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氢化蓖麻油是一种良好的有机触变性剂或流变添加剂(RA)，因为只要添加剂以特定的方式分散和活化，就可以从这种蜡中获得优异的性能。流变添加剂提供抗沉降效果，并控制流动和水平，以及涂层的下垂程度。蓖麻蜡中的甘油酯部分可用胺类功能材料代替，生成12-羟基硬脂酸类蜡酰胺。188金宝搏bet官网这些酰胺也是相当有效的流变性控制剂，它们补充氢化蓖麻油，以产生有效的蓖麻蜡材料组合，供涂料配方商选择。188金宝搏bet官网蓖麻衍生的12-羟基硬脂酸部分是一种有效的流变性成分，因为它可以自组装成空间优选结构，其中一些结构贯穿整个配方，有效地捕获溶剂和/或树脂，从而控制物质流动。这种网络的一个示例如图1所示。

精细研磨的蓖麻蜡粉必须在特定温度下经受溶剂润湿、去团聚和高剪切分散力，以释放流变性的好处。蓖麻蜡基流变添加剂有特定的加工温度要求，这与油漆体系中存在的偿付能力有关。因此，对于任何给定的体系，最合适的基于脚轮的流变添加剂的选择取决于溶剂类型、加工温度控制和制造设备。这些参数的最佳组合允许最有效的胶体分散水平，并产生流变活性网络。如果使用得当，蓖麻衍生的流变添加剂对触变(剪切稀释)粘度的建立、凹陷控制和颜料悬浮具有出色的效率。

然而，当涂料加工温度对添加剂来说过高时，就会出现问题——蓖麻蜡在高温下完全溶解，随后，随着系统冷却，添加剂会沉淀并形成半结晶颗粒物质，有时也被称为“种子”。当溶剂/温度组合过于强烈时，也会发生类似的播种情况。即时播种效应通常可以相对较快地观察到。更复杂的播种情况发生在添加剂加工不够的时候。在这些情况下，并不是所有的粉状蜡材料都转化为理想的流变活性形式，未使用的材料仍然保留下来，通常在涂料制造时被忽视。随着时间的推移，这种未使用的添加剂材料会在溶剂、环境温度和时间的影响下发生变化，产生颗粒，导致研磨细度的损失和光泽度的降低。上述酰胺基蓖麻蜡衍生物大多克服了这一播种问题。只要涂料处理器具有设备控制和能力，能够以首选的方式处理这些材料，就可以获得一系列有效的产品。188金宝搏bet官网

含有基于蓖麻油的合成流变添加剂的涂料的抗凹陷性和粘度建立取决于涂料和用于将其纳入涂料的粘合剂处理条件。这些重要的条件包括温度、搅拌时间、剪切速率和制造批次的冷却计划。此外，涂料配方中的原材料成分也被发现对这种性能有积极或消极的影响。例如，某些填料可以提高性能。相反，环氧树脂的消泡剂、分散剂、润湿剂和胺固化剂一类的特定添加剂有时会降低流变添加剂的性能。在配方步骤中应注意仔细选择和优化这些成分。

实验

为了证明和衡量这些影响，模型涂料制备实验进行了。采用90%固体含量的工业型2K环氧涂料作为基础涂料体系。广义公式如表1所示。用于B部分的固化剂是苯胺胺和氨基胺的混合物。为了考察其对RA性能的影响，我们改变了溶剂。在某些情况下，固体百分比被提高到95%或100%固体。涂料配方中的RA负荷固定在总固体重量的1%，以便可视化差异。这可能导致在商业应用中不常见的抗凹陷水平。通常推荐的将RA掺入涂料的方法是将树脂、溶剂和RA的初始用量添加到混合槽中。然后，该混合物以15-20米/秒的速度预分散一段指定的时间。 After this pre-dispersion step, fillers and dispersants are added and then the mixture is further dispersed at 15-25 m/s and at a specified batch temperature until a particular fineness of grind is achieved.

RA在涂料或密封剂中的性能是通过许多可能的测试方法来评估的，这取决于涂料的类型和特定的终端应用行业。这些测试包括Leneta抗凹陷测试、Channel凹陷、Boeing坍落度、挤压速率、胶粘剂粘度增加和流变剪切恢复测试。本文将介绍的结果将主要集中在Leneta抗凹陷测试(ASTM D4400)。在涂料制造24小时后(初始)，以及在120°F的烤箱加速老化7天后(加速老化)进行初始性能评估。

