PUR增稠剂的作用机理及在水性涂料中的应用
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聚丙烯酰胺作用与用途
聚丙烯酰胺是一种高分子化合物,其具有许多重要的作用和用途。
以下是一些关于聚丙烯酰胺的作用和用途的介绍。
1. 絮凝剂:聚丙烯酰胺被广泛用作污水处理中的絮凝剂。
它能够吸附细小的颗粒物质并形成较大的絮凝体,从而便于沉降和过滤,提高废水的净化效率。
2. 非离子型生物胶:聚丙烯酰胺可以用于生物化学领域中的细胞培养和病毒研究等。
它可以改善细胞的附着性和生长环境,促进细胞的增殖和分化。
3. 水性胶粘剂:聚丙烯酰胺具有良好的粘附性和黏度调节性能,常被用作水性胶粘剂的成分。
它可以用于纸张、纺织品和塑料等材料的粘接,提供良好的粘合强度和持久性。
4. 水性涂料:聚丙烯酰胺可以作为水性涂料的成膜剂,用于涂覆木材、金属和混凝土表面。
它能够形成坚韧、光滑的膜层,提供对表面的保护和装饰效果。
5. 高分子填充剂:聚丙烯酰胺可用作高分子填充剂,用于纸张、纺织品和塑料制品的增强和改性。
它可以填充材料的孔隙和缺陷,提高其力学性能和耐久性。
总之,聚丙烯酰胺具有广泛的应用领域,包括污水处理、生物化学、胶粘剂、涂料和填充剂等。
它的作用和用途在不同领域中都发挥着重要的作用。
聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种高分子聚合物,由丙烯酰胺单体聚合而成。
在工业和环境工程中,聚丙烯酰胺主要用作絮凝剂、黏合剂、增稠剂和土壤稳定剂。
它的作用机理可以从几个方面来理解:
1. 絮凝作用:聚丙烯酰胺作为一种絮凝剂,可以促进悬浮在水中的细小颗粒聚集成较大的团聚体(絮体),这样可以通过沉降或滤除的方式更容易地将这些团聚体从水中移除。
这通常通过其长链分子在水中形成的网状结构来实现,这种结构可以“捕捉”悬浮颗粒。
2. 增稠作用:在某些应用(如油田开采、造纸工业)中,聚丙烯酰胺可以作为增稠剂,增加液体的黏度。
它的高分子量和链状结构在溶液中形成的网状结构增加了流体的阻力,因此增加了黏度。
3. 黏合作用:由于其分子链中存在的极性基团,聚丙烯酰胺可以与固体表面形成物理或化学键合,使固体颗粒之间产生粘附作用。
这在土壤稳定化和纸张生产中很有用。
4. 土壤稳定剂:聚丙烯酰胺通过其黏合作用可以改善土壤的结构,增加土壤颗粒的聚合,从而减少水土流失。
5. 作为载体:聚丙烯酰胺还可以作为药物、农药等活性物质的载体,
通过其控制释放特性,实现逐渐释放活性成分的目的。
需要注意的是,聚丙烯酰胺本身是无毒的,但它的单体丙烯酰胺是神经毒素,有潜在的毒性和致癌性。
因此,在生产和使用聚丙烯酰胺时需要谨慎,避免未聚合的丙烯酰胺残留。
聚丙烯酰胺产品通常通过严格的生产工艺和净化步骤来确保安全使用。
增稠剂的工作原理
增稠剂是一种可以增加液体黏度的物质,在许多工业和日常应用中被广泛使用。
它们的工作原理可以通过以下几种方式实现:
1. 障碍作用:增稠剂的分子结构能够在液体中形成障碍,防止液体分子的流动。
这种障碍作用使得液体流动受到阻碍,从而增加了黏度。
2. 空隙填充:增稠剂能够填充液体中的空隙,增加液体粘度。
它们的分子形状和尺寸与液体分子不同,能够占据液体中的空隙,使得液体分子难以流动。
3. 分子间相互作用:增稠剂的分子之间可以通过相互作用力(如范德华力、氢键等)相连,形成一种类似于网状结构的网络。
