增稠与流变机理

浆料對流变性的影響乳液与浆料相容性对涂料流变性的影响缔合型和水合性增稠剂在配方中的作用增稠与流变机理EDGreaterChina~配方中总水量~浆料的性质(亲水/疏水性，无机物的吸水量等)~乳液的亲水/疏水性~增稠剂的种类~配方的PVC，NVV等影响涂料流变性的主要因素EDGreaterChina水合型纤维素醚类碱溶胀乳液类无机物天然高分子有機物缔合型分子链两端具有疏水基团的非离子聚氨酯或聚醚疏水改性的纤维素醚/碱溶胀乳液增稠剂种类EDGreaterChina疏水主链与周围水分子有通过氢键缔合的趋势该类增稠剂不会与聚合物乳液或颜填料颗粒相互作用OHHOHHOHHOHHOHHOHH水合型增稠剂----HEC的增稠原理EDGreaterChina与氨水或胺类物质发生中和反应树脂成鹽溶於水，羧基在静电排斥作用下使聚合物链伸展开，與水分子形成氫鍵体系粘度升高COOHCOO-COO-COO-COO-COO-氨或胺pH=3pH=8鹼溶胀型增稠剂----ASEEDGreaterChina122LiquidDispersionPolymers(LDP)ViscalexAT88•聚丙烯酸酯的化學結構-羧酸共聚物或聚酰胺-親水並完全水溶-分散在高沸點油相中製備成油包水乳液TechnicalServiceBLCoatingsJulianWadeOctober2007EDGreaterChina123•ASE和HASE-聚合物為水不溶,故需要中和成鹽•LDP-聚合物完全水溶，故需要在油相聚合TechnicalServiceBLCoatingsJulianWadeOctober2007羧酸共聚物的不同製備方法EDGreaterChina与乳液颗粒和颜填料颗粒相连接形成结构性排列締合型增稠作用受制于配方中的疏水成分和所用表面活性剂的疏水性，溶剂性质和温度及水量。單獨對水相幾乎不增稠乳液颗粒颜填料颗粒增稠剂分子链疏水端締合性增稠劑的增稠原理不同类型流变助剂的增稠特点EDGreaterChina项目空白HECASE1130DSX1516添加量(固体%乳液)0.00.20.50.08添加量(%乳液)0.0/1.780.2粘度(mPa·s)6rpm5,30014,30015,00014,00060rpm9702,6302,5404,510触变指数(TI)5.465.455.93.1不同类型增稠剂在苯丙乳液7035中增稠对比EDGreaterChina巴斯夫疏水改性聚醚/聚氨酯类缔合型增稠剂我打赌他一定没用DSX使用缔合型增稠剂的原因----抗飞溅EDGreaterChina缔合型增稠剂的作用用于现代乳胶漆制备的高抗性的乳液层出不穷。可供选择的无机物也基本可满足要求。在制备了疏水改性的高固含浆料后，此时配方设计的着眼点在那呢？缔合型增稠剂的作用将成为水做连续相的低PVC涂料的支撑点。EDGreaterChina缔合型增稠剂的命名HEUR：疏水改性乙氧基化氨基甲酸酯HydrophobicallymodifiedEthyleneoxideUrethaneHASE：疏水改性碱膨胀乳液HydrophobicallymodifiedAlkaliSwellableEmulsionHM-HEC：疏水改性羟乙基纤维素HydrophobicallyModifiedHydroxyEthylCelluloseEDGreaterChina聚合物和无机物粒子如何在储存和施工时都能均匀的分布？聚氨酯，聚醚类缔合性增稠剂是中低分子量非离子聚合物，其疏水端与乳液粒子或无机物由次价力（范德华力和氢键）作用形成缔合网络结构。这种缔合作用是非键合的基团和分子间的内聚力。这不同于聚合物间的化学键（主价力）。而是一种物理力。由聚醚的亲水链形成的网络有较强的保水作用，其可有效地控制连续相----水的粘度。在高速剪切时，次价力缔合的网络被打破，网络中的水被释放出来，成为低粘度的“自由水”，其有助于施工。