新一代水性木器涂料用丙烯酸乳液的研究

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水性丙烯酸木器漆及其改性的应用

水性丙烯酸木器漆及其改性的应用

水性丙烯酸木器漆及其改性的应用摘要:本文集中介绍水性丙烯酸在木器用漆方面的应用、制作流程及配方,由于传统配方制作出的纯水性丙烯酸木器漆有“热粘冷脆”、耐溶性、耐湿擦性和耐磨性较差等缺点,故需对其进行改性调整以加强其性能。

通过结合丙烯酸漆和水性聚氨酯各自的优势,对其进行聚合改性,即可得到性能优异、性价比高的水性聚氨酯改性丙烯酸木器漆。

关键字:水性丙烯酸木器漆聚氨酯改性1.引言丙烯酸树脂是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物和与其他烯类单体的共聚物。

丙烯酸漆是以丙烯酸树脂为基础的涂料,由于丙烯酸树脂的性能十分优异,所以凡是配方中含有丙烯酸树脂,都会加上丙烯酸三个字,如丙烯酸醇酸漆、丙烯酸氨基漆、丙烯酸硝基漆、丙烯酸聚氨酯等。

如果只采用丙烯酸树脂制成的漆往往就称为丙烯酸漆。

与其他合成高分子树脂相比,丙烯酸树脂具有许多突出的优点,如优异的耐光、耐候性,户外暴晒耐久性强,耐紫外光照射不宜分解变黄,能长期保持原有的关则和色泽等优良特性。

在木器用漆方面,丙烯酸树脂涂料光泽、价格低廉等特性更是被广泛应用于中低档木器之上。

但耐磨性和抗化学性较差,由于光泽差难以制作高光度的漆,而且硬度一般、成膜性能较差,若对其进行聚氨酯改性,便可获得聚氨酯其的优势,在不大幅增加成本的同时弥补其缺点。

2.水性丙烯酸树脂涂料2.1丙烯酸树脂的性能和特点丙烯酸酯涂料按所采用的聚合单体不同,可分为全丙、苯丙、醋丙、硅丙及其他改性丙烯酸脂涂料。

对于纯的丙烯酸树脂(尤其是乳液型丙烯酸树脂)有着以下的优点:(1)以无毒、无味、不燃、不爆、无污染的水为分散介质,不含或仅含少量有机溶剂,且是低毒性。

(2)色浅,一般可以到水白的程度,并有极佳的透明度。

(3)耐光、耐候、户外暴晒耐久性强,耐紫外线照射不容易分解、变黄。

(4)保光、保色性好,能长期保持原有的光泽和色泽。

(5)耐腐蚀,有较好的耐酸、耐碱、耐盐、耐油脂、耐洗涤剂等化学品的玷污以及腐蚀性能。

(6)施工性能好,施工方便,技术容易掌握。

丙烯酸酯乳液在水性木器封闭底漆中的应用

丙烯酸酯乳液在水性木器封闭底漆中的应用

- 51 -工 业 技 术谱分析,计算得到自重+SSE 地震下的组合应力结果如图4~图6所示。

根据上述应力分析结果及结构应力评价方法,对计算结果进行强度评价如表4所示。

表4 扎带结构应力评价评定准则应力计算值许用值比率评定结果O级准则薄膜应力/MPa23.50128.750.18通过薄膜加弯曲应力/MPa23.59193.130.12通过通过应力分析,防火包覆捆扎结构在所承受各种载荷作用下,扎带的应力满足RCCM 规范的要求,可保证包覆结构在地震载荷下完好包裹风管,不脱落。

4.2 耐火极限根据ISO 6944:2008《Fire containment — Elements of building construction —Part 1Ventilation ducts》的要求,按照图1的结构形式,制作耐火极限测试样品。

