流变改性剂是一类在高性能涂料开发中起关键作用的化学添加剂。流变改性剂对应用性能至关重要，同时也能提高储存量和稳定性。它们会影响加工、色彩表现以及客户对油漆质量的看法。流变改性剂可以通过多种方式增厚或改变涂层的流变特性。缔合和缔合增厚机制是涂料获得流变特性的主要途径。
这种结合机制是非常熟悉的，主要是由增稠剂分子的疏水性部分与乳胶颗粒表面的相互作用和结合引起的。这些相互作用进一步受到表面活性剂、聚结溶剂和颜料的影响，但主要是由增稠剂-乳胶聚合物颗粒相互作用驱动。这种机制的优点包括高剪切体制下的高粘度，如辊，刷和喷雾应用，导致良好的薄膜建立和低飞溅。缺点是某些相关的增稠剂，如疏水改性乙氧基聚氨酯(HEUR)并不总是最经济有效的增稠涂料的方法。HEURs的增稠效率与可用于粘合的乳胶量直接相关。因此，高pvc涂料，如平面和缎面型，通常使用不同的增厚机制。早期类型的聚氨酯(HEUR)流变改性剂已知会导致显色问题。新一代HEUR流变改性剂与着色剂更相容，粘度变化最小。
相关的增稠剂通过胶束化过程形成分子间键。分子的疏水部分在胶束中相互结合，而亲水性链留在水溶液中。这导致胶束节点中含有伪交联的聚合物链网络。这种结构形成了一种相对假塑性的流变剖面，使涂层具有良好的抗下垂和抗沉降性能。这些疏水改性碱膨胀乳剂(HASE)往往会影响耐水性，通常不会提供高剪切粘度。这些类型的流变改性剂通常可以取代羟乙基纤维素(HEC)类型的增稠剂。HEC分子在水中形成溶液，并通过简单的链纠缠和结合水分子的固定而增厚。HASE分子通常在油漆中反应更快，通常更容易处理。虽然HASE流变改性剂本质上是缔合的，但聚合物的一小部分会通过缔合机制增厚。这是可以控制的，导致HASE类型提供更牛顿的流变性剖面。
业务Trends-Architectural油漆
流变改性剂为配方者提供了生产不同应用涂料所需的工具。通过改变平面乳胶漆中的流变改性剂，该涂料可以更好地适合承包商或自己动手(DIY)(见表1)。承包商涂料通常更具有假塑性，以避免颜料沉降和减少下垂。这节省了应用涂层的时间，节省了承包商的钱。DIY通常更关心调平和隐藏力，所以油漆可能有更高的高剪切粘度(ICI)来实现这一点。增稠剂的选择和组合可以产生这些差异。
水性工业涂料
对于工业市场，应用技术包括喷雾，浸辊涂层或流动涂层。因此，抗下垂性是最终外观的一个重要属性。无论应用粘度如何，流变改性剂可以改变抗下垂性，以更好地适应过程。
流变改性剂的最新进展
随着配方商创造涂料以满足不断变化的客户或环境需求，新的添加剂正在开发以满足配方商的需求。阿什兰特种化工公司特别推出了三种产品来满足这些需求。DREWTHIX 864, 4020和2115流变改性剂是高性能产品，可在一系列涂料类型中最大化成本效益。这些流变改性剂可用于各种体系中。DT 864是一种无voc HEUR流变改性剂，在许多类型的涂料中提供优异的效率。在较低的PVC涂料中，良好的流变性平衡和最大化增稠效率的结合使这种流变性改进剂适用于许多应用。
DT 2115流变改性剂是一种预中和的HASE(15%固体)，作为生产后期调整工具具有出色的性能。给出了其在平面、半光泽度和高光泽度油漆中的性能实例。
以下案例展示了DT 864如何在不受色素影响的情况下有效地增稠无异味涂料，以及DT 4020如何在半光泽涂料中保持粘度并提高磨砂性能。
案例记录-低气味半光漆
开发低气味涂料的一种方法是使用醋酸乙烯(VAE)共聚物乳剂。当使用这些VAE乳剂时，由于乳液的自聚性质，共溶剂被消除。传统上，聚氨酯缔合(HEUR)流变改性剂由于聚合物的乙烯组分阻塞缔合位点而效率不高。DT 864可以在使用气阴乳液(如AIRFLEX1 810乳液)的半光泽涂料中提供良好的流变性和高效增稠性能的平衡。表4显示了用恒定PVC制成的两种涂料的对比。标准的乙烯丙烯含有丙二醇，具有冻融稳定性和特克诺二醇，用于成膜。用VAE乳剂制备的无臭涂料在配方中不添加德士醇和丙二醇。DREWTHIX 864为无异味涂料提供高效增稠。该配方不含挥发性有机化合物，具有良好的流变性。当与标准的乙烯丙烯相比，它在所有方面都是等价的，并具有优越的耐擦洗性。 In addition to the efficiency and ease of incorporation of the 864 rheology modifier, this HEUR product maintains paint viscosity when pre-dispersed colorants are used. The figure shows the effects on viscosity when colorants are added to a white paint. The viscosity at medium shear (Stormer) does not vary much initially or after 24 hours at room temperature. Traditionally, colorant addition would decrease mid-shear viscosity and affect application properties. This new rheology modifier reduces the need for product adjustment when pre-dispersed colorants are used. Rub-up indicates that DT864 is a compatible additive when used in this manner.
