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增稠剂在乳胶漆行业中的应用

发布时间:2017/02/13 点击量:0
可再分散性乳胶粉的环保应用

  乳胶漆是颜料、填料的分散体和聚合物分散体的混合物,必须使用助剂来调节其粘度,使之分别具有生产、储存和施工各阶段所需要的流变性能。这类助剂一般称为增稠剂,是能够增大涂料粘度,改善涂料流变性能的一类助剂,因而也称为流变增稠剂。就乳胶漆流变性能的要求来说,在储存阶段,应有较高的粘度以利于防止分层或沉淀;在施工阶段,乳胶漆受到高剪切速率的外力,要求有较低的粘度,刷涂时不拖刷,喷涂时雾化良好,辊涂时无拉溅。涂布后剪切消除,粘度虽恢复但不应太快,使之具有足够的流平时间。
  各种不同的增稠剂虽然都能够提高涂料的粘度,但由于涂料在生产、储存和施工各个阶段所受到的外加剪切速率不同,并要求涂料表现出相应的性能,因而需要的粘度也就不同。这样就需要使用不同性能的增稠剂以满足涂料在不同阶段所需要的粘度。
  增稠剂一般按其化学组成情况分成有机和无机等类别。目前应用的无机类增稠剂主要是膨润土;有机类增稠剂主要是纤维素类,丙烯酸类和聚氨酯类等。下面仅介绍常用流变增稠剂的主要特性及其在乳胶漆中的应用情况。
  1、膨润土
  膨润土的主要矿物成分为蒙脱石,蒙脱石层间带负电荷,像一个带负电的大阴离子,可以吸附阳离子、水和有机极性分子。膨润土的吸水性很强,能够吸附本身质量5倍的水;吸附水后体积增大,能够膨胀至干体积的几倍至十几倍,并形成凝胶状物质。膨润土在水中能够释放出带电微粒而起到分散剂的功能,可改善水性涂料的悬浮性,增强储存稳定性。聚乙烯醇、丙烯酸、羟乙基纤维素等有机分子中的—OH、—COOH、—CCOH等极性基团能够被蒙脱石的层间负电荷所吸引,使极性基团的一端插人层间,形成蒙脱石-有机复合物,这种复合物一旦形成,便具有不可逆性,脱水后则形成疏水物。因而,膨润土作为增稠剂不但不会影响涂料的耐水性,还能够使耐水性有所提高;蒙脱石与有机物相互交联,形成网状立体结构,提高涂料的悬浮性;其干燥后留在涂膜中能够起到填料的作用而提高遮盖力。
  由于膨润土的白度较低以及对涂料流平性的不良影响,在涂料中的应用受到限制,只能在中、低档内、外墙涂料和厚浆型乳胶漆中应用。在外墙涂料中,膨润土的使用有利于涂膜的耐水性且价格低,因而适量的使用具有较好的技术经济效益。膨胀土在颜料体积浓度高于临界颜料体积浓度的经济型内墙乳胶漆、普通外墙乳胶漆和厚浆型乳胶漆中有较多的应用;在低颜料体积浓度的有光或半光乳胶漆中几乎没有应用。有鉴于膨润土会影响涂料的流平性以及对颜色产生不良影响,故其使用就受到了限制。
  2、纤维素类增稠剂
  可应用于涂料的纤维素类材料有甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素等。纤维素类增稠剂的最大特征是增稠效果显著,并赋予涂料一定的保水作用,在某种程度上能够延缓涂料涂装时的干燥时间。纤维素类增稠剂还会使涂料具有一定的触变性,防止涂料储存中沉淀分层。但是,这类增稠剂同样会给涂料带来流平性不良的缺点,当使用高粘度型号的产品时尤其如此。纤维素属于微生物的营养物质,因而使用时应加强防霉措施。纤维素类增稠剂只能对水相增稠,对水性涂料中其他组分则无增稠作用,也不能使涂料中的颜料和乳液颗粒产生明显的相互作用,因而无法调节涂料的流变性。纤维素类增稠剂一般也只能提高涂料在低剪切速率和中等剪切速率下的粘度(一般称为KU粘度)。
  2.1羟乙基纤维素
  羟乙基纤维素产品的规格、型号主要是根据取代度和粘度区分。我国的无锡三友化工公司、石家庄金华纤维素公司、泸州天普精细化工厂、美国阿克隆公司(Agualon)、陶氏化学(Dow Chemica1)公司等都有各种粘度型号和取代度的羟乙基纤维素供应市场。羟乙基纤维素的品种除粘度的差别外,通过生产过程中的改性,还可以分正常溶解型,快速分散型和生物稳定型。就使用方法来说,羟乙基纤维素可在涂料生产过程中的不同阶段加入。快速分散型的可以干粉形态直接加人,但加人前体系的pH值应小于7,主要是利用羟乙基纤维素在低pH值下溶解较慢,有充分的时间使水能够浸润至颗粒内部,其后再将pH值提高,使之迅速溶解。也可以采用相应的步骤配制成一定浓度的胶液加人涂料体系中。
  2.2羟丙基甲基纤维素
  羟丙基甲基纤维素的增稠作用和羟乙基纤维素的基本相同,即提高涂料在低剪切速率和中等剪切速率下的粘度。羟丙基甲基纤维素具有抗酶降解性,但水溶性不如羟乙基纤维素,有受热会胶凝的缺点。对于经表面处理的羟丙基甲基纤维素,使用时可以直接加人水中,搅拌分散后,加人氨水等碱性物质,调节pH值为8~9,搅拌至充分溶解。对于未经表面处理的羟丙基甲基纤维素,使用时可以先用85℃以上的热水浸泡溶胀,待冷却至室温后再加冷水或冰水搅拌使之充分溶解。
  2.3甲基纤维素
  甲基纤维素的性能与羟丙基甲基纤维素相似,但随温度变化的粘度稳定性次之。
  羟乙基纤维素是乳胶漆中应用最广泛的增稠剂,在高、中、低档乳胶漆和厚浆型乳胶漆中均有应用。广泛用于普通乳胶漆、灰钙粉乳胶漆等的增稠。其次是羟丙基甲基纤维素,由于生产厂商的推动,也有一定的用量。甲基纤维素在乳胶漆中几乎没有应用,但在粉状内、外墙腻子中却得到大量应用,其原因是能够速溶,保水性好。高粘度的甲基纤维素可赋予腻子突出的触变性、保水性,使之具有良好的批刮性。
 

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