ADEKA水性涂料增稠剂UH(中)-新版.pdf
水性涂料粘度及增稠剂
水性涂料粘度及增稠剂一、涂料生产、储存和施工中的剪切作用和理想的流变特性二、各种型号粘度计表征的粘度三、增稠剂的种类非缔合型的增稠流变剂主要提供中低剪切粘度和假塑性，而通过缔合型增稠流变剂的选择可提供不同剪切条件下的粘度，尤其是高剪切粘度。
1)纤维素醚及其衍生物羟乙基纤维素(HEC)是大分子纤维素进入连续的水相中，通过分子链上羟乙基和羧基的水合作用及其分子间的缠绕，而增加体系粘度，当体系受到剪切作用，速率逐步增加时，HEC 分子可从无序按剪切力的方向作有序排列，变得易于滑动，粘度下降，当剪切作用力减弱时，又可逐渐回复到原有的结构，表现为触变性。
这种水相增稠的机理与所用乳液、颜料和其它助剂的关联度不大，因而匹配性较好，使用面较广，缺点是流平性差，滚涂易飞溅，生物稳定性较差纤维素分子主要靠在水中的溶胀来增稠，在水中溶胀主要是因为高分子主链与水形成氢键的结果，同时它的粘度与其分子量有很大的关系。
分子量越大，单位质量的增稠能力越大。
2.5%浓度纤维素溶液外观对比之下缔合式增稠剂本身溶液粘度一般很低，然而碱溶胀式产品在中和之后与之相似。
纤维素的分子量对粘度的影响当分子量较低时，较高的高剪切粘度可以实现，但是其用量也很高，所以并不经济。
当分子量较高时，因为增稠效果太好，使用量低。
高剪切粘度不能实现（太低），同时其它性能如流平行性也将随之消失。
在乳胶溶液中加入纤维素后，由于纤维素自身靠溶胀增稠，它将挤压乳胶粒子不断相互接近，当纤维素用量达到一定浓度，将引起乳液的絮凝。
同样的原理是用于乳胶漆中。
这里是两张实际的显微镜照片。
左图所示是没有纤维素的条件下，干燥的乳胶粒子均匀的分散。
这对涂料的性能影响很大。
右图所示，由于纤维素的加入，干燥以后的乳胶粒子不再均匀分散，其中没有粒子的地方是由于纤维素溶胀所至。
纤维素增稠引起的涂料辊涂时的飞溅现象,细小的粒子是涂料在粉刷过程飞溅所致。
纤维素类增稠剂的优缺点2)碱溶膨胀型增稠剂丙烯酸类增稠剂,包括聚丙烯酸盐及碱增稠的丙烯酸酯共聚物两个类型。
水性建筑涂料增稠剂
水性建筑涂料增稠剂
一、特性
产品外观——乳白/无色透明
PH值——3-9
组成——聚氨酯
离子性——非离子性
应用领域——水性建筑涂料、水性漆等涂料行业增稠
二、产品简介
水性建筑涂料增稠剂是聚氨酯类、丙烯酸类增稠剂，针对涂料行业而开发。
是一种水基高分子材料。
因为涂料自身具有的流变学性能不一定符合应用的要求，该增稠剂可以提高涂料的流变性能，有助于提高涂料的假塑性，防止涂料在施工中出现流挂、流淌和飞溅的现象，可以增加涂料的流畅流动性，并且赋予涂料良好的机械性能和贮存稳定性，有利于涂料的贮存。
同时另一方面在施工过程中，能够防止涂料的流挂，保证涂料有很好的施工性能。
三、使用方法
根据不同的体系，增稠剂的添加量可为0.1-0.3%，具体添加量根据实践具体情况而定，在使用前可先做小样，避免出现异常情况。
四、特点
具有快速增稠效果，增稠性能稳定，PH值限制少，应用范围广。
能够改进产品流动性、流平性和抗飞溅性；且分散性能好，添加量少、性价比高。
水性增稠剂分类
水性增稠剂分类水性增稠剂是一种可以调节水的流动特性的化学物质，用于制备水性涂料，润滑油，润湿剂和镀层等。
水性增稠剂具有优质流变性能和低温稳定性，能够有效改善和调整各种液体或固体的流变性能，以实现在实际应用中所需的稠度和结构。
水性增稠剂可以根据其物理状态和主要成分等特征进行分类，大致可分为水性凝胶增稠剂、水性乳液增稠剂、水性油树脂增稠剂、水性交联水凝胶增稠剂、水性烷基硅树脂增稠剂等几大类。
水性凝胶增稠剂是一种水溶性高分子物质，它通过形成水溶性凝胶而降低水的流动度，可以显著提高水体的粘度，抗冻能力也能达到很好的效果，适用于制备水性增稠涂料，润湿剂，塑料溶剂和农药等。
水性乳液增稠剂，又称为乳化剂，是由非极性溶剂、合成增稠剂、有机酸、水等组成的聚合物混合物，它可以形成分散体系，从而增加粘度，增强产品的稳定性。
它通常用于制备水性涂料，粉末涂料，着色剂，橡胶，油墨，油基润滑油等。
水性油树脂增稠剂，是用一种特殊的烷基树脂，经过酸解、酯化和其它特殊处理，将油树脂转化为水性增稠剂。
它能有效地适应高温环境，改善各种基体的流变性，抗冻性能优良，能提高涂料的耐腐蚀性和耐磨性，适用于制备多种水性涂料，润湿剂，润滑油，石油蜡，塑料溶剂，肥料等。
