水性涂料中增稠剂的应用研究

刘军

常州检验检测标准认证研究院 江苏常州 213000

1 增稠剂的主要用途

增稠剂是涂料制备中常用的原料之一，由于其具有流变性质，所以属于一种流变助剂。增稠剂在涂料中具有多种用途，在涂料制备、乳液聚合、涂料贮存、施工等方面都发挥这重要作用。

首先，增稠剂在涂料制备中能够增强涂料的粘稠度，有助于分散颜料与填料；其次，增稠剂能够对乳液聚合过程中的胶体进行保护，使乳液更为稳定；再次，含有增稠剂的涂料在贮存过程中不易出现沉降与结块问题；最后，增稠剂可以防止施工中涂料出现流挂现象。可以说，增稠剂在涂料施工使用中的合理应用十分关键[1]。

2 增稠剂的常见类型

涂料中使用的增稠剂根据其性质一般可分成缔合型与非缔合型两种，而进一步对其细分又可以分为纤维素类、粘土类、聚丙烯酸酯类以及聚氨酯类。这四种增稠剂也是涂料使用中最常见的增稠剂种类。

纤维素类增稠剂属于非缔合型，其具有较强的相容性与贮存稳定性，在施工中能够有效防止流挂现象，但防霉性能与流平性较差。此外，纤维素类增稠剂在提升涂料光泽度与丰满度上的效果一般，且耐腐蚀性与抗飞溅性也较差。

聚氨酯类增稠剂如HEUR、RM-8W等属于缔合型，其具有较好的流平性、耐水性、耐划伤性以及抗霉性，且光泽度好，不易飞溅，应用与涂料时可以与乳胶粒子有效缔合，不易出现絮凝[2]。

聚丙烯酸酯类增稠剂如TT-935等具有较强的抗霉性，但耐水性与耐碱性差。此外，此类增稠剂在实际使用中对PH具有较强敏感性，如使用中PH小于6，则此类增稠剂不能溶于水，而PH小于7又无法发挥出增稠性能，所以使用中通常需调节涂料PH维持在 7．5 以上。

粘土类增稠剂如钠基影闰土、凹凸棒土、二氧化硅等在实际应用中具有较好的增润效果，对PH敏感性较弱，适用的PH范围较宽，因此在水性涂料中应用较多。

3 增稠剂的增稠机理

要研究增稠剂在水性涂料中的应用，还需要我们对其增稠机理进行了解。对于不同类型的增稠机理而言，其增稠机理各不相同。当前增稠剂的增稠机理一般有水合增稠、静电排斥增稠以及缔合增稠。

水合增稠机理是纤维素类增稠剂的增稠原理。纤维素类增稠剂中的分子是一种由脱水葡萄糖组成的聚合链，其内部以及分子之间会形成氢键，在静态时，分子中的支链以及部分缠绕主链会处于理想的无需状态，这会使其整个体系的粘度增大。因此此类增稠剂在静态贮存时会具有更大的粘稠度。而在涂料使用时，由于外力增加，产生滑动，剪切速率增大，使得其缠绕状态被破坏，纤维素中分子量对粘度的影响将降低。基于这一原理，水性涂料制备时仅需选择合适分子量的纤维素增稠剂并控制其浓度就能够达到良好的增稠效果[3]。

静电排斥机理是聚丙烯酸酯类增稠剂的增稠机理。这类增稠剂的高分子链上有许多羧基，在加入氨水或碱时，其中的羧酸会转化成羧酸钠盐，羧酸钠盐会会沿着聚合物分子链的阴离子中心产生静电排斥，进一步加快分子链的扩张与伸展。在此过程中分子链会吸收水分子，从而达到增稠效果。

缔合增稠原理是缔合型增稠剂特有的增稠原理，其通过在亲水聚合物链段中引入疏水性聚合物链段来使分组表现出表面活性剂的性质。而在水溶液达到一定浓度时，聚合物链段会形成胶束，而增稠剂中的分子又能同时与多个胶束相连，进而使溶液中水分子的迁移性降低，达到增稠效果。

4 水性涂料中增稠剂的具体应用

4.1 注意分水的防治

分水是水性涂料使用中常见的问题，其主要是由增稠剂引发的微观絮凝而造成的。当前常见的各种增稠剂其在使用中基本都会引起涂料罐内分水问题。因此针对这一问题人们进行了实验研究，后发现在增稠剂中加入2‰丙二醇或2‰乙二醇都能够起到预防分水的效果，同时添加流变改性剂也可以预防分水，所以在增稠剂的实际应用中应注重根据情况添加相应试剂或适当提升涂料体积固含量来减少分水现象的发生。

4.2 对增稠剂进行科学复配

在水性涂料的实际应用中，如果单使用一种增稠剂通常无法满足施工的实际性能要求，总会存在一些性能上的不足。如仅添加纤维素类增稠剂其涂料的流变性会较差；仅使用合成型增稠剂，其容易发生飞溅。因此，在涂料配备过程中通常需要根据具体性能要求对各种增稠剂进行复配。如纤维素类增稠剂与聚氨酯类增稠剂配合使用，涂料的多方面性能都将得到提升，而纤维素类、聚氨酯类和聚丙烯酸酯类联合使用，其效果将会更好。但在增稠剂复配过程中还需要注意根据具体配方来调整每种增稠剂的实际用量，并经试验确定效果后才能用于施工。

4.3 严格控制颜填料沉降

在水性涂料配备中，颜填料沉降一直都是一个难题，同时也对涂料的性能有较大影响，因此增稠剂的应用也必须注意控制颜填料沉降。首先，在颜填料选择上应以尽可能选择粒径小的。其次，合理控制表面活性剂用量，避免使用过多。再次，运用增稠剂来提升低剪切速率下涂料粘稠度。最后，对涂料制备的配方加以优化，尽可能提升固含量。

5 结语

随着现代建筑施工与房屋装修的质量要求越来越高，涂料中应用增稠剂已经成为一项重要的技术课题。因此，相关领域必须不断对增稠剂的作用机理和具体应用方法进行研究，以更好的掌握其应用技术，切实提升水性涂料的使用性能，保障施工质量。