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助剂在建材和纺织领域中的应用助剂，在建材和纺织领域中起着非常重要的作用。
作为一种添加剂，助剂能够增强材料的功能或者提高制品的工艺性能，如耐水、耐磨、防腐、柔软性、光泽等。
本文将从建材和纺织两个方面来讲解助剂的应用。
一、建材中的助剂1. 硅烷偶联剂硅烷偶联剂是一种无机-有机材料，它能够改善微粒的疏水性，提高颗粒与基质的附着力，加强颗粒的分散性和稳定性。
在水泥砂浆中加入硅烷偶联剂，能够明显提高强度和耐久性。
此外，硅烷偶联剂还可用于玻璃纤维和碳纤维增强复合材料中，提高复合材料的力学性能和抗湿性能。
2. 丙烯酸乳液丙烯酸乳液是一种水性树脂乳液，它具有优异的耐水性和耐污性，可用于墙面涂料、木器漆、印刷油墨等领域。
与传统的油性涂料相比，丙烯酸乳液不含有害物质，更加环保，因此受到越来越多的推崇。
3. 析胶剂膨胀性土壤的处理，离不开析胶剂的帮助。
析胶剂是一种可以与钙离子形成胶态络合物，使土壤颗粒形成均质结构的化学物质。
利用析胶剂可以改善土壤的力学性质，提高土壤的荷载承载能力和稳定性。
从而在基础工程、公路建设等领域得到广泛应用。
4. 生物酶生物酶是一种天然的排放酶，它能够分解生物体内外的物质，去除有机污染物。
在污水处理、厨余垃圾处理等领域，生物酶得到了广泛的应用。
此外，生物酶还能用于纸张制造中，去除木材素和纤维素中的杂质，提高纸张的质量和色泽。
二、纺织中的助剂1. 去渣剂棉纤维的品质问题，一直是制约纺织行业发展的核心因素之一。
在棉纱加工过程中，去渣剂可以有效去除棉絮中的杂质和蜡质，提高棉纱的品质和色泽。
市面上常见的去渣剂有烷基苯磺酸盐、聚羧酸、酵素等。
2. 柔软剂柔软剂是一种有机化合物，它能够使纤维柔软、光亮、耐磨、抗皱等。
市面上常见的柔软剂有有机硅柔软剂、阳离子柔软剂、非离子柔软剂等。
在纺织加工过程中，柔软剂能够提高织物的质量和手感，并且可以延长纺织品的使用寿命。
3. 接触染料接触染料是一种水性染料，它具有优秀的亲水性和亲纤维性。
探索涂料行业扩大内需的途径
吴晓天
【期刊名称】《上海涂料》
【年(卷),期】2009(047)001
【摘要】面对全球的经济危机,探讨涂料行业如何扩大"内需".通过服务终端,加快资金周转,开发有需求却供不应求的潜在"涂层"市场.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】吴晓天
【作者单位】科宁中国,天津 300201
【正文语种】中文
【中图分类】TQ630.7
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3.扩大内需政策带动中国粉末涂料行业的大发展 [J], 唐桂燕;毕学振
4.持续竞争的中国粉末涂料行业——从2006中国粉末涂料与涂装行业年会看中国粉末涂料行业的发展 [J], 张华东
5.搭建涂料树脂行业交流平台有力推动行业发展——涂料用树脂应用技术研讨会暨涂料树脂行业分会骨干企业负责人工作会议召开 [J], 樊森
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，(a )。
(b) 水性柔韧剂在乳胶涂料中的应用陈培虎 1 ，陈素平1，吴晓天2(1.深圳海川化工科技有限公司，广东深圳518040;2.科宁油脂化工有限公司，上海200030）有良好变形能力的涂膜。
这种水性涂膜柔韧助剂不同于普通增塑剂，不会 迁移，经受一定时间和较高的温度（夏季40℃），仍然 具有良好的延伸变形性。