水性交联水凝胶增稠剂，它具有较高的高温稳定性和耐酸碱性，可以有效增加材料的稠度和强度，使之具有良好的抗冻性能，同时也可以提高产品的耐腐蚀性和耐磨性。
因此，水性交联水凝胶增稠剂可用于制备涂料，润湿剂，润滑油，石油蜡，塑料溶剂，防护剂等。
最后，水性烷基硅树脂增稠剂，其特点是具有良好的抗冻性能，耐温性和耐热性，可以有效改善各种系统的流变性，提高系统的稠度，稳定性和耐腐蚀性，适用于制备柔性涂料、优质润湿剂、防护剂、润滑油等。
综上所述，水性增稠剂可以根据其物理状态和主要成分，以及其改善水体流变性的效果而进行分类，其中有水性凝胶增稠剂、水性乳液增稠剂、水性油树脂增稠剂、水性交联水凝胶增稠剂和水性烷基硅树脂增稠剂等五类型，它们各自具有独特的稠度调节效果，可以满足各种应用需求。
水性增稠剂概述
水性增稠剂增稠剂有多种多样，目前常用的是纤维素醚及其衍生物类增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂（HASE）和聚氨酯增稠剂（HEUR）。
1 纤维素醚及其衍生物羟乙基纤维素（HEC）是1932年由Union Carbide公司首先实现工业化生产的，至今已有70多年的历史了。
目前，纤维素醚及其衍生物类增稠剂主要有羟乙基纤维素（HEC）、甲基羟乙基纤维素（MHEC）、乙基羟乙基纤维素（EHEC）、甲基羟丙基纤维素（MHPC）、甲基纤维素（MC）和黄原胶等，这些都是非离子增稠剂，同时属于非缔合型水相增稠剂。
其中在乳胶漆中最常用的是HEC，如Aqualon公司的Natrosol 250 和Union Carbide公司的Cellusize QP等。
疏水改性纤维素（HMHEC）是在纤维素亲水骨架上引入少量长链疏水烷基，从而成为缔合型增稠剂，如Natrosol Plus Grade 330，331，Cellosize SG-100,Bermocoll EHM-100。
其增稠效果可与分子量大得多的纤维素醚增稠剂品种相当。
它提高了ICI粘度和流平性，降低了表面张力，如HEC的表面张力约为67mN/m，HMHEC的表面张力为55-65m mN/m.2 碱溶胀型增稠剂碱溶胀增稠剂分为两类：非缔合型碱溶胀增稠剂（ASE）和缔合型碱溶胀增稠剂（HASE），它们都是阴离子增稠剂。
非缔合型的ASE是聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。
这类增稠剂如Rohm Haas 公司的ASE 60和Ciba公司的Viscalex HV-30。
缔合型HASE是疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。
HASE增稠剂如Nopco公司的SN636，Rohm & Haas公司的TT—935等。
但这种增稠剂也有含聚氨酯和不含聚氨酯的两类。
Elements公司开发了不含VOC和APEO的HASE增稠剂,在配色漆时，当色浆用量约为4%-8%时，加入色浆后涂料的斯托默粘度约下降30KU-40KU，从而造成相同品种不同颜色涂料粘度不一致、流挂和贮存稳定性下降等问题。
水性增稠剂作用及使用方法
水性增稠剂作用及使用方法
水性增稠剂作用：增稠提高产品的性能，节约成本。
而水性增稠剂指的是物质形态为液体的增稠剂，分为液体和粉体增稠剂。
水性增稠剂提供粘度的长期稳定，改善耐候性，不易被水分解，不含COV气味低，从而广受欢迎，尤其是涂料厂家。
水性增稠剂使用方法：水性增稠剂可以在研磨阶段直接添加，也可以在调漆中进行后添加，这样增稠效果较佳。
因为水性增稠剂的浓度较高，由于对高分子颗粒表面的亲和力，可能造成因局部过多的相互作用而导致凝结或絮凝，建议使用时用水溶液稀释10%后更容易分散。
高剪切粘度的增加是与添加量有关。
准确添加量所需视特定涂料所需的流变性决定，也就是说你想要的稠度，是添加量决定的。
建议是0.5%-3.0%左右。
增稠剂对乳胶漆的粘度和光泽的影响
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万方数据
李若慧等：增稠剂对乳胶漆的粘度和光泽的影响
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! ! 摘! 要：不同类型的增稠剂对乳胶漆的性能有不同的影响。讨论了有机膨润土、羟乙基纤维素、碱性增稠剂、缔合 型增稠剂对乳胶漆的粘度和光泽的影响。
