纖維素類增稠劑

1、 穩(wěn)穩(wěn)定性定性 通用性通用性 經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)性性 相容性相容性 非離子非離子 保水性保水性 1纖維素增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)纖維素增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)OOHOHCH2OHOOOCH2OROHOROOOHOHCH2OHO：a) CH3b) CH2COONac) CH2CH3d) CH2CH2OHe) CH2CH2CH(OH)CH3f) CH2CH(OH)CH3生產(chǎn)羧甲基纖維素鈉（SCMC) （b）羧甲基2-羧乙基纖維素鈉（b+d）羥乙基纖維素(HEC) （d） Natrosol 250 HBR甲基纖維素（MC） - (a)2-羥丙基甲基纖維素(HPMC) （a+f）2-羥乙基甲基纖維素(HEMC) (a+d)2-

2、羥丁基甲基纖維素(a+e)2-羥乙基乙基纖維素(HEMC) (c+d)2-羥丙基纖維素(HPC) (f)2纖維素增稠劑纖維素增稠劑 50年來，纖維素增稠劑是一種最重要的水性涂料流變助劑。盡管纖維素不溶于水，但通過化學(xué)反應(yīng)，它可以溶于水。最有名的纖維素增稠劑包括：羥乙基纖維素： HEC羥丙基甲基纖維素： HPMC羧甲基纖維素： CMC乙基羥乙基纖維素： EHEC3CH2OHOHHOHHHHOCH2OHOHOHOHHHHOCH2OHOOHHHHOOOHHCH2OHOOHHHHOOOHH纖維素纖維素乙基羥乙基纖維素乙基羥乙基纖維素 (EHEC)O 氯化乙烷氯化乙烷CH2H2CO環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷羥乙基

3、纖維素羥乙基纖維素 (HEC)O4羥乙基纖維素的結(jié)構(gòu)羥乙基纖維素的結(jié)構(gòu)CH2OHOHHOHHHHOCH2OHOHHHHOCH2OHOOHHHHOOOHHCH2OOHHHHOOOHCH2CH2OCH2CH2OHOCH2CH2OCH2CH2OHOHCH2CH2OOHCH2CH2OCH2CH2Ol羥乙基羥乙基5l 通用性通用性 可應(yīng)用于從無光到高光的各種涂料配方中可應(yīng)用于從無光到高光的各種涂料配方中l(wèi) 優(yōu)異優(yōu)異的色漿、顏料相容性的色漿、顏料相容性l 非非離子聚合物離子聚合物- pH穩(wěn)定性穩(wěn)定性l 延遲延遲水合作用，不產(chǎn)生結(jié)塊水合作用，不產(chǎn)生結(jié)塊 賦予賦予涂料涂料l 好的好的豐滿度豐滿度l 良好良好的

4、調(diào)色穩(wěn)定性的調(diào)色穩(wěn)定性l 良好良好的貯存穩(wěn)定性的貯存穩(wěn)定性l 良好良好的保水性的保水性Natrosol HEC性能性能67Natrosol 生物穩(wěn)定型羥乙基纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式生物穩(wěn)定型羥乙基纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式CH2OHHOHHHOCH2OHOHHHHOCH2OOHHHHOOOHHCH2OOHHHHOOOHCH2CH2OCH2CH2OHOCH2CH2OCH2CH2OHCH2CH2OOHOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OHOCH2CH2OHCH2CH2OHCH2CH2OCH2CH2OOH8細(xì)菌酶菌酶菌酶菌生物降解與抗酶菌作用生物降解與抗酶菌作用9酶菌酶菌酶菌作用于纖維素上酶菌作用于纖維素

