涂料科普:水性增稠劑的種類及性能
增稠劑有多種多樣,目前常用的是纖維素醚及其衍生物類增稠劑、締合型堿溶脹增稠劑(HASE)和聚氨酯增稠劑(HEUR)。
纖維素醚及其衍生物
羥乙基纖維素(HEC)是1932年由UnionCarbide公司首先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的,至今已有70多年的歷史了。
目前,纖維素醚及其衍生物類增稠劑主要有羥乙基纖維素(HEC)、甲基羥乙基纖維素(MHEC)、乙基羥乙基纖維素(EHEC)、甲基羥丙基纖維素(MHPC)、甲基纖維素(MC)和黃原膠等,這些都是非離子增稠劑,同時屬于非締合型水相增稠劑。其中在乳膠漆中最常用的是HEC,如Aqualon公司的Natrosol250和UnionCarbide公司的CellusizeQP等。
疏水改性纖維素(HMHEC)是在纖維素親水骨架上引入少量長鏈?zhǔn)杷榛?,從而成為締合型增稠劑,如NatrosolPlusGrade330,331,CellosizeSG-100,BermocollEHM-100。其增稠效果可與分子量大得多的纖維素醚增稠劑品種相當(dāng)。它提高了ICI粘度和流平性,降低了表面張力,如HEC的表面張力約為67mN/m,HMHEC的表面張力為55-65m
堿溶脹型增稠劑
堿溶脹增稠劑分為兩類:非締合型堿溶脹增稠劑(ASE)和締合型堿溶脹增稠劑(HASE),它們都是陰離子增稠劑。
非締合型的ASE是聚丙烯酸鹽堿溶脹型乳液。這類增稠劑如RohmHaas公司的ASE60和Ciba公司的ViscalexHV-30。
締合型HASE是疏水改性的聚丙烯酸鹽堿溶脹型乳液。HASE增稠劑如Nopco公司的SN636,Rohm&Haas公司的TT—935等。但這種增稠劑也有含聚氨酯和不含聚氨酯的兩類。
Elements公司開發(fā)了不含VOC和APEO的HASE增稠劑,
在配色漆時,當(dāng)色漿用量約為4%-8%時,加入色漿后涂料的斯托默粘度約下降30KU-40KU,從而造成相同品種不同顏色涂料粘度不一致、流掛和貯存穩(wěn)定性下降等問題。而專門開發(fā)的HASE增稠劑UCARPOLYPHONET-900和T-901卻對加入色漿不敏感,因此適用于待配色涂料和基礎(chǔ)漆的增稠。
對于醋丙乳膠漆,可單獨用UCARPOLYPHONET-900,或以UCARPOLYPHONET-900為主,加少量UCARPOLYPHONET-901。
對于細(xì)粒徑的純丙和苯丙乳膠漆,應(yīng)以UCARPOLYPHONET-901為主,配少量UCARPOLYPHONET-900。
聚氨酯增稠劑和疏水改性非聚氨酯增稠劑
聚氨酯增稠劑簡稱HEUR,是一種疏水基團改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物,屬于非離子型締合增稠劑。
HEUR是由疏水基團、親水鏈和聚氨酯基團三部分組成。疏水基團起締合作用,是增稠的決定因素,通常是油基、十八烷基、十二烷苯基、壬酚基等。親水鏈能提供化學(xué)穩(wěn)定性和粘度穩(wěn)定性,常用的是聚醚,如聚氧乙烯及其衍生物。HEUR分子鏈?zhǔn)峭ㄟ^聚氨酯基團來擴展的,所用聚氨酯基團有IPDI、TDI和HMDI等。
締合型增稠劑的結(jié)構(gòu)特點是疏水基封端。但有些市售HEUR兩端疏水基取代度低于0.9,最好的也只1.7。
應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,以獲得分子量分布窄的和性能穩(wěn)定的聚氨酯增稠劑。大多數(shù)HEUR是通過逐步聚合法合成的,因此市售HEUR一般是寬分子量的混合物。
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