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水性漆配方中,基料是形成漆膜并決定漆膜性能的關(guān)鍵組分。配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量提高水性樹(shù)脂的用量,占體積比的60-70%,使得漆液中的有效成膜物含量盡可能多,這樣才能保證制成的漆一道涂裝漆膜較厚,豐滿(mǎn)度高。 水性丙烯酸樹(shù)脂丙烯酸乳液(acrylic emulsions),由于其通用性,耐候性及多樣性,已在涂料行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。水性丙烯酸乳液由丙烯酸酯單體為主的乙烯基單體經(jīng)乳液聚合而成。聚合過(guò)程中添加了乳化劑、穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑等各種助劑,體系相當(dāng)復(fù)雜。水性丙烯酸乳液制成的漆膜有良好的耐候性,不易黃變,硬度高,光澤好。
近年來(lái),隨著水性丙烯酸乳液聚合技術(shù)的不斷發(fā)展,多相聚合,核殼技術(shù),自交聯(lián)技術(shù)及高分子表面活性劑的應(yīng)用,和核殼聚合等技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)和提高了水性丙烯酸乳液的性質(zhì),使得水性丙烯酸乳液的適應(yīng)不同施工和使用條件的需要,用武之地得到不斷的擴(kuò)大?,F(xiàn)在,水性丙烯酸乳液的應(yīng)用已擴(kuò)展到性能要求更高的工業(yè)用途領(lǐng)域。
華津思提供的水性丙烯酸乳液主要分兩大類(lèi)。其一類(lèi)水性丙烯酸乳液采用高分子表面活性劑及多相聚合技術(shù),如HD2535,HD2081和HD2083, 此類(lèi)水性丙烯酸乳液具有非常穩(wěn)定的牛頓型流變性能,優(yōu)異的粉料分散性能。另一類(lèi)水性丙烯酸乳液, 如HD1092, 采用先進(jìn)的多相聚合及自交聯(lián)技術(shù),能夠充分發(fā)揮納米技術(shù)和交聯(lián)的優(yōu)勢(shì),使成膜強(qiáng)度得到優(yōu)化,特別適用于對(duì)硬度,耐磨,抗試劑要求高的各種水性漆表漆的配制。 聚氨酯分散體
聚氨酯材料是分子結(jié)構(gòu)中具有氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)的一類(lèi)大分子化合物的總稱(chēng),通常由二異氰酸酯和多元醇經(jīng)聚加成反應(yīng)制成。聚氨酯高分子既具有使其形成物理性交聯(lián)的極性官能團(tuán),又具有非極性的及柔性的鏈段。使用得當(dāng),其極性管能團(tuán)還可以進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)交聯(lián)。這些分子特性使得聚氨酯材料具有高強(qiáng)度,韌性及抗溶劑的能力。聚氨酯作為一種強(qiáng)度高,耐候性好,附著力強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)材料,已在涂料領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)制備聚氨酯所用的異氰酸酯類(lèi)型,聚氨酯乳液和相應(yīng)的漆可分為脂肪族型和芳香族型兩大類(lèi)。脂肪族的漆膜有優(yōu)異的耐候性和抗黃變性; 芳香族水性聚氨酯多用來(lái)做室內(nèi)裝飾漆。按聚合得到的粒子大小有聚氨酯乳液和聚氨酯分散體(Polyurethane Dispersions PUD) 兩類(lèi)。水性聚氨酯分散體,采用獨(dú)特的工藝將聚氨酯顆粒分散在水中,從而達(dá)到以水為載體的成膜作用。與其它乳液成膜機(jī)理相近,成膜的效果取決于顆粒間高分子相互滲透的能力。為增加滲透,一方面聚氨酯分子鏈要足夠柔軟,流動(dòng)性好;另一方面,乳液顆粒要盡可能的小,這樣可以增加顆粒間的接觸面積,減少高分子的移動(dòng)距離。水性聚氨酯分散體通常有納米級(jí)的粒徑,外觀半透明甚至完全透明,是最好的水性漆基料之一。水性聚氨酯分散體有時(shí)被稱(chēng)為納米乳液,以區(qū)別于外觀呈白色的普通乳液。