5、上纖維素纖維素生物降解生物降解Natrosol B HEC10Natrosol B HEC纖維素分子鏈斷裂纖維素分子鏈斷裂生物降解生物降解11Natrosol B HEC阻止酶菌作用于纖維素上阻止酶菌作用于纖維素上抗酶菌作用抗酶菌作用酶菌酶菌12Natrosol B HEC抗酶菌作用抗酶菌作用抗酶菌作用的大小取決于纖維素取代度的大小以及取代抗酶菌作用的大小取決于纖維素取代度的大小以及取代 基團(tuán)基團(tuán)分布的均勻性分布的均勻性Natrosol B HEC分子具有高度均勻的取代，可以有效阻分子具有高度均勻的取代，可以有效阻止酶菌對(duì)纖維素分子鏈的破壞止酶菌對(duì)纖維素分子鏈的破壞 Natrosol B HE

6、C不含生物殺滅劑不含生物殺滅劑 不推薦在涂料配方中降低防腐劑的正常用量不推薦在涂料配方中降低防腐劑的正常用量13Natrosol B HECStormer KUNatrosol BTime, DaysNon-B Natrosol酶菌作用下涂料粘度下降情況比較酶菌作用下涂料粘度下降情況比較14Natrosol 250 HBR 的增稠原理的增稠原理15纖維素增稠劑的增稠原理纖維素增稠劑的增稠原理 纖維素類增稠劑的疏水主鏈與周圍水分子通過氫鍵締合，提高了聚合物本身的流體體積，減少了顆粒自由活動(dòng)的空間，從而提高了體系粘度。HH OHH OHH OHH OHH OHH O16纖維素增稠劑的增稠原理纖維素

7、增稠劑的增稠原理 這是因?yàn)殪o態(tài)或低剪切速度時(shí)，纖維素分子鏈處于無序狀態(tài)而使體系呈現(xiàn)高粘性；而在高剪切速度時(shí)，分子平行于流動(dòng)方向作有序排列，易于相互滑動(dòng)，所以體系粘度下降。 通過分子鏈的纏繞實(shí)現(xiàn)粘度的提高，分子相互交織形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，介質(zhì)于溶質(zhì)被包圍在網(wǎng)眼中間，不能自由流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)增稠效果。 變現(xiàn)為在靜態(tài)和低剪切有高粘度，在高剪切下位低粘度。17纖維素增稠劑導(dǎo)致的絮凝作用DepletionlayersDepletionflocculation乳膠溶液中加入纖維素后，由于纖維素自身靠溶脹增稠，它將擠壓乳膠粒子不斷相互接近，當(dāng)纖維素用量達(dá)到一定濃度，將引起乳液的絮凝。同樣的原理是用于乳膠漆中。乳膠

8、粒子溶脹的纖維素分子如右圖所示，即使一個(gè)乳膠漆還沒達(dá)到絮凝的狀態(tài)，實(shí)際的乳膠粒子在體系中分散已不均勻18顯微片這里是兩張實(shí)際的顯微鏡照片。左圖所示是沒有纖維素的條件下，干燥的乳膠粒子均勻的分散。右圖所示，由于纖維素的加入，干燥以后的乳膠粒子不再均勻分散，其中沒有粒子的地方是由于纖維素溶脹所至?？梢韵胂?，涂料在成膜后，由于其不均勻性，將有孔道形成，防水性能將受到影響。19 Natrosol 250R20水延遲性的處理水延遲性的處理HEC溶解溶解 前必須前必須分散均勻分散均勻易分散易分散Natrosol HEC在水中的分散過程在水中的分散過程充分分散的充分分散的HEC在在pH值為堿性的條件下迅速溶

9、解值為堿性的條件下迅速溶解21水延遲性的處理水延遲性的處理分散性不佳的分散性不佳的HEC在水中的分散過程在水中的分散過程沒有完全分散的沒有完全分散的HEC在溶解過程中在溶解過程中外面形成一凝膠層外面形成一凝膠層,減慢溶解速度減慢溶解速度,造成結(jié)塊造成結(jié)塊.HEC溶解溶解 前必須前必須分散均勻分散均勻22水延遲性的處理水延遲性的處理水合時(shí)間水合時(shí)間：HEC加入水中到溶液粘度開始上升所需的時(shí)間加入水中到溶液粘度開始上升所需的時(shí)間延遲延遲水合水合：就是就是延遲溶液粘度升高的時(shí)間延遲溶液粘度升高的時(shí)間,這樣可以使顆粒在溶解這樣可以使顆粒在溶解之前之前完全完全分散分散,避免結(jié)塊避免結(jié)塊.Natrosol