并且，它还具有软化聚合物乳 胶粒降低其玻璃化温度，其长分子链上的碳碳双键可以 与聚合物中的某些官能团反应，镶嵌在聚合物大分子链 上，从而实现从液体硬化为固态不会迁移和挥发出涂 膜，是一种可反应型的成膜助剂。
0 前 言建筑物水泥砂浆抹面质量良莠不齐，缺乏韧性变形能力，抹灰砂浆在干燥硬化、温度变化或经受干湿变 化的过程中，产生干缩裂缝。
裂缝的墙体容易吸收和储 存水分，裂缝吸收并储存水分的墙体经历冻融后，裂缝 将进一步扩展增大。
墙体表面涂布的装饰涂膜具有合适的变形延伸性， 裂缝在扩展过程中应力传递到这种具有变形能力的装饰 涂膜，应力向涂层处向两边传递，以消弱裂缝处局部区 域的附着力来衰减应力，而不撕裂装饰涂层见图1(a); 如果装饰涂层缺乏弹性变形能力，而 1 帮助聚合物乳液助成膜在众多成膜助剂中，醇酯十二是一种使用比较广 泛的成膜助剂，其在介质水中和聚合物乳液颗粒表面保 护剂栅栏中分布比例合理，以及其对聚合物的溶胀能力 等保证单独使用醇酯十二就可以满足多数聚合物乳液助 成膜。
相对成膜助剂Texanol （醇酯十二）来说，本文 推荐的水性涂膜柔韧助剂可反应而不挥发，二者结构不 同，见图 2。
水性涂膜柔韧剂为18碳分子链上带有一个不饱和 双键聚合物，其疏水的一端分子中，有 C=C 双键可以 与氧和聚合物分子中其它活泼集团反应微交链，而成固 态驻扎在涂膜内；涂膜柔韧剂具有一定的助成膜性，对 聚合物乳液有一定的溶胀作用，降低它的最低成膜温 度，促使聚合物颗粒的溶胀变形和流动,成为长久的涂 膜柔韧剂，帮助聚合物成膜获得完整的涂膜。
剖析水性工业涂料剖析水性工业涂料中中的对立与统一科宁中国 吴晓天水性工业涂料（这里指的是广义上的水性高聚物薄涂成膜的产品，包括水性粘合剂，水墨，水性皮革光油，水性纺织涂饰剂等）与自然界的其它物质一样，在求得环保的同时，也会损失一些性能。
目前社会上的有识之士已经接受了适当降低使用性能来支持可持续发展的环保的理念。
液体涂料水性化方兴未艾，用水取代溶剂可以减少VOC 的排放，但不意味着水性化就一定环保。
如何使水性涂料在实用性及环保性之间求得最大的平衡？在此对配方设计方案中的一些平衡点进行剖析：1. 水性工业涂料与抗水性的对立统一2. 水性化与热稳定性的对立统一3. 水作稀释剂与低碳排放的对立统一4. 水性工业涂料与环保理念的对立统一5. 亲水无机颜填料的表面处理与涂膜抗水性的对立统一6. 保水剂---提高颜填料的悬浮性与流平及抗水性的对立统一7. 静态与动态表面张力的对立统一8. 消泡/抑泡剂的持久性与涂膜零缺陷的对立统一9. 亲水表面活性剂和醇类助溶剂与疏水改性缔合型增稠剂的对立统一10．提高表面活性剂的增溶作用与抑泡性的对立统一11. 触变性与丰满度及抗飞溅/回弹的对立统一12. 水性涂料化学/机械稳定性与抗水性的对立统一13. 涂膜体积固含与配方重量固含的对立统一14. 涂膜的荷叶效果与抗水性的对立统一15. 分散剂静电排斥的降粘效果与空间位阻的抗分层作用的对立统一水性工业涂料与抗水性的对立统一水性工业涂料制备，施工时使用水做连续相，旨在满足高分子树脂在复杂几何形状的物体表面薄涂覆盖的要求。
水分蒸发后， 涂膜必须要具备一定的物理化学的抗性， 特别是抗水性。
水性工业涂料与溶剂型不同，其所使用的树脂及颜填料只是分散在涂料中， 很少溶剂化作用，这有助于提高涂料的固含。
但使树脂及颜填料分散在水中必须借助于表面活性剂或其衍生物。
从环保上讲， 表面活性剂与溶剂不同，其不挥发，不会污染大气，但其却残留在涂膜中，并可能损害抗水性。
谈谈我国涂料用助剂
杨其岳
【期刊名称】《中国涂料》
【年(卷),期】1991(000)001
