新型聚氨酯高效防沉降粘剂的配方设计与流变学性能评估，特别针对水性与高固含量体系。

各位朋友，化工界的同仁们，大家下午好！我是老王，今天很高兴能在这里跟大家分享一下我在聚氨酯防沉降粘剂领域的一些心得，特别是针对水性与高固含量体系的新型聚氨酯高效防沉降粘剂的设计与流变学性能评估。

开场白：悬浮的艺术与颜料的“漂流记”

话说这涂料、油墨啊，就像一个微型的“世界”，颜料、填料就像这个世界的“居民”，辛辛苦苦地住在一片叫做“分散介质”的海洋里。但是，这些“居民”可不安分，总是想着往下沉，梦想着“落叶归根”。想象一下，如果颜料都沉到底了，那我们的涂料就成了“上半截清水，下半截泥沙”，画面太美不敢看啊！所以，防沉降剂就像是这个“世界”里的“平衡使者”，它存在的意义，就是让这些“居民”安安稳稳地悬浮在分散介质中，维持“世界”的和谐与稳定。

那么，今天我们重点要讲的，就是如何打造一位优秀的“平衡使者”——新型聚氨酯高效防沉降粘剂！

一、 防沉降，不仅是技术，更是艺术！

为什么要追求“高效”？简单来说，就是用更少的量，达到更好的防沉降效果。 这就像在足球场上，我们追求的是“高效射门”，而不是胡乱地猛踢一通。 高效防沉降剂能有效降低添加量，从而减少对涂料、油墨本身性能的影响，避免出现诸如光泽下降、耐水性变差等问题。

二、 聚氨酯：高分子界的“变形金刚”

为什么选择聚氨酯呢？因为它实在太“百变”了！ 聚氨酯的分子结构就像一串串可以自由组合的“积木”，我们可以通过调整原料、改变合成工艺，赋予它各种各样的“超能力”。

聚氨酯防沉降剂的主要作用机理：

1. 空间位阻效应： 聚氨酯分子像一个个小刷子，吸附在颜料颗粒表面，形成一层保护层，阻止颗粒间的相互靠近和聚集。这就像给颜料颗粒穿上了“隐形铠甲”，让它们彼此保持距离，难以沉降。
2. 桥接作用： 一些特殊的聚氨酯分子，就像一根根小绳子，连接多个颜料颗粒，形成一个三维网络结构，将颜料颗粒“固定”在分散介质中。
3. 增稠作用： 聚氨酯可以提高分散介质的粘度，增加颜料颗粒的沉降阻力。这就像在水里游泳比在空气中行走更困难一样。

三、 配方设计：精密的“化学舞蹈”

配方设计是聚氨酯防沉降剂研发的核心环节，就像一位优秀的厨师，需要精确地掌握各种食材的比例和烹饪技巧。 配方设计需要考虑以下几个关键因素：

1. 聚醚多元醇的选择： 聚醚多元醇是聚氨酯的主链，决定了其基本性质。选择不同分子量、不同官能度的聚醚多元醇，可以调节聚氨酯的柔韧性、溶解性和反应活性。
2. 异氰酸酯的选择： 异氰酸酯是聚氨酯的“灵魂”，决定了其反应活性和终性能。常用的异氰酸酯包括TDI、MDI、HDI、IPDI等。
3. 扩链剂的选择： 扩链剂可以增加聚氨酯的分子量，提高其粘度和强度。常用的扩链剂包括二醇、二胺等。
4. 改性单体的选择： 为了赋予聚氨酯特殊的性能，我们可以添加一些改性单体，例如含有亲水基团的单体，可以提高聚氨酯的水分散性；含有长链烷基的单体，可以提高聚氨酯的疏水性和润湿性。
5. 催化剂的选择： 催化剂可以加速聚氨酯的反应速度，缩短反应时间。常用的催化剂包括叔胺类、有机锡类等。

举个栗子：

我们来设计一个针对水性体系的聚氨酯高效防沉降粘剂的配方。

成分	质量分数 (%)	作用
聚醚多元醇	40	提供柔韧性和溶解性，调节分子量
异氰酸酯(IPDI)	20	提供反应活性，提高耐候性
二羟甲基丙酸	5	引入亲水基团，提高水分散性
封端型异氰酸酯	10	增加反应的可控性，提高稳定性
长链烷基改性单体	15	提高疏水性和润湿性，改善对颜料的润湿分散效果
催化剂	0.1	加速反应
溶剂(水)	9.9	调节粘度

关键参数：

成分	质量分数 (%)	作用
聚醚多元醇	40	提供柔韧性和溶解性，调节分子量
异氰酸酯(IPDI)	20	提供反应活性，提高耐候性
二羟甲基丙酸	5	引入亲水基团，提高水分散性
封端型异氰酸酯	10	增加反应的可控性，提高稳定性
长链烷基改性单体	15	提高疏水性和润湿性，改善对颜料的润湿分散效果
催化剂	0.1	加速反应
溶剂(水)	9.9	调节粘度

