0 前言
内墙乳胶漆因具备环保、易施工、价廉、装饰性强等优点，一直以来都是室内墙面装饰的主流。由于市场需求量大，国内内墙乳胶漆的生产企业繁多，产品品类也五花八门，其中以中低价位的中高PVC内墙乳胶漆市场占有率大。由于中高PVC内墙乳胶漆产品价位较低，设计成本有限，配方设计者通常将有限的资源用于遮盖力与耐擦洗性能的提高，对于流变性能的设计相对保守。虽然在国标GB/T 9756中没有流变性能的相关指标，但流变性能的设计却不容忽视。流变性能影响开罐状态。而开罐状态则是产品给消费者的印象，产品是否分层、流态是否呈线性，均是消费者对产品的体验。此外，流变性能与施工性能及涂膜的终状态息息相关，产品的施工手感、抗飞溅性能及流平与流挂的平衡决定了施工人员对产品的评价，而“油木工渠道”对产品销量的贡献绝不容小觑。
早期对于中高PVC内墙乳胶漆配方均采用羟乙基纤维素(HEC)作为的增稠剂，因为HEC具备一定的保水性能，且增稠效率高、稳定性好、对产品其他性能的负面影响小，但单一采用HEC增稠也存在一些问题，如产品流态往往差强人意，易分水，且施工时抗飞溅性能较差。近年来，纤维素的价格节节攀升，而同时其他两类常用增稠剂：碱溶胀增稠剂(ASE、HASE)与聚氨酯类增稠剂(HEUR)无论在品类还是在功能上均取得了巨大的发展，因此就目前形势而言，单一以HEC作为增稠剂已不是性价比优的流变体系，筛选性价比较高的中高PVC配方的流变体系意义重大。本文在内墙乳胶漆中高PVC配方中，以不同种类的HASE、HUER或两者的搭配逐步替代不同量的HEC，以开罐状态、贮存稳定性、流动状态及经济性作为考察指标，筛选出性价比较优的流变助剂搭配。
1 试验部分
1 试验部分
1.1 试验仪器
电子分析天平BSA6202S，北京赛多利斯仪器系统有限公司；高速分散机GFJ-0.4，斯托默黏度计STM-IV，上海现代环境工程技术有限公司。
1.2 试验原料及配方
试验用主要原料如表1所示，其他原料均为市售。试验配方如表2所示。
1.3 试验工艺
缸内加入1，置于分散机上低速分散，加入2，分散数分钟后加入3，待缸内溶解至透明无颗粒状时加入4～7，分散均匀后加入8～11，并提高转速至2 000r/min，高速分散20 min，降低转速至900 r/min，加入12～17，分散10 min，得成品。其中后增稠剂添加量的确定以保证初始黏度控制在(105±3) KU。
2 试验设计思路及结果
乳胶漆流变体系的设计通常要考虑低、中、高剪黏度的平衡。低剪黏度影响着产品的贮存稳定性及流平与流挂的平衡，中剪黏度影响着产品生产过程中给料过程及感观黏度，而高剪黏度对产品生产过程中的高速分散及施工过程中涂膜厚度、抗飞溅性能等均有较大的影响。本文以不同剪切黏度增稠的HASE、HEUR及二者的搭配逐步替代不同量的HEC，其中HEC为增稠效率较高、低剪增稠为主的一类羟乙基纤维素。设计思路如表3所示。
注：a) 该编号源于表3。
b) 该增稠剂用量为除HEC外使用其他增稠剂的用量。
c) 热储温度为50 ℃。
d) 流态及分层情况均为热储90 d未搅动状态下的结果。
e) 将流态划分为0～5即6个等级，其中5优，0差。
3 结果讨论
3.1 HEC用量对半成品浆黏度的影响
将表2中所示配方中1～16项称为半成品浆，即在加入其他增稠剂及剩余水(增稠剂与剩余水的总和为2%)之前的为半成品浆。测得B～F的半成品浆黏度值于图1所示。
由图1可知，纤维素用量与半成品浆黏度的关系基本呈现线性，纤维素用量减少0.05%，半成品浆黏度减少8.5 KU左右。
3.2 不同增稠剂搭配对热储稳定性的影响
不同增稠剂搭配下热储黏度变化趋势见图2。
3.3 不同增稠剂搭配对流态的影响
表4中列出了不同增稠剂搭配的流态表现。其中，AP-10与所选用的HEC同为低剪增稠为主的增稠剂，HEC/AP-10的产品流态基本与HEC相当，但当AP-10用量较大时如F1，成品黏度增加过大，其流态情况差于HEC。其他增稠体系搭配均不同程度地优于HEC。同等HEC用量下进行比较，采用HEUR的增稠搭配流态优于HEC/HASE，即便采用高剪增稠的碱溶胀DR770，其流态也不如使用中低剪增稠的聚氨酯RM8W。同增稠体系进行比较，随着HEC用量的减少，低剪增稠为主的增稠剂在增稠剂总用量中的占比减少，流动状态有变好的趋势。