【总页数】4页(P28-30,48)
【作者】杨其岳
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ630.4
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表面活性剂在乳胶漆中的作用及影响 吴晓天Cognis香港有限公司乳胶漆作为环保型涂料已越来越多地被建筑及装修行业所认可其主要是由颜/填料浆及乳液混合而成的这两个部分具有共同的特点即水为连续相 事实上如何恰当地用水来生产水性涂料并不是一件简单的事因为水的典型特征是高表面张力和低粘度正是水在配方中的独特地位使乳胶漆配方中的各组分均含有表面活性剂旨在满足涂料的制备贮存及施工方面的各项要求 乳胶漆主要由四个部分构成即乳液颜/填料水/溶剂添加剂乳液中的乳化剂是表面活性剂添加剂中的分散剂是具有表面活性的聚合物润湿剂是表面活性剂消泡剂中含表面活性剂增稠剂中的羟乙基纤维素是大分子量的表面活性物质碱膨胀乳液中含表面活性剂缔合型增稠剂的增稠机理是表面活性剂的特性调色用色浆中含有大量表面活性剂上述各组分中的表面活性剂各具不同的性质如何使乳胶漆的配方获得整体平衡是乳胶漆的配方设计师一直在探索的课题本文试图从表面活性剂的角度对乳胶漆的配方设计进行探讨 一 乳液 聚合工艺可分为本体聚合悬浮聚合溶液聚合乳液聚合其中乳液聚合可分为常规乳液聚合微乳液聚合核壳聚合反相乳液聚合和无皂乳液聚合目前国内的乳胶漆大多采用常规乳液聚合法生产的乳液由于乳化剂品种的差异赋予合成乳液以不同的性能建筑涂料用乳液的品种可分为纯丙乳液 苯丙乳液 醋丙/醋叔乳液硅丙乳液 由于各类乳液所含单体的亲水性和疏水性不同所用乳化剂的品种也不同乳化剂的品种不同使所聚合的乳液的各项指标也有所不同以纯丙乳液聚合为例采用同样的配方使用不同乳化剂所合成的乳液具有不同的特性例 1预乳化阶段2反应阶段 丙烯酸乙酯 225.4克 甲基丙烯酸甲酯 254.8克 甲基丙烯酸 9.8克 阴离子乳化剂 2.94克 去离子水 252.5克3中和阶段 阴离子乳化剂 6.9克碳酸氢钠 0.5克过硫酸钾 2.16克去离子水 190克碳酸氢钠 5.5克去离子水 49.5克使用不同乳化剂所合成的乳液各项指标不同表1 应用不同乳化剂合成乳液的性能指标纯丙乳液特性AES13 IS AES60 ISNSOISFES32 ISFES993 ISK12 101specSUS87粘度 mPa.s 550 1510 2725 1480 1325 2100 1720 800 吸水率 % 12.7 10.3 6.3 11.5 9 8 15.6 12 单体残余量 % <1 <1 <1 <1 <1.5 <1 <1 <1 贮存稳定性50四周好好好好好好好好抗水性差差好一般一般极好极好差机械稳定性好好好好好一般好好冻融稳定性差一般一般一般一般差差一般泡沫状态一般一般一般一般一般一般一般少电解质稳定性稳定稳定稳定稳定稳定一般一般稳定耐碱性好好好好好好好好表2 不同类乳化剂的性能指标乳化剂牌号碳链名称 EO数平均粒径粘度吸水抗水AES 13 IS 烷芳基醚硫酸盐 4 粗低高差AES 60 IS 烷芳基醚硫酸盐10 粗中高差NSO IS C12/14 烷基醚硫酸盐 2 细高低好FES 32 IS 烷基醚硫酸盐 4 粗中- 差FES 993 IS C12/14 烷基醚硫酸盐12 粗中低差K 12 C12 十二烷基硫酸钠细高低好101 spec C12/16 十二烷基硫酸钠细较高高好SUS 87 C8 琥珀磺酸二钠盐半酯低高差表3 