真石漆中纤维素的增稠原理和对性能的影响

假设一个经济型真石漆的配方由120公斤的乳液、750公斤的彩砂、120公斤的水和10公斤其他组成（成膜助剂、防冻剂、杀菌剂、增稠剂等）。乳液干燥以后的体积为60，彩砂的体积是263，PVC大约为82%，要高出估计的60% CPVC很多，显然不能形成一个完整的有连续乳液树脂相的漆膜。该真石漆的体积固含量是63%，如果固含量再高就不会有流动性能了。

真石漆的状态可以这样描述，乳液、增稠剂和水相混合在一起，大部分是填充在彩砂粒子之间，或者说，彩砂粒子是非常紧密的悬浮在乳液和水的混合液相中。一般乳胶漆中体积固含量是30%左右，含有大约70%的水，流动性能很好，而真石漆的体积固含量是63%，水只有37%，因此流动性能不会太好。

现在再考虑增稠剂，一般的用量是1.5到2公斤的10万粘度纤维素，这类纤维素2%的浓度时的粘度会达到10万。当有限的水和乳液混合以后，再有这些纤维素存在时会是一个怎样的状态？纤维素不仅将配方中的水、甚至乳液带来的一部分水吸引到周边，造成体积排斥引起的乳液颗粒絮凝，乳液粒子局部被挤压浓缩，在体系中的分布变得不均匀（图1）。

当彩砂添加到这种体系时，彩砂粒子周围的乳液粒子的多少也变得不一样（图2），这类真石漆在施工后，初期局部乳液干燥快（因为乳液粒子周围的水很少，大部分水是被纤维素固定在自己的周边），局部成膜，表现为真石漆涂层表面粗糙、强度差；纤维素本身的保水对真石漆的成膜没有帮助，相反的在纤维素干燥以后会给涂层落下永久性的微孔道，结果是造成真石漆对底材的保护性和耐候性变差（图3）。所以说，真石漆的性能与增稠剂的选择有着密切的关系，是成膜的好坏最关键的因素。

说明：示意图表明，如果纤维素选择不当，尤其追求使用高粘度纤维素，由于纤维素本身的保水性会导致体系出现体积排斥絮凝的发生，特别在乳液用量比较低的情形下，乳液粒子局部被挤压浓缩，在真石漆中分布不均匀，不能很好的发挥乳液在成膜过程中应有的作用；真石漆在施工后，初期时局部有乳液的地方没有多少水，干燥过快，局部成膜，造成真石漆表面粗糙，纤维素干燥后形成微孔道，对底材保护性能和耐候性能会变差，也会造成真石漆的强度变差。在这种情况下，即使有限的增加配方中乳液的用量，也不会有预期的效果；即使原来配方中乳液用量比较大，也不能充分发挥乳液的作用。

真石漆中TRM-380缔合型增稠剂的使用、增稠原理和对性能的影响

真石漆中使用纤维素增稠剂，其中一个主要因素是真石漆中彩砂不仅粒子大比重也大，没有足够的低剪切粘度和粘度的触变性能，真石漆会变得不稳定，砂粒容易沉降而且色彩不稳定。传统的缔合型增稠剂由于不能提供足够高的低剪切粘度和高的触变性能，所以不能作为真石漆的主增稠剂，只是用作为辅助增稠剂，其目的主要是改善施工性能。

金鼎祥公司隆重推出一支全新高效缔合型增稠剂——添尔美^®TRM-380，它的高触变性能和低剪切粘度增稠效率，使得它可在真石漆配方中完全取代纤维素类增稠剂（HEC、HPMC），在有效降低配方中增稠剂使用成本和整体原材料成本的同时，提升乳液在真石漆中的成膜效率，提高真石漆的成膜性能、耐水性能和对底材的保护性能和耐候性能。

添尔美^®TRM-380和传统的缔合型增稠剂一样，其增稠作用主要来自于本身的疏水基团在乳液粒子表面吸附形成一个网络结构，被增稠的体系中，乳液粒子仍然均匀分布在水中，干燥和成膜过程是一个整体的过程，均匀的成膜会使真石漆涂层的表面比较平整，最终的强度、耐水性、对底材保护和耐候性都有所提高（如图4-6所示）。

说明：示意图表明，使用TRM-380增稠的真石漆在施工干燥后，乳液形成的树脂相能比较均匀的分布在彩砂粒子的周围，不代表一定会形成一个连续相，连续相的形成主要决定于配方中乳液用量的多少。因为TRM-380的增稠主要是与乳液粒子的作用形成网络结构，乳液粒子均匀分布在水相中，并没有将体系中的水锁定住，所以真石漆施工后，干燥和成膜过程是一个整体的过程，成膜时需要挥发掉的水比较多，需要的时间比纤维素增稠的体系长一些，均匀的成膜过程会使干燥后的真石漆的表面比较平整。在同等乳液用量的条件下，TRM-380增稠的真石漆中乳液的作用能较好的发挥，即便配方中乳液用量相对少一些的时候，由于乳液相总体分布较均匀，施工干燥后的真石漆中微孔道结构少，总体真石漆的性能要比预期的（纤维素增稠的）理想，比如强度和最终的耐水性、对底材保护和耐候性较好。