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聚氨酯締和增稠劑之所以能增稠得益于其“親油-親水-親油”三嵌段結(jié)構(gòu)。將增稠劑添加到水或乳液體系中，當(dāng)濃度達(dá)到臨界膠束濃度（CMC），才會產(chǎn)生增稠效果，此時增稠劑形成膠束，當(dāng)濃度繼續(xù)增加，達(dá)到臨界聚集濃度（CAC），形成花狀膠束，膠束經(jīng)過二次締和形成由橋接鏈連接在一起的二次聚集體。如圖1所示即：兩端的疏水（親油）基團(tuán)與聚合物相連接，疏水的頭部基團(tuán)吸附在乳液或顏料顆粒表面，使顆粒之間形成橋一樣的鏈接，并且互相纏繞,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，直接影響了體系的粘度特性。

從聚氨酯增稠劑（HEUR）分子的結(jié)構(gòu)可以看到，疏水性的封端基團(tuán)易于同有機(jī)的乳液粒子之間產(chǎn)生親和力，而分子中氨酯鍵的存在使HEUR分子之間有發(fā)生締合作用的傾向，這樣HEUR分子與乳液粒子以及HEUR分子本身之間形成很大的流體力學(xué)體積的締合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，阻礙了粒子在電場中的運(yùn)動，降低了粒子的流動速率。

岳陽凱門水性助劑有限公司通過聚氨酯合成工藝開發(fā)了一種多支鏈的聚氨酯締合增稠劑Greesol R60。本文著重探討了該增稠劑在水性涂料中的增稠能力、耐水能力，以及其在水性樹脂涂料中相容性等多種應(yīng)用性能。

實(shí)驗(yàn)部分

◆ 試驗(yàn)儀器與設(shè)備
燒杯(250mL）、電子天平（JA-20002）、一次性滴管（2mL）、量筒（250mL）、分散機(jī)（400W)、秒表（PC2810）、水浴鍋（HH-ZK4）、噴槍（NEW-71)、快手研磨機(jī)（KS370)、數(shù)顯粘度計(jì)（NDJ-8S）等。

◆ 試驗(yàn)原材料及配比
聚氨酯增稠劑Greesol R60、基材潤濕劑H87、消泡劑DF84，工業(yè)級，岳陽凱門水性助劑有限公司；競品；BCS、無水乙醇，試劑級，阿拉丁化學(xué)試劑；丙烯酸乳液719F，工業(yè)級，巴德富集團(tuán)有限公司，環(huán)氧乳液2060H、羥丙二級分散體、異氰酸酯固化劑3598T，工業(yè)級，聯(lián)固化學(xué)有限公司；水溶性樹脂350，氨基樹脂，工業(yè)級，南方樹脂集團(tuán)等。

◆ 試驗(yàn)測試方法
按 GB/T 2794–2013《膠黏劑黏度的測定單圓筒旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)法》，使用上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司的DDJ-8S 旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測量樹脂體系的黏度。

耐水性及光澤度測試配方如表1所示：按 GB/T4893.6-2013《家具表面漆膜理化性能試驗(yàn)第6部分:光澤測定法》，使用Pushen公司的光澤儀測定漆膜光澤度。按GB/T1733-1993《漆膜耐水性測定法》，使用標(biāo)準(zhǔn)(GB/T1733-1993)中浸沸水試驗(yàn)法，測試其耐水性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

◆ Greesol R60針對水性涂料的增稠效果
如圖2、圖3所示，Greesol R60的增稠能力優(yōu)于競品，且隨著添加量的增加，增稠效果越好。其主要原因是：Greesol R60主要為締合增稠，即依靠疏水基團(tuán)與乳液粒子產(chǎn)生締合，并且不同分子的疏水基團(tuán)之間也可產(chǎn)生締合，從而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，引起粘度增加。Greesol R60的多支鏈結(jié)構(gòu)增加了疏水基團(tuán)締合點(diǎn)，因此其能夠迅速達(dá)到臨界膠束濃度，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)增稠。

◆ Greesol R60后增稠測試
如圖4、圖5所示，Greesol R60的增稠能力優(yōu)于競品，且Greesol R60和競品一樣，后增稠現(xiàn)象不明顯。其主要原因是：Greesol R60在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，通過控制支鏈與PEG鏈段的比例，準(zhǔn)確地控制了親水親油基團(tuán)的比例，在添加進(jìn)入體系后，Greesol R60能夠迅速在體系中展開，使每一個增稠劑分子都能夠迅速參與到增稠過程，所以在靜置過程中不會表現(xiàn)出后增稠現(xiàn)象。

◆ Greesol R60耐水性測試
采用浸沸水實(shí)驗(yàn)法對于木器漆漆膜耐水性進(jìn)行測試。在沸水情況下，經(jīng)過 1h 的浸煮，漆膜未發(fā)生脫落、起泡、失光現(xiàn)象，與競品結(jié)果一致，證明添加Greesol R60增稠劑不影響漆膜耐水性。普通的聚氨酯增稠劑由于其PEG含量高，水溶性好，通常會有漆膜脫落、起泡、失光等現(xiàn)象，但是由于Greesol R60具有多支鏈結(jié)構(gòu)，其能夠迅速形成膠束，與樹脂體系締合，把PEG鏈段隱藏，因此其能夠具有良好的耐水性能。

◆ Greesol R60光澤度測試
采用Greesol R60制備的成品涂料具有很好的漆膜表現(xiàn)，能獲取較高的漆膜光澤度。其主要原因是由于Greesol R60在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，通過控制支鏈與PEG鏈段的比例，準(zhǔn)確地控制了親水親油基團(tuán)的比例，使漆膜具有良好的流平性能，從而漆膜能夠表現(xiàn)出較高的光澤度。

結(jié)論

由于Greesol R60是多支鏈結(jié)構(gòu)，同時其通過多支鏈結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)了親水親油比例，在締合增稠的過程中，其能夠迅速達(dá)到臨界膠束濃度，使疏水基團(tuán)與乳液粒子產(chǎn)生締合，并且不同分子的疏水基團(tuán)之間也可產(chǎn)生締合，從而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，引起粘度增加。

多支鏈結(jié)構(gòu)的Greesol R60通過調(diào)控其親水親油基團(tuán)的比例使其在不同樹脂體系中具有優(yōu)異的增稠能力，且不會產(chǎn)生后增稠現(xiàn)象。同時添加Greesol R60制備成品涂料在應(yīng)用測試中表現(xiàn)優(yōu)秀，不僅能獲取較高的漆膜光澤度，還不會影響漆膜的耐水性能。

本文由岳陽凱門水性助劑有限公司提供