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水性醇酸和环氧酯树脂的利用手艺

水性醇酸和环氧酯树脂的利用手艺


北京金汇利利用化工成品无限公司    王英

弁言

绝对统治涂料天下近一个世纪的溶剂型涂料而言,水性涂料是咱们涂料行业的一支重生气力,其降生和成长首要是遭到了人类对情况掩护首要性的逐步认知所驱动。自1966年美国加州颁发实行第一个挥发性无机化合物(VOC)法则以来,列国对严酷节制VOC排放量、限定高VOC涂料产物的出产和利用的任务都已晋升到了法令律例的高度,水性涂料因其VOC含量极低而成为古代涂料产业成长的一个成长标的目标。据对环球各地域涂料产物出产的统计材料显现,北美地域水性产业涂料占了43%,溶剂型产业涂料只占51%;西欧地域水性产业涂料占了34%,溶剂型产业涂料只占52%;而在中国,水性产业涂料只占15%,溶剂型产业涂料则高达80.5%。从以上数据能够或许或许或许看出,在涂料水性化范畴咱们与发财国度的差异还很大。所幸的是,这类场合排场正在被愈来愈多的人认识到,涂料的水性化研讨也在各涂料出产厂家紧罗密鼓的睁开。

醇酸树脂自1927年发现以来以其较低的本钱和较好的机能获得了敏捷成长,而环氧酯树脂大批用于防锈漆中,它们在我国事涂料用树脂最大两个种类。以是将这两种树脂水性化的意思显而易见。

一、水性醇酸和环氧酯树脂的简略先容

1   反映道理

1-1  水性醇酸
醇酸树脂最初是对多元醇和多元酸分解的聚酯树脂做的改良,也便是在聚酯的成份中引入了脂肪酸,将此树脂叫‘醇酸’,也便是由多元醇,多元酸和脂肪酸分解的树脂,叫醇酸树脂。传统的醇酸树脂以二甲苯等溶剂来浓缩用在涂料产业中。那末,如何能使醇酸树脂溶于水中,或最少能够或许或许或许分离到水中呢。这就须要在醇酸的份子链段中引入亲水基团,比方-COOH,-OH,-NH2,醚键等。今朝,水性醇酸树脂大批接纳的是引入羧基,而后用碱性的胺中和成盐来到达分离到水中的目标。

在机能方面也能够或许或许或许象溶剂型醇酸树脂那样用别的树脂对其改性,比方水性氨基树脂改性醇酸,水性丙烯酸改性醇酸等等。象咱们公司的HD-WA622便是水性丙烯酸改性醇酸树脂。以上这些首要是用溶剂法或熔融法出产的树脂,经中和,插手必然量的助溶剂助溶,终究在水中构成的是通明或乳状水分离体。固然此刻也有效乳液聚合引入醇酸树脂,其进程和机能更方向于丙烯酸乳液,咱们明天暂不作会商。

1-2   水性环氧酯
环氧酯树脂是将环氧树脂用脂肪酸酯化,其酯化水平普通在50%以上,以到达干性的请求。正如醇酸树脂一样环氧酯水性化也是在其份子链中引入-COOH,而后用胺来中和到达水溶性和水分离性的。

2  出产进程
水性醇酸树脂和水性环氧酯的的出产进程和溶剂型醇酸和环氧酯的出产进程大致不异,所差别的是最初须要用特别的质料比方偏苯三酸酐,顺丁烯二酸酐,丙烯酸等质料来停止反映引入亲水性的官能团,反映的起点普通以酸值来节制。由于在别的前提不异的情况下,酸值的巨细反映了终究产物水分离性的黑白。反映到必然的酸值后,插手胺类中和,普通选用三乙胺,二甲基乙醇胺等叔胺,最初插手助溶剂比方乙二醇单丁醚,仲丁醇等。以水性醇酸树脂为例其出产进程以下:

多元醇+多元酸+脂肪酸
      ↓230℃摆布反映

   醇酸树脂
      ↓水性单体
水性醇酸树脂
      ↓中和剂
     中和
      ↓助溶剂
     成品

3  水性醇酸和水性环氧酯树脂的黏度特征
水性树脂在利用进程中要用水浓缩,以是要考查它的水浓缩特征。普通溶剂型树脂在用溶剂浓缩时,它的浓缩曲线是直线型的。水性树脂在用水浓缩时浓缩曲线呈现非常。首要表现为起头加水浓缩时,黏度下降,跟着水的持续插手,黏度起头增添,增添到必然的值,又起头疾速下降。这一景象以下图:
以是在现实利用中要尽能够超出浓缩峰,以防止浓缩进程中呈现黏度非常,影响利用。