这个网络能够阻碍液体分子的流动,从而增加液体的黏度。
4. 构型改变:增稠剂分子在液体中可以改变构型,使液体形成聚集体或凝胶,从而增加液体的黏度。
这种构型改变可以由增稠剂分子之间的相互作用引起。
总之,增稠剂的工作原理是通过一系列的物理和化学作用,使液体的流动受到阻碍,从而增加液体的黏度。
不同种类的增稠剂可能具有不同的工作原理,但都可以实现增加液体黏度的效果。
涂料中增溶剂的作用机理涂料中的增溶剂是指通过加入特定化学物质来改善涂料溶解性和流动性的化合物。
增溶剂在涂料中起到增加涂料溶解性、调整涂料黏度、改善涂料施工性能等作用。
下面将详细介绍增溶剂的作用机理。
增溶剂的作用主要有以下几个方面:1.扩大可溶性范围:涂料中的颜料、填料等成分普遍具有较低的溶解度,而增溶剂可以促使这些成分在涂料中溶解,提高涂料的均匀性和附着力。
增溶剂可以使涂料中的溶质与其溶剂之间的相互作用力改变,从而改变其溶解度。
增溶剂以吸引或引起颗粒分散为主要功能,如甲苯对于聚合物颗粒溶解起到了这种作用。
2.改变涂料的黏度:涂料的黏度直接影响其施工性能和涂膜质量。
增溶剂可以改变涂料的黏度,使其适应不同的施工方式和要求。
增溶剂与涂料树脂之间的相互作用会导致涂料黏度增加或减少,从而影响施工操作的难易程度。
如果涂料黏度过高,可以通过添加增溶剂来降低其黏度,使其更易于施工。
3.促进涂料的干燥:增溶剂可以促进涂料的干燥过程。
涂料在施工后需要干燥成固体膜,而增溶剂可以加速涂料中溶解度较低的成分的挥发,加快溶剂挥发的速度,加快涂料的干燥速度。
4.提高涂料的流动性:涂料的流动性是指涂料在施工过程中的流动性能。
增溶剂可以改变涂料的表面张力和粘度,使涂料更易于流动和涂刷,提高涂胚的平整度和光泽。
5.调整涂料的性能:增溶剂可以通过改变涂料中溶质与溶剂之间的溶解度和相互作用力来调整涂料的性能。
比如,增溶剂的加入可以提高涂料的抗冷热冲击性、耐酸碱性、耐候性等。
此外,增溶剂还可以起到增加涂料的稳定性、阻止胶絮等作用。
比如,增溶剂可以在涂料中形成一个稳定的溶液以保持涂料的均匀性,并防止涂料溶解物析出。
增溶剂还可以与涂料中的不溶性物质发生适当的相互作用,以改善涂料与底材之间的粘附。
总之,增溶剂在涂料中的作用是十分重要的,它可以促进涂料中溶解性较弱的成分的溶解,改善涂料的流动性、施工性能和干燥速度,提高涂膜质量和性能。
在涂料开发和应用中,合理选择和使用增溶剂,对于涂料品质的改善和优化十分重要。
非离子型增稠剂1. 引言增稠剂是一种在化学工业中广泛应用的物质,它可以增加液体的黏度和粘度,使其更易于处理和使用。
非离子型增稠剂是一类常见的增稠剂,它由非离子性表面活性剂组成,具有优异的增稠性能和稳定性。
非离子型增稠剂在许多领域都有重要的应用,如涂料、油漆、化妆品、食品等。
本文将对非离子型增稠剂的原理、分类、性能、应用以及市场前景进行全面详细的介绍。
2. 原理非离子型增稠剂的增稠原理主要是通过分子间相互作用力的增强来实现的。
非离子型增稠剂分子中通常含有亲水性基团和疏水性基团,使其在水性体系中形成胶束结构,从而增加体系的黏度和粘度。
当非离子型增稠剂加入到液体中时,其分子会在液体中形成胶束结构。
这些胶束结构可以通过氢键、范德华力、静电作用力等相互作用力相互连接,形成一个三维网络结构。
这种网络结构可以增加液体的黏度和粘度,使其更加稠密和粘稠。