剪切停止后，恢复缔合网络的时间为流平和抗流挂的控制点。EDGreaterChina聚合物和无机物粒子如何在储存和施工时都能均匀分布？色差是涂膜内的颜料分层现象。不同的沉降速率导致了这种现象。花斑是涂膜中颜料的无规分散形成的色斑。贝纳尔德漩涡导致了这种现象。EDGreaterChina不同的缔合型增稠剂对涂料的低剪，中剪和高剪粘度有不同的控制能力缔合性增稠剂会受制于以下因素：聚合物粒子及其保护胶的疏水程度，疏水性越强，缔合作用显著乳液粒径越细，缔合越强，也越稳定。无机物粒子的粒径及表面处理情况，所吸附的分散剂的品种/量涂料中所使用的溶剂和表面活性剂。涂料固体分越高，次价力缔合越稳定温度及剪切力变化会影响缔合稳定性EDGreaterChina不同的粘度计所检测的粘度范围与流变性能的关系10-1100101102103104BrookfieldStormerICICone&PlateShearControlledStressControlledCapillaryLogShearRate布鲁克菲尔德斯托莫ICI锥板粘度计剪切力控制粘度范围毛细管粘度重力控制剪切速率与粘度的对数EDGreaterChina不同增稠劑制备的乳胶漆的流变曲线η黏度[mPa.S}剪切速度[s-1]1010101010101010100储存(防沉降)应用(流平/流挂)生产处理(搅拌倾倒)施工(喷滚刷)37654234疏水分散浆/缔合增稠剂的涂料流变曲线传统水合增稠配方技术涂料流变曲线EDGreaterChina各种涂料流变曲线对数图剪切速率(s-1)淋涂地板涂料,无抗流挂要求，极好的流平性。典型的乳胶漆具有极好的抗流挂性厚膜涂料典型的工业涂料,流平/抗流挂平衡0.11101000.010.11100100010000粘度(Pas)无流变剂的涂料EDGreaterChina缔合型增稠剂未能形成有效的网状结构的原因親水表面活性劑用量花絮凝缔合型增稠剂的添加量如果配方中採用了較疏水的乳液，並且乳液含量較高，這樣会导致缔合型增稠剂的两疏水端直接与乳液粒子缔合，形成架桥絮凝，無法形成理想的網狀結構。如果加入較多的親水的表面活性劑，締合型增稠劑的親水端便會外翻，親油端向內，形成類似膠束的花絮凝，這樣也同樣無法形成締合網狀結構。架桥絮凝花絮凝架桥絮凝理想的网状结构EDGreaterChina極性助溶剂对缔合型增稠剂的影响剪切率S-1粘度Pas成膜助剂TMB1,2丙二醇丁二醇丁基二乙二醇无溶剂树脂Acronal290DSolventsat5%EDGreaterChina助溶剂的濃度对缔合型增稠剂的影响溶剂浓度低剪粘度乙二醇丙二醇甲基卡必醇丁基卡必醇EDGreaterChina非離子表面活性剂的HLB值对缔合型增稠剂的影响表面活性剂浓度低剪粘度5.710.913.318.216.0HLB值EDGreaterChina要确保缔合型增稠剂形成均匀稳定的网状结构在中低PVC疏水配方中，假塑性缔合性增稠剂很难加入，或加量很少，这不是经济性的标志，这只会形成假稠。最终导致脱水收缩，分层。通常缔合性增稠剂因表面活性剂的温度敏感性，无屈服值等特点，容易产生粘度不稳定。此时更要根据实际情况选用合适的增稠剂，要确保有均匀的网络，就要保证有足够的添加量！使用牛顿型缔合性增稠剂，0.8-1.5%是较为合理的用量。EDGreaterChinaHEC固体%123粘度(mPa·s)6rpm2,00022,00082,00060rpm9006,800/触变指数(TI)2.223.23/纤维素醚对水的增稠性能EDGreaterChina固体%123粘度(mPa·s)6rpm6,00028,00055,00060rpm1,3004,8009,100触变指数(TI)4.65.86.0碱溶胀型增稠剂对水的增稠效果LatekollDEDGreaterChinaDSX3116固体%123粘度(mPa·s)6rpm5.52215060rpm5.522137.5触