作者：Kerstin Vennhoff, 建筑涂料技术服务，毕克化学，德国Wesel
流变学是对物质流动的研究。众所周知的是粘度这个术语，它描述了材料对流动所产生的阻力，即用剪切应力除以剪切速率。温度、压力和时间等外部影响也会影响粘度。
物质流动具有不同的流变性质，列举其中最重要的几个，如牛顿流动、触变流动、假塑性流动行为等。牛顿流体的粘度由流体的物质特性和状态决定，其粘度与剪切速率无关。假塑性流动表现出剪切稀化效应，粘度与剪切速率有关，但与时间无关。触变性流体表现出剪切稀化效应，但粘度会随时间恢复。
如今，人们对油漆和涂料的要求越来越高，工艺变得至关重要，大家都希望最好可以一步完成。涂料施涂一层便需达到理想的厚度和性能，遮盖力强，流平性佳，且最好适用于各种工具。此外，低飞溅性和足够的稳定性也必不可少。
由于这些要求的存在，对助剂及其作用方式也产生了更高的要求。目的是为了在获得合适的流变效果的同时，也不带来负作用，而环境方面的考虑也至关重要。新的助剂产品要脱颖而出，得有自己的独特卖点，并能提供各方面都较为平衡的流变效果。这些助剂需要具有优良的加工性能、应用性能和存储稳定性，同时，还应该是通用的，可适用于多个不同化学性质的树脂体系，且易于混合和处理。若产生浑浊、流平性不好、雾度和光泽度降低等现象，则不可取。此外，它还应是环境友好的，符合监管规范。
建筑涂料需要特殊的流变性能，以达到最佳的生产和应用条件。由于体系、工艺和应用工具的广泛性，涂料必须是可泵送和可流动的，同时易于搅拌和分散。此外，根据应用情况，涂料需要被刷涂、辊涂和喷涂，而不产生飞溅。另外，使用后的表面特性，即流平性和抗流挂性，也很重要。最后，储存稳定性，包括抗沉降性、抗离析性和稳定的粘度，再次变得至关重要。而在选择涂料成分材料时，法规方面的考量也必不可少。
要选择合适的流变助剂，首先要确定想要哪种流变效果：牛顿型、假塑型还是触变型。同时，产生流变效果的剪切速率也是关键。低剪切范围影响涂料的储存稳定性、流平、沉降和流挂。中剪切范围影响运输、流挂和搅拌。高剪切范围决定了涂料的生产和应用性能。所以，建议选择不同剪切速率的增稠剂组合，且最好涵盖所有的涂料性能。
下一步是弄明白助剂应该在生产过程中的哪个阶段进行添加，以及在加入流变改性剂后所需施加的剪切力。根据助剂的不同，可以在研磨阶段、调漆阶段添加，或进行后添加。
最后但并非不重要的是，要考虑到可能产生的副作用。流变助剂会产生副作用：例如光泽度会增加或减少；色浆的添加量、透明度和pH值都可能会受影响而变化。但是，这种影响也会是相互的，其他涂料成分也会反过来影响流变助剂的效果，如共溶剂、其他添加剂等等。
流变助剂的化学成分有很大的多样性。市面上存在固体、液体和膏状的流变助剂产品：从丙烯酸酯、粘土、聚脲、纤维素到氢化蓖麻油、聚酰胺和气相二氧化硅等等。主要的类别为缔合型增稠剂，尤其是水性体系用的聚氨酯增稠剂。
聚氨酯增稠剂的经典结构是HEUR（疏水改性乙氧基化聚氨酯聚合物），该聚合物具有疏水-亲水-疏水的结构。这意味着聚合物是水溶性的，但末端带有不溶于水的基团。它们的工作机制是与自身及系统中的其他疏水物质（主要是乳液颗粒）相互作用。如果不施加剪切力，这些大分子链就会相互缠绕，使中间的水不产生作用。一旦施加剪切力，大分子就会解开并朝搅拌的方向流动。这会导致水的运转和粘度的降低，这就是所谓的剪切变稀效应。