涂在玻璃板上，待干燥后测定其光泽，结果见表 *。
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增稠剂和分散剂.pdf
与分散剂之间的相容性
罗门哈斯中国公司大中华技术中心
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内容提要：
第一部分: 增稠剂介绍
1. 增稠剂的分类 3. 增稠剂的增稠机理 5. 增稠效率影响因素
2. 增稠剂的分子结构 4. 增稠剂的增稠效果 6.增稠剂选择
第二部分:分散剂类型
第三部分:分散剂与增稠剂的配合使用
聚氨酯 缔合型增稠剂
非离子表面活性剂
疏水基团
亲水端
(分子量: 几百 – 几千)
线型类
聚氨酯
增稠剂
支链类
(分子量: 5万 – 10万)
亲水主链
聚氨酯链接
疏水基团
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表面活性剂与乳液的缔合
乳胶颗粒
表面活性剂在乳胶颗粒表面的吸附
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水溶液中表面活性剂胶束
疏水基团 亲水端
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第一部分: 增稠剂介绍-增稠机理
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第一部分: 增稠剂介绍-增稠效果
HASE类缔合型增稠剂
局限性
使用时需调节pH 耐水/耐碱性相对较差 与分散剂配合使用不当时可能造成颜料絮凝或光 泽下降 增稠效率受乳液、PVC、体积固含量等多种 因素的影响 对表面活性剂/醇类溶剂/分散剂等较敏感
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第一部分: 增稠剂介绍-增稠效率影响因素
剪切速率 /秒-1
Brookfield
KU-斯托默
ICI –高剪切
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ACRYSOL™ RM-12W
◇无溶剂非离子型聚氨酯流变改性剂 ◇高效建立低剪切粘度
Triton X-15 (HLB=3.6)
水性涂料中增稠剂的选择
从20世纪80年代开始，我国涂料助剂需求量开始迅速增加。世界许多助剂跨国企业如BYK、Henkel、EFKa、Ciba、Degussa、Rohm & Hass、Grace、Bayer、Eastman、Rodia等都进入了中国市场，国内助剂企业如浙江华特、无锡绿田、深圳海川化工等也有一系列产品推向市场。但与跨国公司相比，国内企业的产品在系列化和产品性能上还存在一定差距，一些产品开发还处于模仿阶段，今后应该集中精力开发我们的特色产品。为了满足环保的要求，应扩大水性涂料助剂的市场份额，缔合型增稠剂在水性涂料中已经成功地使用了数十年。但是，传统产品一般会将部分有机溶剂引入水性体系，因此，最近的开发方向是液体缔合型无溶剂增稠剂。对聚丙烯酸增稠剂添加某些物质进行共聚改性，与其它增稠剂复配也是目前研究的重要内容。
聚丙烯酸类增稠剂聚丙烯酸类增稠剂具有较强的增稠性和较好的流平性，生物稳定性好，但对pH值敏感、耐水性不佳。
缔合型聚氨酯类增稠剂这种缔合结构在剪切力的作用下受到破坏，黏度降低，当剪切力消失黏度又可恢复，可防止施工过程出现流挂ห้องสมุดไป่ตู้象。
并且其黏度恢复具有一定的滞后性，有利于涂膜流平。聚氨酯增稠剂的相对分子质量(数千至数万)比前两类增稠剂的相对分子质量(数十万至数百万)低得多，不会助长飞溅。纤维素类增稠剂高度的水溶性会影响涂膜的耐水性，但聚氨酯类增稠剂分子上同时具有亲水和疏水基团，疏水基团与涂膜的基体有较强的亲合性，可增强涂膜的耐水性。由于乳胶粒子参与了缔合，不会产生絮凝，因而可使涂膜光滑，有较高的光泽度。缔合型聚氨酯增稠剂许多性能优于其它增稠剂，但由于其独特的胶束增稠机理，因而涂料配方中那些影响胶束的组分必然会对增稠性产生影响。用此类增稠剂时，应充分考虑各种因素对增稠性能的影响，不要轻易更换涂料所用的乳液、消泡剂、分散剂、成膜助剂等。
ADEKA乳化剂
