当乳胶漆在储存过程中变稀、分层或出现浮色现象时,羟乙基纤维素往往是最先被怀疑的原料之一。然而,仅将问题归咎于羟乙基纤维素通常是对问题的过度简化。.
粘度看似下降的原因可能包括颜料沉降、水相分离、流变恢复不足、色浆添加过量、颜料颗粒粗大,或者增稠剂与流平剂的配比不平衡。.
HEC 是用于……的一种有机增稠剂 乳胶漆. 其作用是提高水相的粘度,并帮助涂料防止沉降。然而,水相增稠剂无法单独控制乳液颗粒、颜料、填料、表面活性剂和色浆之间的所有相互作用。.
对于深色乳胶漆而言,更有意义的问题并非仅仅是“HEC是否存在缺陷?”,而应是:
完整的 流变学系统 在加入色浆后,能否提供足够的低剪切结构、触变性恢复、分散稳定性以及施工流动性?

油漆的粘度真的在降低吗?
存放后的涂料虽然看起来更稀,但并不一定意味着整个容器内的粘度都均匀降低了。.
当颜料和填料颗粒沉降时,上层所含固体物质较少,看起来可能会明显更稀薄。底部附近的物料浓度更高,可能会形成致密的沉淀物。如果仅对上层进行粘度测量,测得值自然会较低,但这并不能证明增稠剂在化学上已经失效。.
因此,几种不同的状况都可以被描述为“粘度损失”。”
| 观测到的状况 | 可能的解释 |
|---|---|
| 顶部出现了一层稀薄的液体 | 水分相分离或颜料沉降 |
| 顶部的油漆较薄,底部的油漆较厚 | 分层导致的成分不均匀 |
| 在混合过程中粘度会降低,随后又会恢复 | 正常 触变性 |
| 剪切作用停止后,涂料仍呈稀薄状态 | 结构恢复不足 |
| 初始KU粘度在可接受范围内,但存在储存分离现象 | 尽管单个粘度值看起来正确,但流变学曲线仍不平衡 |
| 重新搅拌后的涂料虽然恢复了原有的粘度,但在涂刷过程中会出现色泽不均的现象 | 物理重混并未完全恢复原始的涂料结构 |
可靠的诊断必须区分均匀的粘度损失与相分离。否则,配方师可能会在实际原因未改变的情况下增加HEC的用量。.
为什么深色乳胶漆在储存期间更容易受损
深色乳胶漆通常比浅色或白色底漆需要更多的色浆。这些额外的色浆会改变颜料、液相、分散剂、表面活性剂、乳液和增稠剂之间的平衡。.
一项采用相同基础涂料配方但色浆含量不同的储存对比试验表明,这一变量对稳定性有着多么显著的影响。.
| 涂料样品 | 彩色粘贴内容 | 15天后 | 30天后 | 60天后 |
|---|---|---|---|---|
| 绘制 A | 1% | 无分层,略带漂浮色泽 | 轻微分离,4.2% | 轻微分离,5.3% |
| 颜料B | 5% | 轻微分离,4.9% | 更大的间距,10% | 明显的分离,11% |
| 颜料C | 7% | 进一步分化,14.9% | 严重分离,25% | 严重分离,29% |
这三种涂料都采用了相同的基础配方。主要区别在于色浆的用量。.
当色浆含量为1%时,涂料在长期储存后仅出现轻微分层。将色浆含量增加至7%后,出现了严重的分层现象,60天后分层程度达到29%。.
这一结果有两点重要启示。.
首先,一种底漆即使通过了储存测试,在调色后仍可能变得不稳定。仅对未调色的产品进行测试,并不能反映深色成品漆的性能表现。.
其次,着色后出现的不稳定性不应立即归因于HEC。色浆含量的增加带来了额外的颗粒、液体载体和配方组分,这些因素可能会改变粘度和颗粒间的相互作用。.

触变性决定了剪切停止后会发生什么
乳胶漆在生产、储存和施工的不同阶段,其粘度预计会发生变化。.
在搅拌、泵送、刷涂或滚涂过程中,涂料会受到剪切作用。其内部结构因此被破坏,粘度随之降低,从而使涂料能够流动并流平。.
涂装后,剪切力会减小。此时,涂料应重新构建其内部结构并恢复粘度。这种恢复作用可减少垂直墙面上的流挂现象,并有助于保持湿膜的均匀性。.