聚氨酯增稠剂产生假塑性流动到牛顿流动的行为，在所有剪切速率范围内都是有效的。这意味着它不仅可以提高抗沉降性，还可以在不影响流平的情况下提高抗飞溅性。此外，高剪切范围的聚氨酯增稠剂鼓励牛顿流动行为，除了抗飞溅和流平性能外，还会引起类似醇酸树脂的感觉。此外，它还将积极影响体系对色浆的接受度，同时，低剪切范围的聚氨酯增稠剂有利于形成假塑性流动行为，易于调节罐内粘度，提高抗沉降性和贮存稳定性。
一般来说，聚氨酯增稠剂在涂料生产的任何阶段都可以加入，也可以进行后添加。它不受pH值的影响，不需要特定的pH值来进行操作。建议使用高剪切和低剪切增稠剂组合，以获得在不同剪切速率下的所有涂料性能。VOC的合规性是BYK RHEOBYK缔合型增稠剂的另一个优点。
我们的目的是开发具有出色流变效果的流变助剂，并以积极的方式影响涂料性能。没有人希望因助剂的添加而使涂料产生浑浊或桔皮现象。市面上已存在多种具有各种特性的流变助剂。由于不同剪切力范围的影响，我们可以调节体系的储存稳定性、流动性和工艺等等。然而，BYK成功开发了一款新的流变助剂— RHEOBYK-7610，除了这些我们熟悉的特性外，该款增稠剂还有其特定的粘度特点。它是一种基于水性体系HEUR结构的缔合型聚氨酯增稠剂，具有高假塑性，并可在低剪切范围内显著增加粘度，最令人印象深刻的是，它还具有出色的自流平特性。
喷涂对涂料性能的要求较高，尤其是无气喷涂。这种工艺对流变性能的要求较高；仅具有高假塑性是不够的。由于漆膜厚度非常高，所以涂料必须具有较好的抗流挂性能和出色的流平性能。此外，涂料必须是可泵送的，且适用于无气喷涂的高压条件。干燥时间有限是存在的另一个问题。在很短的时间内，高膜厚的涂层需要消泡，而不产生流挂，并具有很好的流平性。由于粘度恢复缓慢，触变性是不可取的，特别是透明涂层，它要达到一个极好的透明度，流平性佳，并对光泽或雾度不产生负面影响。RHEOBYK-7610完全可以满足所有的性能，并符合无气/混气/HVLP等喷涂工艺的要求。
RHEOBYK-7610具有自流平效果和高透明度，因而是厚浆型透明涂料的最佳选择（图1）。此外，它对光泽或雾度也不产生负面影响，提高了贮存稳定性和色浆的可接受性，防止沉降和分层产生，使整个体系更稳定。此外，RHEOBYK-7610应用过程中的低稳泡性趋势也是它的明显优点。它是液体的，容易处理，在涂料生产过程中的任何时候都可以加入，不受剪切力的影响，适用于添加到研磨料和调漆品中，或作为后添加助剂，无需调节pH值或温度，且不限于喷涂工艺。同样，配合高剪切范围内有效的增稠剂使用时，可使刷涂和辊涂施工性达到最佳，无飞溅和自流平性能是它的一个很大的优点。RHEOBYK-7610在体系中具有很好的耐水性（图2）。由于环保的重要性，该助剂不含VOC、APEO和锡。
现在，人们对油漆、涂料和助剂的要求越来越高。仅列举几个例子，符合环境法规、单涂层、出色的机械性能或功能涂层都是大家的需求。BYK始终关注客户所需，新开发的流变助剂便是我们推出的主要产品之一。根据应用的不同，对粘度进行调节是非常重要的，因此，RHEOBYK-7610流变助剂成为了首选，它可以使厚涂涂层具有出色的自流平、耐水性和透明性能。
选择合适的流变助剂，首先要确定想要的流变类型：是牛顿型、假塑性型还是触变型。
