pur增稠劑的作用機(jī)理及在水性涂料中的應(yīng)用

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1、PUR增稠劑的作用機(jī)理及在水性涂料中的應(yīng)用報(bào)告編號：7.01e概況水性涂料都采用增稠劑，為系統(tǒng)提供理想的流變性能。除了傳統(tǒng)的增稠劑，如高分子量纖維素醯、多糖和無機(jī)增稠劑以外，人們開始使用越來越多的聚氨酯增稠劑。PUR增稠劑具有極強(qiáng)的牛頓流動特性，其流平性能、一次刷涂厚度和耐擦洗性都是最佳的。PUR增稠劑的增稠作用機(jī)理為分了里內(nèi)含的疏水和親水成分。1.介紹水稀釋涂料的出現(xiàn)已經(jīng)有兒十年了。50年以前，乳膠漆在涂料工業(yè)中起著重要作用。越來越多的人有興趣將乳膠漆用于各種廣泛的應(yīng)用，如替代含有機(jī)溶劑的醇酸樹脂涂料，這個(gè)數(shù)量明

2、顯增加。其屮，最重要的原因是這種水性涂料更環(huán)保。作為高光澤、易于施工、具有良好流平性能的醇酸樹脂涂料的替代品，這種水性涂料會出現(xiàn)大量問題，如潤濕性能、泡沫的形成、T?燥性能、流平差、刷涂性、成膜性能，等等。最后3個(gè)性能受流變性的影響尤其明顯。通常，通過纖維素增稠劑的輔助作用，來調(diào)節(jié)常規(guī)乳膠漆的流變性。這種涂料的流變性能與傳統(tǒng)醇酸樹脂涂料不同。PackingappearanceSaggingLevellingSettlingFtgure1:FlowbehaviourcurvoAlkyd該乳膠漆的粘度曲線（流變性）表現(xiàn)

3、出粘度與剪切速率的一種非線性相關(guān)關(guān)系。剪切速率的增加將引起粘度（結(jié)構(gòu)粘度）的減少。至于醇酸樹脂涂料，當(dāng)粘度出現(xiàn)少量減少吋，涂料的結(jié)構(gòu)粘度即降低。這種流變性的不同說明了乳膠漆和醇酸樹脂涂料在流動性能和涂層厚度上的不同。而聚氨酯或PUR增稠劑是流變助劑領(lǐng)域中一個(gè)最重要的成果。這種締合型增稠劑用丁水性涂料配方，這些涂料的流變性能與醇酸樹脂涂料一致。該文將詳細(xì)說明這種PUR增稠劑系列的性能和用途，并與傳統(tǒng)增稠劑相比較。2.流變學(xué)流變學(xué)是研究物質(zhì)流動性能的一門科學(xué)。2.1流動行為和流動液體流動分為層流和湍流。如杲人們將平行、

4、無限薄的幾個(gè)液體層（我們可以將它看作液體的組成）相對移動到另一層，沒有出現(xiàn)液體層混合，這種液體流動為層流。如果液體層出現(xiàn)混合，這種流動即為擴(kuò)散流動。當(dāng)引入的大量能量（用于引起液休流動）消失并且不用于實(shí)際流動目的時(shí)，即產(chǎn)生紊流。在層流屮，液體層不相互混合。因此層流較容易用數(shù)學(xué)數(shù)語解釋。在涂料的生產(chǎn)和應(yīng)用中，層流是最主要的液體流動方式。2.2剪切應(yīng)力、剪切力和粘度讓我們假定包含無限數(shù)量液體層的一定體積的液體，現(xiàn)在在最上層施加力,力的方向與各層界面并行。力的大小為K（牛頓）層的表而而積為O（m?）在此情況「F,作用于n?

5、力這種應(yīng)力為剪切應(yīng)力，用T表示。該剪切應(yīng)力是引起相鄰兩層液體相對移動的力。t=K/0（牛頓/m2）曲于全部體積液體的最上層施加的剪應(yīng)力，推動該層按照力的方向流動。由于相鄰液層通過剪應(yīng)力承受該液層，該液層不能自由流動。反過來，該液層通過剪應(yīng)力支持相鄰液層。等等。至于最底層液體，由于受到平坦的液體涂刷表面的限制,該層牢固地粘附在此表而，不會移動。根據(jù)英距離，劃分流速差值，得到剪切速率D（即剪切力梯度和剪切力速度）。如果指定最上層的流速為V,各層的總共厚度為Y,得到以下公式：D二剪切速率V/Y=m/sec?1/m=sec

6、'1t與D之間的商數(shù)為粘度系數(shù)n,簡稱為“粘度”。H=T/D=牛頓?sec/m‘或帕斯卡?sec(Pa.s)粘度是流動阻力的度量，通過流動阻力，防止液休變形。2.3流變行為的測量儀器如果在使用前攪動典型涂料，其剪切速率通常在10到lOOsec^Z間。在此范圍,通過用兩種廣泛用丁涂料工業(yè)的粘度計(jì)，即Brookfield和Stormer粘度計(jì)進(jìn)行測量。然而在大多數(shù)常規(guī)使用方法，如噴涂、滾筒覆蓋和涂刷中，剪切速率在10,000到WOOsec-1^間變化。由于涂料通常顯示出假塑性流動特性，粘度計(jì)不適合測量高剪切速率范圍(l

7、,000sec—】以上)，因而不能提供涂料在施工小的有關(guān)粘度性能的數(shù)據(jù)。能夠在較廣剪力范圍進(jìn)行測量的儀器有HaakeRotovisco,Ferranti-Shirley粘度儀和ContravesRheomat.可以通過使用一種測量屮度范圍的粘度計(jì)(如Brookfield,Stormer)和-?種測量較高范圍的設(shè)施(如ICICone和平板粘度計(jì))來達(dá)到一種折屮方案。3.用于涂料的增稠劑以卜?為用于水性涂料的增稠劑:?纖維素增稠劑?多糖?堿溶性丙烯酸增稠劑?聚氨酯增稠劑3.1纖維素增稠劑50年來，纖維素增稠劑是一種最重

8、耍的水性涂料流變助劑。盡管纖維索不溶于水，但通過化學(xué)反應(yīng)，它可以溶于水。最有名的纖維索増稠劑包括：疑乙基纖維素：HEC輕丙基甲基纖維素：HPMC竣甲基纖維素：CMC乙基％乙基纖維索：EHEC纖維素分子是一種高分子鏈，包描多個(gè)脫水葡萄糖單元。通過分子間的和分子內(nèi)氫鍵的形成，以及水合作用（圖3）和分子鏈的鏈纏結(jié)，壇加粘度。換句話說，纖維索增稠劑增稠水相，該增稠作