储存环境属于极低剪切力的条件。在这种条件下,涂料应具有足够的结构和粘度,以防止颜料和填料沉降。.
这种可逆的变化被称为触变行为:
- 剪切会破坏内部结构。.
- 粘度降低,涂料开始流动。.
- 剪切力已被消除。.
- 该结构正在逐步重建。.
- 粘度恢复正常。.
一种涂料在生产后可能立即表现出可接受的粘度,但其结构恢复性仍较弱。一旦入库储存,由于低剪切网络不足,会导致颗粒向下沉降,而液相则向上迁移。.
由此产生的分离现象可能会被解释为粘度损失,尽管更根本的问题其实是流变学恢复不完全。.

颗粒沉降解释了为何粘度只是问题的一部分
颜料和填料颗粒的沉降趋势可用斯托克斯定律来描述:
u₀ = d²(ρs − ρ)g / 18μ
在此方程中:
- u₀ 表示沉降速度。.
- d 是颗粒直径。.
- ρs − ρ 是粒子与液相之间的密度差。.
- g 表示重力加速度。.
- μ 是液相的粘度。.
这种关系突显了两个实用的配方调节手段。.
较高的液相粘度会减缓颗粒的运动。这是原因之一 纤维素增稠剂 例如HEC等物质在乳胶漆中很有用。.
颗粒尺寸在数学上产生的影响更为显著,因为直径是平方关系。因此,颜料或填料颗粒尺寸的微小减小,就可能导致沉降速率发生显著变化。.
这解释了为什么增加增稠剂并不总是最有效的解决办法。如果颜料颗粒仍然过于粗大或分散不均,提高粘度虽然可以暂时改善外观,却无法解决根本的分散问题。.

颜料细度如何影响储存稳定性
一项研磨对比实验展示了颜料细度与深色涂料分离现象之间的关系。.
| 涂料样品 | 研磨时间 | 最终细度 | 15天后 | 30天后 |
|---|---|---|---|---|
| 绘制 A | 30分钟 | 60 微米 | 相对明显的分离 | 严重分离 |
| 颜料B | 50分钟 | 40 微米 | 相对明显的分离 | 严重分离 |
| 颜料C | 60分钟 | 25 微米 | 无分隔 | 相对明显的分离 |
| 颜料 D | 80分钟 | 25 微米 | 无分隔 | 相对明显的分离 |
将颗粒尺寸从60 μm或40 μm减小至约25 μm,显著改善了15天的测试结果。将研磨时间从60分钟延长至80分钟,并未使细度降至25 μm以下,因此额外的加工时间并未带来相应的稳定性提升。.
实际得出的结论并不是说每种乳胶漆都必须采用相同的研磨时间。研磨设备、颜料类型、填料、分散剂以及批次大小都会影响最终结果。.
关键在于,仅靠选择增稠剂无法解决储运不稳定问题。在归咎于HEC或增加其用量之前,应先对颜料和填料的细度进行调查。.
在所测试的系统中,将颗粒细度控制在约20-25 μm左右,既显著降低了分离倾向,又避免了不必要的研磨时间。.

HEC会导致乳胶漆失去粘度吗?
现有证据并未表明HEC本身会导致乳胶漆在储存期间失去粘度。.
HEC 被认定为在……中使用的主要有机增稠剂类别之一 水性乳胶漆. 它的存在通常会增加 水相粘度, ,这应该能减缓颗粒的沉降,而不是加速沉降。.
然而,这并不意味着所有含有HEC的制剂都能保持稳定。.
一种主要依靠水相增稠的涂料,虽然初始粘度可能足够,但其流变结构可能不完善。深色涂料还会引入更多的色浆,导致原本的增稠剂平衡性变得不那么可靠。.
HEC选拔 因此,这可以作为配方审查的一部分,但在诊断时应考虑整个系统:
- 颜料是否足够细,且分散均匀?
- 不稳定现象是否是在加入色浆之后才开始的?
- 剪切作用后,粘度会恢复吗?
- 该涂料在低剪切力的储存条件下是否稳定?
- 该配方是否仅依赖一种增稠机制?
- 该流平剂能否在不削弱强度的前提下提供流平性? 贮存稳定性?
- 经过流变性调整后,应用性能是否仍可接受?