改进型磨砂的半光泽漆
对DREWTHIX流变改性剂在巴斯夫涂料集团提供的配方上进行了评价。使用流变改性剂对涂料进行了测试，以提供更稳定的粘度，且不影响耐水性(见表5)。测试表明，4020流变改性剂在老化后具有稳定的流变结果，并比使用的标准流变改性剂包表现出更好的耐水性(擦洗效果)。该表格显示了所制油漆的物理性能。使用4020流变改性剂的样品具有极好的粘度稳定性。陈化样品的粘度仅与最初的油漆略有不同。耐擦洗性的变化表明，DT4020流变改性剂比原始配方中的竞争流变改性剂对水的敏感性更低。
后期制作粘度调整
DT2115 (HASE)流变改性剂是理想的后校正油漆批次。该添加剂采用低分子量聚合物设计，使其更容易结合。对三种涂料进行了评估，然后修改，以代表一种需要流变改性的低粘度制造涂料。用5%的水降低每一层涂料的粘度，表示有一批涂料不合格。使用两种方法将每种涂料的粘度增加到原始粘度(克雷布斯单位):纤维素添加物(在3%固体浓度下溶于水)和DT2115流变改性剂(已经预先中和)添加物。然后对该涂料进行重新评估，并与标准涂料进行比较。
平
在本研究中使用的两种流变改性剂都能提高粘度;然而，纤维素增稠剂的添加量要高得多。与纤维素增稠剂相比，DT2115流变改性剂在更大的剪切范围内改善了流变性能。这可以看作是飞溅、下垂和平整试验的结果。DT2115改善了性能并模拟了初始涂料，而纤维素增稠剂未能将ICI粘度提高到初始涂料的水平。羟乙基纤维素对水也非常敏感，这不利于抗擦洗性。这些数据可以在表6中查看。
半光泽和高光泽油漆
这些测试测量了添加后流变改性剂对光泽度的影响。结果表明，选用的HASE产品(DREWTHIX 2115)不影响光泽度。在一定的剪切范围内，流变学确实与初始油漆相似(见表7-8)。
流变改性剂的新技术可以帮助涂料工业开发更好的涂料。188BET竞彩流变改性剂的进展包括更有效的HEUR类型，受着色剂添加的影响更小。这在提出的案例中是明显的。颜色变化也改进了早期的HEUR类型。第二个主要的进步是添加了一个低分子量的HASE用于后期校正。与目前的技术相比，一个简单的小添加可以减少步骤，节省时间，并在更大的剪切范围内增厚油漆。这些结果是基于实验室数据生成的阿什兰特种化工德鲁工业部门的设施。
致谢
我要感谢阿什兰特种化学、德鲁工业部门化学添加剂组的Ed Antonucci、Andrew Romano和Rosanna Rudy，感谢他们对本文的贡献。他们在实验室和幕后的工作导致了DREWTHIX流变改性剂添加剂的成功。我也要感谢Air Products Polymers L.P.在聚合物配方方面的指导。更多关于流变改性剂的信息，请联系亚什兰特种化工有限公司，德鲁工业事业部;一个画广场;Boonton,新泽西州07005;电话973/263.7600;传真973/263.4483;访问www.drewindustrial.com。
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