网站地图 | Tags | 热门标准 | 最新标准 | 订阅
您当前的位置:首页 > 技术文章2 > 标准内容页

新型涂料树脂:水性聚氨酯-丙烯酸共聚物

时间: 2011-06-26 21:17 来源: 作者: 点击:
水性聚氨酯分散液

在工业中,水性聚氨酯体系与丙烯酸体系各有优缺点,本文将为您介绍一种聚氨酯-丙烯酸共聚新技术。

聚氨酯

水性聚氨酯分散体系因其优异的性能和环保性而得到广泛的应用。涂料生产商最终发现,特殊设计的聚氨酯分散体系能很好地达到性能与环保优势的平衡。水性聚氨酯技术非常灵活,选用不同的二异氰酸酯和二醇,最终能配制出从非常柔软、高弹性到非常坚硬的各种产品。

水性聚氨酯的一个缺点是其与其它乳液(如丙烯酸乳液)相比成本较高,这是因为其原材料成本较高、加工时间较长、工艺相对复杂。其它缺点包括因加工和成膜的需要,产品中含有共溶剂n-甲基吡咯烷酮(nMP)和作为中和剂的胺类。然而,最近的研发表明了去除这些添加剂可能性,因此如今市场上已有不含nMP和胺类的产品。

丙烯酸

自20世纪80年代早期起,主要由于经济的因素丙烯酸乳液被用于各种产品和应用中,以达到所需的性价比。配方师几乎能自由将其以各种配比(如果相容性好)进行配制,这些配方逐渐被广泛应用到各种涂料产品中,如木地板和水泥地板漆、木器修补漆、装修、木工及用涂料中。除降低成本外,丙烯酸的独特性能还能使丙烯酸乳液具有如下优点:

● 可配成各种共聚物:单相/多相(连续相);自交联 ;提高湿粘合性 ;不含乳化剂 ;颗粒大小(分布)受控
● 热塑性(低/高)
● 硬度/韧性
● 耐化学性/耐水性
● 抗紫外线

当聚氨酯与丙烯酸冷拼使用时,很少有协同效应, 从而导致不良漆膜性能如聚氨酯本身相对较差的耐醇性。80年代后期,开发出聚氨酯-丙烯酸共聚技术使聚氨酯和丙烯酸的优点得以加强;而近期又研发出各种交联机理来优化漆膜的性能。

聚氨酯-丙烯酸

聚氨酯-丙烯酸共聚物都具有如下独特的性能:

● 在PU主链上接枝丙烯酸
● 机械强度接近于PU并高于混合物
● 成本接近于混合物
● 耐溶剂(醇)性高于混合物
● 耐化学性接近于经与氮丙啶交联后的产品
● 性价平衡

合成聚氨酯-丙烯酸化合物颗粒具有优秀的性价比。上述技术在单一产品中结合了所需的各种性能。聚氨酯-丙烯酸化合物颗粒包括一个聚氨酯外壳和一个丙烯酸内核,这两相都存在于一个颗粒中,而不是像冷拼那样分别包含聚氨酯颗粒和丙烯酸颗粒的混合物。这种聚合物可在较低含量或不含共溶剂和TEA(三乙醇胺)的环境下生产。与此同时,油漆生产商不再需要冷拼这两种乳液,但同时配方师也丧失了自己以任何配比操作配方的自由。因此,利康树脂正在扩展其富含丙烯酸产品的范围,甚至包括自交联的产品。

交联

为进一步增强共聚物颗粒的性能,可以外加交联剂。比如,在室温固化时可采用多功能聚氮丙啶或碳化二亚胺,而在高温度下固化时可采用三聚氰胺或脲醛树脂。自交联聚氨酯-丙烯酸共聚物的成功开发, 为开发经济、环保的涂料产品开辟了一条新路。这种技术已被广泛应用,它改善了涂料的机械性能和对在较低的最低成膜温度时所体现的非热塑性行为。

◆ 自交联甲亚胺:羰基-胺的快速反应,可由酸催化。其机理是在成膜过程中因中和剂(氨)和水蒸发而发生交联。事实上这是一个独特的单罐装系统,具有出色的长期稳定性。pH值下降和水分损失是导致室温下快速固化的原因。对甲亚胺的测试表明,仅在室温下干燥一天后漆膜就具有所需的性能。使用上述技术制得的涂料具有很好的耐化学性能、抗磨损性,以及抗粘结性能。

◆ 自然氧化干燥:另一种交联机理是自然氧化,可与不饱和脂肪酸基团进行合成。这种通过空气中氧气进行的干燥虽说比物理干燥慢许多,但具有一些独特的性能,如优异的木材润湿性、渗透性、高光泽度以及耐化学性。换句话说,其具有类似于溶剂型(聚氨酯改性醇酸树脂)涂料的外观。

◆ 紫外固化:木器饰漆(家具和细木工制品)、PVC地板漆、塑料漆和金属面漆等领域对水性辐射固化技术的接受和感兴趣程度正在不断上升。这些体系对比于传统100%紫外固化体系的主要特点之一是漆膜不发粘,可在紫外固化前对其进行处理。水性辐射固化树脂具有以下实用优势:

● 应用范围广泛(用水作为稀释剂控制粘度,无毒喷涂/不含单体,对皮肤刺激小)
● 成膜助剂需用量少或无需成膜助剂
● 易于流平
● 辐照前水分完全挥发
● 高分子量;PU主链形成不粘结漆膜
● 无需立刻辐照(应用灵活性)
● 低收缩性
● 固化后具有低热塑性(打磨性/层叠性/刮擦),耐化学性好和良好的室外耐候性(在清漆中也很好)

应用

下面对聚氨酯-丙烯酸共聚物与传统冷拼法在某些领域的应用作些比较。

结论:聚氨酯-丙烯酸共聚物取二者之长, 达到性能与价位的最佳平衡, 为未来的树脂开发技术提供了新的发展方向。聚氨酯-丙烯酸技术为涂料生产商提供了广泛的聚氨酯-丙烯酸配比选择,为满足客户特殊应用的需要而提供量身定做的产品。(end)

相关资料

评论列表(网友评论仅供网友表达个人看法,并不表明本站同意其观点或证实其描述)
关于本站 | 联系我们 | 下载帮助 | 下载声明 | 信息反馈 | 友情链接 | 网站地图