包覆结构使用钢扎带捆扎包裹在金属风管上。

试验进行2小时,并按照ISO 6944-1:2008标准第11章进行评价。

测试样品中的管道A 用来模拟外部火源对风管的影响,测试过程中风管内保持300Pa 的负压。

管道B 用来模拟火焰蔓延至风管内部的情况,炉内风管部分有对向开图5 结构计算扎带部分薄膜应力云图Z XY图4 结构计算整体第一主应力云图YZ XCopyright©博看网 . All Rights Reserved.- 52 -工 业 技 术孔,两个开孔的总截面尺寸为风管截面的50%,测试过程使用风机周期性控制风管B 内的空气流速为3m/s,将炉内的热空气通过风管B 抽至炉外。

试验进行2小时结束,防火包覆结构及钢扎带状态如图7所示。

各样品的测试结果如表5所示。

由图7和表5可知,该文开发的防火包覆结构及固定方案可以满足2小时耐火极限的性能要求,试验件的完整性、隔热性、泄露率均满足项目标准要求。

耐火测试完成后,包覆结构完整,扎带无断裂、脱落情况,固定方式有效。

5 结论根据前文描述和试验分析,得出如下结论:1)扎带固定方案可以保证防火包覆结构在地震载荷和火灾的高温工况下不脱落,对金属风管密封性无影响。

高性能防水丙烯酸乳液用于户外木器涂料

高性能防水丙烯酸乳液用于户外木器涂料

高性能防水丙烯酸乳液用于户外木器涂料近年来,木材在新建筑和住宅翻新方面使用越来越多,达到了新的高潮。

这种建筑材料的天然吸引力使得它不仅成为户外应用如窗框和覆层的最佳选择,而且在室外的生活空间如天井和层板方面也得到了广泛使用1。

然而,作为一种吸湿的有机纤维质成分的材料,木材在不利的气候环境中会降解老化。

为了消除这个缺点,在过去的几十年中,研究人员已经在探索研制合成涂料以便能延长木材的使用寿命,同时保留它的自然美。

尽管各方努力,研制有效的木材涂料仍然面临挑战。

除了要给予卓越的耐候性,这种涂层必需有足够的柔韧性来适应木材的膨胀和收缩。

同时涂层必须有足够硬度来防止粘连问题。

其他的性能,例如好的附着力和容易施工,已不属于列出的关键要求。

这种特定的必须满足的性能要求使木器涂料面临很大难度。

最近,户外木器涂料应用方面的大多数改进都集中在水性丙烯酸体系。

这些漆基能提供抵抗湿气和紫外光的保护性能。

此外,它们的使用也获得了立法方面的推动,即要推动“绿色”产品的使用。

核/壳结构的分散体-基于多相丙烯酸颗粒的自交联聚合物-代表了目前工艺水平的最新漆基技术2。

这些结构粒子能够使硬的和软的聚合物相共存。

这种二元结构能帮助木器涂料克服既要具有抗粘连性,同时又要具有非常好的柔韧性方面的约束。

尽管取得了这些进展,木器涂料的抗湿气保护性能仍然需要优化。

涂料含有各种不同的物质如蜡和硅氧烷等化合物3能提高涂层的抗水性。

更值得注意的是,使用疏水性强的单体能为涂层提供双重抵御湿气的作用。

这些单体对液体水进行有效的屏蔽,而且也把这种屏蔽作用采用化学方法加入到聚合物中,因此比使用添加剂能提供更长时间的作用。

基于含高度支化的烷基基团的VersaticTM的酸衍生物的强疏水的单体的共聚,能很大程度的提高聚合物抗水和抗紫外光的能力4,这些单体被证明是用来对丙烯酸核/壳聚合物进行改性的最佳选择。