10、 R HEC是通過表面處理達(dá)到延遲是通過表面處理達(dá)到延遲水合作用時(shí)間水合作用時(shí)間23水延遲性的處理水延遲性的處理 PH值值 對(duì)對(duì) Natrosol R的水合時(shí)間和溶解時(shí)間的影響的水合時(shí)間和溶解時(shí)間的影響25C203040506070100時(shí)間,分鐘水溶液的粘度水合時(shí)間水合時(shí)間 pH 7.0pH 8.0pH 6.0溶解時(shí)間溶解時(shí)間 pH 7.0pH 7.024羥乙基纖維素的溶解羥乙基纖維素的溶解HEC溶解的影響因素溶解的影響因素1.溫度溫度2. pH3.攪拌速度攪拌速度4.添加方式添加方式Natrosol25羥乙基纖維素的溶解羥乙基纖維素的溶解HEC最佳溶解方法最佳溶解方法1. 在攪拌的情況下將

11、在攪拌的情況下將HEC加入到加入到pH 7.5的的水中水中2. 攪拌均勻攪拌均勻,完全分散完全分散3. 將溶液將溶液pH提高至提高至8.5,充分?jǐn)嚢璩浞謹(jǐn)嚢?溶解均勻溶解均勻26羥乙基纖維素的溶解羥乙基纖維素的溶解pH值和溫度對(duì)值和溫度對(duì)Natrosol R HEC水合時(shí)間的影響水合時(shí)間的影響:pH水合時(shí)間水合時(shí)間,min23456789105C15C25C35C1251020501002005001,00027羥乙基纖維素羥乙基纖維素的加入方法的加入方法涂料生產(chǎn)過程中涂料生產(chǎn)過程中HEC的加入點(diǎn)的加入點(diǎn)1. 在打漿階段加入在打漿階段加入直接在顏填料前加入直接在顏填料前加入2. 在調(diào)漆階段加入

12、在調(diào)漆階段加入a.以預(yù)分散漿形式加入以預(yù)分散漿形式加入,可用于分散的載體有可用于分散的載體有: 水水 二醇類溶劑二醇類溶劑 成膜助劑成膜助劑b.以預(yù)溶漿形式加入以預(yù)溶漿形式加入,預(yù)溶漿包括預(yù)溶漿包括:i. HECii. 防腐劑防腐劑c.噴射加入噴射加入28羥乙基纖維素羥乙基纖維素的加入方法的加入方法分散缸Natrosol HEC在顏料分散階段加入在顏料分散階段加入1. 在加入水、乙二醇類溶劑和在加入水、乙二醇類溶劑和成膜助劑后，加入成膜助劑后，加入HEC 。2. HEC 應(yīng)在表面活性劑、分散應(yīng)在表面活性劑、分散劑、有機(jī)胺劑、有機(jī)胺/氨水以及顏料前氨水以及顏料前加入。加入。打漿水以及助劑泵往調(diào)漆

