物粒子表面，因而增加PUR分子疏水基团的粘附货吸附性。6.4涂料性能降低涂膜的吸水性。然而，很显然，各种不同的PUR增稠剂之间有很大的差别，其疏水成分的组成和数量起着决定性作用。增稠剂PUR增稠剂II重量比%增稠剂素聚丙烯酸酯