二、水性醇酸和水性环氧酯树脂的利用
1  自干漆

用干性油出产的水性醇酸和环氧酯树脂可作自干型和低温烘烤型的涂料。普遍用于各类装潢用瓷漆和金属防锈漆。比方我公司出产的水性丙烯酸改性环氧酯树脂乳液E50和水浓缩性醇酸树脂CS001,用于出产水性金属防锈漆,在漆膜的根基机能和防锈机能上都较好。用在汽车的底盘,车桥,车架等部位的涂装上,完整能到达请求。
2  烘烤漆
由于水性醇酸树脂和环氧酯树脂配方设想中常常留有羟基,并且有大批的羧基,它能够或许或许或许和氨基树脂交联作成烤漆,用于各类金属面漆。其烘烤温度普通在120℃以上。比方我公司出产的WA622与水性的氨基树脂共同,可用来出产水性烘烤型的高光漆,机能可到达普通装潢用高光漆的请求。别的水性环氧酯能够或许或许或许用来作电泳漆。

三、水性醇酸和水性环氧酯的制漆进程
1  制漆用质料
1-1固化剂
水性树脂普通具备较低的份子量和较高的亲水性,但在成膜今后不应再有水溶性,可经由进程化学反映使大局部亲水基团和固化剂上的反映基团交联后,增添份子量下降亲水性。最常常利用的固化剂为水性的甲醚化三聚氰胺甲醛树脂,也便是凡是说的氨基树脂。现有的商标不管入口和国产的良多,如美国氰特公司的303,325,国产三木公司的5717,5747等都可用于水性醇酸树脂和环氧酯树脂的交联剂。

甲醚化氨基树脂分为A局部甲醚化三聚氰胺甲醛树脂,活性较高,烘烤温度普通在120℃以上,别的它在成膜进程中有自交联反映,获得的漆膜较硬;B完整(高度)甲醚化三聚氰胺甲醛树脂,须要的烘烤温度较高,普通140℃以上,几近不自交联,漆膜柔韧性稍好。

完整甲醚化三聚氰胺甲醛树脂
1-2  催干剂
水性自干醇酸和环氧酯所用的水性干料今朝较少,只要多数的出产商出产,价钱很高。以是今朝大多利用溶剂型的干料以乙醇或丁醇浓缩后利用,也能到达较好的成果。
1-3  颜料
水性漆普通所用树脂是碱中和系统,呈弱碱性,以是所用颜料和溶剂型漆有所差别,要有所挑选。碱性很强的颜料,比方红丹,氧化锌等大批插手水性醇酸树脂时,轻易使树脂皂化;水溶性大的颜料如锌铬黄等大批插手水性漆中,会形成漆液不不变。固然这类颜料在配方中能够或许或许或许少许利用。别的象铝粉这类颜料在水中发生反映,必须用颠末外表处置的公用于水性漆的水性铝银浆。另有铁蓝在碱性的水性漆中不不变,轻易使色彩变更。这些题目都是在作水性漆时要斟酌的。以下是水性漆常常利用的颜料:
白色颜料-----钛白粉(金红石型和锐钛型都可,此中以经Al2O3。nH2O或SiO2.nH2O处置为好),锌钡白,树德粉。
黄色颜料-----铅铬黄,铁黄,通明黄,联苯胺黄,汉沙黄,柠檬黄。
白色颜料-----铁红,大红粉,镉红,通明红。
蓝色颜料-----酞青蓝,群青。
玄色颜料-----碳黑,铁黑。
体质颜料-----积淀硫酸钡,滑石粉,白碳黑,碳酸钙等
1-4 助剂
由于水的外表张力较大,润湿性较差等特色,致使水性漆比溶剂型漆涂布时漆膜有一些差异。首要表此刻对颜料和基材的润湿性差,轻易起泡沫,施工时易流挂。这就须要水性的助剂来处理。水性助剂此刻很多助剂厂家都有出产,着名助剂厂家毕克公司,德谦公司,迪高公司都出产各类水性助剂,成果都不错。以下是水性漆中常常加的助剂:
水性润湿分离剂------颜料的润湿分离,比方BYK191等
水性的消泡剂,抑泡剂------按捺和消弭泡沫,比方BYK028,TEGO810等,利用时严酷节制加量,不然轻易发生油缩。
水性基材润湿剂-------能够或许或许或许下降漆的外表张力,使涂膜在难润湿的底材上铺睁开。如BYK346,TEGO245等。
水性流平剂-------增进漆膜外表的流平。如BYK333,BYK381等
水性增稠剂-------调剂水性漆的黏度和流变性,节制流挂。此中包含聚氨酯缔合型增稠剂,碱溶胀增稠剂等。如BYK450,PUR60等。