•含亲水、亲油及自由基聚合的烯丙基基团的表面活性结构.•可乳化各种单体.•增强防水性、粘性及其它物性.全新优质的反应型乳化剂ADEKA REASOAP 系列防水测试效果非反应型(NES-60N)反应型(SR-10)水性乳胶漆用添加剂ADEKA REASOAP 系列评估2341单体(10%) 水乳液引发剂(APS)单体(90%)预乳化配方(g)水: 100单体: 100 乳化剂: 2.5引发剂: 0.2在75 ℃下聚合3小时在75℃搅拌1小时w a t e r r e s i s t a n e (h r )SE-10NOther's HOther's JOther's MOther's SNES-60N水性乳胶漆用添加剂防水测试结果•具有良好的粘性稳定性，粘性不随温度变化而变化.•良好的防水性.•具有高增稠效果及触变性.(UH-700 系列)一种新型增稠剂——粘性改良剂ADEKA NOL UH 系列水性乳胶漆用添加剂水性乳胶漆用添加剂消泡剂, 适用于各类产品ADEKA NATE B 系列聚醚型矿物油型ADEKA NATE B 系列硅树脂型乳化剂型•高效去泡.•品种齐全.•适用于各种涂料.应用：无光涂料B-943 , B-556, B-988平面光泽涂料S-315, S-274弹性涂料B-191, B-199, S-274Additives for Water Borne Emulsion coatingsPH control 0.4(10%NaOH) 3.8(28%NH 3)0.2(28%NH 3)消泡剂0.3(B-943)0.2(B-943)0.4(B-199)粘度(mPa ･s)4,0006,500100,000光泽60°58580Solvent 1 1.5（BS) 2.6(CS), 0.1(PG) 2.0(CS), 1.7(Suwasol)增稠剂 1.0(UH-420)0.4(UH-420)0.4(UH-420)推荐消泡剂B-943、B-556B-943、B-191B-199、B-191消泡剂0.1(B-943)0.4(B-943)0.2(B-943)TiO 218.6(JR-701)28.7(JR-701)11.5(JR-600A)CaCO 322.4-8.8(Ruminas)*乳液37.353.362.7*乳液: 丙烯酸型(50%)水性乳液涂料中的添加剂gsB-988B-988B-943B-943B-556B-556B-199 B-198B-199 B-198B-191B-191S-274S-274S-315S-315(工程漆)（平滑涂料）（弹性涂料）(高光泽涂料)B-199Competitor’sB-943Competitor’sB-943Competitor’s(New)(New)高粘度(较好的消泡性)高光泽（较好的光泽)自流平/砂浆/灰浆/水泥用粉末消泡剂ADEKA NATE B -F 系列1.71.81.92.010203040［温度（℃）］［比重 U n i t w e i g h t ］按照温度变化，比较单位重量良好株式会社ADEKA的代理店·增稠剂·消泡剂·反应性乳化剂北京市朝阳区惠新东街甲2号北奥大厦18层电话:(010)8488-7500上海市浦东东方路985号一百杉杉大厦16楼A座电话:(021)5081-5510深圳市車公廟天安數码城天样大厦CD座11楼C2單元电话:(0755)8356-2928。
ADEKA 水性涂料增稠剂 UH(中)解析
聚氨酯类 (ADEKA NOL UH)
水溶性聚氨酯
聚合体粒子的 联合
ADEKA CORPORATION
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纤维素类增稠剂示意结构
纤维素类
水酸基
水
ADEKA CORPORATION
5
ADEKA NOL UH化学结构
UH-450在高剪切比率下 容易下降
h (Pa.s)
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1
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0
10 -2 10
-1
10
-1
10
0
10
1
10
-1
2
10
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SHEAR RATE (sec )