Leneta抗松垂测试采用低剪切方法，在涂层材料上使用凹槽式拉杆。通常情况下，油漆工在现场将工业涂料喷涂在垂直表面上，如桥梁的外部或储罐的内部。喷涂是一种高剪切操作，可能会影响涂料的流变恢复，并导致不同的结果。然而，对于在实验室环境下的工作，通过在测试图表上执行下降来完成的Leneta抗凹陷测试是一种比喷雾应用更快速和更方便的方法来评估制备的涂料的抗凹陷性。图2显示了用不同的工业RA制成的两种涂料的凹陷结果。这两种涂料的抗凹陷性都是由喷涂和降压决定的。这种比较的结果如图2所示。这些结果表明，本研究中使用的降压法的抗凹陷性结果是相似的，并且与典型的无空气喷涂应用有很好的相关性。这使得本文中讨论的RAs的实验室生产的抗跌落性能数据在实际应用过程中具有实际意义。

涂料制造商在他们的配方中使用各种溶剂，并且通常使用溶剂的混合物。溶剂类型的变化会对RA是否能提供所需的抗凹陷性能产生巨大影响。有些RAs不适合在某些溶剂中很好地工作。图3显示了一项实验的结果，该实验强调了溶剂和掺入温度对95%固体环氧涂料配方的一些影响，该配方由市售工业RA制成。所有涂料都是在总固体含量为1%的RA加载水平下制备的。两种不同的铣削温度(120°F和150°F)被用来将这种效应与溶剂效应交叉关联。此外，从配方中完全去除溶剂，得到了100%固体环氧涂料配方，该配方也包括在评估中。100%固体的结果可能适用于粘合剂应用。

对于这种特殊的RA，图3所示的结果表明，在两种掺入温度下，丁醇(BuOH)作为涂料溶剂时，其抗凹陷性能最强。加速老化后的初始性能较为稳定。然而，当甲基戊酮(MAK)或二甲苯为涂料溶剂时，其初始凹陷性能相对于BuOH大大降低。结果表明，溶剂类型和涂料加工温度对RA抗凹陷性和加速老化性能稳定性均有较大影响。对于100%固体涂层，溶剂的完全去除降低了RA在制备它们的两种涂料混合温度下的抗凹陷性能。这些结果是特定于这种特殊的RA，油漆工艺和油漆配方。理想的RA应该是稳健的，适用于各种配方、工艺和温度。

在放松步骤之后，生产者可以采取几个选项作为最后一个加工步骤。这些可能包括:(A)允许涂料在排放前通过搅拌冷却;(B)将升高的混合温度下的涂料直接倒入桶或桶中;和(C)在将涂料从罐中排出之前，允许其冷却而不搅拌。模型涂料实验结果显示这些效果如图4所示。方法A在出漆前先冷却搅拌，导致最终固化涂料的抗凹陷性能明显降低。根据最终混合A+B固化涂料的测试结果，方法B和C具有最强的抗凹陷性。当考虑如何优化涂料制备工艺以获得RA的最大性能时，这里强调的最后一个制造工艺步骤可能是重要的。当使用纯蓖麻蜡产品时，建议使用方法A，以避免在进一步处理后粘度发生不可逆改变的假体效应。

在目前的涂料制造中，加工条件(温度、剪切速率、时间)是可以调整的，以适应目前可用的酰胺基蓖麻蜡的特性。一种优选的流变添加剂被设计成可以通过减少生产时间和能源成本(不需要额外的热量)来节省成本的涂料制造程序。

新一代的添加剂

脱离蓖麻蜡技术，有机凝胶添加剂已经被开发出来，可以自组装成血小板、胶体或纤维材料，这些结构负责凝胶溶剂系统。188金宝搏bet官网独特的有机凝胶空间结构引导单个分子的各向异性聚集，从而形成超分子纤维。这些纤维进一步相互作用并相互缠绕，形成一个相互连接的网络。因此，各种分子工程工具可用来设计满足上述目标的下一代添加剂。

下面的示例演示了下一代添加剂，它带来了许多所需的性能特征。新的RA被纳入(混合)到表2所示的高固体聚氨酯配方中。为了进行比较，本实验还评估了三种商业上可用的工业RAs。根据A+B混合涂料的总固体含量，评估的所有RA的RA负荷水平为1.3%。以9.4 m/s的速度研磨颜料30分钟，这是一个相对较低的分散速度。这个公式受益于一种TiO₂在低混合速度下很容易分散。在混合过程中，没有热量被添加到油漆混合锅中。在分散步骤结束时测量了批次温度，发现这种低剪切速率分散仅将批次温度提高到80-85°F，这比环境温度略有提高。现有的商用RA通常需要120-165°F的批量温度来激活RA。如果RA没有充分的活化，在高温老化时，涂料的粘度和抗凹陷性往往会有很大的变化。

本实验的Leneta抗下垂测试结果如图5所示。这些结果表明，在这种中等剪切混合条件下，在没有添加热量的情况下，市售RAs涂层体系的初始性能较低。在加速老化时，这些RAs似乎在罐头中被激活，并产生了与最初生产后大不相同的抗下垂结果。这种很大的流变不稳定性是重要的，是涂料制造商的主要生产问题。