不同乳化剂对所合成的乳液性能的影响细/低粗/高乳液粒径十二烷基硫酸钠高乙氧基化硫酸醚类及复合乳化剂乳液粘度高乙氧基化硫酸醚类及复合乳化剂低乙氧基化硫酸醚及十二烷基硫酸钠抗水性及耐碱性十二烷基硫酸钠及含EO数较低的乳化剂显示出较好的性能醋酸乙烯类乳液通常较差尽管市售的乳液都是48%的固含量同是苯丙或纯丙乳液但粘度差别很大这除了与氨化后产生的粘度变化有关外表面活性剂的影响也是至关重要的实验显示不同乳液不仅有粘度上的区别同时其触变指数也各有不同有些乳液虽然触变指数很高但在选用了合适的缔合型增稠剂后其触变指数可明显下降这有助于涂料的流平表面活性剂也可以使乳液粘度提高同时使之具有高触变指数旨在满足抗流挂的浮雕涂料和厚浆型弹性涂料的需要醋丙或醋叔乳液可以采用添加保护胶体的聚合工艺也可单独采用乳化剂来进行聚合由于这类乳液所使用的单体亲水性较强故表面活性剂的疏水性下降这导致涂料的整体粘度较低加入保护胶体可提高粘度及稳定性但所得乳液抗水性会下降与纯丙乳液不同的是尽管纯丙乳液粘度更低但一旦加入带强疏水基的缔合型增稠剂后其粘度迅速上升然而这对醋丙乳液而言却收效甚微缔合型增稠剂对醋丙涂料主要起改善高剪粘度ICI 粘度的作用旨在减少飞溅二颜/填料浆及后调色浆不同品种的乳液可以影响到涂料的性质同时乳胶漆中乳液所占的比例对涂料的影响也是十分重要的但随着乳液量的降低乳液中表面活性剂的量也随之降低在配方中取代乳液的部分是颜/填料浆则颜/填料浆中所含的表面活性剂来自于分散剂和润湿剂将对整个配方的平衡产生影响乳胶漆所使用的研磨颜/填料浆根据成本及涂膜性能的不同要求采用不同品种及比例的颜/填料总体来说是由无机物组成不同品种的润湿分散剂将满足浆料的制备要求现代涂料的装饰效果主要依靠色彩鲜艳的有机颜料疏水性较强就无机颜/填料研磨浆的制备而言传统上使用的六偏磷酸钠或聚羧酸盐类分散剂是非常有效的但上述分散剂不适用于制备有机颜料浆有机颜料浆一般采用非离子或阴离子多官能团嵌段共聚物作为分散剂参见下图) 2 mg/m) 1.5 mg/m) 1 mg/m物0.8 mg/m0.5 mg/m2盐酸0 mg/m2团量齐低低从上图可以看出对有机颜料表面活性剂的吸附量测试表明聚磷酸盐和聚丙烯酸盐类分散剂均不能吸附在有机颜料上并且不能提供分散稳定性然而具有不同HLB值的表面活性剂均可达到一定的吸附率多官能团类分散剂的稳定性为0.8 mg/m 2基础漆配方中使用的分散剂多为有机/无机磷酸盐或聚丙烯酸盐在使用有机颜料色浆调色时无法在有机和无机颜/填料之间形成有效的偶联最终导致浮色和发花有些配方设计师为解决上述问题试图在无机颜料浆制备时加入非离子表面活性剂 HLB 值小于13参阅下图 用于有机颜料的分散剂是类似于表面活性剂的非离子型分散剂在某些情况下可用HLB 值来描述HLB 值是分子的亲水和亲油平衡值(分子亲水和亲油部分的变化)必须注意到该值不能用来描述阴离子分散剂如聚丙烯酸盐或聚磷酸盐因为它们不能形成胶束 58从右图可以看出HLB值增加分散剂在有机颜料表面的吸附就减少但同时分散稳定性却增加了较低HLB 值的表面活性剂在有机颜料表面的吸附率较高但因其最终在水中不能均匀的分散 故不能单独用来制备水性色浆 总之必须要找到一种妥协的方法就是说要找到一个既有较高的吸附能力又有较好的稳定性的最佳点通常HLB 值设定在9-15之间Cognis 公司的Disponil 286和Nopcosperse188A 拼用对大多数的有机颜料均很有效 ))) 2.5 0.3盐酸 0.2m g/m 团低分大齐40为改善调色浆在乳胶漆中的分散及偶联性能Cognis 公司开发了新型聚合型分散剂Hydropalate 