疏水改性分散剂

Chart 21
结论
◙ 疏水改性分散剂对颜、填料具有协同润湿、分散 效果，尤其对超细的粉料。 添加了疏水改性分散剂的体系粘度稳定，不会因 过量而产生粘度回升的现象。
◙
Chart 22
浆料粒子表面吸附的分散剂 与增稠剂之间的关系
疏水改性浆料 与普通浆料
Chart 23
HASE 662在改性胶体和普通胶体中应用对比 在改性胶体和普通胶体中应用对比
Chart 5
分散剂在无机颜料表面的吸附
静电稳定
空间位阻+静电稳定
Chart 6
分散剂在有机颜料表面的吸附
空间位阻
空间位阻+静电稳定
Chart 7
乳化剂在乳液粒子表面的吸附
疏水端
Chart 8
涂料的组成
乳液颗粒 水
粉料颗粒 水 有机颜料颗粒
Chart 9
浆料疏水改性是制备抗水性乳胶漆的先决条件 浆料疏水改性是制备抗水性乳胶漆的先决条件 抗水性
•
Chart 4
制备高固体分浆料（或称减水打浆）
鉴于乳液中的水量无法降低， 控制水量的工作就只能放在打浆段 了。 减水打浆或称制备高固体分胶体有许多方法可实现： • • • • 提高无机颜填料的密度和堆积密度及加入量， 降低其吸水率。 相应提高无机物和乳液的份数， 减水, 不改变PVC。 选用适当的亲水性较强的润湿剂或分散剂 但这样做的结果也会有相应的副作用， 无机物密度的提高，亲水 润湿分散剂的降粘作用引起了沉降问题。水合型增稠剂可解决此 问题， 但又带来流平和抗水的问题。 至此我们可指出涂料制备的 瓶颈是如何控制连续相----水！
立德粉:轻钙/700#:滑石粉/425#:重钙/400# = 20:20:5:5 (固体分：70%，6 rpm) 25500
Brookfield粘度(mPa·s) 20500 15500 10500 5500 500 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 添加量(%) 改性浆料 普通浆料
HASE 662在改性浆料中的增稠效率高
O
H H
O
O
H
H H
O
O
Chart 29
碱溶胀型增稠剂----ASE 碱溶胀型增稠剂
氨或 胺
COOCOO COOCOO-- COO-
COOH
pH=3
pH=8
与氨水或胺类物质发生中和反应 基本树脂被溶解，羧基在静电排斥作用下使聚合物链伸展开 体系粘度升高
Chart 30
疏水改性聚醚和聚氨酯型缔合型流变助剂
•
•
Chart 16
疏水改性分散剂 对浆料的影响
Chart 17
疏水改性分散剂对低堆积密度粉料的分散
立德粉:轻钙/700#:滑石粉/600#:高岭土/1250# = 20:15:10:5
(固含：70%，6 rpm)
4000 H-5040 Brookfield粘度(mPa·s) 3000 H-5040 (PE100/0.1%，先加) H 100 (H-5040/0.2%，先加)
H-5040/PE100 0.25/0.1 319.9 144.5 2.21
H-5040/H 100 0.2/0.25 381.9 165 2.31
Chart 19
立德粉:重钙/1000#:滑石粉/600#:高岭土/1250# = 20:15:10:5
1500 Brookfield粘度(mPa·s) 1200 900 H-5040 600 300 0 0 0.1 0.2 0.3 添加量(%) 0.4 0.5
•
•
•
Chart 14
成膜助剂对乳液的胶化及解决
选择较疏水的乳液。 在乳液中直接加入成膜助剂5-10%， 搅 拌， 乳液粘度会迅速上升，甚至 胶化。 而保护胶多的乳液则 不会。 在上述乳液中加入H－3065， 再加成膜助剂， 粘度无变化。
Chart 15
浆料疏水改性的程度使应控制以下几点