2  制漆进程
2-1  磨浆
水性漆的建造进程同溶剂型漆不异,起首是颜填料的研磨。颜料的研磨能够或许或许或许用单颜料研磨或夹杂颜料的研磨。不管是那种研磨,起首须要插手树脂,水,润湿分离剂,消泡剂夹杂平均后插手颜填料,分离必然时候后加珠子研磨。按照差别漆的请求,研磨到须要的细度。
2-2  调漆
为前进出产效力,研磨完的浆猜中常常颜料的浓度很高,这时候就须要按调漆配方补加其他的树脂,交联用的树脂,各类助剂,溶剂,用水调剂固含量,搅拌平均后,用增稠剂调剂黏度。
3  示例
3-1  水性醇酸氨基烤漆
研磨阶段:
1.  HD-WA901(70%)     100
2.           超分离剂27000     5
3. 消泡剂tego810               0.5
4. 水                          300
5. 碳黑                        50
调漆阶段:   上述浆                     455.5
6           HD-WA901(70%)         600
7           氨基树脂325               131.3
8           基材润湿剂tego245    3.7
9           流平剂tego450             1.8
10          催化剂                   14
11          水                         调至合适固含 
12          增稠剂PUR60(可调)    调至合适黏度
检测成果以下:
细度:15μ
烘烤温度:160℃
烘烤时候:20分钟
漆膜厚度:20-23μ
光芒(60°):90%
硬度:     2H
耐打击性:50cm
柔韧性:1mm
耐水(常温浸泡):240小时
3-2  水性醇酸自干漆

磨浆:
HD-CS002(75%)120
溶剂             63.6
三乙胺           12
水                360
润湿分离剂        10
消泡剂            9
碳黑              27
防锈颜料           171
填料               150

调漆:
HD-CS002(75%)  240
三乙胺             13.2
干料               40.8
水                 调到合适的固含
水性基材润湿剂          9

漆膜检测成果:
细度:30μ
温度:25℃
时候:7天
漆膜厚度:25μ
光芒(60°):20%
硬度(双摆):0.47 
耐打击性:50cm
柔韧性:1mm
耐盐雾:240h


四、水性漆的施工进程

水性醇酸和环氧酯漆和溶剂型漆一样,能够或许或许或许接纳喷涂,浸涂,刷涂等涂装体例。但水性漆对底材的请求较高,底材要先除锈,除油,要无油污后才可施工。施工时先按请求插手干净的水浓缩到合适的施工黏度停止施工。普通水性漆的施工黏度比溶剂型漆要高,比方溶剂型漆喷涂时黏度在涂-4杯20s摆布,有的乃至更低,而水性漆喷涂普通在涂-4杯25s以上,乃至有的漆涂-4杯50s喷涂都能够或许或许或许。这是由于水性漆普通长短牛顿流体,它是剪切变稀的,而涂-4杯不能检测出漆在喷涂时高煎切下的黏度。以是在配方尝试时,最好间接用喷枪尝试,找出最好的施工黏度,而后用涂-4杯丈量黏度用来指点施

五、水性醇酸和水性环氧酯利用进程中存在的题目

水性醇酸和水性环氧酯和溶剂型漆比有很多长处,比方更环保,不燃不爆,施工东西可用水洗濯等。但也存在一些急需处理的题目,首要表此刻:

1、贮存不变性题目。水性醇酸树脂加水浓缩后,此中的酯键在水中轻易水解,致使成漆不不变。以是合适唱工厂用的不须要持久贮存的产业漆,一些民用的批发漆,须要持久贮存,能够会呈现题目。
2、由于水的蒸发潜热较大,以是终究漆膜机能须要的较长时候。别的氛围湿度对水性漆的干性影响很大。在高湿度下,水的挥发速率极慢,乃至不挥发,以是自干漆尽能够防止在高湿度下施工。
3、水的外表张力比溶剂大,以是制水性漆时普通须要插手水性助剂来调理,不然轻易发生漆膜缺点;别的漆膜较厚时低温烘烤存在爆泡题目,须要借助高沸点溶剂来处理。

以上是很多水性漆存在的缺点,也是涂料研讨者须要和正在处理的题目。固然水性树脂和水性漆存在着一些缺点题目,但在现今这类对环保请求愈来愈高的大情况下,他的优胜性是不容轻忽的。别的跟着助剂研讨和树脂的分解手艺的不时前进,水性涂料的题目也会跟着不时前进。信任跟着涂料任务者的尽力,水性漆必然会在涂料范畴大放异彩。

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