对新型、自交联、有硬核/软壳的用叔碳酸乙烯酯(也就是VeoVa 10TM单体)改性的丙烯酸聚合物的评估显示它们是外用木器色漆用非常有效的漆基5。

水性丙烯酸酯涂料改性研究进展

水性丙烯酸酯涂料改性研究进展

水性丙烯酸酯涂料改性研究进展水性丙烯酸酯涂料是一种环保型的涂料,具有良好的耐候性、耐水性和耐腐蚀性,被广泛应用于建筑、汽车、家具等领域。

水性丙烯酸酯涂料在一些方面还存在着一些问题,比如耐化学性和耐磨性不够,这就需要对其进行改性研究。

本文主要介绍了水性丙烯酸酯涂料改性研究的进展,旨在提高水性丙烯酸酯涂料的性能,扩大其应用领域。

1. 改性剂的添加水性丙烯酸酯涂料的改性研究主要是通过添加各种改性剂来实现的。

常见的改性剂包括增塑剂、填料、增韧剂、抗氧化剂、紫外吸收剂等。

这些改性剂可以在一定程度上改善水性丙烯酸酯涂料的性能,比如提高其耐化学性、防腐蚀性和耐磨性等。

2. 纳米材料的应用近年来,纳米材料的应用在涂料领域得到了广泛关注。

纳米材料具有较大的比表面积和较小的尺寸效应,可以显著提高水性丙烯酸酯涂料的性能。

添加纳米氧化锌可以提高涂料的紫外防护性能;添加纳米硅胶可以提高涂料的耐磨性和耐化学性等。

3. 功能性单体的引入功能性单体是一种具有特定化学结构和功能的单体,可以通过引入功能性单体来改变水性丙烯酸酯涂料的性能。

引入含有羰基官能团的单体可以提高涂料的耐化学性;引入含有硅烷官能团的单体可以提高涂料的耐候性和耐水性等。

4. 高性能树脂的应用5. 新型交联剂的研究交联剂是一种可以在涂料固化过程中与树脂分子发生化学反应的物质,可以通过引入新型交联剂来改善水性丙烯酸酯涂料的性能。

引入多官能团交联剂可以提高涂料的耐磨性和耐化学性等。

水性丙烯酸酯涂料的改性研究是一个复杂而又关键的问题,通过添加改性剂、引入纳米材料、功能性单体、高性能树脂以及新型交联剂等手段,可以显著提高水性丙烯酸酯涂料的性能,从而满足不同领域的需求。

希望在未来的研究中,可以找到更多有效的改性方法,为水性丙烯酸酯涂料的应用提供更多可能性。

水性丙烯酸酯乳液聚合方法的研究进展

水性丙烯酸酯乳液聚合方法的研究进展
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周 亭 亭 ,杨建 军 ,吴 庆 云 ,吴 明元 , 张建 安 ( 安徽 大 学化 学化 工 学 院与安 徽 省绿 色 高分 子 重点 实验 室 ,合 肥 2 0 3) 0 9 3

含量 为2 % 2 ,用于织 物的涂料染 色后 ,织物的摩擦 牢度、
皂 洗 牢 度 等 达 到 了 工业 粘 合 剂 的 性 能 指 标 ,手 感 较 柔 软 。 郭 玉 等 通 过 配 方 调 整 得 到 单 分 散 高 固 含 量 的 纯 丙 乳 液 。
0 引 言
乳 液 聚 合 技 术 起 源 于 2世 纪 早 期 ,3 年 代 用 于 工 业 生 O O
其研 究 发 现 ,增 加 单 体 浓 度 、增 加 引 发 剂 浓 度 或 增 加 亲 水
性单体 浓度均可增大乳液粒径 ,而升高聚合温度可减/ G JL \
产 , 目前 乳 液 聚 合 法 已 应 用于 高 分 子科 学 和 技 术 等 重 要 领 液 粒 径 。 李 瑁 鹏 等 将 聚 丙 烯 酸 酯 无 皂 乳 液粘 合 剂 采 用涂 域 中 ,它 可 以综 合 几 种 聚 合 物 的优 良性 能 ,是 获 得 性 能 互 料 轧 染 分 析 影 响织 物
实验显示
转 化 率 随单 体 的 质 量 分 数 增 加 而 下 降 :随 引 发
剂 的 质 量 分 数 增 加 而 增 大 ;随 后 变 得 缓 慢 。 聚 合 所 需 时 间
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水性丙烯酸涂料的制备与性能研究的开题报告