3275这是一种阴/非离子型分散剂既可吸附在有机颜料表面也可吸附在无机颜料表面这类分散剂制备的色浆对乳胶漆的展色性及漆膜干燥过程中抗浮色性均有明显改善使用SN 5027制备的基础漆配Hydropalate 3275制备的有机浆有良好的偶联作用实现了最佳配伍表面活性剂对无机颜/填料的吸附是另外一种情况参阅上图值得注意的是在钛白粉的分散中分散能力的高低取决于分散剂在颜料表面的吸附能力在配方设计中当有机颜料与无机颜料一起使用时这一点尤其重要传统的分散剂如聚丙烯酸盐和马来酸衍生物在这种情况下对有机颜料失去吸附能力此时必须要加入辅助分散剂---非离子聚合物来帮助分散上图显示出HLB 值较低的表面活性剂对钛白粉的吸附较好但其在水中的分散性较差故无法使用中等及较高HLB 值的表面活性剂可以用作无机颜/填料的润湿剂这有助于制备高固体份颜/填料浆其作用是加速将二次颗粒团在机械剪切的作用下恢复成原级颗粒将水从分散相中释放出来转变成连续相起到降低粘度的作用 从上图还可以看出高HLB 值的表面活性剂在无机颜料表面不能吸附这就意味着润湿剂并不能解决有机/无机颜料的偶联问题这是乳胶漆配方设计师在解决浆料制备方面面临的大问题Cognis 公司推出的SN 5027是一种多官能团分散剂其羧基吸附在无机颜/填料表面疏水基在水分子的斥力作用下向外伸展形成空间位阻取代了HEC 作为保护胶所形成的水化层当然随着羧基的减少双电层的作用相应减弱故分散效果有所下降但其所含的疏水基有助于有机颜料形成偶联 涂料的浮色发花有两种现象一种是涂料在包装桶内的浮色发花另一种是涂料在墙面上由液态转为固态时的浮色发花在桶内的浮色往往可以通过加大水合型增稠剂的量来解决但这最终会导致粘度过高为满足施工要求而兑水稀释最后在墙上同样出现浮色和发花实际上往往使用有机颜料调色的涂料在墙面上干燥时容易产生浮色泛白的现象即有机颜料的色彩被无机的钛白粉或颜料所覆盖究其原因亲水的颜/填料在水分蒸发时随之迁移至涂膜表面而疏水的有机颜料在水分子的斥力下脱离无机颜/填料甚至絮凝成大颗粒形成发花所以实现有机/无机颜料的偶联是非常必要的在使用SN 5027作为分散剂时是要注意在颜/填料的分散阶段不可加入低HLB 值的润湿剂或Texanol 旨在避免其吸附在SN 5027的疏水基上造成涂料的胶化分散工艺一般为先在水中加入阴离子型润湿分散剂Hydropalat 3204高速分散一段时间后浆料粘度下降二次颗粒团基本上恢复成原级颗粒后再加入SN 5027完成其在颜/填料表面的吸附由于SN 5027疏水基所形成的空间位阻效应导致浆料粘度上升这与HEC 在分散阶段形成的水化层/空间位阻效应而导致浆料粘度上升的情况十分类似但原理不同在高PVC 乳胶漆中为补偿乳液量过低所造成的涂料表面张力上升而影响调色浆的展色性往往需要补入适当的表面活性剂这类表面活性剂的品种及添加量要根据配方中使用的乳液的品种及所需要调色的浆料的性质来确定一般来说会使用非离子表面活性剂Hyonic PE 100 亲水亲油平衡Hydropalat 436亲水性强Colorsperse188-A疏水性强188A 的疏水性较强在含有188A 的低PVC 纯/苯丙乳胶漆配方中加入有机调色浆时因疏水性强的表面活性剂总量地提高在水分子的斥力下会导致涂料粘度上升 通常认为亲油性越强润湿性越高但这种观念忽略了我们是在制备水性涂料其先决条件是水分散性必须好否则无从谈起在水中对颜/填料的润湿Hydropalat 436是一种亲水性很强的的表面活性剂其对高固体份颜料浆有显著的降粘效果这是因为水性浆料所需的润湿剂的第一要求是水分散性好第二要求是低表面张力所以疏水性强并没有实际意义 