日期 2025-08-17
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增稠剂的分类及作用原理

 

随着环保理念的推进,越来越多的工业产品开始向着水性化转移,在这之中,中国的涂料市场也在迅猛发展,水性涂料的使用日益广泛,目前绝大多数的水性涂料都面对有流变性的困境,而此时,增稠剂的出现就能很好的解决这个问题。

增稠剂是一种流变助剂,不仅可以使涂料增稠,防止施工中出现流挂现象,而且能赋予涂料优异的机械性能和储存稳定性,对于粘度较低的水性涂料来说,是非常重要的一种助剂。

增稠剂的种类很多,主要有无机增稠剂(以膨润土为主)和有机增稠剂(纤维素类、碱溶胀型丙烯酸乳液类、缔合型聚氨酯类等)。但其中使用量大的还是羟乙基纤维素、碱溶胀型丙烯酸乳液、缔合型聚氨酯这三类。

纤维素类增稠剂(HEC)

纤维素类增稠剂(HEC)的作用主要是因为带有羟基的大分子链,既能与水发生强烈的水合作用又能产生分子链间缠绕,从而增加了水相黏度。

 

聚氨酯类增稠剂(HEUR)

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HEUR在乳胶涂料水相中很像大分子表面活性剂,可以形成胶束,亲水端与水分子以氢键缔合,疏水端与乳胶粒子、表面活性剂等的憎水结构以分子间配向效应吸附在一起,在水中形成立体网状结构。HEUR增稠剂相对分子质量(数千至数万)比前两类增稠剂的相对分子质量(数十万至数百万)低,水合后的有效体积增加较少,水相中分子间的缠绕有限,因而对水相增稠不足。增稠剂与分散相粒子间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黏度有利于涂膜的丰满;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。

丙烯酸类增稠剂(ASE&HASE)

丙烯酸类增稠剂包括丙烯酸盐及碱增稠的丙烯酸酯共聚物2种类型,丙烯酸盐类增稠剂通常为自增稠体系,在纯水体系中高速搅拌后也能快速增稠,通常适用于印染行业的浆料增稠,如我司的Enfinol AD303。

丙烯酸酯类增稠剂需调节pH至碱性,使羧酸根离解,从而通过羧酸根离子间的同性静电斥力使分子链由螺旋状伸展为棒状,进而提高水相的黏度。

丙烯酸酯类类增稠剂又可分为非缔合型增稠剂(ASE)和缔合型增稠剂(HASE),均为阴离子型的丙烯酸共聚乳液,其分子链上带有羧基基团,故大多呈现低pH。

为了增加分子链与乳胶粒子和颜料的作用,人们对ASE类增稠剂进行了憎水改性。憎水单体可以是某些常规非离子型的表面活性剂的甲基丙烯酸和丁烯酸酯,憎水基通常以乙烯基的形式在共聚中直接加入,憎水段通过短的聚环氧乙烷亲水段和连接基团与亲水碱溶基团直接相连,在增稠效果上HASE比ASE有更广泛的表现,如我司的Enfinol AD605。