测试数据并未对不同等级的HEC进行比较,也未将HEC的用量确定为导致粘度下降的直接原因。因此,诸如“HEC导致涂料变稀”之类的结论,超出了配方测试结果所能证明的范围。.
关联式和非关联式增厚机制的作用方式不同
可以根据乳胶漆增稠剂与液相及分散颗粒之间的相互作用来选择合适的增稠剂。.
非关联增稠
一个非-关联增稠剂 主要作用是增加水相的水动力体积和粘度。这有助于减缓颜料和填料的迁移。.
通常使用纤维素增稠剂来提高水相的粘度。聚丙烯酸乳液增稠剂也可能通过其在水中的行为产生非关联性增稠作用。.
这种机制虽然很有价值,但仅靠水相粘度可能无法在贮存稳定性、施工流动性、流平性及结构恢复性之间达到理想的平衡。.
关联增稠
关联型增稠剂与表面活性剂、乳液颗粒以及颜料表面发生相互作用。疏水基团参与临时结合,在涂料中形成网络。.
在剪切作用下,这些连接会断开,从而使涂料流动。当剪切力消失时,网络可以重新形成并恢复原有的结构。.
这种行为使得关联增稠与触变性特别相关,并且 低剪切稳定性. 其功效仍取决于乳液、表面活性剂组合、颜料及其他配方成分。.
为什么组合系统性能更优
非配位型增稠剂可提高水相粘度,而配位型增稠剂则能在分散组分之间形成相互作用。结合这两种机制,比仅依赖其中一种能实现更好的控制效果。.
目标并非将粘度最大化。一个有用的系统必须同时满足以下条件:
- 在储存期间具有足够的抗沉降性
- 混合和施工过程中的允许流量
- 刷涂或辊涂后进行充分找平
- 结构恢复速度足够快,以控制下垂
- 完整且均匀的涂层膜
- 减少浮色和色差
这些性能之间的平衡比某种增稠剂的用量更为重要。.
相似的KU粘度并不保证相似的贮存稳定性
最明显的发现之一是,粘度(KU值)几乎相同的涂料在储存期间的表现却可能大相径庭。.
通过不同组合的关联增稠剂、非关联增稠剂和流平剂,制备了四种含有7%色浆的外墙深色乳胶漆。.
| 绘画 | 流变学系统 | KU粘度 | 流动与薄膜行为 | 存储结果 |
|---|---|---|---|---|
| 绘制 A | 0.19% 结合型增稠剂 + 1.3% 流平剂 | 91 KU | 平均流量 | 15天时出现轻微色泽漂移,30天时出现轻微分层,60天时出现严重分层 |
| 颜料B | 0.2% 非聚合型增稠剂 + 1.3% 流平剂 | 90 KU简体中文(大陆) | 流量相对较好 | 15天时出现轻微色泽漂移,30天时出现轻微分层,60天时出现严重分层 |
| 颜料C | 0.15% 关联型增稠剂 + 0.1% 非关联型增稠剂 | 92 KU | 流量不足 | 15天时未见分层,30天和60天时出现轻微浮色 |
| 颜料 D | 0.15% 关联型增稠剂 + 0.1% 非关联型增稠剂 + 1.3% 流平剂 | 90 KU简体中文(大陆) | 流动性好,涂膜均匀 | 15天时未见分层,30天和60天时出现轻微浮色 |
初始粘度值均在90-92 KU的狭窄范围内。尽管如此,A号和B号涂料在60天后出现了严重的分层,而C号和D号涂料仅出现轻微的色层浮起现象。.
因此,仅凭一次KU测定无法预测储存稳定性。.
涂料C表明,这种复合增稠剂体系能够抑制分层,但其流平性较差。在涂料D中添加流平剂后,既恢复了良好的流平性和涂膜丰满度,又未影响已改善的贮存稳定性。.
这一比较说明了为什么用一种HEC等级取代另一种 高粘度等级 可能无法解决问题。两种涂料即使通过不同的流变结构达到相同的KU值,在容器中的表现仍可能大不相同。.

1.5:1的增稠剂比例适用于HEC吗?
在所测试的配方中,结合型增稠剂和非结合型增稠剂的用量分别为0.15%和0.1%。这对应的结合型与非结合型增稠剂的比例为1.5:1。.
在该特定深色涂料体系中,该配比取得了最佳的整体储存效果,尤其是与流平剂配合使用时。.
应将其视为一种表述参考,而非放之四海皆准的规则。.