水性丙烯酸涂料的制备与性能研究的开题报告

水性丙烯酸涂料的制备与性能研究的开题报告一、项目背景水性涂料是一种注重环保、资源节约、质量稳定的涂料,具有良好的应用前景。

其中,水性丙烯酸涂料是一种新型的水性涂料,其成本低、性能稳定、易于加工,适用于多种表面涂装。

因此,本项目旨在制备水性丙烯酸涂料,并研究其性能。

二、研究目的1. 制备水性丙烯酸涂料,并研究其制备工艺条件;2. 研究水性丙烯酸涂料的物理性质,包括粘度、涂布性、干燥时间等;3. 研究水性丙烯酸涂料的化学性能,包括耐水性、耐化学品性、耐擦洗性等;4. 对比分析水性丙烯酸涂料与传统有机溶剂型丙烯酸涂料的性质区别。

三、研究内容1. 制备水性丙烯酸涂料并探索其合适的制备工艺条件;2. 测试水性丙烯酸涂料的物理性质,如粘度、涂布性、干燥时间等;3. 测试水性丙烯酸涂料的化学性能,如耐水性、耐化学品性、耐擦洗性等;4. 对比分析水性丙烯酸涂料与传统有机溶剂型丙烯酸涂料的性质差异。

四、研究方法1. 制备水性丙烯酸涂料的制备方法:将丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯酸等单体与聚醚等低分子量聚合物共聚合成涂料,用离子交换树脂进行中和、溶液调节;2. 测试水性丙烯酸涂料的物理性质:利用旋转粘度计测试粘度、利用流延板测试涂布性、利用手摸法测试干燥时间;3. 测试水性丙烯酸涂料的化学性能:包括水浸、酸凿、碱洗、耐擦洗性等;4. 对比分析水性丙烯酸涂料与传统有机溶剂型丙烯酸涂料的性质差异,并进行分析对比。

五、预期成果1. 成功制备出水性丙烯酸涂料,并研究其合适的制备工艺条件;2. 测试并得出水性丙烯酸涂料的物理性质和化学性能;3. 对比分析水性丙烯酸涂料与传统有机溶剂型丙烯酸涂料的性质差异,并进行分析对比;4. 为水性涂料技术的进一步发展提供实验数据和技术参考。

六、研究进度计划1. 第一阶段(1-2周):查阅相关文献,明确水性丙烯酸涂料的制备原理;2. 第二阶段(2-3周):制备水性丙烯酸涂料,探索其合适的制备条件;3. 第三阶段(3-4周):测试并得出水性丙烯酸涂料的物理性质和化学性能;4. 第四阶段(4-5周):对比分析水性丙烯酸涂料与传统有机溶剂型丙烯酸涂料的性质差异,并进行分析对比;5. 第五阶段(5-6周):完成实验数据分析、结果综合,并撰写开题报告。