在谈论表面活性剂的积极作用的同时也要谈到其副作用表面活性剂不是溶剂其不挥发并长期存在涂膜中我们注意到表面活性剂在涂料制备和施工方面的积极作用但决不能忽视其对涂膜的影响 制备水性涂料时往往对表面活性剂的亲水性考虑较多但涂膜干燥后水份蒸发并离开涂膜这时要求涂膜具有抗水性尽管某些乳液成膜后有一定的抗水性其适合制备低PVC 涂料缺点是涂膜在夏天易变软发粘粘尘对于中高PVC 涂料来说颜/填料所占的比例相当高这有助于提高涂膜刚性但却具有较强的亲水性并且在进行分散表面处理时吸附的大多是亲水的阴离子分散剂无疑这样的涂膜具有很强的亲水性并极易被水二次润湿在雨季脏雨水很容易被外墙涂料所吸收雨水蒸发后污迹留在涂膜中影响了涂膜的装饰效果另外涂膜过于亲水涂刷在未作封闭处理的水泥墙面上水份会直接进入到水泥基材将其中未完全水化的氢氧化钙润湿并随水分蒸发将其迁移至涂膜中使涂膜发暗产生花斑甚至喷霜留在漆膜中的表面活性剂此刻为渗透剂 为了改善涂料干膜的抗水性配方设计师不得不放弃部分亲水的表面活性剂同时采用多官能团的阴离子分散剂SN 5027除了前面所说的与有机颜/填料的偶联作用外其较低的羧基含量对涂料中的无机颜/填料表面的吸附处理使原本亲水的无机物具有一定的疏水性 三增稠剂 水在涂料的浆料及乳液两部分中均以连续相的形式存在水的低粘度容易使涂料分层而且在施工时造成涂刷困难故增稠剂在乳胶漆中是必须的 ４实例某纯丙乳液PVC=18%乳胶漆一般需要控制三个粘度低剪粘度贮存稳定性中剪粘度流平及抗流挂性高剪粘度ICI 粘度控制飞溅及提高丰满度 从左图可以看出ICI 粘度计只能测出一个很窄的范围Stomer 粘度计所测即从6转粘度中可以看出贮存粘度而60转粘度涉及到Stomer 粘度计所测量的中剪粘度范围这两个粘度的比值为触变指数触变指数越高涂料的抗流挂性能越好触变指数越低涂料的流平性能越好触变指数TI = 6rpm 粘度 / 60rpm 粘度 很多乳胶漆生产商将中剪粘度列为产品出厂的控制指标即设定在80-120KU 之间实践证明仅调整涂料的中剪粘度是无法满足不同涂料的特殊要求例如在高浓缩涂料中使用前要兑入30%的水调色基础漆在调色浆时要加入10-12%的色浆这就意味着加大了原配方中的水的比例为了防止兑入水或色浆后涂料粘度下降很多生产商提高中剪粘度至120KU 但这种方法并不奏效究其原因是忽略了触变指数在调色或兑水涂料中的影响参阅下表在使用纯丙乳液PVC=54%的涂料中分别加入各类增稠剂并测试 表4 不同类增稠剂对涂料性能的影响配方1# 2# 产 3# 品 4# 数 5# 据 6# SN 6360.3 0.4 0.6 0.75 0.95 1.05 SN 6120.3 0.25 0.2 0.15 0.07 0.07 DSX 2000/ / / / 0.07 0.07 中剪粘度KU100 101 106 100 100 100 低剪粘度6rpm13000 15500 21000 23000 29000 31000 偏中剪粘度60rpm4200 4700 5600 5300 5800 6000 触变指数3.1 3.3 3.84.35.0 5.2 分水率6% 5% 4% 3% 2% 0% 2-40粘度比2.09 2.25 1.45 1.30 2.00 2.00 展色性 E 值1.58 1.59 1.24 1.07 0.71 0.72 加10%水粘度下降率75% 67% 54% 54% 59% 57% 加10%有机色浆粘度提升率 / / / / /从上表可以看出SN 636是改善低剪粘度6rpm 的保水剂而SN 612对中剪粘度60rpm 贡献较大即保证同样的中剪粘度的条件下提高保水剂SN 636的量就一定要降低流变助剂SN 