ADEKA CORPORATION 14
UH-420的流动性图表
跟 UH-530, UH-450比较 ，同等添加量
10
3
2.在1-10 sec-1条件下，UH420有高的增稠效果 UH-420 0.4%
0.7
0.8
0.9
(B)TＩ (vis ratio)
2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.3 7.9
ADEKA CORPORATION 10
1. 增稠流平剂
ADEKA NOL UH-420
优秀的流平效果 优秀的增稠效果, 既有高的剪切率也有低的剪切率 无VOC (仅有水) 内墙和外墙都可使用,并且用于平涂和弹性涂料 在日本出售的最好的产品
ADEKA CORPORATION
9
ADEKA NOL UH 系列
100,000
TI - Thickening effects Map
水性增稠剂分类
水性增稠剂分类
水性增稠剂是一类多功能的有机聚合物，也称为流变改性剂，主要用于涂料、农药、润滑油、染料、食品添加剂等行业。
水性增稠剂具有改善涂料流动性、晕染抑制、保护脆性膜层、防止水垢沉积等功能。
根据水性增稠剂的分子结构和性能特征，在国内外市场上，可大致分为两类：烷基聚氧乙烯醚增稠剂和烯基聚氧乙烯醚增稠剂。
烷基聚氧乙烯醚增稠剂：
它由一种有机碳氢化合物来构成，具有极低的表面张力、优异的悬浮性和良好的抗剪切性能。
它们的增稠作用主要表现为增加涂料的粘度，增加薄膜的形成性，并促进涂料的机械性能。
在酸性水溶液中，它也具有较好的抗腐蚀能力。
烯基聚氧乙烯醚增稠剂：
它主要是由烯烃和亚甲基环氧乙烯组成，具有优异的机械强度、良好的悬浮性和较高的固体含量，能够提供坚实的防水性膜层，提高涂料附着性和耐清洗性，具有良好的抗晕转性能和抗水晕性能，是生产高性能水性涂料的理想选择。
此外，在水性增稠剂的分类中还包括一些多聚物增稠剂，这类增稠剂可以由不同聚合物组成，例如丙烯酸、乙烯基乙烯醚、乙烯丙烯酸、乳液乳化剂、氟烷型增稠剂、甘油醚酯增稠剂、胺型增稠剂等。
它们主要用于改善涂料的悬浮性和稳定性，增加涂料的耐候性，提高涂料的抗冻性和湿滑性，以及防腐蚀、防静电等功能。
最后，尽管水性增稠剂有许多种，但归根结底是使用不同结构的有机聚合物来改变涂料的流变性，从而达到优化涂料性能的目的。
在选择增稠剂时，除了要考虑到其本身的物理和化学性能，还要结合实际应用情况，考虑涂料性能、应用环境等因素，根据具体的需求来选择适当的水性增稠剂。
ADEKA 水性涂料增稠剂 UH(中)解析
1）优秀的流平型: UH-420 2）无温度依存型: UH-500 系列
无VOC 型的UH 系列
3）高触变型: UH-752, UH-756VF
表面活性剂部 有机化学发展实验室
ADEKA CORPORATION 1
增稠剂的作用
状态 作用
储存
防止沉降、分离
1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01
1.E-03 1.E-03
0.E+00 1.E+02
频率(rad/sec) Shear rate (sec-1) ADEKA CORPORATION
tanδ
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2.温感性
聚氨酯缔合型增稠剂的缺点： (常规型, 旧产品及竞争对手的) 温感性 涂料粘度易随温度的变化而变化 涂料施工性因此而降低——尤其在有四季温差变化的地方， 如：日本、中国、韩国、欧洲、美国等
水 /GE*2 水/GE*1
BG: Butyl glycol (b.p.=170oC)
GE：Glycol eter type solvent *1： Propyleneglycol monopropylether (b.p.=150oC)
*2： Propyleneglycol monobuthylether (b.p.= 170oC)
R - O - C-N - A - N-C - Z - C-N - A - N-C - O - R O H
R : 疏水基 Z : 亲水基 A : 羧基
H O
O H
H O n
亲水基
疏水基
ADEKA CORPORATION
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ADEKA NOL UH的增稠原理