涂料理想的流变状态是储存稳定、不分层、不沉降,同时施工时具有优良的流动性和流平性,而且不会产生流挂,必须选择合适的流变添加剂。流变添加剂从作用上分有三大类:低剪切增稠剂和高剪切流平剂,中剪切介于两者之间。低剪切速率下的粘度又称为STORMER粘度,决定了涂料的储存稳定性;高剪切粘度称为ICI粘度,对应涂料施工时的粘度。
增稠、流变原理
增稠流变剂机理是通过加强与涂料中的树脂、颜填料颗粒等之间的相互作用力,强化了涂料内部的抵抗力,赋予涂料优良的存储性和施工性能。
一般分为四大类型:
纤维素醚类增稠剂。纤维素醚在涂料中广泛用作增稠剂,特别是羟乙基纤维素。如图:
碱溶胀型增稠剂。是一种阴离子型增稠剂,分为普通聚丙烯盐碱溶胀型(ASE)和缔合性碱溶胀增稠剂(HASE)。ASE增稠剂在碱性条件下产生中和反应,树脂被溶解后的羟基的静电排斥作用使得聚合物伸展开来,导致体系粘度增大,产生增稠效果。对涂膜耐水性有一定影响,建议用于内墙涂料。HASE拥有大量羟基和疏水改性的长支链,在碱性条件下不但产生静电排斥作用,同时与树脂粒子和颜填料的疏水部分缔结形成三维网格,增稠效率更高,同时还赋予涂料一定的流平性、抗飞溅性,耐水性优于ASE增稠剂。
聚氨酯流变剂。聚氨酯流变剂(HEUR)是非离子型的,是疏水基因改性的乙氧基聚氨酯聚合物,乙氧基的引入使HEUR具有水溶性,HEUR分子结构中的疏水基多为烷基,起缔合作用,是产生增稠效应的关键,与树脂粒子、颜填料等缔合形成三维网状结构,提供高剪切粘度;分子结构中的亲水链通过水分子产生氢键,进一步增稠,增稠剂分子在高于临界胶束浓度时形成胶束,提供中剪切粘度。
无机增稠剂。膨润土、蒙脱土、硅酸锂镁盐等都是无机增稠剂,通常低剪切增稠性好,防沉抗生物降解。