户外水性木器涂料用特种丙烯酸乳液及其应用

户外水性木器涂料用特种丙烯酸乳液及其应用

(3)涂膜既要防水,又能透气。木材容易吸水吸潮,在户外会有雨水的侵袭,有时甚至是长期的 浸泡,因此涂膜必须要有优良的耐水性,同时,若有水汽渗入,天晴后这些水汽要能透出。 (4)涂膜要有优良耐沾污性、耐化学品性。木材独特的纹理效果是人们喜爱它的原因之一,保持 木材的原貌并有清洁外观也是涂膜必须的性能。但户外无机尘土、有机污染颗粒多,工业污染造成 的酸雨、雾霾对涂膜也有很大的侵蚀,因此户外木器涂料的耐沾污性、耐化学品性与室内木器涂料 相比显得更加重要。 目前外用单组分水性木器涂料的聚合物基料主要类型有水性醇酸、丙烯酸乳液、水性聚氨酯分 散体和聚氨酯改性水性丙烯酸。水性醇酸树脂流平性好、丰满度高,但干燥慢,耐候性、耐化学品性 差,易黄变,涂膜的初始硬度低;水性聚氨酯分散体的低温成膜性好,耐磨,硬度高,抗回黏性能好, 但价格相对较高,耐醇、耐黄变方面有一定不足;丙烯酸乳液具有快干、耐候性优良、不易变色等特 点,而且价格便宜,但传统的丙烯酸聚合物高温抗回黏性和低温柔韧性差。采用核一壳聚合技术并引 入特殊官能团的丙烯酸乳液聚合物,克服了传统丙烯酸抗回黏和柔韧性差的缺点,是户外水性木器 涂料的首选聚合物基料。
1特种丙烯酸乳液
丙烯酸乳液聚合物由多种丙烯酸及其酯类单体共聚制得,根据每个单体均聚物的玻璃化温度 高低,简单地将丙烯酸单体分为软、硬单体。改变两种单体在聚合物中的比例,可得到一系列不同硬 度的高分子丙烯酸聚合物。传统的丙烯酸乳液是一个均相结构,热分析结果中只显示一个玻璃化转 变温度。若要提高涂膜的硬度,改善涂膜的抗粘连性和耐沾污性,只能通过提高硬单体的比例,提高 丙烯酸聚合物的玻璃化温度来实现。为了满足现代人们对户外木器涂料的要求,必须使用新技术、 新原料。 1.1核.壳结构技术 20世纪80年代,Okubot提出了“粒子设计”的概念,主要内容有异相结构的控制、异型粒子官能 团在粒子内部和表面上的分布、粒径分布及粒子表面处理等。核一壳乳液聚合就是按“粒子设计”理 论进行的一种新的乳液聚合方法。在乳液聚合过程中,改变软、硬单体的加入顺序,可以制备具有 “水蜜桃型”、“核桃型“‘哑铃型”、“草莓型”等两相或多相的聚合物乳液。其示意图如图1所示。

有机硅改性丙烯酸乳液的研究

有机硅改性丙烯酸乳液的研究

有机硅改性丙烯酸乳液的研究有机硅改性丙烯酸乳液是指以有机硅为改性剂对丙烯酸乳液进行改性处理,以提高丙烯酸乳液的稳定性、耐久性、耐磨性等性能。

本文将介绍有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法、性能及应用领域等方面的研究进展。

1.制备方法改性丙烯酸乳液的制备一般采用原位合成法和后加法两种方法。

原位合成法是指将丙烯酸、有机硅改性剂、界面活性剂等原料同时加入反应釜中,在适宜的温度、pH值和反应时间下,通过包括乳液聚合、非离子型乳化剂水解、有机硅在聚合体中交联等环节,制备出改性丙烯酸乳液。

后加法是指在制备好的丙烯酸乳液中加入有机硅改性剂,并经过一定的搅拌或超声等辅助方法,使有机硅改性剂充分分散在丙烯酸乳液中,完成改性过程。

2.性能分析有机硅改性丙烯酸乳液相较于传统的丙烯酸乳液,在稳定性、耐久性等方面均有所提高,具体表现为:1) 稳定性:有机硅能在聚合体中产生交联作用,降低乳液颗粒的表面能,增加颗粒之间的亲和力,从而提高乳液稳定性。

2) 耐久性:有机硅改性剂可形成氧化硅保护膜,提高聚合体的热稳定性和耐候性,同时增加涂层的硬度和耐磨性。

3) 其他性能:有机硅改性丙烯酸乳液还具有较好的粘合性、耐水性和耐热性等性能。

3.应用领域有机硅改性丙烯酸乳液的应用领域较广,主要应用于涂料、胶粘剂、印刷油墨、纺织助剂等领域。

在涂料领域,有机硅改性丙烯酸乳液可以广泛应用于水性木器漆、水性金属漆、水性家具漆、水性工业漆等领域,可提高涂料的附着力、耐久性和光泽度。

在胶粘剂领域,有机硅改性丙烯酸乳液可广泛应用于水性胶粘剂、自粘标签、书籍胶装、透明胶带等领域,可提高胶粘剂的粘接强度和耐水性。

在印刷油墨领域,有机硅改性丙烯酸乳液可应用于胶片、塑料膜、金属薄膜等印刷基材上,可提高油墨的附着力和耐磨性。

在纺织助剂领域,有机硅改性丙烯酸乳液可应用于纺织整理剂、防水剂、阻燃剂等领域,可改善纺织品的手感、耐水性和防火性能。

总之,有机硅改性丙烯酸乳液其稳定性、耐久性等性能有很大的提升,在涂料、胶粘剂、印刷油墨、纺织助剂等领域应用前景广阔。

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新一代水性木器涂料用丙烯酸乳液的研究:当前全球工业家具涂料面临的挑战是既要遵循更严格的VOC限制条例,同时又要保持涂料的高性能和有竞争力的市场价格,开发具有高性价比的涂料用乳液很有必要。