3. 分类根据非离子型增稠剂的化学结构和功能特点,可以将其分为以下几类:3.1 脂肪醇类增稠剂脂肪醇类增稠剂是一类由脂肪醇及其衍生物组成的增稠剂。
脂肪醇类增稠剂具有良好的溶解性和增稠性能,可以在液体中形成稳定的胶束结构,有效增加液体的黏度和粘度。
3.2 聚氧乙烯类增稠剂聚氧乙烯类增稠剂是一类由聚氧乙烯及其衍生物组成的增稠剂。
聚氧乙烯类增稠剂具有优异的溶解性和稳定性,可以在水性体系中形成胶束结构,增加体系的黏度和粘度。
3.3 聚硅氧烷类增稠剂聚硅氧烷类增稠剂是一类由聚硅氧烷及其衍生物组成的增稠剂。
聚硅氧烷类增稠剂具有良好的增稠性能和稳定性,可以在各种体系中形成胶束结构,增加体系的黏度和粘度。
3.4 其他类型增稠剂除了上述几类常见的非离子型增稠剂外,还有一些其他类型的非离子型增稠剂,如聚氨酯类增稠剂、聚酰胺类增稠剂等。
这些增稠剂具有不同的化学结构和功能特点,适用于不同的应用领域。
4. 性能非离子型增稠剂具有许多优良的性能,使其在各种应用领域中得到广泛的应用。
4.1 良好的增稠性能非离子型增稠剂可以显著增加液体的黏度和粘度,使其更易于处理和使用。
增稠剂原理
增稠剂是一种在溶液或乳液中加入的物质,用于增加其黏度和粘度。
增稠剂的原理主要是通过改变溶液或乳液的流动性质,使其变得更加浓稠。
增稠剂的原理可以分为以下几个方面:
1. 胶凝作用:某些增稠剂可以形成三维网络结构,在溶液或乳液中形成胶体,从而增加黏度。
胶凝作用的机制是增稠剂分子之间的相互吸附和交联,形成了一种类似于弹簧的结构,使溶液或乳液变得更加黏稠。
2. 分散作用:一些增稠剂可以在溶液或乳液中形成胶体颗粒,通过与溶液或乳液中的颗粒相互作用,形成一种分散结构,从而增加黏度。
这种分散作用可以阻碍颗粒之间的运动,使溶液或乳液的流动性减弱。
3. 吸附作用:某些增稠剂可以通过与溶液或乳液中的分子相互作用,吸附在其表面,形成一种覆盖层,从而增加溶液或乳液的黏度。
吸附作用的机制是增稠剂分子与溶液或乳液中的分子之间的吸附力比分子间力更强,导致分子排列有序,使溶液或乳液变得更加黏稠。
通过以上原理作用,增稠剂可以改变溶液或乳液的流动性质,使其具有更高的黏度和粘度。
这种增稠效应在食品、化妆品、涂料、胶水等许多领域中得到广泛应用。
水性增稠剂在水性聚氨酯中的作用随着环保意识的增强,水性涂料成为了涂料行业的一种趋势。
水性聚氨酯作为一种具有优异性能的水性涂料,应用广泛。
然而,水性聚氨酯的粘度和流变性能直接影响到其涂装性能和使用效果,因此需要使用增稠剂对水性聚氨酯进行改良和优化,在各类水性聚氨酯中扮演着重要的角色。
常见的水性增稠剂常见的水性增稠剂包括羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚合物、纳米粉体等。
羟乙基纤维素是一种天然高分子材料,具有良好的增稠效果和增强作用,广泛应用于水性涂料中。
聚乙烯醇也是一种常见的水性增稠剂,具有较好的增稠效果和流变性能,能够有效地改善水性聚氨酯的流变性能。
此外,聚合物在水性涂料中也起到一定的增稠效果,其中聚合物乳液具有较好的稳定性和分散性能。
纳米粉体也被广泛应用于水性涂料中,可以有效地增加水性涂料的黏度和粘度,同时降低使用过程中的流失度。
水性增稠剂的作用机理水性增稠剂通过在水相中引入数个亲水基或水解性基团,使得水分子团聚并形成网络结构,从而改变水性涂料的物理性质。
