聚氨酯締合型增稠劑是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一類增稠劑,其分子結(jié)構(gòu)、增稠機(jī)理和流變學(xué)特性都不同于傳統(tǒng)增稠劑。在分子結(jié)構(gòu)上傳統(tǒng)增稠劑為高相對(duì)分子質(zhì)量水溶性聚合物,而聚氨酯締合型增稠劑為含有親油基團(tuán)的水溶性低聚物。在增稠機(jī)理上傳統(tǒng)增稠劑是依靠水溶性聚合物溶解在水相中,通過分子鏈纏繞提高水體系黏度;聚氨酯締合型增稠劑是通過分子鏈中的親油基團(tuán)在水體系中形成膠束,或親油基團(tuán)與高分子分散體或乳液粒子締合而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增加體系黏度。在流變學(xué)性能方面,傳統(tǒng)增稠劑在剪切作用下,增稠劑分子鏈會(huì)在剪切方向上排列,黏度大幅下降,獲得強(qiáng)假塑性流體;而聚氨酯締合型增稠劑在剪切作用下達(dá)到締合- 解締合平衡,體系黏度僅有所下降,獲得弱假塑性流體。聚氨酯締合型增稠劑的分子結(jié)構(gòu)大幅度可調(diào)也是其顯著特點(diǎn),親水鏈段的長短、親油基團(tuán)的大小均可調(diào)節(jié),分子結(jié)構(gòu)可以是線型、星型、支化和梳型,不同的分子結(jié)構(gòu)可以獲得相應(yīng)的流變學(xué)特征。通過調(diào)整分子結(jié)構(gòu)可以獲得增稠型、流平型或增稠流平平衡型增稠劑。聚氨酯締合型增稠劑擁有的特性使得其成為高檔建筑乳膠漆首選的流變學(xué)助劑。然而聚氨酯締合型增稠劑在乳膠漆體系中有可能產(chǎn)生分水現(xiàn)象。所謂分水現(xiàn)象是指被增稠劑增稠的涂料在存放過程中出現(xiàn)分層,上層為清水,下層為濃縮的乳膠漆。分水現(xiàn)象雖然不影響涂料的使用,形成分水的涂料經(jīng)過手工攪拌即可恢復(fù)原來狀態(tài),但卻極大影響了涂料外觀。分水現(xiàn)象長時(shí)間困擾涂料界,對(duì)分水現(xiàn)象的形成機(jī)理進(jìn)行探討,對(duì)乳膠漆生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

   1　聚氨酯締合型增稠劑的增稠機(jī)理
要研究聚氨酯締合型增稠劑的分水機(jī)理,首先必須清楚聚氨酯締合型增稠劑的增稠機(jī)理。圖1是聚氨酯締合型增稠劑的增稠機(jī)理示意圖。通用的聚氨酯締合型增稠劑的結(jié)構(gòu)特征為親油- 親水- 親油三嵌段聚合物,兩端為親油端基,通常為脂肪烴基,中間為水溶性聚乙二醇鏈段。在水體系中,當(dāng)增稠劑濃度大于臨界膠束濃度時(shí),親油端基締合形成膠束,增稠劑通過膠束的締合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增加體系黏度]。在乳膠體系中,增稠劑不但可以通過親油端基膠束形成締合,更主要的是增稠劑的親油端基吸附在乳膠粒子表面。當(dāng)2個(gè)親油端基吸附在不同乳膠粒子上時(shí),增稠劑分子就在粒子間形成橋聯(lián)。親油端基與乳膠粒子一直處于締合和解締合平衡狀態(tài),其締合時(shí)間和解締合時(shí)間都很短( t< 1 s) ,正是這種締合和解締合的瞬間平衡使得距離大于增稠劑分子末端距的粒子間也可產(chǎn)生力的作用。