• 为避免在加入乳液后再加成膜助剂造成胶化， 一般都在打浆完成后加入成膜 助剂。用于疏水配方的浆料制备， 疏水改性分散剂量较高， 此时的浆料疏水 性较强， 在浆料固体分较高的情况下， 成膜助剂的加入也会造成胶化。浆料 疏水改性的程度必须加以控制， 必要时，要选用适当的润湿剂如H306 进行 屏蔽。 醋丙类较亲水的体系中，即使是中，低PVC， 缔合型增稠剂控制低剪粘度的 能力一般也较差。 大量使用水合型增稠剂由会降低涂膜的耐湿擦性和流平性。 此时，单纯着眼于选择增稠剂已不能奏效。 尝试对无机胶体进行疏水改性可 大大改善缔合效果。 由此改变了涂料的开罐效果。 在中高PVC涂料中， 乳液含量较低，即使假塑性缔合性增稠剂可以提高涂料 的各种粘度， 但脱水收缩现象严重， 造成严重的分层现象。 加入部分牛顿 型的缔合性增稠剂，因乳液量低，其缔合效果也难于奏效。此时尝试对胶体 进行改性， 减少假塑性缔合型增稠剂的量， 拼入一定量的牛顿型增稠剂，大 大改善了涂料的储存和施工性能。
疏水改性分散剂
Chart 1
水？！
• 作为建筑涂料， 基材的吸水率较高。 故配方设计师对控制 水量未给予足够的重视， 甚至认为水可以作为降低成本的手 段。事实上水的用量应仅限定在满足制备流体的要求。 国内涂料施工之前对基材的处理， 一般为批腻子。为了施工 和打磨的方便使用了低堆积密度的无机物制备腻子， 其吸水 量过高， 导致涂刷前仍要向涂料中兑水。 由于基材处理不当， 导致乳胶漆配方设计降低性能，迁就腻 子， 这是本末倒置。 水过量会有很多负面作用
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Chart 2
水过量的负面作用
• 水的表面张力高， 加大水量的同时就相应的要加大表面活性剂的用量。 水性 涂料含水，但成膜后却要求抗水。 涂料中的水虽然可以会蒸发， 但表面活性 剂却永久残留在涂膜中并损害涂膜抗水性。 水含量高，势必会造成低固体分。 涂膜在由液态转为固态时粒子间的孔隙率 高， 导致涂膜吸水率高。 作为外墙漆脏雨水渗入漆膜， 水蒸发后，赃物留在 孔隙中形成泪痕。 水的低粘度造成涂料分层， 如大量使用水合型增稠剂又会导致流平缺陷。 调色困难， 有机颜料色浆与水的相融性有限， 大分子量增稠剂也会影响展色。 选择消泡剂困难， 水量大要使用水分散性好的消泡剂， 但水分散性好的消泡 剂持久性太差。
项目 添加量(固体%乳液) 添加量(%乳液) 粘度(mPa·s) 6 rpm 60 rpm 触变指数(TI)
空白 0.0 0.0 5,300 970 5.46
HEC 0.2 / 14,300 2,630 5.45
ASE1130 0.5 1.78 15,000 2,540 5.9
DSX1516 0.08 0.2 14,000 4,510 3.1
颜填料颗粒
疏水端
增稠剂分子 链
乳液颗粒
与乳液颗粒和颜填料颗粒相连接形成结构性排列 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。
Chart 31
不同类型流变助剂的增稠特点
Chart 32
不同类型增稠剂在苯丙乳液96中增稠对比 不同类型增稠剂在苯丙乳液 中增稠对比
DSX 1516在改性浆料中的增稠效率高
Chart 25
增稠与流变机理
浆料的流变性 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
Chart 26
影响涂料流变性的因素
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
•
• • •
Chart 3
体积份， 体积份，重量份及比容
• 乳胶漆控制水的重量是相对简单的。但要真正制备高体积固 含涂料却是相对困难的。 主要原因是作为成膜物质的乳液的 固体分太低（48-50%）。无机物的密度太高。 所以不管PVC 的高低， 按重量计算配方的乳胶漆的实际的固体体积份（比 容）最高为0.4立方米/吨（重量配方的成膜物体积固含为3040%左右）。绝对体积固含NVV 45-55% 但如按重量固含计算， PVC越高则重量固含越高。但涂膜是 由面积与厚度构成的， 这就是体积的概念。所以按颜基比设 计配方和按重量销售涂料都是欠科学的。试图提高乳胶漆的 比容是制备高性能涂料的捷径。
Chart 13
成膜助剂对疏水涂料的影响
