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瓜尔胶改性水性涂料的研究

发布日期:2015-07-01 21:38:56
瓜尔胶改性水性涂料的研究
瓜尔胶,学名“半乳甘露聚糖”,英文名“Guar Gum”,是从天然豆科植物(Cyampopis Tetragonolobus)种子里分离出来的高分子糖类聚合 物。瓜尔胶以甘露聚糖为分子主链,D-吡喃半乳糖 为支链,其中甘露糖与半乳糖单元之比为2: 1。瓜 尔胶在冷水中迅速溶解,在相对低浓度下形成均一 高黏度胶体》在冷热水中均能溶解并达最高浓度。瓜 尔胶及其衍生物源于可再生天然植物,可降解,对环 境无污染,用于涂料中有以下优点1U:U)储存稳定 性优异,与涂料其他组分相容性好;(2)增稠性能优 异,有助于改善颜料沉降性、流变性及垂直表面流挂 性,(3)为涂料提供良好流体触变性,(4)增强涂膜 强度。
瓜尔胶有低价高效乳化和增稠性能,在油田钻井、 造纸、纺织、化妆品及食品领域中有广泛应用气通 过羟乙基或羟丙基改性的瓜尔胶已用作水性涂料的 增稠剂取代传统昂贵的羟乙基纤维素(HEC)并获得 良好经济及社会效益13~41。利用瓜尔胶用作涂料助剂 的综合性能,可作为增稠剂完全取代传统的 250HBR,而且对乳胶漆这样的复杂胶体系统而言有 良好改进作用,在保证一定触变性能的基础上为系统 带来良好流平性并有良好助成膜作用,这不仅可适当 降低成膜助剂用量,而且在保证涂层性能的基础上可 适当降低乳液用量151»
本文对天然流变改性剂瓜尔胶在水性涂料中的 应用性能进行比较研究,以寻求用瓜尔胶替代传统 的羟乙基纤维素。
采用瓜尔胶2%水溶液。先称好计算量的 水,在搅拌下加入规定量的瓜尔胶细粉。待搅拌均 匀后滴几滴氨水(25% ~ 30%)调节pH值为8-9, 提高搅拌速度,搅拌至系统呈半透明半黏稠液体,根 据具体试验设计用量,以液体形式加人系统。对干 工业生产,则以固体粉末形式直接加人系统。 VOFONE WP最佳浓度和用量一般根据用户配方来 定。根据不同需要,瓜尔胶质量分数一般控制在涂 料总量的0.3%~ 1.0%。
采用VOFONE WP制造乳胶漆必须符合国家检 测标准,但也可根据用户或某种工程需要而制定相 应企业标准。合成树脂乳液内墙涂料样品检验依据 GB/T9756-2001,合成树脂乳液外墙涂料样品检验 依据 GB/T9755—2001。
由表2的对比试验1 ~ 5性能评价可知:
(1)随着瓜尔胶质量分数的增加,黏度高干 250HBR (其中 WP-15M 最髙)。
(2)随着瓜尔胶质量分数的增加,触变性能不断 增大(其中WP-30M最高),但平均不高干250HBR。
(3)随着瓜尔胶质量分数的增加,耐洗刷性降 低,只有WP- 15M与250HBR相近,其余均低干 250HBR,主要原因是瓜尔胶成膜硬化时间比乳液 长。
(4)用瓜尔胶替代羟乙基纤维素,其储存稳定性 十分好,贮存4周仍无分水、絮凝、结底现象。
(5)试验3~5均有极强耐水性,试验5表现出 很好光泽。
(6)综合各测试项,作为250HBR的替代品, WP- 15M的使用效果优干其他类型。
(1)作为制造涂料的流变助剂,瓜尔胶系列 WP-15M、WP-20M、WP-25M、WP—30M 在乳 胶漆中可替代传统的羟乙基纤维素且有明显价格优 势。因此将改性瓜尔胶引人乳胶漆生产,可大幅度降 低乳胶漆制造成本,最大限度地提高经济效益。
(2)WP-15M对样品耐水性有突出贡献,但能 否通过适当加工而作为专门流变改性剂使用,以通 过提高涂层性能来达到在保证涂层性能的基础上适 当降低乳液用量,从而降低涂料成本,则有待进一步研究。
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