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《PUR增稠劑地作用機(jī)理及在水性涂料中地應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
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(hào)：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，如高分子量纖維素醚、多糖和無(wú)機(jī)增稠劑以外，人們開(kāi)始使用越來(lái)越多的聚氨酯增稠劑。PUR增稠劑具有極強(qiáng)的牛頓流動(dòng)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)理為分子里內(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)有幾十年了。50年以前，乳膠漆在涂料工業(yè)中起著重要作用。越來(lái)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(shù)脂涂料，這個(gè)數(shù)量明顯增加。其中，最重要的原因是這種水性涂
2、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(shù)脂涂料的替代品，這種水性涂料會(huì)出現(xiàn)大量問(wèn)題，如潤(rùn)濕性能、泡沫的形成、干燥性能、流平差、刷涂性、成膜性能，等等。最后3個(gè)性能受流變性的影響尤其明顯。通常，通過(guò)纖維素增稠劑的輔助作用，來(lái)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(shù)脂涂料不同。該乳膠漆的粘度曲線(xiàn)（流變性）表現(xiàn)出粘度與剪切速率的一種非線(xiàn)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(shù)脂涂料，當(dāng)粘度出現(xiàn)少量減少時(shí)，涂料的結(jié)構(gòu)粘度即降低。這種流變性的不同說(shuō)明了乳膠漆和醇酸樹(shù)脂涂料在流動(dòng)性能和涂層厚度上的不同。而聚氨酯或PUR增稠
3、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于水性涂料配方，這些涂料的流變性能與醇酸樹(shù)脂涂料一致。該文將詳細(xì)說(shuō)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(dòng)性能的一門(mén)科學(xué)。2.1???????流動(dòng)行為和流動(dòng)液體流動(dòng)分為層流和湍流。如果人們將平行、無(wú)限薄的幾個(gè)液體層（我們可以將它看作液體的組成）相對(duì)移動(dòng)到另一層，沒(méi)有出現(xiàn)液體層混合，這種液體流動(dòng)為層流。如果液體層出現(xiàn)混合，這種流動(dòng)即為擴(kuò)散流動(dòng)。當(dāng)引入的大量能量（用于引起液體流動(dòng)）消失并且不用于實(shí)際流動(dòng)目的時(shí)，即產(chǎn)生紊流。在層流中，液體層不相互混合。因此層
4、流較容易用數(shù)學(xué)數(shù)語(yǔ)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(dòng)方式。2.2???????剪切應(yīng)力、剪切力和粘度讓我們假定包含無(wú)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）層的表面面積為??????????O（m2）在此情況下，作用于m2力這種應(yīng)力為剪切應(yīng)力，用τ表示。該剪切應(yīng)力是引起相鄰兩層液體相對(duì)移動(dòng)的力。τ＝?K／O（牛頓／m2）由于全部體積液體的最上層施加的剪應(yīng)力，推動(dòng)該層按照力的方向流動(dòng)。由于相鄰液層通過(guò)剪應(yīng)力承受該液層，該液層不能自由流動(dòng)。反過(guò)來(lái)，該液層通過(guò)剪應(yīng)力支
5、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面，不會(huì)移動(dòng)。根據(jù)其距離，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=剪切速率V/Y=m／sec·1／m=sec-1τ與D之間的商數(shù)為粘度系數(shù)η，簡(jiǎn)稱(chēng)為“粘度”。η＝τ／D＝牛頓·sec／m２或帕斯卡·sec(Pa.s)粘度是流動(dòng)阻力的度量，通過(guò)流動(dòng)阻力，防止液體變形。2.3???????流變行為的測(cè)量?jī)x器如果在使用前攪動(dòng)典型涂料，其剪切速率通常在10到100sec-1之間。在此范圍，通過(guò)用兩種廣泛用于
6、涂料工業(yè)的粘度計(jì)，即Brookfield和Stormer粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)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40,000sec－１之間變化。由于涂料通常顯示出假塑性流動(dòng)特性，粘度計(jì)不適合測(cè)量高剪切速率范圍（1,000sec－１以上），因而不能提供涂料在施工中的有關(guān)粘度性能的數(shù)據(jù)。能夠在較廣剪力范圍進(jìn)行測(cè)量的儀器有HaakeRotovisco，F(xiàn)erranti-Shirley粘度儀和ContravesRheomat.可以通過(guò)使用一種測(cè)量中度范圍的粘度計(jì)（如Brookfield，Stormer）和一種測(cè)量較高范圍的設(shè)施（如ICIC
7、one和平板粘度計(jì)）來(lái)達(dá)到一種折中方案。3.???????用于涂料的增稠劑以下為用于水性涂料的增稠劑：l???????纖維素增稠劑l???????多糖l???????堿溶性丙烯酸增稠劑l???????聚氨酯增稠劑3.1???????纖維素增稠劑50年來(lái)，纖維素增稠劑是一種最重要的水性涂料流變助劑。盡管纖維素不溶于水，但通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，它可以溶于水。最有名的纖維素增稠劑包括：羥乙基纖維素：???????HEC羥丙基甲基纖維素：???HPMC羧甲基纖維素：???????CMC乙基羥乙基纖維素：???EHEC纖維素分子是一種高分子鏈，包括多個(gè)脫水葡萄糖單元。通過(guò)分子間的
