水性树脂技术

水性树脂 技术是全球使用的最大类型的涂层技术,预计将继续增长,作为总涂层市场的百分比. 到2022年, 全球市场规模 水性涂料的销售额预计将超过1460亿美元. 增长在很大程度上是由于建筑和汽车市场销量的增加 丙烯画 是最大的单一水性树脂系统,占水性树脂市场的80%以上.

驱动力 对于水性涂料的增加使用包括:

  • 低挥发性有机化合物
  • 大多数情况下易于清理
  • 减少火灾隐患
  • 降低保险成本
  • 降低能源消耗 烘烤涂料 由于需要较少的烤炉补气
  • 需要减少的水平 石油的材料.

正如2014年5月勘探者的文章所述 水性涂料中的流动、流平和粘度控制 表明,两大类水性涂料包括 water-reducible乳胶, 与大多数烤漆属于第一类,与大多数建筑涂料属于第二类. 这个词 water-reducible 用于在溶剂中制成的树脂,在水中被还原,使树脂在水中分散. 乳胶 另一方面,树脂是通过乳液聚合在水中制备的.

缺点 对于水性涂料的使用包括:

  • 蒸发速率对相对湿度的高度依赖性
  • 对于水来说,高蒸发热需要2260 J/g,而对于水来说,仅需要373 J/g 2-butoxyethanol,一种常用的 助溶剂
  • 水可还原树脂涂料的非线性降粘曲线
  • 流动和外观高度依赖于相对湿度
  • 高表面张力的水(较差的润湿性)需要添加 表面活性剂 这在很多情况下会降低湿度阻力
  • 水性涂料比溶剂型涂料更具腐蚀性,因此需要有衬里的容器, 塑料或不锈钢,以避免生锈
  • 水性涂料在烘烤应用中更容易爆裂,因为在水蒸发之前就开始成膜(见表1)

然而材料科学的不断进步包括了创新 树脂化学、表面活性剂、 润湿剂 和 流程代理 是否有助于水性涂料的持续增长.

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图一表示乳胶漆系统干燥的各个阶段. 第一阶段是水的蒸发. 第二阶段包括水和共溶剂的持续蒸发,直到乳胶颗粒接触并开始聚结形成一层部分干燥的膜.

最后阶段包括持续的聚结和固化(在交联系统中)形成固化, 干附着力漆膜.

在使用水性涂料时,一个关键的考虑因素是增加其作用 湿度 除了 温度 在这些涂料的应用和固化中发挥作用. 例如, 提供可接受的应用程序属性, 温度和湿度都必须小心控制,如图二所示. 湿度对含水-有机溶剂涂料的影响是不可忽视的.

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流,平 & 水性涂料的粘度控制

Ron Lewarchik是UL Prospector的特约作者,每月发表文章. 请继续阅读他关于“流, levels”的专家发现 & 水性涂料的粘度控制”:

流, 在水性环境固化和烤漆中,流平性和粘度稳定性是非常具有挑战性和问题的. 这些问题不仅会影响包的稳定性, 而且在使用期间和之后对外观也有深刻的影响. 由于绝大多数水性涂料的性质是阴离子的( (EU)中和), 本文将重点介绍胺中和树脂的类型, 尽管树脂极性, 比如酸的功能, 足够高, 阴离子型树脂可分散,甚至可溶于水,无需使用中和胺.

水性涂料技术主要有两大类: 水可约 (EU), 乳胶 (EU). 出于本文的目的, 水可还原性树脂一般在溶剂中制备,然后用水还原,形成树脂在水中的分散体. 乳胶树脂是在水中乳液聚合而成的. 使用乳液树脂的涂料通常使用少量的有机共溶剂来改善乳胶颗粒的聚结, 以及衬底润湿.

其他类型的水性涂料使用越来越多的树脂类型,包括PUD (聚氨酯分散体 (EU))以及微乳液. 因此,多种问题会影响水性涂料的流动、平整和外观. 本文将主要研究1)树脂类型的影响, 2)湿度和温度变化, 3)润湿和4)流量控制. 这些问题会极大地影响涂层在应用期间和应用后的外观.

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