水性涂料用增稠剂的研发进展

2020-10-08 17:39:51

从20 世纪80 年代开端, 中国涂料助剂需求量开端敏捷增加。国际许多助剂跨国公司都进入了中国市场,国内助剂公司也有一系列商品推向市场。但与跨国公司比较, 国内公司的商品在系列化和商品功能上还存在必定距离, 一些商品开发还处于仿照期间,往后大概集中精力开发咱们的特征商品。为了满意环保的需求,应扩展水性涂料助剂的市场份额,缔合型增稠剂在水性涂猜中现已成功地运用了数十年。可是,传统商品通常会将有些有机溶剂引进水性系统,因而,近来的开发方向是液体缔合型无溶剂增稠剂。对聚丙烯酸增稠剂增加某些物质进行共聚改性,与其它增稠剂复配也是当前研发的重要内容。新型改性纤维素增稠剂,其相对分子质量较低,飞溅性小,能与乳胶涂料中的颜填料产生缔合作用,形成三维网状结构,保证乳胶涂料的稳定性。对水溶性的聚丙烯酸盐增稠剂进行改性, 可使其性能有进一步的提高。近来,由于对乳胶涂料的耐水性和施工性能提出更高的要求, 疏水性增稠剂得到了新的发展。如英国Allied Colliod 公司的RheovisCR 就是这类增稠剂品种之一。它是在传统的碱活化丙烯酸乳液增稠剂分子支链上接上反应型表面活性剂, 其较长的疏水端基在水中彼此形成胶束, 使增稠形式由线性结构变成网状结构。丙烯酸缔合型增稠剂的施工性、遮盖力、流平性、抗流挂性、耐电解质性和后增稠性等优于醋酸乙烯-丙烯酸类和非缔合型增稠剂; 反应型表面活性剂的化学结构对缔合型增稠剂的流变性有显著影响。反应型表面活性剂的亲水基越长,增稠剂的使用量越小;疏水基为十二碳左右,耐电解质性能最好; 没有疏水基的聚醚型反应型表面活性剂,稳定性很差。缔合型增稠剂与表面活性剂的相互作用, 两者都是通过吸附到涂料组分的颗粒表面而起作用, 所以配方中表面活性剂用量过多会导致缔合型增稠剂从乳胶粒表面置换出来进入连续相,从而抑制缔合型增稠剂的缔合能力,导致涂料的流平性、光泽及遮盖力下降。分散剂与缔合型增稠剂之间也存在相互作用, 并且两者的相容性对乳胶漆的稳定性影响很大。改性环氧乙烷聚氨酯嵌段共聚物增稠剂在多元酸均聚物分散剂存在时会发生盐析,宜与多元酸共聚物分散剂配合使用。

        国外最近开发了一种液态流变助剂, 这种助剂是以脲官能团改性的吡咯烷酮的溶液。当加入涂料中时,沉淀为微细的针状物,与成膜物有很近的折光率,故几乎看不见。这些针状物能形成三维结构,它的流变性比有机膨润土有更高的低剪切速率下的黏度和更低的高剪切速率下的黏度, 在储存中的防沉底效果远比气相二氧化硅、有机膨润土及聚酰胺好。目前常用的增稠剂有纤维素醚及其衍生物类、缔合型碱溶胀增稠剂和聚氨酯增稠剂。纤维素醚及其衍生物类增稠剂主要有羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素等。疏水改性纤维素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,其增稠效果可与相对分子质量大得多的纤维素醚增稠剂品种相当。碱溶胀增稠剂分为两类:非缔合型碱溶胀增稠剂和缔合型碱溶胀增稠剂。聚氨酯增稠剂是一种疏水基团改性乙氧基聚氨酯水溶性聚合物, 属于非离子型缔合增稠剂。环境友好的缔合型聚氨酯增稠剂开发已受到普遍重视,都是不含VOC 和APEO 的缔合型聚氨酯增稠剂,除了线性缔合型聚氨酯增稠剂,还有梳状缔合聚氨酯增稠剂。改性聚脲增稠剂是BYK 公司开发的。它的增稠机理是既有氢键作用,也有端基缔合作用,与一般增稠剂比较,防沉降和抗流挂性能好。

       湿润剂的发展趋势之一是逐步取代聚氧乙烯烷基(苯)酚醚(APEO 或APE)类湿润剂。在乳液聚合时,聚氧乙烯烷基(苯)酚醚被广泛用作乳化剂。双胞表面活性剂也是新发展, 是由间隔基连接的两个双亲分子, 双胞表面活性剂最显著的特点是临界胶束浓度(CMC)比其“单胞”表面活性剂低一个多数量级,其次是高效。传统的表面活性剂具有一个疏水基的尾和一个亲水基的头, 而这种新表面活性剂却具有两个亲水基和两个或三个疏水基, 是一种多功能表面活性剂,称为乙炔二醇类。近些年来,分散剂的研究克服了高分子量会产生絮凝的问题, 向高分子量发展是其趋势之一。如采用乳液聚合法生产的高分子量分散剂是专为水性工业涂料而开发的, 适用于有机和无机颜料分散,耐水性好。通过酸碱作用或氢键作用,氨基对许多颜料都有很好的亲和力。以氨基丙烯酸为锚固基的嵌段共聚分散剂得到重视。它以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为锚固基的分散剂。湿润分散剂用于水性汽车漆中不仅能使颜料定向,而且可阻止铝粉与水反应。


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