慧聪涂料原料网讯：聚丙烯酸酯类增稠剂是近年来迅速发展起来的一类新型功能高分子材料，主要用于提高产品的粘度或稠度，具有用量小、增稠明显、使用方便等特点，被广泛地应用于涂料、制药、印染、化妆品、食品添加剂、采油、造纸、皮革加工等行业中，中国的涂料产业近十几年来高速发展，纵观涂料市场是向“健康、环保、绿色”的方向发展进行。水性涂料已是整个涂料市场的主力军。据《2013年中国涂料行业经济运行情况及未来走势分析》报告中指出，中国涂料产量从2004年的298万吨增至2013年的1303.5万吨，增长了4.37倍。在整个涂料的宏观市场和产业环境的影响下，2013年民用涂料、工业涂料、水性涂料都呈现增长态势。近几年观察来看，我国水性涂料年均增速约为15%，对原材料数量的需求也不断增长，水性涂料用丙烯酸类增稠剂的用量和销售额年均增速大约也在15%左右。
我国水性涂料聚丙烯酸类增稠剂工业起步较晚，但用量大，增量更大。虽没有产量、用量、产值和增速的报道，涂料用聚丙烯酸类增稠剂约5公斤/吨，我国涂料中55%是水性涂料，则2013年水性涂料丙烯酸类增稠剂用量约3.5万吨。“2013年，邯郸市瑞斯达乳胶科技有限公司聚丙烯酸类增稠剂销售达4000万元人民币，”慧聪涂料原料网采访程兴杰介绍到。
增稠剂，相信大家听到这个名称都不陌生，首先脑海里想到的是“食品”里含有，其它方面就不清楚了。据瑞斯达程总详细介绍：“增稠剂作为一种流变助剂，广泛用于食品、涂料、胶黏剂、化妆品、洗涤剂、印染、橡胶、医药等多个领域，选择里除要考虑产品的流动性、透明度、稠度、凝胶性与悬浮颗粒能力外，还应注意选用用量少而增稠效果较好。瑞斯达主要是研发、生产增稠剂的企业，主要用于涂料、印染、采油、选矿、造纸、皮革加工等行业中。目前，增稠剂在涂料里用量占比0.8%左右，涂料市场一年用量就达5.7万吨。就目前而言，应用于涂料中的增稠剂分为丙烯酸酯类增稠剂、碱溶胀型增稠剂、PU类增稠流变剂、纤维素类增稠剂等四类，市场上用量最大的聚丙烯酸酯类增稠剂，它分为碱溶胀型和缔合型两类增稠剂。”
“目前，世界各国的合成增稠剂中，大部分为丙烯酸酯共聚物，这类增稠剂性能优异、效果显著。按环保和安全的要求，常采用乳液聚合的方法来合成丙烯酸酯类增稠剂。”程兴杰强调说。
下面让我们详细了解一下增稠剂：
聚丙烯酸类碱溶胀型增稠剂
聚丙烯酸类增稠剂自1953年Coodrich公司将Carbomer934引入市场至今已有60多年的历史了，由于其性能优异、效果显著而倍受关注。在世界各国用乳液聚合和反相乳液聚合法来制备，得到流动性乳液或粉末产品。由于聚丙烯酸类增稠剂分子结构中往往含有羧基，而对于聚合物乳液而言，引入羧基可赋予聚合物乳液多种特性，提高涂膜对基材附着力等，聚丙烯酸类增稠剂具有明显的增稠效果，并可赋予乳液多种性能。因此，国内外许多学者对乳液增稠的机理进行了研究。早在1959年，D.B.Fordyce等研究了甲基丙烯酸-丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯乳液共聚体系的碱增稠现象。Muroi和Verbruggef分别研究了丙烯酸乙酯-丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸等乳液共聚体系的碱增稠现象。2004年Arnaud基于N,N-二甲基丙烯酰胺和丙烯酸疏水改性合成了一系列双亲性高分子，并经过研究发现这些高分子在水溶液中表现出明显的可逆剪切诱导凝胶现象。国内也有一些学者对增稠剂的合成和增稠效果进行了研究。研究表明聚合所用的特殊单体特性、不同单体的配比以及合成工艺是影响增稠剂各项性能的最主要因素。
一般而言，聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有两种，即碱中和增稠（又称碱溶胀增稠即ASE）与缔合型增稠(即HASE)，都属于阴离子增稠剂。非缔合型的ASE是聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液，这类增稠剂主要有DOW公司的ASE-60、邯郸市瑞斯达乳胶科技有限公司的R-7260等。碱中和增稠是将酸性的聚丙烯酸类增稠剂的羧酸用碱中和，使其分子离子化而溶解在水中使分子伸直张开形成网状结构达到增稠效果。
缔合型HASE是疏水改性的聚丙烯酸碱溶胀型乳液，如Nopco公司SN636、DOW公司TT—935，邯郸市瑞斯达乳胶科技有限公司的R-7160、R-7180等，缔合型增稠剂是含有烷基的聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸等单体聚合后的聚合物乳液与水结合形成的水合子，经碱中和后再与含有不同电荷、氢键、羟基等有机、无机基团结合，使其卷曲的分子在含水系统中解开，形成网状结构达到增稠效果。
表一2013年市场上几家改性碱溶胀缔合型增稠剂销售量(约)
缔合型增稠剂是疏水缔合型水溶性聚合物，其线性亲水性大分子链上带有少量疏水基团，可以是丙烯酸酯聚合物、聚乙烯、纤维素醚等，利用其疏水改性聚合物特性可调整其高、低剪切速率时的粘度，克服胶态分散体在剪切速率低时粘度偏高的特点，使涂料的流动性和流平性易调节。缔合型增稠剂的优点是：具有流平性、改善抗飞溅性和抗流挂性，它比羟乙基纤维素(HEC)有更好的光泽、成膜性能等并具有一定的抗霉性等。其缺点是：pH值敏感性、表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB值)敏感性、对表面活性剂类型敏感性、对乳胶漆粒径敏感性、对乙二醇醚类型的敏感以及对水的敏感性增加。同时，大多数缔合型碱溶胀增稠剂热稳定性不好，应用时需要正确使用表面活性剂和分散剂，配方也需要重新测试。邯郸市瑞斯达乳胶科技有限公司的R-7160、R-7180等产品由于其自己合成了缔合型碱溶胀增稠剂所需要的特殊功能大单体，其产品的性能达到或超过国外大公司产品应用后的稳定性。