增稠剂形成的微观结构可以阻碍水分子的流动,并提高水性涂料的黏度和粘度。
羟乙基纤维素等高分子水性增稠剂能够与水中的溶质形成络合物,从而影响水性涂料的流变性能。
此外,水性增稠剂还能引入空气感,使得涂膜形成后能够形成一定的厚度和质感。
水性增稠剂在水性聚氨酯中的应用水性聚氨酯作为一种具有良好性能的水性涂料,从近年来的研究中可以看到,水性增稠剂的应用还是非常广泛的,可以改善水性聚氨酯的流变性能,增强其涂装性能和使用效果。
例如,羟乙基纤维素在水性聚氨酯中可以起到良好的增稠作用,并且能够降低水性聚氨酯涂层的流失度,增加涂层的黏度和粘度,从而提高涂膜的干膜厚度和附着力。
聚乙烯醇等水性增稠剂也能够有效地改善水性聚氨酯的流变性能,提高其涂装性能和使用效果。
结论水性增稠剂是改善水性聚氨酯涂料性能的重要手段。
应用水性增稠剂可以有效地改善水性聚氨酯的流变性能、提高黏度和粘度、增强涂层的附着力和干膜厚度,从而优化涂料的使用效果。
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聚氨酯增稠剂增稠原理
聚氨酯增稠剂的增稠原理主要涉及其分子结构和相互作用方式。
聚氨酯增稠剂通常由具有多个氨基和羟基官能团的聚合物组成,这种结构使其能够与水分子形成氢键和范德华力等相互作用。
以下是聚氨酯增稠剂的主要增稠原理:
1. 高分子聚合物的空间阻挠效应:聚氨酯增稠剂中的高分子聚合物链通过交联、网络结构或分散形式存在,增加了体系中高分子链的分子量和浓度,从而形成一种空间阻挠效应,使体系内部的颗粒或液滴更难移动,从而达到增稠的效果。
2. 氢键相互作用:聚氨酯增稠剂中的氨基和羟基官能团与水分子之间可以通过氢键相互作用,使体系在微观层面产生分子间的结合力。
这种结合力会阻碍水分子的流动,有效增加体系的黏度。
3. 范德华力的作用:除氢键外,聚氨酯增稠剂中的高分子链上还存在范德华力的相互作用。
这种力量可以使高分子链之间产生吸引力,从而增加体系的内聚力,提高黏度。
综上所述,聚氨酯增稠剂的增稠原理主要包括空间阻挠效应、氢键相互作用和范德华力的作用等。
这些原理使得聚氨酯增稠剂能够有效增加水体系的黏度,实现增稠效果。
水性增稠剂作用及使用方法
水性增稠剂作用:增稠提高产品的性能,节约成本。
而水性增稠剂指的是物质形态为液体的增稠剂,分为液体和粉体增稠剂。
水性增稠剂提供粘度的长期稳定,改善耐候性,不易被水分解,不含COV气味低,从而广受欢迎,尤其是涂料厂家。
水性增稠剂使用方法:水性增稠剂可以在研磨阶段直接添加,也可以在调漆中进行后添加,这样增稠效果较佳。
因为水性增稠剂的浓度较高,由于对高分子颗粒表面的亲和力,可能造成因局部过多的相互作用而导致凝结或絮凝,建议使用时用水溶液稀释10%后更容易分散。
高剪切粘度的增加是与添加量有关。
准确添加量所需视特定涂料所需的流变性决定,也就是说你想要的稠度,是添加量决定的。
建议是0.5%-3.0%左右。
PUR增稠剂的作用机理及在水性涂料中的应用报告编号:7.01E 概况水性涂料都采用增稠剂,为系统提供理想的流变性能。
除了传统的增稠剂,如高分子量纤维素醚、多糖和无机增稠剂以外,人们开始使用越来越多的聚氨酯增稠剂。
PUR增稠剂具有极强的牛顿流动特性,其流平性能、一次刷涂厚度和耐擦洗性都是最佳的。
PUR增稠剂的增稠作用机理为分子里内含的疏水和亲水成分。
