水性醇酸樹脂

水性醇酸樹脂上海涂料有限公司上海新華樹脂廠

1a為什么要發(fā)展水性涂料？國民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)限制VOC排放量的法律法規(guī)的制定石油能源的緊張向環(huán)保化和集約化方向發(fā)展高固體含量涂料水性涂料UV/EB固化涂料粉末涂料可行性成本環(huán)境的可接受性2a涂料品種1995年2000年2005年2015年低固含量（傳統(tǒng)）溶劑型涂料39.530.515.07.0高固含量溶劑型涂料12.512.010.58.5水性涂料22.526.034.539.5活性體系涂料14.015.016.517.5粉末涂料812.017.520.0輻射固化涂料3.54.56.57.5總計(jì)100100100100全球涂料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)展趨勢(shì)

單位：％3a

溶劑性涂料

水性涂料

單相體系兩相體系水性涂料與溶劑性涂料的對(duì)比4a水性涂料的特點(diǎn)無毒環(huán)保，施工安全沒有閃點(diǎn)，不燃，沒有爆炸的危險(xiǎn)水揮發(fā)慢，干燥困難配制比較復(fù)雜易引起基體腐蝕對(duì)顏料潤濕分散難對(duì)濕度的影響很大水性涂料與溶劑性涂料的對(duì)比溶劑性涂料的特點(diǎn)一般有毒，易燃成膜致密溶劑揮發(fā)快，干燥容不需要助溶劑好的防潮性能對(duì)顏料潤濕分散容易對(duì)濕度的影響相對(duì)較小5a水性涂料的制法1水乳液型分散體的制法由單體乳液聚合制備后乳化分散的制法自乳化分散的制法2水稀釋型分散體的制法帶有氨基的聚合物，以羧酸中和成鹽基帶有羧基的聚合物，以胺中和成鹽基6a溶劑蒸發(fā)與氧氣反應(yīng)與固化劑交聯(lián)物理成膜

空氣

化學(xué)成膜混合溶液非交聯(lián)交聯(lián)氣干型醇酸漆雙組分烘烤系統(tǒng)成膜方式7a發(fā)展最早、產(chǎn)量最大、用途最廣的品種之一原料易得，基本上不依賴于石油產(chǎn)品價(jià)格便宜組分和性能可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整格外好的成膜能力高的光澤易于施工和與空氣交聯(lián)干燥和固化時(shí)間相當(dāng)慢成膜硬度低耐水性和耐候性較差醇酸樹脂的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)8a1.使傳統(tǒng)的醇酸樹脂含過量的羧基，并用胺或氨將其中和成鹽，得到水稀釋性的醇酸樹脂；2.制備自乳化的醇酸樹脂，一種方法是制備具有核殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸改性醇酸樹脂，將疏水的醇酸樹脂部分作為乳膠粒的核，親水的丙烯酸共聚物部分作為殼，疏水的核被包裹在親水的殼中間；另一種方法是醇酸樹脂與具有反應(yīng)活性的表面活性劑反應(yīng)，使表面活性劑接枝到醇酸樹脂上面，使醇酸樹脂在水中能夠乳化，它克服因加入大量乳化劑而引起的硬度和疏水性能的下降；3.通過外加乳化劑的方式將溶劑型醇酸樹脂轉(zhuǎn)相乳化成醇酸樹脂乳液分散體。水性醇酸樹脂（乳液）的制備途徑9a水稀釋性醇酸樹脂的結(jié)構(gòu)OOCBOOCBCOOBCOO親水基團(tuán)聚合物B=胺堿性化合物B陰離子穩(wěn)定體系10a油/水乳液亞穩(wěn)轉(zhuǎn)化態(tài)水/油乳液醇酸水性醇酸樹脂（乳液）與其他水性聚合物乳液成膜方式比較相轉(zhuǎn)變水性聚合物乳液水性醇酸樹脂（乳液）11aⅠⅣⅡⅢⅠ：油/水乳液Ⅱ：亞穩(wěn)轉(zhuǎn)化態(tài)Ⅲ：水/油乳液Ⅳ：醇酸水性醇酸樹脂（乳液）的干燥過程12a1主催干劑：它們一般是含有多氧化價(jià)態(tài)的金屬皂，能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。工業(yè)上常用的這類催干劑有鈷、錳、釩、鐵和鈰。2輔催干劑：金屬皂，只存在單個(gè)價(jià)態(tài)，本身通常不起催干作用，但它們和主催干劑配合使用具有催化作用。包括鈣、鉀、鋰和鋅。

3偶聯(lián)催干劑：如果在加速反應(yīng)過程中的機(jī)理是基于金屬與連結(jié)料中羥基基團(tuán)或羧基基團(tuán)反應(yīng)，這種催干劑稱為偶聯(lián)催干劑，如鋯、鉛鋇、鋁、鉍、鍶。