本次对比测试中评估的非协会型增稠剂是一种聚丙烯酸乳液增稠剂,而非HEC。因此,未经测试,无法将1.5:1的比例直接应用于含有HEC的配方中。.
HEC具有其特有的增稠效率和水合行为。即使以相同的百分比用HEC替代已测试的非配位增稠剂,也无法自动再现相同的KU粘度、流动性、流平性或储存稳定性。.
对于含有HEC的涂料,应围绕实际的色浆、乳液、颜料、填料以及 目标应用程序属性.
如何排查深色乳胶漆粘度降低的问题
有条理的调查比同时更换几种添加剂能提供更有用的信息。.
1. 比较底漆和有色漆
请分别评估未着色的基料和成品的深色。如果基料保持稳定,但在着色后出现分层现象,则色浆的添加是配方中的主要变量。.
比较时应采用相同的观测时段,以便将变化与储存时间相关联。.
2. 检查整个容器
检查样品的上部、中部和下部。如果上部层较薄而下部层较密实,则表明存在分层现象,而非均匀的粘度损失。.
记录分层情况、浮色、沉淀状态以及重新混合的难易程度。仅根据分层样品中某一部分测得的粘度,不能代表整个涂料的粘度。.
3. 测量颜料细度
粗颗粒颜料或填料沉降速度较快。如果最终粒度维持在40-60 μm左右,调整研磨工艺可能比添加更多增稠剂更能带来显著效果。.
研磨应仅在能显著减小颗粒尺寸的情况下继续进行。当设备达到其有效极限后,继续进行加工不仅会降低生产效率,而且未必能提高稳定性。.
4. 检测触变性恢复情况
观察混合后或施涂时的剪切作用停止后,涂料的表现如何。优质产品在施涂时应具有流动性,但随后应能恢复足够的结构。.
恢复效果不佳表明存在流变平衡问题,即使初始KU粘度达到了目标值也是如此。.
5. 比较增稠机制
不要只测试一种增稠剂的高剂量和低剂量,而应进行以下比较:
- 单独使用的水相或非配位增稠剂
- 单独使用的关联型增稠剂
- 联结式与非联结式增厚相结合
- 采用合适找平剂的组合系统
这种方法可以揭示涂料是否需要更高的粘度,还是需要不同的流变结构。.
6. 综合评估应用程序和存储
一种虽能防止分层但流动性差的配方,并非最终解决方案。反之,出色的流平性也无法弥补严重的储存分层现象。.
应综合评估KU的粘度、流动性、成膜饱满度、浮色及分层现象。.
7. 使用切合实际的存储间隔
该比较采用了15天、30天和60天的观测数据。有些差异在15天后并不明显,但在60天后却变得十分显著。.
因此,一次简短的测试可能会批准一种配方,而该配方日后却可能出现问题。深色涂料需要足够的储存时间,才能显现出逐渐沉淀和结构上的缺陷。.
智威如何开展HEC选拔工作
在 智威(济南)新材料有限公司., 我们不建议仅根据涂料的初始KU粘度来评判HEC产品。.
当客户反映涂料出现粘度降低或分层现象时,我们首先会检查该问题是源于底漆本身,还是仅在调色后才出现。色浆含量、颜料细度、低剪切稳定性、触变性恢复、流平性以及储存时间等因素,都有助于查明真正原因。.
如果将HEC用作水相增稠剂,则应在其完整的流变性能测试方案中评估其用量。该测试应确定HEC能否提供足够的水相粘度,以及是否还需要添加配位组分来建立颗粒间相互作用并恢复结构。.
我们尚未为该配方指定具体的Zhiwei HEC模型,因为资料中未提供HEC的粘度等级、目标低剪切流变学特性、水化过程,以及进行该计算所需的详细底漆配方成分。 负责任的模型选择.
如果在没有这些条件的情况下给定一个等级,虽然会使该建议看起来很精确,但实际上却未能解决主要公式中的变量问题。.

提高储存稳定性的实用方法
现有结果支持以下四个主要改进方向。.
降低最终颜料和填料的细度
将颗粒尺寸从40-60 μm降低至约20-25 μm,显著减少了早期分离现象。研磨工艺应在设备的生产能力范围内进行优化。.
对增稠系统进行再平衡
在测试配方中,结合使用关联型和非关联型增稠剂,其贮存稳定性优于单独使用任一机制的情况。.
