纤维素类增稠剂

1 纤维素类增稠剂的优点 稳定性通用性经济性相容性非离子保水性 2 纤维素增稠剂的化学结构 纤维素衍生物 通过取代到纤维素主链上的烷基不同得到不同产品 其中R和R 是 a CH3b CH2COONac CH2CH3d CH2CH2OHe CH2CH2CH OH CH3f CH2CH OH CH3 生产 羧甲基纤维素钠 SCMC b 羧甲基2 羧乙基纤维素钠 b d 羟乙基纤维素 HEC d Natrosol250HBR甲基纤维素 MC a 2 羟丙基甲基纤维素 HPMC a f 2 羟乙基甲基纤维素 HEMC a d 2 羟丁基甲基纤维素 a e 2 羟乙基乙基纤维素 HEMC c d 2 羟丙基纤维素 HPC f 分子量 10万 100万 环状分子 刚性 3 纤维素增稠剂 50年来 纤维素增稠剂是一种最重要的水性涂料流变助剂 尽管纤维素不溶于水 但通过化学反应 它可以溶于水 最有名的纤维素增稠剂包括 羟乙基纤维素 HEC羟丙基甲基纤维素 HPMC羧甲基纤维素 CMC乙基羟乙基纤维素 EHEC 4 纤维素的化学结构 纤维素 O 5 羟乙基纤维素的结构 羟乙基 6 通用性 可应用于从无光到高光的各种涂料配方中优异的色浆 颜料相容性非离子聚合物 pH稳定性延迟水合作用 不产生结块赋予涂料好的丰满度良好的调色稳定性良好的贮存稳定性良好的保水性 Natrosol HEC性能 7 HEC羟乙基纤维素增稠剂特別處理 水延迟性处理 Retardant 抗酶性处理 Biostable 8 抗酶性的处理 B Natrosol 生物稳定型羟乙基纤维素的化学结构式 9 抗酶性的处理 B 10 Natrosol BHEC 11 Natrosol BHEC 12 Natrosol BHEC 阻止酶菌作用于纤维素上 13 Natrosol BHEC 抗酶菌作用 抗酶菌作用的大小取决于纤维素取代度的大小以及取代基团分布的均匀性Natrosol BHEC分子具有高度均匀的取代 可以有效阻止酶菌对纤维素分子链的破坏Natrosol BHEC不含生物杀灭剂不推荐在涂料配方中降低防腐剂的正常用量 14 Natrosol BHEC 15 Natrosol250HBR的增稠原理 16 纤维素增稠剂的增稠原理 纤维素类增稠剂的疏水主链与周围水分子通过氢键缔合 提高了聚合物本身的流体体积 减少了颗粒自由活动的空间 从而提高了体系粘度 17 纤维素增稠剂的增稠原理 这是因为静态或低剪切速度时 纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性 而在高剪切速度时 分子平行于流动方向作有序排列 易于相互滑动 所以体系粘度下降 通过分子链的缠绕实现粘度的提高 分子相互交织形成的立体网状结构 介质于溶质被包围在网眼中间 不能自由流动 实现增稠效果 变现为在静态和低剪切有高粘度 在高剪切下位低粘度 18 纤维素增稠剂导致的絮凝作用 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 乳胶粒子 溶胀的纤维素分子 如右图所示 即使一个乳胶漆还没达到絮凝的状态 实际的乳胶粒子在体系中分散已不均匀 19 显微片 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 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 可以想象 涂料在成膜后 由于其不均匀性 将有孔道形成 防水性能将受到影响 20 水延迟性的处理 R GlyoxalSurfaceTreatment 乙二醛表面處理 H OH HEC主鏈 HEC主鏈 Natrosol250R 21 水延迟性的处理 HEC溶解前必须分散均匀 易分散Natrosol HEC在水中的分散过程 充分分散的HEC在pH值为碱性的条件下迅速溶解 22 水延迟性的处理 分散性不佳的HEC在水中的分散过程 没有完全分散的HEC在溶解过程中外面形成一凝胶层 减慢溶解速度 造成结块 HEC溶解前必须分散均匀 23 水延迟性的处理 水合时间 HEC加入水中到溶液粘度开始上升所需的时间 延迟水合 就是延迟溶液粘度升高的时间 这样可以使颗粒在溶解之前完全分散 避免结块 Natrosol RHEC是通过表面处理达到延迟水合作用时间 24 水延迟性的处理 PH值对Natrosol R的水合时间和溶解时间的影响25 C 25 羟乙基纤维素的溶解 26 羟乙基纤维素的溶解 HEC最佳溶解方法1 在搅拌的情况下将HEC加入到pH 7 5的水中2 搅拌均匀 完全分散3 将溶液pH提高至8 5 充分搅拌 溶解均匀 27 羟乙基纤维素的溶解 pH值和温度对Natrosol RHEC水合时间的影响 pH 水合时间 min 5 C 15 C 25 C 35 C 28 羟乙基纤维素的加入方法 涂料生产过程中HEC的加入点1 在打浆阶段加入 直接在颜填料前加入2 在调漆阶段加入a 以预分散浆形式加入 可用于分散的载体有 水 二醇类溶剂 成膜助剂b 以预溶浆形式加入 预溶浆包括 i HECii 防腐剂c 喷射加入 29 羟乙基纤维素的加入方法 30 羟乙基纤维素的加入方法 31 羟乙基纤维素的加入方法 32 羟乙基纤维素的加入方法 33 羟乙基纤维素的加入方法 34 疏水改性的HECNatrosolPLUS330 35 NatrosolPLUS330 两种方法 疏水改性试剂与侧基反应 下图示意 疏水基团单体共聚 36 NatrosolPLUS330 优点提高涂刷粘度 ICI 极好的抗飞溅性提高流平提高罐內流動性 37 NatrosolPLUS330 HMHEC 30萬 分子量 结构 OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH HMHEC HydrophobicallyModifiedHydroxyEthylCellulose產品名 NatrosolPLUS330 38 NatrosolPLUS330 39 NatrosolPLUS330 40 NatrosolPLUS330 41 NatrosolPLUS330 内用无光墙漆NatrosolPlus330和Natrosol250HBR 42 NatrosolPLUS330 抗飞溅性 的增稠劑 小纤维破裂产生飞溅 滚筒的起点 飞溅 43 NatrosolPLUS330 低G 涂料 Plus330 高G 涂料 H4BR 44 NatrosolPLUS330 NatrosolPlus的抗飞溅性 用Natrosol Plus330增稠的内墙平光涂料 用Natrosol 250H4BR增稠的内墙平光涂料 45 NatrosolPLUS330 Natrosol Plus330和Natrosol250HBRUcar379G70 PVC醋丙平光涂料 增稠效率Natrosol磅 ICI 抗飞溅性抗流挂 耐擦洗产品重量 100加仑Poise流平 milsHBR0 485 40 62324213Plus3300 637 20 99318223 对其他乳液如苯丙等在流平性上都有明显提高 46 NatrosolPLUS330與表面活性剂的相互作用 涂料中网络结构的增强和破坏 增强剂低 HLB潤濕剂親油分散剂 破坏剂高 HLB潤濕剂親水分散剂 47 NatrosolPLUS330 NatrosolandNatrosolB NatrosolPlus 48 NatrosolPLUS330 Nat