612的量其结果是触变指数提高中剪粘度不变但随着保水剂SN 636增加兑入水或色浆后粘度下降则不明显当然这对涂料的流平性会产生一定影响所以对流平性要求较高的涂料其触变指数要低于4对流平性要求不高的外墙漆触变指数可略高但兑入水或色浆量可略高 有许多流变改性剂均可用于涂料增稠或改善涂料的流变性能一般可分为两种机理普通的增稠剂是对水相增稠而缔合型增稠剂或称流变改性剂是作用于颜料或乳液胶粒表面 超细的粘土天然有机衍生物纤维素醚也在涂料工业化生产中广泛使用合成的增稠剂是近年来发展起来的新型增稠剂由于使用方便效果好而迅速被市场接受水合型增稠剂对建立低剪粘度贡献较大疏水性强的缔合型增稠剂对中剪粘度贡献较大牛顿型缔合增稠剂对ICI 粘度贡献较大 右图是一般的增稠机理示意图该图说明了纤维素是如何在颜料和乳液颗粒之间形成一个交联的网状结构或独立的区域以使其相互分离这导致漆膜内疏水和亲水区域的形成同时会导致乳液-乳液乳液-颜料颗粒之间形成一定距离从而控制絮凝问题的出现形成涂料结构HEC 在涂刷时易飞溅保水性能好具有高屈服值流动性能差低光泽和不透明性MC HEC EHEC 其它多糖聚合物其它粘土膨润土钛螯合物本文着重介绍缔合型增稠剂利用表面活性剂原理对水性涂料形成的流变效果及其相应的副作用缔合型增稠剂的作用机理是疏水(亲油)基团是与亲水聚合物相连接的疏水的头部接影响了与乳液颗粒的吸附及相应的粘度曲线 缔合型增稠剂的作用机理说明其连接作用比纤维素类型更有组织其与乳液颗粒和颜料颗粒相连接形成了象增稠体系一样的结构性排列缔合型增稠剂的平均分子量约为30000-50000之间远远低于普通的水合型增稠剂其两端的疏水基一端吸附在乳液胶粒上或颜料粒子上另一端形成胶束或连接在另外的粒子上缔合后形成的胶束的数量缔合型增稠剂疏水基的疏水性和乳液本身采用的疏水性表面活性剂的量对涂料的整体粘度产生重要的影响从前面乳液聚合的试验结果中可以看到在疏水性较强的纯丙乳液聚合中所使用的阴离子乳化剂的EO 数越少或碳链越长对乳液形成的粘度就越高如在这类乳液中再加入疏水性较强的缔合型增稠剂就会打破原来的平衡在水分子的斥力下形成胶束并导致粘度迅速提高配方中的纯丙或苯丙乳液量越高这种作用就越明显在某些条件下缔合型增稠剂甚至根本无法将一端疏水基吸附在乳液或颜/填料颗粒表面导致缔合型增稠剂的若干个疏水基在水中向内翻转形成胶束--花絮凝此时形成较高的粘度但却未能形成网络结构配方中所含的亲水性表面活性剂量较高时这种反应则会减弱这就是通常在因上述原因造成胶化的涂料中加入Hydropalat 436这类高亲水性表面活性剂来降低粘度的原因缔合型增稠剂的增稠效果除了受上述因素影响外还受到乳液粒径的影响参阅右图可以看出乳液颗粒越细其颗粒比表面积越大缔合型增稠剂对其吸附的可能性也越大在高光的纯丙乳液中这一点表现尤为突出少量的缔合型增稠剂可形成很强的缔合网络结构使涂料的结构粘度迅速上升这时要注意避免假稠现象或与配方中的HEC 等水合型增稠剂产生脱水收缩以至于造成涂料在贮存期间的浮水或浮色现象３８DSX2000是聚醚改性的缔合型增稠剂其疏水剂相对较弱故对纯丙/苯丙类低PVC 涂料的粘度控制有效DSX2000属于牛顿型增稠剂主要改善涂料的高剪粘度并对中剪粘度有帮助而对低剪粘度影响较低表5 缔合型增稠剂的优缺点对比缔合型增稠剂优点不影响光泽耐霉菌性较好流变性好不受PH 值影响抗水性较好缔合型增稠剂缺点 受表面活性剂的影响 受溶剂影响 受温度影响 受乳液颗粒影响 补加水或色浆有时会导致粘度下降过低后调色时粘度稳定性受其他表面活性剂的影响表6 各种增稠剂的性能对比牌号 化学名称增稠性 触变性 流平性 施工性 调色性 抗水性 SN 636 改性碱膨胀乳液高 