• 高聚物乳液粒子是憎液性的， 其不会被连续相水溶解或溶涨。但疏 水性较强的成膜助剂会溶胀乳液粒子。在亲水的配方中， 涂料上墙 后，成膜助剂要到水蒸发到一定程度时才进入乳液粒子，此时乳液 粒子开始聚集，溶涨， 变形，成膜。 在相对疏水的配方中一定要控制乳液的转相时间， 随着PVC的降 低，如果又是高固体份涂料， 成膜助剂的用量加大， 危险性便加大。 因为疏水物质处在较高态势时，所使用的乳液又是疏水性强的乳 液， 成膜助剂就容易进入胶粒并会使胶粒溶涨。 如果在储存期内发生这种现象， 就会造成粘度上升， 甚至破乳胶化。 这不同于无机物的絮凝胶化。 无机物的胶化， 后增稠， 还可以兑 水降级使用， 只是反粗， 光泽，对比率下降， 流平变差等。 这也 不同于溶剂型漆，其在溶涨胶化发生后， 可再次研磨分散， 然后降 级使用。 破乳胶化是不可逆的， 其导致涂料报废。 如果在施工时，温度过高，湿度过低， 或基材吸水量过高等因素导 致的漆膜干燥速度过快， 在辊刷过程中就有可能出现由破乳产生的 胶粒。这将影响涂膜性能。
Chart 27
增稠剂种类
水合型 纤维素醚类 碱溶胀乳液类 无机物 缔合型 分子链两端具有疏水基团的非离子聚合物 疏水改性的纤维素醚/碱溶胀乳液
Chart 28
Байду номын сангаас
水合型增稠剂----HEC 水合型增稠剂
H H H H H O H H
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
b
疏水改性分散剂对高堆积密度粉料的分散
H-5040 (PE100/0.1%，先加) H 100 (H-5040/0.2%，先加)
0.6
Chart 20
浆料的最低粘度
立德粉:轻钙/700#:滑石粉/600#:高岭土/1250# = 20:15:10:5 (固体分：70%)
分散剂 添加量(%) 粘度@ 6 rpm (mPa·s) 粘度@ 60 rpm (mPa·s) TI H-5040 0.25 939.8 238.4 3.94 0.5 1,045 256.4 4.08 H-5040/PE100 0.2/0.1 109.0 40.1 2.72 H-5040/H 100 0.2/0.1 101 49.4 2.04
Chart 24
DSX 1516在改性浆料和普通浆料中的应用对比 在改性浆料和普通浆料中的应用对比
立德粉:轻钙/700#:滑石粉/425#:重钙/400# = 20:20:5:5
(固体分：70%，6 rpm)
8000 Brookfield粘度(mPa·s) 6400 4800 3200 1600 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 添加量(%) 改性浆料 普通浆料
Chart 12
疏水配方的两亲平衡
疏水配方要保证两亲平衡储存，施工时应确保为水包 油，施工后， 水分蒸发，渗透， 迅速破乳， 成膜。这 时可能会形成油包水， 在外墙漆中就形成快干和涂膜早 期抗水。 这有助于涂料的雨季施工。疏水配方的PVC不 需太低， 这样可提高漆膜硬度，抗沾污性。 涂膜的透 气性降低了起泡的风险， 涂膜的整体疏水，提高了抗渗 透性。疏水涂料水含量过低也是不可取的。建议不挥发 体积份控制在40-45%之间。
2000
1000
0 0 0.1 0.2 0.3 添加量(%) 0.4 0.5
Chart 18
浆料的最低粘度
(固体分：70%)
分散剂 添加量(%) 粘度@ 6 rpm (mPa·s) 粘度@ 60 rpm (mPa·s) TI
H-5040 0.25 1,240 553.9 2.24 0.5 3,024 939.8 3.22
相容 乳液
乳液及浆料为最终成膜物
浆料
对立
疏水 亲水
浆料疏水改性
Chart 10
普通亲水浆料制备的乳胶漆常见漆病
• • • • 分层、浮水、贮存期短 胶化、流动性差 耐湿擦性差 可调色性差
减水及对浆料进行疏水改性 将是乳胶漆配方设计理论的一场革命！
Chart 11
疏水改性分散剂的典型特性
◙
◙ ◙ ◙ ◙ ◙ ◙ 提高颜填料悬浮性； 改善了储存稳定性，降低了涂料的分水倾向； 明显降低水合型增稠剂(保水剂)的用量； 增加涂膜光泽； 提高了涂膜的抗水和耐湿擦性； 与疏水改性缔合型增稠剂合用改善了涂膜的流平性； 具有良好的展色性。