常用的水性增稠剂有哪些?
常见的水性增稠剂有如下一些类别:
(1)无机增稠剂(气相法白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶)。
(2)纤维素醚(甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素)。
(3)天然高分子及其衍生物(淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂)。
(4)合成高分子(聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、改性石蜡树脂,卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡)。
(5)络合型有机金属化合物(氨基醇络合型钛酸酯)。
(6)印花增稠剂 包括 (分散增稠剂 涂料增稠剂 活性增稠剂 )
水性增稠剂有以下几种:
水溶性增稠剂、水性防沉增稠剂、水性覆膜胶增稠剂、水性高触变增稠剂、水性增稠剂、水性印花增稠剂、水性通用增稠剂、水性乳液增稠剂、水性密封剂增稠剂等等。
水性涂料因其自身的特点,以水或者水溶性醇醚作为溶剂,其粘度低,流变性能差,往往需要加入增稠剂来提高其流变性能。
增稠剂作用:
水性涂料用增稠剂能够显著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,一方面可以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,另一方面在施工过程中,能够防止涂料的流挂,保证涂料有很好的施工性能。
水性增稠剂
增稠剂有多种多样,目前常用的是纤维素醚及其衍生物类增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂(HASE)
和聚氨酯增稠剂(HEUR)。
纤维素醚及其衍生物
羟乙基纤维素(HEC)是1932年由Union Carbide公司首先实现工业化生产的,至今已有70多年的历史了。 目前,纤维素醚及其衍生物类增稠剂主要有羟乙基纤维素(HEC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、甲基纤维素(MC)和黄原胶等,这些都是非离子增稠剂,同时属于非缔合型水相增稠剂。其中在乳胶漆中最常用的是HEC,如 Aqualon公司的Natrosol 250 和Union Carbide公司的Cellusize QP等。
疏水改性纤维素(HMHEC)是在纤维素亲水骨架上引入少量长链疏水烷基,从而成为缔合型增稠剂,如Natrosol Plus Grade 330,331,Cellosize SG-100,Bermocoll EHM-100。其增稠效果可与分子量大得多的纤维素醚增稠剂品种相当。它提高了ICI粘度和流平性,降低了表面张力,如HEC的表面张力约为67mN/m,HMHEC的表面张力为55-65m
碱溶胀型增稠剂
碱溶胀增稠剂分为两类:非缔合型碱溶胀增稠剂(ASE)和缔合型碱溶胀增稠剂(HASE),它们都是阴离子增稠剂。
非缔合型的ASE是聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。这类增稠剂如Rohm Haas 公司的 ASE 60和Ciba公司的Viscalex HV-30。
缔合型HASE是疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。HASE增稠剂如Nopco公司的SN636,Rohm &Haas公司的TT—935等。但这种增稠剂也有含聚氨酯和不含聚氨酯的两类。 Elements公司开发了不含VOC和APEO的HASE增稠剂,
在配色漆时,当色浆用量约为4%-8%时,加入色浆后涂料的斯托默粘度约下降30KU-40KU,从而造成相同品种不同颜色涂料粘度不一致、流挂和贮存稳定性下降等问题。而专门开发的HASE增稠剂UCAR POLYPHONE T-900和T-901却对加入色浆不敏感,因此适用于待配色涂料和基础漆的增稠。
对于醋丙乳胶漆,可单独用UCAR POLYPHONE T-900,或以UCAR POLYPHONE T-900为主,加少量UCAR POLYPHONE T-901。
对于细粒径的纯丙和苯丙乳胶漆,应以UCAR POLYPHONE T-901为主,配少量UCAR POLYPHONE T-900。
聚氨酯增稠剂和疏水改性非聚氨酯增稠剂
聚氨酯增稠剂简称HEUR,是一种疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物,属于非离子型缔合增稠剂。 HEUR是由疏水基团、亲水链和聚氨酯基团三部分组成。疏水基团起缔合作用,是增稠的决定因素,通常是油基、十八烷基、十二烷苯基、壬酚基等。亲水链能提供化学稳定性和粘度稳定性,常用的是聚醚,如聚氧乙烯及其衍生物。HEUR分子链是通过聚氨酯基团来扩展的,所用聚氨酯基团有IPDI、TDI和HMDI等。
缔合型增稠剂的结构特点是疏水基封端。但有些市售HEUR两端疏水基取代度低于0.9,最好的也只1.7。 应严格控制反应条件,以获得分子量分布窄的和性能稳定的聚氨酯增稠剂。大多数HEUR是通过逐步聚合法合成的,因此市售HEUR一般是宽分子量的混合物。