涂膜外观对于透明清漆体系很重要。

除了对底材的保护作用,用于木器清漆体系的产品还必须保持木材的美观。

本文开发的新一代应用于水性木器涂料的丙烯酸聚合物,既可满足家具工业涂装要求,也可适合一般装饰装修市场需要。

在这些应用领域最重要的性能需求是:快干,抗粘连性好,耐化学品性,良好的机械性能,耐干、湿热,硬度建立等,以及良好的湿膜和干膜外观。

聚合物的形貌设计和优化、单体组成、常温自交联技术是达到这些性能需求的关键因素。

同时在设计水性木器涂料配方时,要把这些突出性能表现到最终涂膜中。

1.专为水性家具涂料应用设计的丙烯酸乳液水性丙烯酸分散体可被定义为分散在连续相中热塑性丙烯酸聚合物粒子。

相比传统溶剂型涂料系统,施工和干燥时的气味大为降低,施工工具容易用水或肥皂清洗。

经过特殊设计的水性丙烯酸聚合物干燥快速,使快速完工、施工区域的快速重涂,以及工业化施工中被涂货物马上堆叠和不粘连成为可能。

水性木器涂料的干膜性能、机械性能和耐久性都和聚合物分子量有关。

与其他水性或者溶剂型树脂不同,经过特殊设计的丙烯酸聚合物乳液的黏度与分子量没有直接联系。

这就使我们可以在乳液固含相对高的情况下合成低黏度高分子量的水性木器涂料用丙烯酸乳液产品。

下面介绍的聚合物乳液的粒径、形貌结构设计和单体组成等对清漆涂膜外观和透明度等表现有很大影响。

1.1粒径控制不同于普通树脂,丙烯酸乳液聚合物的分散体粒子因光散射会造成涂膜未干前的白牛奶外观和不透明状。

光线散射程度依赖于粒径,大粒径比小粒径散射度更高,而使湿膜呈现更大的不透明度和牛奶状外观。

当丙烯酸乳液被用作制备色漆时,乳白状效果会被配方中的颜填料所掩盖。

然而在清漆或透明配方中,这会产生微黄/浅白色不透明的罐内效果。

当然配方中的其他组分也会对罐内颜色和透明度产生影响。

尽管无法完全避免,但乳白状和不透明的现象是可以通过降低粒径来改善的。

经验告诉我们,在聚合物粒径低干110nm时透明度改善,而90nm时的结果更是显而易见。

图1粒径对湿膜透明度的影响如果客户有特殊要求,即涂料施工于底材后要马上看起来透明清澈,粒径还是对这种品质起关键作用。

低于90nm窄粒径分布的丙烯酸聚合物的湿膜透明性可以基本与溶剂型涂料相当。

图1显示了当特殊设计的丙烯酸乳液聚合物初次滴在和刷在木质基材上时,粒径对涂膜透明度的影响。

从左至右聚合物粒径范围从90nm 上升到120nm。

很明显,施工于底材上大粒径的乳液更影响透明度;乳白色状态在刷涂时仍然持续。

更小粒径的乳液聚合物在施工时可以模拟溶剂型树脂的涂膜外观。

1.2聚合物形貌结构设计我们期待聚合物乳液干燥后形成有着良好性能和外观的连续一致的膜。

成膜机理始于液相的挥发,接着粒子靠近开始堆积挤压,各个聚合物粒子互相渗透和扩散,这个过程通常称为粘合。

最终结果是形成完整的一层热塑性的聚合物膜。

图2聚合物分散体成膜过程影响聚合物成膜性能一个重要因素是玻璃化转变温度,这和聚合物的单体组成密切相关。

而对于水分散体,Tg还决定着聚合物的最低成膜温度。

传统意义上的水分散体已不能满足日益趋紧的VOC法规限制,由此在过去几年中开发了形貌更复杂的丙烯酸聚合物以满足需求,图3是不同形貌结构的例子。