1.介绍水稀释涂料的出现已经有几十年了。
50年以前,乳胶漆在涂料工业中起着重要作用。
越来越多的人有兴趣将乳胶漆用于各种广泛的应用,如替代含有机溶剂的醇酸树脂涂料,这个数量明显增加。
其中,最重要的原因是这种水性涂料更环保。
作为高光泽、易于施工、具有良好流平性能的醇酸树脂涂料的替代品,这种水性涂料会出现大量问题,如润湿性能、泡沫的形成、干燥性能、流平差、刷涂性、成膜性能,等等。
最后3个性能受流变性的影响尤其明显。
通常,通过纤维素增稠剂的辅助作用,来调节常规乳胶漆的流变性。
这种涂料的流变性能与传统醇酸树脂涂料不同。
该乳胶漆的粘度曲线(流变性)表现出粘度与剪切速率的一种非线性相关关系。
剪切速率的增加将引起粘度(结构粘度)的减少。
至于醇酸树脂涂料,当粘度出现少量减少时,涂料的结构粘度即降低。
这种流变性的不同说明了乳胶漆和醇酸树脂涂料在流动性能和涂层厚度上的不同。
而聚氨酯或PUR增稠剂是流变助剂领域中一个最重要的成果。
这种缔合型增稠剂用于水性涂料配方,这些涂料的流变性能与醇酸树脂涂料一致。
该文将详细说明这种PUR增稠剂系列的性能和用途,并与传统增稠剂相比较。
2.流变学流变学是研究物质流动性能的一门科学。
2.1流动行为和流动液体流动分为层流和湍流。
如果人们将平行、无限薄的几个液体层(我们可以将它看作液体的组成)相对移动到另一层,没有出现液体层混合,这种液体流动为层流。
如果液体层出现混合,这种流动即为扩散流动。
当引入的大量能量(用于引起液体流动)消失并且不用于实际流动目的时,即产生紊流。
在层流中,液体层不相互混合。
因此层流较容易用数学数语解释。
在涂料的生产和应用中,层流是最主要的液体流动方式。
2.2剪切应力、剪切力和粘度让我们假定包含无限数量液体层的一定体积的液体,现在在最上层施加力,力的方向与各层界面并行。
力的大小为K(牛顿)层的表面面积为O(m2)在此情况下,作用于m2力这种应力为剪切应力,用τ表示。
该剪切应力是引起相邻两层液体相对移动的力。
τ=K/O(牛顿/m2)由于全部体积液体的最上层施加的剪应力,推动该层按照力的方向流动。
由于相邻液层通过剪应力承受该液层,该液层不能自由流动。
反过来,该液层通过剪应力支持相邻液层。
等等。
至于最底层液体,由于受到平坦的液体涂刷表面的限制,该层牢固地粘附在此表面,不会移动。
根据其距离,划分流速差值,得到剪切速率D(即剪切力梯度和剪切力速度)。
如果指定最上层的流速为V,各层的总共厚度为Y,得到以下公式:D=剪切速率V/Y = m/sec·1/m = sec-1τ与D之间的商数为粘度系数η,简称为“粘度”。
η=τ/D =牛顿·sec/m2或帕斯卡·sec (Pa.s)粘度是流动阻力的度量,通过流动阻力,防止液体变形。
2.3流变行为的测量仪器如果在使用前搅动典型涂料,其剪切速率通常在10到100sec-1之间。
在此范围,通过用两种广泛用于涂料工业的粘度计,即Brookfield和Stormer粘度计进行测量。
然而在大多数常规使用方法,如喷涂、滚筒覆盖和涂刷中,剪切速率在10,000到40,000sec-1之间变化。
由于涂料通常显示出假塑性流动特性,粘度计不适合测量高剪切速率范围(1,000sec-1以上),因而不能提供涂料在施工中的有关粘度性能的数据。
