水性光油
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深度探究水性树脂的现状与未来

2020-01-09

水性树脂是水性涂料主体成分,体系中补充加入颜料及填料和有关助剂,便可形成水性涂料。水性树脂是指以水为介质的聚合物体系,分为水溶性树脂、水性散型树脂和水乳型树脂。其中,水溶性树脂为聚合物分子链经亲水基团(或适当的水性助剂)实现树脂在溶液中呈分子级分散,树脂多呈透明状。

水性散型树脂和水乳型树脂可以根据体系是否加入乳化剂,或乳化剂比例,以及聚合物链中亲水基团进行划分。文献中,可以根据聚合在水中分散颗粒大小判断:水分散型树脂粒径范围在0.001~0.1μm,而树脂乳液的粒径≧0.1μm;或者水性光油乳液粒径≧1μm,树脂水分散体粒径≦1μm等。水分散型树脂和水乳型树脂的概念比较模糊,界限也不清楚。


水性树脂与水溶性聚合物区分



树脂和聚合物在概念上基本没有严格区分,可以互相替代。应用领域中,聚合物的应用范围较宽,可以包括用于塑料、弹性体、纤维、涂料及胶黏剂等一切用单体聚合而成的高分子化合物,包括树脂。


树脂应用范围相对小,来源可以分为天然树脂和合成树脂。合成树脂是指含带官能团基团单体经聚合反应(加聚或缩聚)制成玻璃化温度相比较高聚合物,可以用于涂料、胶黏剂、织物涂层剂、皮革上光剂、油墨黏结料及灌封料等方面的材料使用。


常用水性树脂:水性酚醛树脂、水性氨基树脂、水性醇酸树脂、水性聚酯树脂、水性丙稀酸树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯、水性含硅、氟树脂、水性光固化树脂及水性超支化树脂等,主要用于涂料、胶黏剂等各类涂层成膜材料。


水性树脂的优缺点以及改善



水性树脂以水做为溶剂,具有的优点,如下:1)、来源广泛、简单易得成本低、加工过程无火灾危险、替代了苯类等有机溶剂的毒性挥发物危害;2)、施工产地以及工具清洗更方便、经济成本更低;3)、施工工艺更简单,效率更高,水性涂料采用电沉积涂装,使涂漆工作自动化,效率高于通常采用的喷、刷、淋及浸等施工方法且被涂工件经除油、除锈及磷化等处理后,不待完全干燥即可进行下一步操作;4)、电沉积法涂出的涂膜质量好,没有厚边、流挂等弊病,工件的棱角、边缘部位基本上厚薄一致,狭缝、焊接部位亦能均匀上漆。


水性树脂的缺点:1)、水蒸发所需要的蒸发热高、漆膜干燥时间长;2)、对水敏感基材,如:木材、纸张等工业制品方面,水性漆的应用受到限制;3)、水性树脂中,羧酸型树脂常需要中和至微碱性(PH为7.5-8.5)。此碱性条件下,树脂中含有的酯基易水解降解,导致树脂体系破坏以及涂膜性能变坏;4)、水性乳液存在亲水基团和低分子量,因此,耐酸碱性、耐腐蚀性能较差;5)、涂装工艺对基材表面处理要求高。


水性树脂改进与完善:1)、符合“四E”原则 (经济、环保、高效及性能卓越):环境保护法以及VOC(Volatile Organic Compound,挥发性有机化合物)限制排放。水性树脂要注重结合水性化和高性能两个目标结合起来,既不能走“先污染,后治理”的老路,也不能“只重环保,而轻性能”的错误。2)、水性树脂改进和提高,高性能、广用途的多元杂合产品的开发。



环保树脂的发展方向



随着环境政策以及民众对环保的要求,水性树脂发展及其迅速,相关文章和专利成倍增长。水性树脂的发展趋势涵盖:单一结构聚合物向多元聚合物发展,形成功能更为复杂的共聚物,如:二元共聚(或复合)、三元共聚(或杂合),甚至四元或五元共聚。

二元共聚包括:丙烯酸-醇酸树脂,丙烯酸-环氧树脂,丙烯酸-聚氨酯树脂,丙烯酸-含硅树脂,丙烯酸-含氟树脂等;三元共聚包括:丙烯酸-环氧-聚氨酯,丙烯酸-环氧-含硅,丙烯酸-环氧-含氟等;四元共聚包括:丙烯酸-环氧-聚氨酯-含硅(含氟)树脂。




多元共聚形成的水性树脂体系,单体组分通过聚合形成共聚(接枝、嵌断)化合物,甚至含含有一定各自单体均聚物,体系非常复杂复合体系。通过改变合成树脂配方以及加工工艺,形成协同效应,扬长避短,得到性能佳的杂合水性树脂,可以满足不同领域、不同环境、不同施工条件使用要求。

环保树脂

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