在聚合过程中对于聚合物形貌结构的直接控制为聚合物设计打开了一个新的领域。

通过对于聚合物粒子不同的形貌结构控制,可以在不牺牲涂膜表面性能的情况下,降低成膜助剂用量。

如对于硬核软壳的形貌来说,软壳可以降低成膜助剂用量,而硬核可以提供涂膜的刚性。

图3不同聚合物形貌结构1.3自交联溶剂型涂料的一个优点是成膜以后,由于化学交联而具有优良的抗性。

而对于水分散体涂料来说,涂膜的最终性能是通过热塑性聚合物链段的相互缠绕获得,所以就算改变聚合物组成以及聚合物颗粒形貌也往往不能获得满意性能。

在有些情况下,在水分散体涂料中引入化学交联可以大大提高性能。

这对于低Tg,或者低分子量的聚合物性能的提高更明显。

然而应当注意的是,在涂料贮存过程中,应尽量避免交联反应发生。

因为如果在贮存过程中发生交联反应,聚合物分子量增加,成膜时影响聚合物链段的缠绕,最终反而可能引起涂膜性能下降。

在聚合物组成中引入室温白交联技术已经被证明可以大大提高工业家具用高光色漆的性能。

室温自交联技术的机理是在聚合物链段上引入可反应基团,在涂膜形成以后,聚合物链段上的可反应基团发生化学反应,引起交联,这个过程通常需要几天。

室温自交联技术可以在减少溶剂用量的情况下,提高水性丙烯酸涂料性能,使得在保持水性涂料优点的情况下,性能接近溶剂型体系2.原材料选择及应用性能测试2.1水性家具涂料的原材料选择配方原材料的选择对于涂膜最终性能至关重要。

而其中,对于表观性能以及表面缺陷,消泡剂、润湿剂以及成膜助剂的选择是起决定性作用的。

我们测试了不同类型的消泡剂,其中大部分的消泡剂在湿膜中引起鱼眼现象,而在干膜中引起橘纹现象。

另外也观察到,就算是同一类型的消泡剂也会引起性能上的巨大变化,所以应该认真筛选消泡剂以选出最适合的。

通常在丙烯酸乳液中,乳化剂用量过高,对最终涂膜的耐水、耐化学性能有副作用,所以在整个配方中尽可能减少表面活性剂使用量。

这么低的表面活性剂用量又往往引起对基材的润湿问题,所以对润湿剂的选择也很重要。

一个好的润湿剂应当有以下几个特性:提高对于多孔状基材的渗透能力,提高流平性,另外低泡。

由于用于水性木器涂料的乳液产品的Tg设计得比较高,所以在配方中还需要一定量的成膜助剂。

常见的成膜助剂都可以使用。

选择成膜助剂应该考虑成膜助剂在水和聚合物中的相容性以及挥发速度,如果成膜助剂在成膜过程中挥发过快,容易引起润湿性能差以及最终涂膜泛白。

如果成膜助剂挥发过慢,将导致抗粘连和打磨性能下降。

另外也应该优化成膜助剂用量,由于成膜助剂用量不足而引起的成膜不良会导致涂膜耐化学品性的下降。

2.2抗粘连性能对比抗粘连性能对于工业涂料也是一个重要的参数,因为物件在涂膜后可能在干燥流程后短时间内堆积在一起,而此时这些物件的温度往往还不低。

我们对木器涂料用乳液产品的聚合物形貌结构进行了特殊设计,它同时提供了在低成膜助剂用量下的良好成膜性以及优异的抗粘连性。

抗粘连性是按照如下方法测试的:胶合板的一面涂上清漆,闪干2min后,在70℃烘箱中干燥6min,取出冷却5min 至大约30℃,然后涂有涂层的两面贴在一起,并施加0.102kg/cm2的压力,保持这个压力过夜。