13、缸顏填料29羥乙基纖維素羥乙基纖維素的加入方法的加入方法分散或漿料缸調(diào)漆缸包裝Natrosol HEC在調(diào)漆階段以預(yù)分散漿形式在調(diào)漆階段以預(yù)分散漿形式加入加入1. HEC可以在以下兩種設(shè)備中進(jìn)行可以在以下兩種設(shè)備中進(jìn)行預(yù)分散預(yù)分散: 顏料顏料分散缸分散缸 專門的專門的HEC預(yù)分散缸預(yù)分散缸2. HEC預(yù)分散漿在纖維素水合作用預(yù)分散漿在纖維素水合作用開始前泵送到調(diào)漆缸中開始前泵送到調(diào)漆缸中,攪拌均勻攪拌均勻30羥乙基纖維素羥乙基纖維素的加入方法的加入方法分散缸調(diào)漆缸包裝Natrosol乳液HEC在調(diào)漆階段以預(yù)溶漿形式加在調(diào)漆階段以預(yù)溶漿形式加入入1. HEC在調(diào)漆缸中進(jìn)行預(yù)分散在調(diào)漆缸中進(jìn)行預(yù)分

14、散.2. 在纖維素水合作用開始后，將在纖維素水合作用開始后，將顏料漿及乳液泵送至調(diào)漆缸中顏料漿及乳液泵送至調(diào)漆缸中,攪拌均勻攪拌均勻.31羥乙基纖維素羥乙基纖維素的加入方法的加入方法調(diào)漆缸Natrosol包裝 后添加調(diào)整涂料粘度后添加調(diào)整涂料粘度1. 將將HEC在專門的預(yù)分散缸中進(jìn)行預(yù)分散在專門的預(yù)分散缸中進(jìn)行預(yù)分散.2. 在纖維素水合作用開始前將在纖維素水合作用開始前將HEC預(yù)分散漿投預(yù)分散漿投入或泵送到調(diào)漆缸中入或泵送到調(diào)漆缸中,攪拌均勻攪拌均勻. 32羥乙基纖維素羥乙基纖維素的加入方法的加入方法噴射到調(diào)漆缸中Natrosol水噴射裝置 噴射添加噴射添加1. HEC 加入噴射裝置的漏斗中加

15、入噴射裝置的漏斗中2. 通過水流產(chǎn)生的負(fù)壓將通過水流產(chǎn)生的負(fù)壓將HEC帶入水流中帶入水流中,并在水中分散均勻并在水中分散均勻.3. HEC的分散體噴射到調(diào)漆缸中的分散體噴射到調(diào)漆缸中,攪拌均勻攪拌均勻.3334CH2OCH2CH2OHOOOHOOHHOOCH2OCH2CH2OHOHCH2OCH2CH2OROOOHOOHHOOCH2OCH2CH2OHOH+ NaOH + RX+ Na+ + X- + H2Onn35優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)3630萬萬分子量分子量結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)OHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOH Hydrophobically Modified HydroxyEthylCellulose產(chǎn)品名

16、：產(chǎn)品名： 37聚合物主鏈聚合物主鏈?zhǔn)杷瘓F(tuán)疏水集團(tuán)38 Natrosol 250 HBR 增稠機(jī)理(兩種方式)3940內(nèi)用無光墻漆內(nèi)用無光墻漆Natrosol Plus 330 和和 Natrosol 250 HBR103粘度,cps剪切速率剪切速率,sec-1 0.63% Plus 330 0.48% 250 HBR104105110110210410341小纖維破裂小纖維破裂產(chǎn)生飛濺產(chǎn)生飛濺高彈性高彈性系系數(shù)產(chǎn)生的數(shù)產(chǎn)生的液體小纖液體小纖維維, G 滾筒的起點(diǎn)滾筒的起點(diǎn)42低低 G 涂料涂料(Plus 330)高高 G 涂料涂料 (H4BR)43Natrosol Plus的抗飛濺性的抗飛濺性用用 Natrosol Plus 330增稠的增稠的內(nèi)墻平光涂料內(nèi)墻平光涂料用用Natrosol 250H4BR增稠的增稠的內(nèi)墻平光涂料內(nèi)墻平光涂料44Natrosol Plus 330 和和 Natrosol 250 HBRUcar379G70-PVC醋丙平光涂料增稠效率Natrosol磅/ICI,抗飛濺性 抗流掛,耐擦