变指数(TI)1.01.01.09缔合型增稠剂对水的增稠效果缔合型碱溶胀型巴斯夫增稠剂的品種与应用EDGreaterChina145巴斯夫的增稠劑（保水劑）聚羧酸增稠劑假塑性化學名稱活性份用途ViscalexHV100陰離子丙烯酸共聚物99%固體用於鹼性塗料，控制低剪粘度1ViscalexHV200陽離子丙烯酸共聚物99%固體用於酸性塗料，控制低剪粘度ViscalexHV300陰離子丙烯酸共聚物99%固體用於鹼性塗料，控制低剪粘度ViscalexAT88聚合物分散體60%糊狀可在pH4-11範圍內增稠LatekollD陰離子丙烯酸鹽25%液體用於鹼性塗料，控制低剪粘度EDGreaterChina146巴斯夫的疏水改性鹼溶漲增稠流變劑HASE增稠流變劑假塑性化學名稱活性份用途Viscalex112疏水改性鹼溶脹HASE40%用於鹼性塗料，控制中低剪粘度Viscalex132疏水改性鹼溶脹HASE40%用於鹼性塗料，控制中低剪粘度Viscalex152疏水改性鹼溶脹HASE40%用於鹼性塗料，控制中高剪粘度Viscalex162疏水改性鹼溶脹HASE35%用於鹼性塗料，控制中高剪粘度EDGreaterChinaDSX对流变性能的影响产品化学结构流变性能烷基酚溶剂DSX2000聚醚近似牛顿型含DSX3220聚醚近似牛顿型无无DSX3075聚醚近似牛顿型无无DSX1514聚氨酯中等假塑性含DSX3515聚氨酯中等假塑性无DSX1516聚氨酯假塑性含DSX3256聚氨酯假塑性无无DSX1550聚氨酯强假塑性含DSX3551聚氨酯强假塑性含无DSX2290聚氨酯强假塑性含DSX3290聚氨酯强假塑性无无DSX3800高枝化聚氨酯假塑性+牛顿无无DSX3800是第一支芳香族无锡流变剂!EDGreaterChina148DSX2000‘°/3000*‘°聚醚牛頓型DSX3220*‘°/3075*‘°聚醚牛頓型DSX1514聚氨酯輕微假塑性DSX3515*聚氨酯輕微假塑性DSX3800*‘°聚氨酯輕微假塑性DSX1550/3551*聚氨酯假塑性DSX1516‘/3256*‘聚氨酯假塑性DSX3290*‘°聚氨酯強假塑性DSX3291*‘°聚氨酯強假塑性*無溶劑,‘無APEO,°無有機錫巴斯夫締合型流變劑的發展過程EDGreaterChina剪切速率[1/s]Viscosity[mPa·s]1101005001000500200100DSX3290DSX3551*DSX1516DSX3800*DSX3075*纯丙乳液科宁不同牌号的缔合型增稠剂流变性能对比EDGreaterChina締合型增稠剂与乳液性能的关系乳液種類疏水型乳液（苯丙，純丙）親水型乳液（醋丙，醋叔）乳液粒徑粒徑越細，締合/增稠能力越強乳液越疏水，增稠效果越顯著EDGreaterChina原料重量原料重量分散调漆水0.0水2.00QP4400(HEC)0.05Hydropalalt30651.00Hydropalat100，GA400.8FoamstarA100.20Hydropalalt30650.1D-2520.15AMP-950.1Acronol895835.0FoamstarA100.20DSX3551/30750.4/0.4ZA100（锐钛）24.0competitor10.45/0.4Klin2125.0competitor20.685/0.4重钙700#3.0水氧化锌(芭蕉牌)5.0Total100.00PVC=37.5%,WS=55.5%,VOC5.0g/l极低VOC乳胶漆配方可以用ECO502替代Acronal8958EDGreaterChina91105106739499100707580859095100105110KU值DSX3551/3075competitor1competitor2初始第二天老化后KU粘度对比EDGreaterChina0.0350.0420.0460.04900