目标是将水相粘度与可恢复的颗粒相互作用网络相结合。.
协调增稠剂和流平剂的使用
不含流平剂的增稠剂混合物虽然能控制分层,但流动性较差。加入流平剂后,在保持储存稳定性的同时,改善了施工性能和涂膜丰满度。.
控制存储时间
深色乳胶漆不应无限期存放。一旦出现严重分层,重新搅拌虽可使容器内的漆液恢复均匀外观,但无法保证其原始涂装性能已恢复。.
在最后一次涂布过程中,仍可能出现浮色、泛色或涂膜不均匀的情况。.
常见的误诊
“KU值较低,因此增加HEC就能解决问题”
较高的粘度可能会减缓沉降速度,但并不能自动重建所需的流变网络。对这四种涂料的对比试验得出了相似的KU值,但沉降结果却大相径庭。.
“KU值正常,说明涂料必须是稳定的”
初始KU粘度无法完全描述低剪切行为、触变性恢复以及分散颗粒之间的相互作用。.
“底漆很稳定,所以深色也会很稳定”
即使底层基础配方保持不变,增加色浆用量也会显著提高分离效果。.
“研磨时间越长,漆面效果就越好”
在对比实验中,研磨时间从60分钟延长至80分钟,所得细度均为25微米。一旦设备达到其有效极限,延长研磨时间也无法进一步改善结果。.
“重新搅拌可使涂料恢复到刚调配时的状态”
重新混合可以重新分配已分离的物料,但在涂布过程中,涂层仍可能出现浮色或泛白现象。.
“既然HEC存在,那HEC就一定是原因”
现有证据并未证实HEC是导致粘度损失的原因。HEC只是整个分散与流变体系中的一部分。.
常见问题
乳胶漆在储存过程中为何会失去粘度?
该涂料可能存在低剪切结构不足、触变性恢复性差,或者液相与颜料或填料颗粒之间发生物理分离。在发生分离的容器中,即使整批涂料并未出现均匀的粘度损失,上层看起来也会更稀薄。.
HEC会导致粘度降低吗?
在未进行对比测试的情况下,不应将HEC视为原因。它通常会增加水相粘度,并有助于防止颗粒沉降。然而,如果整体流变体系不合适,即使添加了HEC,体系仍可能保持不稳定状态。.
为什么深色乳胶漆更容易分层?
深色需要更多的色浆。色浆用量的增加会改变颗粒、液体载体、表面活性剂、分散剂和增稠剂之间的平衡。在储存对比试验中,随着色浆含量从1%增加到7%,分离现象显著加剧。.
KU 粘度越高,储存稳定性就越好吗?
未必如此。初始粘度在90至92 KU之间的涂料,在60天后表现出明显不同的结果。流变结构和增稠剂组合的影响,比KU值上的微小差异更为重要。.
更细的颜料能提高稳定性吗?
是的。将测得的粒度从40-60 μm降低至约25 μm,大大减少了前15天内的分离现象。粒径越小的颗粒,其沉降速度越低。.
HEC 是否应与关联增稠剂配合使用?
采用复合增稠方法,可以在水相粘度、颗粒相互作用、贮存稳定性和施工流动性之间取得更好的平衡。具体配比必须在实际涂料中进行验证,因为比较中的1.5:1配比并未将HEC作为非配位组分使用。.
分层的油漆可以通过混合恢复吗?
混合可以重新分配成分,但可能无法完全恢复最初的应用效果。仍可能出现浮色、晕染或薄膜缺陷。.
结论
乳胶漆的粘度下降并不总是由于HEC失效所致。在许多情况下,肉眼可见的变稀现象是颜料沉降、液相分离、触变性恢复不足或流变体系失衡所导致的。.
深色乳胶漆 这一点尤为关键,因为色浆含量越高,会改变配方,并加剧分层倾向。粗颗粒会进一步加速沉降,而仅靠一次粘度测量可能掩盖涂料结构中的缺陷。.
HEC在提高水相粘度方面仍然很有用。不过,在评估其性能时,还应综合考虑颜料细度、色浆含量、协同增稠、流平性、流动性以及长期储存性能等因素。.
最可靠的解决方案并非仅仅是增加增稠剂的用量,而是构建一种流变体系:该体系在储存期间能保持结构稳定,在涂布过程中具有良好的流动性,受剪切作用后能恢复原状,并能形成均匀的涂膜。.