能够在较广剪力范围进行测量的仪器有Haake Rotovisco,Ferranti-Shirley粘度仪和Contraves Rheomat.可以通过使用一种测量中度范围的粘度计(如Brookfield,Stormer)和一种测量较高范围的设施(如ICI Cone和平板粘度计)来达到一种折中方案。
3.用于涂料的增稠剂以下为用于水性涂料的增稠剂:●纤维素增稠剂●多糖●碱溶性丙烯酸增稠剂●聚氨酯增稠剂3.1纤维素增稠剂50年来,纤维素增稠剂是一种最重要的水性涂料流变助剂。
尽管纤维素不溶于水,但通过化学反应,它可以溶于水。
最有名的纤维素增稠剂包括:羟乙基纤维素:HEC羟丙基甲基纤维素:HPMC羧甲基纤维素:CMC乙基羟乙基纤维素:EHEC纤维素分子是一种高分子链,包括多个脱水葡萄糖单元。
通过分子间的和分子内氢键的形成,以及水合作用(图3)和分子链的链缠结,增加粘度。
换句话说,纤维素增稠剂增稠水相,该增稠作用不受连结料、颜料和助剂的影响。
这种分子链较长、有分支,部分呈卷曲状。
在其余情况下,分子链处于理想的无序状态(高粘度)。
随着剪切速率的增加,分了逐渐与流动方向平行,这使一个分子到另一个分子之间的滑动更为容易,即低粘度(参考文献2)。
因而,这种纤维素增稠剂表现出假塑性和结构粘度。
通过高分子量的纤维素醚,可获得明显的假塑流动性能。
现将纤维素增稠剂的正面影响和负面影响总结如下:纤维素增稠剂正面影响●通用●流动性负面影响●流平●假塑性●喷涂●涂层的形成●覆盖力●水敏感性●生物稳定性3.2多糖多糖族包括黄原酸增稠剂和瓜尔胶增稠剂,都是高分子量的天然产品。
这些产品的使用会带来高结构粘度,比纤维素增稠剂还高。
与纤维素相比,对多糖的正面影响和负面影响的总结如下:多糖正面影响●生物稳定性负面影响●重复性差●价格●流平在实践中,这些增稠剂在涂料工业中没有起着重要作用。
3.3丙烯酸酯丙烯酸酯是第一种完全由人工合成的增稠剂,用于乳胶漆。
通常,丙烯酸增稠剂为丙烯酸或异丁烯酸(含有异丁烯酸甲酯、丙烯酸乙酯)的共聚物和三元共聚物。
这些增稠剂为浓度约为40%的溶液和酸性乳液。
通过中和作用溶解聚合链。
由于该作用和相同分子内聚合物基团的静电排斥作用,溶液的粘度增加。
与纤维素增稠剂相反,因为通过分子链的盘屈来增加粘度,并且分子量比较低,所以粘度的增加程度较小。
与纤维素增稠剂相比,丙烯酸增稠剂的结构粘度较低。
其缺点在于中和反应后丙烯酸分子的高亲水性,因此对涂层的耐水溶胀性产生了影响,并且导致颜料的絮凝。
最后,大量羧酸基吸附在常规颜料表面,如二氧化钛。
多种羧基出现在同一分子里,长分子链可以形成桥键,其距离足以连接两个单独的颜料颗粒。
聚丙烯酸酯增稠剂的正面影响和负面影响总结如下:丙烯酸增稠剂正面影响●流平●生物稳定性●涂层厚度●与颜料浆的兼容性负面影响●pH值的稳定性●耐擦洗性●中间涂层的附着力●光泽●保水性3.4无机增稠剂膨胀土是最有名的无机增稠剂之一。
用特定有机化合物活化后可以获得用于水性涂料的增稠剂(参考文献3)。
这些增稠剂专门用于工业涂料和触变性涂料,其性能如下:无机增稠剂正面影响●抗沉淀●不流动●生物稳定性负面影响●流平●光泽●表面活性剂敏感性●混溶性3.5PUR增稠剂聚氨酯增稠剂货PUR增稠剂是水性涂料助剂领域最重要的发展之一。
这种人工合成的增稠剂基于可溶于水的聚氨酯,分子量相对较低(约10,000到50,000)。
它们为水性涂料配方提供与醇酸树脂类似的流变性能。
