水性聚氨酯的流变设计与增稠机理

时间：2021-09-08 10:32:20 来源：

随着日益严格的环境保护法律和政策，水性涂料因其挥发性有机化合物含量低而受到越来越多客户的青睐。水性聚氨酯涂料因其优异的耐候性，耐化学性和机械性能而被广泛应用于各个领域。水性聚氨酯涂料的流变学设计是聚氨酯配方中最关键的组成部分之一。最终，这归因于水性聚氨酯整个体系的形态。在传统的溶剂型聚氨酯体系中，所使用的溶剂通常是树脂体系的真正溶剂。系统中的树脂完全展开并均匀地“溶解”在系统中。整个系统处于“同质”状态。

该系统状态将带来以下一系列流变特性：

该体系处于均相状态，溶剂体系的流变学设计也是树脂体系的流变学设计。

树脂的分子量会影响整个系统的粘度，并且还会改变整个系统的流变状态。

由于树脂体系在溶剂体系中的完全溶解和拉伸，溶剂型涂料的最终成膜更容易形成均匀而致密的薄膜。但是，水性聚氨酯的体系状态与溶剂型聚氨酯的体系状态完全不同。目前，主流的两组分水性聚氨酯产品主要是羟基丙烯酸水性聚氨酯，而水性羟基丙烯酸树脂通常用于两类：乳液型和分散型。这两类之间的主要区别在于合成过程的不同。他们的最终产品实质上是“悬浮”系统。这种状态的最大特点是树脂（乳液或分散液）和承载它的介质（水）不相容。如图2所示，它们之间形成的状态是相对的“分离相”。

2.该系统的流变特性如下：

系统处于相对独立的状态。在流变学设计中，所谓的水相增稠和树脂相增稠以及两种相增稠都有几种不同的方案。

树脂的分子量和最终设计。该体系的粘度和流变性与树脂的分子量之间没有直接关系。

因为乳液颗粒不溶于水，所以需要成膜助剂或助溶剂来帮助最终成膜以形成均匀致密的膜并形成膜。助剂或溶剂的引入反过来将对流变助剂的选择产生一定的影响。正是由于水性聚氨酯体系和溶剂型聚氨酯体系之间的这些差异，我们在水性聚氨酯流变体系的选择上与溶剂型聚氨酯有很大的不同。首先，从流变学设计的意图出发，所有流变学设计在这方面是相互联系的。流变学设计与最终涂料的储存，运输，生产，施工，罐体粘度，流平，悬挂等指标密切相关。我们都希望在涂料的生产和施工过程中，可以具有较低的高剪切粘度以利于生产，而在储存和防止流挂和沉降的过程中，我们可以具有较高的低剪切粘度以实现更好的储存和下垂的阻力。水性聚氨酯由于其较高的表面张力而不容易散布和消泡，因此选择合适的流变体系更为重要。

首先，我们引入一个称为缔合增稠剂的概念。这是专门针对水基系统的。由于水性体系的“相分离”特性，某些流变助剂被增稠用于液相或整个体系。我们称它们为非缔合性增稠剂，某些流变助剂与系统中特定乳液或颜料和填料的增稠有关。增稠剂/流变助剂。缔合性增稠剂的本质是存在不同的分子官能团。一些官能团可以接近乳液或填充剂，而其他官能团可以溶解或亲水，从而形成增稠机理。当然，非缔合性增稠剂的增稠机理也不同。我们将在以下文章中进行详细分析。根据缔合和非缔合流变添加剂的分类以及有机和无机流变添加剂的分类，我们可以将流变添加剂分为两个主要类别和几个子类别。

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