[發(fā)明專利]一種酸液增稠劑的特性粘數(shù)的測定方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110326129.8
• 申請(qǐng)日: 2011-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN103048244A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 何陽
• 主分類號(hào): G01N11/06
• 分類號(hào): G01N11/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種酸液增稠劑的特性粘數(shù)的測定方法。

背景技術(shù)

增稠劑是一種流變助劑，不僅可以使涂料增稠，防止施工中出現(xiàn)流掛現(xiàn)象，而且能賦予涂料優(yōu)異的機(jī)械性能和貯存穩(wěn)定性。對(duì)于黏度較低的水性涂料來說，是非常重要的一類助劑。

目前市場上可選用的增稠劑品種很多，主要有無機(jī)增稠劑、纖維素類、聚丙烯酸酯和締合型聚氨酯增稠劑四類。纖維素類增稠劑的使用歷史較長、品種很多，有甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等，曾是增稠劑的主流，其中最常用的是羥乙基纖維素。聚丙烯酸酯增稠劑基本上可分為兩種：一種是水溶性的聚丙烯酸鹽；另一種是丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液增稠劑，這種增稠劑本身是酸性的，須用堿或氨水中和至pH8～9才能達(dá)到增稠效果，也稱為丙烯酸堿溶脹增稠劑。聚氨酯類增稠劑是近年來新開發(fā)的締合型增稠劑。無機(jī)增稠劑是一類吸水膨脹而形成觸變性的凝膠礦物。主要有膨潤土、凹凸棒土、硅酸鋁等，其中膨潤土最為常用。

纖維素類增稠劑纖維素類增稠劑的增稠機(jī)理是疏水主鏈與周圍水分子通過氫鍵締合，提高了聚合物本身的流體體積，減少了顆粒自由活動(dòng)的空間，從而提高了體系黏度。也可以通過分子鏈的纏繞實(shí)現(xiàn)黏度的提高，表現(xiàn)為在靜態(tài)和低剪切有高黏度，在高剪切下為低黏度。這是因?yàn)殪o態(tài)或低剪切速度時(shí)，纖維素分子鏈處于無序狀態(tài)而使體系呈現(xiàn)高粘性；而在高剪切速度時(shí)，分子平行于流動(dòng)方向作有序排列，易于相互滑動(dòng)，所以體系黏度下降。

聚丙烯酸類增稠劑其增稠機(jī)理是增稠劑溶于水中，通過羧酸根離子的同性靜電斥力，分子鏈由螺旋狀伸展為棒狀，從而提高了水相的黏度。另外它還通過在乳膠粒與顏料之間架橋形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加了體系的黏度。

締合型聚氨酯類增稠劑A.J.Reuvers對(duì)締合型聚氨酯類增稠劑的增稠機(jī)理作了詳細(xì)的研究。這類增稠劑的分子結(jié)構(gòu)中引入了親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)，使其呈現(xiàn)出一定的表面活性劑的性質(zhì)。當(dāng)它的水溶液濃度超過某一特定濃度時(shí)，形成膠束，膠束和聚合物粒子締合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使體系黏度增加。另一方面一個(gè)分子帶幾個(gè)膠束，降低了水分子的遷移性，使水相黏度也提高。這類增稠劑不僅對(duì)涂料的流變性產(chǎn)生影響，而且與相鄰的乳膠粒子間存在相互作用，如果這個(gè)作用太強(qiáng)的話，容易引起乳膠分層。

無機(jī)增稠劑膨潤土是一種層狀硅酸鹽，吸水后膨脹形成絮狀物質(zhì)，具有良好的懸浮性和分散性，與適量的水結(jié)合成膠狀體，在水中能釋放出帶電微粒，增大體系黏度。

纖維素類增稠劑纖維素類增稠劑的增稠效率高，尤其是對(duì)水相的增稠；對(duì)涂料涂料的限制少，應(yīng)用廣泛；可使用的pH范圍大。但存在流平性較差，輥涂時(shí)飛濺現(xiàn)象較多、穩(wěn)定性不好，易受微生物降解等缺點(diǎn)。由于其在高剪切下為低黏度，在靜態(tài)和低剪切有高黏度，所以涂布完成后，黏度迅速增加，可以防止流掛，但另一方面造成流平性較差。有研究表明，增稠劑的相對(duì)分子質(zhì)量增加，乳膠涂料的飛濺性也增加。纖維素類增稠劑由于相對(duì)分子質(zhì)量很大，所以易產(chǎn)生飛濺。此類增稠劑是通過“固定水”達(dá)到增稠效果，對(duì)顏料和乳膠粒子極少吸附，增稠劑的體積膨脹充滿整個(gè)水相，把懸浮的顏料和乳膠粒子擠到一邊，容易產(chǎn)生絮凝，因而穩(wěn)定性不佳。由于是天然高分子，易受微生物攻擊。

聚丙烯酸類增稠劑聚丙烯酸類增稠劑具有較強(qiáng)的增稠性和較好的流平性，生物穩(wěn)定性好，但對(duì)pH值敏感、耐水性不佳。

締合型聚氨酯類增稠劑這種締合結(jié)構(gòu)在剪切力的作用下受到破壞，黏度降低，當(dāng)剪切力消失黏度又可恢復(fù)，可防止施工過程出現(xiàn)流掛現(xiàn)象。

并且其黏度恢復(fù)具有一定的滯后性，有利于涂膜流平。聚氨酯增稠劑的相對(duì)分子質(zhì)量(數(shù)千至數(shù)萬)比前兩類增稠劑的相對(duì)分子質(zhì)量(數(shù)十萬至數(shù)百萬)低得多，不會(huì)助長飛濺。纖維素類增稠劑高度的水溶性會(huì)影響涂膜的耐水性，但聚氨酯類增稠劑分子上同時(shí)具有親水和疏水基團(tuán)，疏水基團(tuán)與涂膜的基體有較強(qiáng)的親合性，可增強(qiáng)涂膜的耐水性。由于乳膠粒子參與了締合，不會(huì)產(chǎn)生絮凝，因而可使涂膜光滑，有較高的光澤度。締合型聚氨酯增稠劑許多性能優(yōu)于其它增稠劑，但由于其獨(dú)特的膠束增稠機(jī)理，因而涂料配方中那些影響膠束的組分必然會(huì)對(duì)增稠性產(chǎn)生影響。用此類增稠劑時(shí)，應(yīng)充分考慮各種因素對(duì)增稠性能的影響，不要輕易更換涂料所用的乳液、消泡劑、分散劑、成膜助劑等。

無機(jī)增稠劑水性膨潤土增稠劑具有增稠性強(qiáng)、觸變性好、pH值適應(yīng)范圍廣、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。但由于膨潤土是一種無機(jī)粉末，吸光性好，能明顯降低涂膜表面光澤，起到類似消光劑的作用。所以，在有光乳膠涂料中使用膨潤土?xí)r，要注意控制用量。納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無機(jī)物顆粒的納米化，也賦予了無機(jī)增稠劑一些新的性能。