图4抗粘连测试照片将两块板分开后,评估粘连痕迹,并给出0~5的评分。

5意味着涂膜之间没有任何粘连,而0意味着两块板粘在一起。

从图5的结果对比中,可以看出新型的木器涂料用丙烯酸乳液的抗粘连性优于传统的丙烯酸乳液产品。

图5采用突破技术的木器涂料用丙烯酸乳液和其他普通产品的抗粘连性能比较。

2.3表观性能对比木器清漆另外重要的一点是展现木材的天然温泽感。

通常溶剂型木器清漆会比较容易做到这一点,现在新一代水性木器涂料用乳液产品也可以做到。

水性木器清漆另外一点应该避免木材变色,特别是橡木制品易于变色,通过乳液成分的优化设计,本试验研究的水性木器涂料用乳液可以更多避免木材变色情况出现。

有时,水性体系容易在深色着色漆上产生雾影。

图6展示了各个体系刷涂在3种木材上的干膜表观性能。

评估值从0~5,5说明性能最好。

图6在不同木材上的透明涂膜表观性能比较由比较可以看出,本水性丙烯酸乳液产品在表观性能上优于市场其他产品,包括丙烯酸/聚氨酯分散体。

2.4耐化学品性对比耐家居化学品对于家装清漆至关重要。

这个测试也是在山毛榉胶合板上进行的,刷涂3道清漆,2道刷涂间隔之间放入50℃的烘箱10min,然后室温干燥2d。

结果见表1。

由表1可以看出,新开发的水性丙烯酸体系具有优异的耐化学品性,特别是具有优异的耐乙醇性能。

表1耐化学品性比较注:评判标准0~5.5:最好。

2.5耐热性耐热性是家装清漆重点考察的另外一个性能。

特别是用于桌面涂装时,通常需要表面涂层能耐得住热水壶和热水杯。

常见的耐热性不良的涂层,在与之接触的热源撤走后,出现泛白或者失光。

耐热性测试按照EN12721以及EN12722标准测试,测试基材也是在夹合板上,3道刷涂,每道刷涂之后放入50℃烘箱10min,室温干燥2d后,分别测试涂层的耐干热和耐湿热性能。

耐干热性能是通过将盛有85℃热水的铝制容器放在涂膜表面测试的。

而耐湿热测试是在铝制容器和涂膜之间又放入弄湿的纱布。

铝制容器放置在测试样品上15min后撤走,评估测试样品恢复24min后的情况,结果见图7。

由图7可见,本文中开发的水性丙烯酸体系具有优异的耐热性,在耐干热和耐湿热测试中,铝制容器撤走后,没有任何痕迹。

优异的耐热性通过优化的乳液形貌控制以及自交联技术获得。

图7耐湿热和干热性能测试2.6硬度建立时间对比木器涂料的硬度和硬度建立时间是表示涂膜机械强度的重要性能之一。

普通丙烯酸乳液技术因为VOC 的控制和成膜性的要求,很难在聚合物的玻璃化温度和硬度之间获得好的平衡。

本新型水性丙烯酸乳液产品采用特殊设计的自交联技术,可以在保持配方低VOC的前提下展现良好的硬度和快速的硬度建立。

此可以图8的涂膜硬度和硬度建立比较中看出。

图8涂膜硬度和硬度建立比较3.结论和建议通过以上系列测试可以得出,乳液聚合物形貌结构的优化以及室温自交联等突破技术,赋予了新一代水性丙烯酸乳液产品体系优异的抗粘连性、耐热性、硬度以及其他的重要性能。

另外,精选的表面活性剂组合以及良好的粒径控制使得水性丙烯酸木器涂料体系具有良好的基材润湿性以及近似于溶剂型体系才有的温泽感。

选择正确的原材料与采用突破技术的水性丙烯酸乳液相配合,完全可以让我们生产出符合工业家具用或者一般装饰装修市场的水性木器涂料产品。

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