PUR增稠剂的性能总结如下(与纤维素增稠剂相比):PUR增稠剂正面影响●流平●与醇酸树脂类似的流变性●遮盖力●疏水性●使用滚筒涂刷时,防止涂料飞溅●生物稳定性负面影响●流挂性●与内含乙二醇的调色漆的兼容性PUR增稠剂的化学成分、作用机理和应用特性如下所述。
4PUR增稠剂的化学成分PUR增稠剂通常含有非离子疏水聚合物。
这种聚合物为液态,如50%的水溶液货有机溶剂;也可以是粉末状。
将二异氰酸酯与二元醇和亲水性封闭剂反应,即得到PUR聚合物。
以下为一个实例的化学结构式:在该结构式中,R和R’‵分别是疏水族、脂肪族或芳香族。
在该分子中,可分为以下3个不同段:1)疏水端段2)几个亲水段3)氨酯基疏水部分可能是油烯基、硬脂酰、十二烷基苯基和壬基烷基。
影响粘度增加的决定性因素是每个分子包括至少两个疏水端段。
亲水段为聚醚和聚酯。
该实例为顺丁烯二酸乙二醇聚酯和聚醚,如聚乙二醇或聚乙二醇衍生物。
二异氰酸酯可能是IPDI,TDI和TMDI。
这些PUR增稠剂的产品特性不仅由这些基础成分决定,而且由疏水段和亲水段的比例决定。
5增稠机理疏水基团和亲水基团在同一分子内的出现表明一种特定的表面活性。
在水溶液中,只有在一定的特征浓度下,才能形成胶束。
与单体型表面活性剂相反,相同的PU增稠剂分子可以出现在多个胶束里(参考文献1),该结构可以减少水分子的运动,增加粘度。
然而,在乳胶漆体系里,疏水基团与乳化剂粒子表面的缔合对粘度增加所起的作用更大。
由于疏水基团与乳化剂粒子的缔合作用的形成,PUR增稠剂同样被称为缔合增稠剂。
由于每个PUR分子含有至少2个疏水段(请参阅第4条),通过PUR分子可以将两个乳液聚合物粒子连在一起,形成一种“骨架”。
聚合物粒子以几乎相同的方式与PUR分子胶束连接(参阅图7)。
与聚合物粒子缔结的程度取决于疏水基团的特性和乳液聚合物粒子。
因此,与大粒径乳液相比,较细的乳液(总表面更大)更容易被PUR增稠剂增稠。
这种建立在PUR增稠剂和乳液粒子之间的结构能有效地承受机械作用,可以得到良好的牛顿流动性能。
PUR增稠剂对粘度的增加通过以下增稠作用来实现:1)通过溶解PUR聚合物,增加溶液的粘度;2)胶束和形成和/或PUR之间胶束的形成;3)与乳液聚合物粒子缔合。
根据经验,人们发现将该产品用于乳胶漆和其他涂料时,其增加粘度的功效以3>2>1的顺序降低(参考文献1)。
6应用特性6.1流变性PUR增稠剂和乳液粒子缔合形成的结构能有效地承受机械作用,可以得到良好的牛顿流动性能。
与纤维素增稠剂相比,高剪切速率的高粘度能增加抗刷性。
由于PUR分子的相对低分子量,PUR增稠剂在滚筒施工中能防止涂料飞溅。
由于其低飞溅性,PUR增稠剂可以用于中高颜料含量的乳胶漆,并且通常与纤维素增稠剂联用。
6.2缔合PUR增稠剂具有多种形式:水/有机溶剂溶液、水溶液或粉末。
将PUR增稠剂粉末加入,形成3%水溶液(或水与乙二醇混合物),作为一个生产批次的原料,或研磨制备成补救性增稠剂。
只有在与乳液粒子缔合时,才能达到最佳粘度增加性能。
根据缔合的可能性,需要一定的成熟时间,2小时到2天。
为了调节流变性,建议先调节高剪切速率时的粘度。
该粘度与浓度成正比例,并取决于系统的特性。
中低剪切速率时的粘度可能会很高,以确保良好的流平性能。
乙二醇或乙二醇醚的添加能降低该范围内的粘度。
聚乙二醇类助剂和表面活性剂也可以达到此种效果。
这些表面活性剂能防止与乳液粒子的弱性缔合键的形成。