華津思提供的脂肪族聚氨酯分散體采用獨(dú)特的納米技術(shù),充分發(fā)揮聚氨酯本體的優(yōu)異性能。用它們配制的水性漆,有著其他體系無(wú)可比擬的光澤度和韌性。
水性丙烯酸乳液配方需要考慮的問(wèn)題:水性丙烯酸樹(shù)脂組成,在調(diào)制水性漆配方時(shí),乳液原料的選擇是工程師最重要的決定。涂料的主要性能是由樹(shù)脂決定的。由水性丙烯酸酯乳液,包括聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液種類(lèi)繁多,市場(chǎng)上魚(yú)目混雜。而不同的水性丙烯酸酯樹(shù)脂組成對(duì)其水性漆成膜性及成本的影響很大。這里對(duì)幾個(gè)影響因素進(jìn)行簡(jiǎn)單討論。
苯乙烯 聚丙烯酸酯乳液引入該單體的主要原因是其可提供較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg), 從而提高成膜的硬度;另一個(gè)原因是成本。苯乙烯在包裝工業(yè)上用量極大,是石油工業(yè)最重要的,成熟的下游產(chǎn)品之一,價(jià)格低但受宏觀經(jīng)濟(jì)影響大。然而引入苯乙烯,特別是其含量高于總單體量的15%以上時(shí),也會(huì)給水性漆成膜性帶來(lái)許多負(fù)面影響。首先,含苯乙烯的聚合物鏈段缺乏柔韌性,宏觀上表現(xiàn)為水性漆成膜硬而不韌;還有苯乙烯所含的苯環(huán),是紫外光的吸收體,該單體含量高時(shí),紫外線(xiàn)通過(guò)相鄰苯環(huán)會(huì)對(duì)聚合物鏈有剪切反應(yīng),從而使水性漆漆膜變脆,光澤度下降,壽命降低;苯乙烯的結(jié)構(gòu)也決定了它對(duì)很多有機(jī)溶劑有親和力,水性漆漆膜的耐溶劑性也與其它的樹(shù)脂有明顯差距。
丙烯酸酯類(lèi)單體 丙烯酸酯類(lèi)單體種類(lèi)很多,性能及價(jià)格相差很大。國(guó)內(nèi)最常用的是丙烯酸
丁酯,改單體成本最低,是大多乳液廠家用于與苯乙烯配套,制造廉價(jià)墻漆的乳液的單體。其功用是提供水性漆漆膜的柔韌性。由于丙烯酸酯聚合物主鏈上不含除酯基以外的集團(tuán),主鏈及酯基側(cè)鏈柔韌性均好好,使水性漆漆膜缺乏硬度。這類(lèi)聚丙烯酸酯乳液雖然是建筑內(nèi)外墻涂料的選擇,但作為對(duì)硬度及韌度要求都高的的木器漆來(lái)講,性能就不夠了。
甲基丙烯酸酯類(lèi)單體 甲基丙烯酸酯類(lèi)單體,比丙烯酸酯單體在性能上又上了一個(gè)臺(tái)階。由于甲基丙烯酸酯類(lèi)聚合物主鏈上多了甲基,使其主鏈的活動(dòng)性受到限制,主鏈鋼性增強(qiáng),同時(shí)酯基側(cè)鏈有提供了柔韌性,使得甲基丙烯酸酯類(lèi)單體具有硬度和韌性的最佳平衡,比如聚甲基丙烯酸甲酯(甲甲酯)就是人們俗稱(chēng)的有機(jī)玻璃;甲基丙烯酸酯類(lèi)單體,由于不含苯環(huán),使其比起苯乙烯類(lèi)單體在抗紫外侵蝕,耐久性,及抗溶劑性方面都比苯乙烯有明顯優(yōu)勢(shì)。
綜上所述,水性丙烯酸酯樹(shù)脂制造商對(duì)單體的選擇很多,不但可以變換其種類(lèi),又可變換相對(duì)比例和成分。水性涂料廠家在選擇水性丙烯酸酯乳液時(shí),不能只考慮“純丙”或“苯丙”這些空洞概念詞匯,應(yīng)該以水性丙烯酸酯樹(shù)脂及其配方的實(shí)際性能為衡量標(biāo)準(zhǔn)。