液态流变剂是一种独特的类型,因其作用方式及操作便捷,可实现广泛应用。
液态流变剂广泛适用于多种极性,从水性到非极性脂肪族体系。可用于溶剂型及无溶剂体系。 因为供货形式为低黏度态,所以非常易于添加,可通过搅拌方式后添加至成品中。搅拌添加可确保助剂快速均匀的分散,通常足以实现所需的流变效果。同时,无需高剪切力或温度激活等诸多其它流变助剂要求的条件。
液态流变剂的主要特征是,在低剪区间会形成明显的空间架构。剪切时表现出强烈的剪切变稀现象, 撤去剪切后逐渐恢复架构(触变性)。架构形成的速度取决于助剂的用量和配方中的固体含量(固含越高速度越快)。最终达到优异的储存稳定性、理想的防沉降和更好的抗流挂性。施工黏度低,也确保了喷涂过程中的最佳雾化、良好基材润湿性及流平性。该助剂类型的一个特别优势是显著的弹性, 即使在低黏度(例如汽车涂料)应用中,也能实现良好的储存稳定性及防沉降。
脲化合物具备的官能团可以通过氢键形成三维网络结构。这种网络结构是可恢复的,可用于流变改性, 例如黏度调节。天然的脲类就可形成氢键,但与许多物质相容性不好。而通过适当的化学改性,将有机基团连接至脲单元上,成为有机改性脲。根据有机改性的类型,极性乃至相容性都可进行大范围调节,从而实现可用于水性至非极性烃基体系。针对特定极性范围定制脲基流变助剂的分子结构时,这 一点也较为重要。
有机改性脲的作用方式基于精确调节的可溶性与不溶性平衡:作为助剂的供货形式为溶液,有机改性脲溶于合适的介质中,因此黏度低、可泵送、并易于添加和处理。当助剂添加至应用体系中时,会形成微观结晶颗粒,而这些颗粒极其微小,对体系光泽度不会产生影响。
这些微小结晶通过氢键作用,建立起三维网络结构。由于仅靠脲结晶参与该网络结构就可以形成,所以这种作用通常独立于配方中的其它组分,例如树脂或颜料。这也使得脲基流变助剂不同于那些需要与配方中其它组分发生特定相互作用的助剂(例如与树脂相互作用的缔合型增稠剂,或与颜料及填料相互作用的润湿分散剂)。而这种相互作用通常也与pH值或不同离子的等因素无关。因此,脲基助剂也完全适用于酸、碱及盐溶液的增稠。
通过氢键形成的可复原网络结构实现强烈的触变效果: 如果网络结构被破坏,脲结构的恢复需要一定时间,这也解释了网络结构重建及黏度恢复所表现出的延迟。
除了黏度,三维网络结构的形成对黏弹性也有影响。通过增加弹性组分,有机改性脲还可用于设计屈服点,并达到防沉降性能,而且不会造成黏度的大幅提高。而黏度提高、膜厚及防沉之间的平衡,则可以通过助剂用量进行控制。除脲基团外,有机改性脲还可能含有其它官能团。例如,脲-氨基甲酸酯, 包含了脲和氨基甲酸酯官能团组合。聚脲则代表了有机改性脲的一个亚类,具有带脲基团的较长分子序列。
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