较高 良 好 一般 好 Modicol VD 聚羧酸钠高 高 差 一般 差 好 SN 61240% 聚氨酯类高 一般 较好 一般 一般 好 SN 621N 40% 聚氨酯类一般 较低 好 好 好 好 DSX 1550 聚氨酯类高 一般 良 一般 一般 好 DSX 2000 改型聚醚较低 低 很好 好 好 一般 HEC 羟乙基纤维素高 高 差 差 好 差 ASE 普通碱膨胀乳液 较高 高 差 差 一般 差 成膜助剂是溶剂导致乳液胶粒溶胀后涂料粘度上升特别是在低PVC 涂料中成膜助剂的添加量较大在配方中如未能均匀分散就会直接吸附到乳液胶粒表面使乳液胶粒溶胀胶化由于其疏水性较高在颜/填料浆高速分散砂磨阶段加入会影响颜/填料的分散性可在浆料制备完毕在加入乳液之前加入成膜助剂必要时加入少量表面活性剂PE100然后低速搅拌均匀再加入乳液等其他组份成膜助剂在配方中水量较高时不易对乳液胶粒形成溶胀涂料上墙之后随着水分的蒸发成膜助剂才开始发挥作用它不会影响到涂料的贮存稳定性 总之极性越强的溶剂越容易使缔合型增稠剂粘度下降极性越低或非极性溶剂则会使缔合型增稠剂粘度上升 四外墙乳胶漆配方设计构思低PVC 外墙乳胶漆成本高在国内多采用常规聚合工艺表面活性剂在抗水性机械/化学稳定性等方面仅能尽量控制平衡但仍有很多副作用乳液量过高夏天回粘易沾污适当降低乳液量提高填料量可提高涂膜的刚性并降低成本PVC 在40~50%之间的市售外墙涂料其涂膜在雨后脏水经常冲刷的地方会形成污迹使涂料的装饰效果下降通过本文对表面活性剂的探讨试图论证涂料行业在配方设计时忽略了涂料最终的价值在于漆膜而非涂料本身配方设计师考虑较多的是配方中各组分如何满足水的要求1. 如何将颜/填料制备成高固体份低粘度的不易返粗的水性颜/填料浆2.如何保证涂料的贮存稳定性及开罐效果3.如何保证施工的方便及良好的施工性能4. 如何保证涂料的可调色性 值得指出的是以上考虑的均是基于乳胶漆的液体状态这些内容固然重要海纳百川推陈出新但更重要的漆膜是要经时间考验的产品原先为满足配方中水的要求而加入的亲水性的原料和助剂对漆膜的抗水性产生巨大的副作用尽管涂料中的水被蒸发但漆膜的亲水性导致下雨时易被二次润湿这不仅仅是毛细作用造成的亲水的表面活性剂在干膜中变成渗透剂也是重要的因素所以中等PVC外墙涂料的污迹是这种配方设计的必然结果溶剂型外墙漆的优点在于树脂和分散剂吸附在颜/填料表面形成疏水层树脂的分子量控制了涂料的粘度适量的低聚物改善了流变性故抗水性及抗粘污性较好从溶剂型涂料的制备机理中得到启发对外墙乳胶漆的抗粘污性提出以下解决方案1. 将配方中的颜/填料全部吸附上疏水改性的分散剂事实上这就完成了对颜/填料的疏水表面处理这使得制备疏水性中PVC外墙漆成为可能2. 尽量减少配方中高HLB值表面活性剂的用量3. 用SN 636这类的具有抗水性的水合型增稠剂替换配方中普通的水合型增稠剂如HEC及碱膨胀乳液由于这类增稠剂的用量高于配方中的分散剂用量其对漆膜抗水性的危害甚至高于分散剂4. 使用适当的缔合型增稠剂旨在控制SN 636的用量在保证保水/抗水性的同时改善涂料的流变性5. 采用细粒径的疏水性较强的乳液制备中等PVC的涂料这样不仅改善了涂料的抗粘污性能同时还不影响涂料的再涂性及回粘性尽量选择低乳化剂含量的乳液6. 降低水含量适当提高二醇类溶剂量这样可有助于减少配方中表面活性剂的加入量并有助于解决表面活性剂不挥发对漆膜抗水性造成的损害外墙乳胶漆在中国有着广阔的市场前景但受限于目前原材料及技术水平尚不能达到尽善尽美希望涂料行业的技术人员将不同的观点进行充分的交流旨在尽快使乳胶漆成为集保护功能及装饰功能为一体的环保型涂料11。
