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水性漆中增稠剂有哪些作用机理?

返回列表 发布日期: 2021-10-15 06:13:08

       水性体系不同于溶剂型体系,其粘度与合成树脂的分子量无关,而是取决于分散相的所谓粘度。目前对水性体系增稠的作用机理有多种说法,一般可以归纳为三个方面:水合增稠机理、静电排斥机理、缔合增稠机理。
       一.水合增稠机理
      纤维分子是一个由脱水葡萄糖组成的聚合链,通过分子内或分子间形成氢键,也可以通过水合作用和分子链的缠绕实现粘度的提高。
      纤维素增稠剂溶液呈现假塑性流体特征,静态时纤维素分子的支链和部分缠绕处于理想无序状态而使体系呈现高粘性。
 
高泰增稠剂
 
      随着外力的增加,剪切速率梯度的增大,分子平行于流动方向做有序排列,易于相互滑动,表现为体系粘度下降。
      与低分子量相比,高分子量纤维的缠绕程度大,在贮存时表现出更大的增稠能力。而当剪切速率增大时,缠绕状态受到破坏,剪切速率越大,分子量对粘度的影响越小。
      这种增稠机理与所用的基料、颜料和助剂无关,只需选择合适分子量的纤维素和调整高泰增稠剂增稠浓度即可得到合适的粘度,因而得到广泛应用。
      二.静电排斥增稠机理
      丙烯酸类增稠剂,包括水溶性聚丙烯酸盐及碱增稠的丙烯酸酯共聚物两种类型。
 
高泰增稠剂
 
      这类高分子增稠剂高分子链上带有大量的羧基,当加入氨水或碱时,不易电离的羧酸基转化为离子化的羧酸盐,结果沿着聚合物大分子链阴离子中心产生了静电排斥作用,使大分子链迅速扩张与伸展开来,提供了长的链段和触毛,同时分子链间又可吸收大量水分子,大大减少了溶液中自由状态的水。
      由于大分子链的伸展与扩张及自由态水的减少,分子间运动阻力加大,从而使乳液变稠。
      三.缔合增稠机理
      缔合型增稠剂是在亲水的聚合物链段中,引入疏水性单体聚合物链段,从而使这种分子呈现出一定的表面活性剂的性质。
      当它在水溶液的浓度超过一定浓度时,形成胶束。
      同一个缔合型增稠剂分子可以连接几个不同的胶束,这种结构抑制了水分子的迁移,因而可以提高水相的粘度。另外,每个高泰增稠剂分子的亲水端与水分子以氢键缔合,亲油端可以与乳胶粒子、颜料粒子缔合形成网状结构,导致了体系粘度增加。
      高泰增稠剂与分散相粒子的缔合可提高分子间势能,在高剪切速率下表现出较高的表观粘度,有利于提高涂膜的丰满度;随着剪切力的消失,其立体网状结构逐渐恢复,便于涂料的流平。
      增稠剂的增稠可以是某种增稠机理单独起作用,如非离子型纤维素增稠剂,丙烯酸类增稠剂,聚氨酯增稠剂;也可以同时存在多种增稠机理,如憎水改性丙烯酸类乳液、憎水改性羟乙基纤维素等。
 

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