増粘剤は、水性塗料で一般的かつ最も一般的に使用される水性添加剤です。増粘剤を添加すると、コーティングシステムの粘度が増加し、それによってコーティング内の比較的高密度の物質が沈降するのを防ぐことができます。塗料の粘度が薄すぎることによるタレ現象が発生しません。増粘剤製品には多くの種類があり、製品の種類が異なれば、コーティングのシステムごとに異なる増粘原理を持ちます。一般的な増粘剤には、ポリウレタン増粘剤、アクリル増粘剤、無機増粘剤、セルロース系増粘剤の大きく4種類があります。
1. 会合型ポリウレタン増粘剤の増粘メカニズム
ポリウレタン会合性増粘剤の構造的特徴は、親油性、親水性、および親油性トリブロックポリマーであり、両端に親油性末端基（通常は脂肪族炭化水素基）を持ち、中央に水溶性ポリエチレングリコールセグメントがあります。システム内に十分な量の増粘剤が存在する限り、システムは全体的なネットワーク構造を形成します。
水系において増粘剤の濃度が臨界ミセル濃度を超えると、親油性末端基が会合してミセルを形成し、増粘剤はミセルの会合により網目構造を形成して系の粘度が上昇します。
ラテックス系では、増粘剤は親油性末端基ミセルを介して結合を形成することができるだけでなく、より重要なことに、増粘剤の親油性末端基はラテックス粒子の表面に吸着される。 2 つの親油性末端基が異なるラテックス粒子に吸着すると、増粘剤分子が粒子間に架橋を形成します。
2. ポリアクリル酸アルカリ膨潤増粘剤の増粘メカニズム
ポリアクリル酸アルカリ膨潤増粘剤は架橋コポリマーエマルションであり、コポリマーは酸と非常に小さな粒子の形で存在し、外観は乳白色で、粘度は比較的低く、低pH性で良好な安定性を持ち、不溶性です。水の中。アルカリ剤を添加すると透明で膨潤性の高い分散液に変化します。
ポリアクリル酸アルカリ膨潤増粘剤の増粘効果は、カルボン酸基を水酸化物で中和することによって生じます。アルカリ剤を添加すると、イオン化しにくいカルボン酸基が直ちにイオン化したカルボン酸アンモニウムや金属に変化します。塩の状態では、共重合体高分子鎖のアニオン中心に沿って静電反発効果が発生し、交差します。結合したコポリマー高分子鎖は急速に拡張し、伸縮します。局所的な溶解と膨潤の結果、元の粒子が何倍にも増殖し、粘度が大幅に増加します。塩の状態の共重合体は架橋が溶解できないため、粒子が非常に大きくなった共重合体分散液とみなすことができる。
ポリアクリル酸増粘剤は、優れた増粘効果、速い増粘速度、優れた生物学的安定性を備えていますが、pH に敏感で、耐水性が低く、光沢が低いです。
3. 無機増粘剤の増粘メカニズム
無機増粘剤には、主に変性ベントナイト、アタパルジャイトなどが含まれます。無機増粘剤は、増粘力が強く、チキソトロピー性が高く、pH範囲が広く、安定性が良いという利点があります。しかし、ベントナイトは光の吸収に優れた無機粉末であるため、塗膜の表面光沢を著しく低下させ、マット剤のような働きをすることがあります。したがって、光沢のあるラテックス塗料にベントナイトを使用する場合は、投与量の制御に注意を払う必要があります。ナノテクノロジーは無機粒子のナノスケールを実現し、無機増粘剤にいくつかの新しい特性を与えました。
無機増粘剤の増粘機構は比較的複雑です。一般に、内部電荷間の反発によって塗料の粘度が増加すると考えられています。レベリング性が悪く、塗膜の光沢や透明性に影響を与えます。一般的にプライマーや高ビルドペイントに使用されます。
4. セルロース増粘剤の増粘メカニズム
セルロース系増粘剤は開発の歴史が長く、広く使用されている増粘剤でもあります。分子構造に応じて、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどに分けられますが、ヒドロキシエチルセルロース（HEC）がより一般的に使用されます。
セルロース増粘剤の増粘メカニズムは、主にその構造上の疎水性主鎖を利用して水と水素結合を形成し、同時にその構造上の他の極性基と相互作用して三次元ネットワーク構造を構築し、レオロジーボリュームを増加させることです。ポリマーの。 、ポリマーの自由移動空間が制限されるため、コーティングの粘度が増加します。せん断力が加わると三次元網目構造が破壊され、分子間の水素結合が消失し、粘度が低下します。せん断力が除去されると、水素結合が再形成され、三次元網目構造が再確立され、それによってコーティングが良好な特性を有することが保証されます。レオロジー特性。
セルロース系増粘剤は、その構造中にヒドロキシル基と疎水性セグメントが豊富に含まれています。増粘効率が高く、pH の影響を受けません。しかし、セルロース系増粘剤は耐水性が低く、塗膜のレベリングに影響を与えるため、微生物分解などの欠点があり、実際には主にラテックス塗料の増粘に使用されています。
塗料の調製においては、系との適合性、粘度、保存安定性、施工性、コストなどを総合的に考慮して増粘剤を選択する必要があります。複数の増粘剤を配合して使用することで、それぞれの増粘剤の利点を最大限に発揮し、満足のいく性能を条件にコストを合理的にコントロールできます。
投稿時刻: 2023 年 3 月 2 日