凡是可以增加液体的粘度,并使其具有触变性的助剂称为触变剂。触变剂是指利用触变效应,使胶液静态时有较大的黏度,从而防止胶液流挂的一类配合剂。常用的触变剂是白炭黑(气相二氧化硅)。
触变剂也称触变润滑剂,是片层状含蒙脱石的硅酸盐矿物材料,经过特殊加工处理,适用于矿物基系统和膏状系统的粉状流变添加剂。
静止状态下添加触变剂的液体形成凝胶结构,能保持一定稳定的形状。在剪切和搅拌等作用力推动下,粘度会降低而产生流动变形,表现出液体性状。一旦除去作用力,重又恢复形状稳定性。
通常,有机膨润土和凹凸棒土、氢化蓖麻油、聚乙烯醇、气相法二氧化硅、金属皂等为有机体系的增稠触变剂,羟乙基纤维素等纤维素衍生物、聚丙烯醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等水溶性高分子为水性体系中使用的增稠触变剂。
一、触变剂的应用
触变剂是一种高效的矿物质流变助剂,它可以与纤维素醚一起使用,在聚合物砂浆产品中改善了施工性及抗流挂性。它与膨润土系润滑剂相比,因结构差异、片晶尺寸不同及主要成份不同,其稳定性更好,更具有较高的流变效果。
1、在涂料中使用触变剂,能使涂料在贮存时防止颜料沉淀,改善涂刷性,在涂装时能使涂膜较厚而不流挂,在多孔性底材施工时,防止涂料渗透。
2、在玻璃密封胶粘剂中使用触变剂,可使它在施工时不会流淌。
3、腻子、凝胶、乳油、药物、化妆软膏等都需加入触变剂,使它们获得触变性,以改善其施工和使用性能。
4、加入树脂中,能使树脂胶液在静止时有较高的稠度,在外力作用下又变成低稠度流体的物质。
二、触变剂的触变机理
触变性是液相体系的重要性能,它直接影响到液相体系的外观,施工性能及储存稳定性等性能,而不同液相体系对触变剂的要求也有差异。对于油性体系而言,大部分触变剂都是形成氢键而起作用的。表面未处理的气相二氧化硅聚集体含有多个,其中,一是孤立的未受干扰的自由,二是连生的彼此形成氢键的键合氢键,键合在油性体系中,极易形成三维的网状结构,这种结构受机械力影响时会破坏使粘度下降,液相体系恢复良好的流动性;当剪切力消除后三维结构会自行恢复粘度上升。
在完全非极性液体中,粘度恢复时间只需几分之一秒;在极性液体中回复时间较长,这取决于气相二氧化硅的浓度及其分散程度,这一特性赋予油性液相体系非常好的储存和施工性能,特别是厚浆形液相体系,既能保证液相体系在一定的施工剪切力下有良好的流动性,又能保证涂膜的一次施工厚度,通常在施工过程中,由于涂层边缘的溶剂挥发较快,导致表面张力不均匀,容易使液体向边缘移动,而二氧化硅网络能够有效的阻止液体的移动而形成厚边,同时还防止液体在固化过程中的流挂现象,使涂层均匀。
同时,气相二氧化硅由于能形成氢键而提高体系中的中低剪切粘度,从而起到增稠作用。因此,气相二氧化硅在油性体系中的应用非常广泛。