关键参数：

• 固含量：40%
• 粘度（25℃）：500-2000 mPa·s (可根据实际需求调整)
• 酸值：20-40 mg KOH/g

四、 流变学性能评估：给防沉降剂做个“体检”

流变学是研究物质流动和变形规律的学科，通过流变学测试，我们可以全面了解防沉降剂的粘度、屈服应力、触变性等关键性能指标。 这就像给防沉降剂做个“体检”，看看它是否健康，是否能胜任防沉降的重任。

• 粘度： 粘度是衡量流体流动阻力的指标。一般来说，防沉降剂需要具有一定的粘度，才能有效地阻止颜料颗粒的沉降。但粘度过高，会影响涂料的施工性能。
• 屈服应力： 屈服应力是指使流体开始流动的小应力。具有一定屈服应力的防沉降剂，可以形成一个稳定的网络结构，支撑颜料颗粒，阻止其沉降。
• 触变性： 触变性是指流体在剪切作用下粘度降低，停止剪切后粘度恢复的性质。具有触变性的防沉降剂，在涂料搅拌或施工时粘度降低，有利于流动和分散；停止搅拌或施工后粘度升高，有利于防沉降。
• 动态流变测试： 通过动态流变测试，我们可以了解防沉降剂的储能模量（G’）和损耗模量（G"）。储能模量反映了体系的弹性，损耗模量反映了体系的粘性。一般来说，G’ > G"，说明体系具有较好的稳定性和防沉降性能。

评估方法：

1. 旋转粘度计： 测量不同剪切速率下的粘度，绘制粘度-剪切速率曲线，评估防沉降剂的触变性。
2. 流变仪： 测量屈服应力、储能模量、损耗模量等参数，全面评估防沉降剂的流变学性能。
3. 沉降稳定性测试： 将含有防沉降剂的涂料或油墨样品，在常温或高温条件下储存一段时间，观察颜料的沉降情况，评估防沉降剂的实际防沉降效果。可以使用沉降天平，在一定时间记录沉降量。

五、 水性体系与高固含量体系的“特殊照顾”

水性体系和高固含量体系对防沉降剂的要求更加苛刻。

• 水性体系： 水性体系的分散介质是水，对防沉降剂的亲水性要求较高。我们需要选择含有亲水基团的聚氨酯，例如含有羧基、羟基、氨基等。同时，还要注意防沉降剂与水的相容性，避免出现析出、分层等问题。
• 高固含量体系： 高固含量体系的颜料和填料含量较高，对防沉降剂的用量要求较高。我们需要选择高效的防沉降剂，才能在较低的添加量下，达到良好的防沉降效果。同时，还要注意防沉降剂对体系粘度的影响，避免粘度过高，影响施工性能。另外在高固含量体系中，空间位阻效应尤为重要，要保证聚合物在颜填料表面有足够的吸附量，才能达到理想的防沉降效果。

六、 产品参数：数据说话，实力见证

好的产品，敢于亮出自己的“成绩单”。以下是一些优秀的水性聚氨酯防沉降剂的关键参数，供大家参考：

参数	数值范围	测试方法
固含量	30-50%	GB/T 1725
粘度 (25℃)	1000-5000 mPa·s	GB/T 2794
酸值	20-50 mg KOH/g	GB/T 2895
水分散性	良好，无分层、析出	目测
对颜料的润湿分散性	优异，颜料分散均匀	目测、粒度测试
沉降稳定性（常温储存）	3个月无明显沉降	目测
沉降稳定性（高温储存）	1个月无明显沉降	目测

七、 总结与展望：让颜料的“漂流”不再是难题

各位，今天我们一起探讨了新型聚氨酯高效防沉降粘剂的配方设计与流变学性能评估，特别是针对水性与高固含量体系。希望通过今天的分享，能帮助大家更好地理解防沉降剂的作用机理，掌握配方设计和性能评估的关键技术。

未来的聚氨酯防沉降剂，将朝着更加高效、环保、多功能的方向发展。例如，开发生物基聚氨酯防沉降剂，减少对石油资源的依赖；开发具有自修复功能的防沉降剂，提高涂料的耐久性；开发具有抗菌、防霉功能的防沉降剂，提高涂料的卫生性能。

让我们一起努力，不断创新，让颜料的“漂流”不再是难题，为涂料、油墨行业的发展贡献我们的力量！

结束语：

感谢各位的聆听，希望今天的内容能对大家有所帮助。如果大家有任何疑问，欢迎随时提问，我们可以一起交流探讨！谢谢大家！

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公司其它产品展示:

• NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系，快速固化。

• NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性比T-12高，优异的耐水解性能。

• NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，该系列催化剂中活性高，常用于替代T-12。

• NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

• NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

• NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，耐水解性良好。

• NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，特别推荐用于MS胶，活性比T-12高。

• NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂，可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性较低，满足各类环保法规要求。

• NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂，可用于室温硫化硅橡胶，满足各类环保法规要求。