3.4 不同增稠剂搭配性价比的讨论
按增稠体系的价格升序将前10位的增稠体系搭配列于表5，比单独使用HEC更具备价格优势的增稠剂搭配主要有HEC/AP10、HEC/AP425、HEC/AP425/DR770，以上搭配均属于HEC/HASE。其中，采用HEC/AP-10时，价格具备较大的优势，但产品流态情况与单独使用HEC的A1组相差不大。若以价格为优化目标，流态、分层情况及热储黏度稳定为第二优化目标，优的流变助剂搭配为D2组：HEC(0.31%)/AP425，即采用HEC将半成品浆(未加后增稠剂)黏度调至80 KU左右，然后采用中剪增稠的AP425将黏度调至合适值。该增稠剂搭配流态较优，热储90 d不分层，黏度仅增加4.2 KU，价格排在第5位，具备极好的性价比。
按流变状态较好的前10位增稠体系搭配列于表6，流态较好的增稠剂搭配主要有：HEC/RM8W、HEC/RM8W/RM2020、HEC/AP425/RM8W、HEC/AP425/RM2020、HEC/AP425及HEC/AP425/DR770。若以流态情况、分层情况及热储黏度增加作为优化目标，价格优势作为第二优化目标，优增稠剂搭配为D6：HEC(0.31%)/AP425/RM8W，即采用HEC将半成品浆(未加后增稠剂)黏度调至80 KU左右，然后采用中剪增稠的AP425及中低剪增稠的RM8W将黏度调至合适值。该增稠剂搭配流态优，热储90 d不分层，且黏度增加值仅5.4 KU，价格排在13位，具
备较好的性价比。
综合表5及表6，HEC的佳用量为0.31%，若HEC用量过大，低剪黏度过大，对成品流动性有一定的影响；若HEC用量过小，由于其他HASE及HEUR增稠剂增稠效率不如HEC，致使其他增稠剂用量偏多，一方面于经济不利，另一方面也会成品带来其他的负面影响，如热储稳定性等。当HEC用量为0.31%时，即采用HEC将半成品浆(未加后增稠剂)黏度调至80KU左右，然后采用AP425、AP425/RM8W及AP425/DR770将黏度调至要求值时，成品性价比较高。
4 结语
4 结语
本文在PVC约为75%的内墙乳胶漆配方中，以不同剪切增稠的HASE、HEUR或二者的搭配逐步替代HEC，通过考察开罐状态、流态情况及增稠体系成本得到如下结论：
(1)对于低剪增稠为主的HEC/AP-10增稠体系，成本较HEC有较大的优势，流态情况与HEC基本相当，但热储稳定性较HEC稍差。
(2)除HEC/AP-10外，其他增稠体系的流态均优于HEC。其中采用HEUR的体系，流态优于HEC/HASE的搭配。但采用HEUR的体系易出现热储分层的问题，通过加入HASE类增稠剂或增加HEC在增稠体系中的占比可改善其分层问题。同时，同等HEC用量下，HEC/HEUR热储稳定性优于使用HASE的增稠体系。
(3)以性能(流态、分层情况及热储稳定性)作为主要优化目标，增稠体系成本作为次要优化目标，优增稠剂搭配为D6：HEC(0.31%)/AP425/RM8W，该搭配流态极佳，热储90 d不分层，贮存稳定性优，增稠体系成本较单独使用HEC略高；以增稠体系成本作为主要优化目标，性能作为次要优化目标时，优增稠体系搭配为D2组：HEC(0.31%)/AP425，该搭配流态较好，热储90 d不分层，贮存稳定性好，价格具备较大的优势。
(4)若HEC用量过大，低剪黏度过大，对成品流态有一定的影响；若HEC用量过小，半成品浆(未加后增稠剂)黏度过小，为保证初始黏度，其他增稠剂用量过大，对热储稳定性存在一定的风险，同时增稠成本也相应提高。在该配方中，HEC的佳用量为0.31%，即半成品浆(未加后增稠剂)黏度为80 KU左右。此时既保证了成品流态、贮存稳定性，也保证了成品的经济性。