催干劑的種類和用途13a催干劑（以鈷為例）在自動(dòng)氧化過程的作用RH：非共軛的兩個(gè)雙鍵的亞油酸酯模型化合物ROOH：氫過氧化物14a水性醇酸樹脂技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目名稱STW300STW301外觀淡黃褐色透明粘稠液體黃褐色透明粘稠液體含油類型豆油脂肪酸亞油脂肪酸含油量，%大約36大約36不揮發(fā)份，%75.0±2.075.0±2.0酸值，mgKOH/g20～3520～35比重（20℃），g/cm31.061.06粘度（50%乙二醇丁醚，T-4杯），s100～140100～140顏色（50%乙二醇丁醚，鐵鈷比色），號(hào)≤11≤11PH值3.0~5.03.0~5.015a性能特點(diǎn)1具有良好的自干性和裝飾性。2具有良好的耐鹽水和耐鹽霧性能。3具有良好的顏料潤濕性和高度的剪切穩(wěn)定性。4具有良好的附著力、柔韌性和較高的硬度。5具有良好的耐水性。16a1加入催干劑可室溫干燥或強(qiáng)制干燥。本所配套的水性催干劑加入量為純樹脂含量的4.0%~6.0%。2配制清漆時(shí)，應(yīng)首先將乳液的PH值調(diào)整到7~8(一般用氨水、三乙胺或N，N-二甲基乙醇胺)，然后再加入水性催干劑。樹脂的粘度會(huì)隨PH值的提高而增大，可適當(dāng)加入去離子水調(diào)整粘度。3可直接與顏填料一起研磨。但由于可使用的顏填料種類繁多，酸堿性各不相同，使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行混溶性的測試。必要時(shí)，在加入顏填料前，需加入適量的氨水或三乙胺。成漆的PH值應(yīng)調(diào)整到7~8。4可加入甲醚化的氨基樹脂烘烤固化，建議氨基樹脂的加入量為5:1~10:1(固體:固體)。配漆要點(diǎn)17a5成漆須在弱堿性條件下保存。PH值的調(diào)整可以使用氨水、三乙胺或N，N-二甲基乙醇胺。樹脂的粘度會(huì)隨PH值升高而增大。6產(chǎn)品的粘度主要取決于PH值，儲(chǔ)存過程中可能由于胺的揮發(fā)造成PH值降低，從而使粘度也隨之下降?？赏ㄟ^補(bǔ)加少量氨水，使粘度恢復(fù)到初始狀態(tài)。7該樹脂可用去離子水稀釋，自來水經(jīng)試驗(yàn)后也可以使用。能與醇醚類溶劑混溶。8施工和配漆設(shè)備可以用水、堿性洗滌劑或丙酮清洗。配漆要點(diǎn)18a自干型水性醇酸防銹底漆19a水性醇酸鐵紅防銹底漆參考配方20a底漆的制備方法如下：1研磨色漿階段（1）在分散釜中加入配方量的乙二醇丁醚和去離子水，在攪拌情況下慢慢加入水性醇酸樹脂，使之稀釋；然后加入氨水，調(diào)整PH值為7~8；（2）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的Foamax810和水性催干劑；（3）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的CMS-555、沉淀硫酸鋇、ZP-10、Alcophor827和氧化鐵紅，然后用砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，直至細(xì)度小于30微米；（4）達(dá)到細(xì)度要求后，放出色漿，并用計(jì)量的去離子水分三次沖洗砂磨釜，并將該部分沖洗水用于后面的配漆中。2混合階段（1）在調(diào)漆釜中加入配方量的乙二醇丁醚和去離子水（包括研磨色漿階段的沖洗水），在攪拌情況下慢慢加入水性醇酸樹脂，使之稀釋；然后加入氨水，調(diào)整PH值為7~8；（2）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的Foamax810、BYK-333、RM-8W和RM-2020；（3）在攪拌情況下，攪拌下慢慢加入第一步色漿。（4）檢測PH值，用氨水調(diào)整PH值為7~8，可加適量的去離子水調(diào)節(jié)粘度；（5）用80~120目的濾網(wǎng)過濾，即得到水性醇酸鐵紅防銹底漆。21a水性醇酸鐵紅防銹底漆性能指標(biāo)水性醇酸鐵紅底漆

項(xiàng)目指標(biāo)施工性漆膜平整光滑、無針孔、流掛，涂刷兩道無障礙容器中狀態(tài)攪拌均勻無硬塊，呈均勻狀態(tài)對(duì)面漆的適應(yīng)性對(duì)面漆無不良影響儲(chǔ)存穩(wěn)定性（50℃，15d）無沉降細(xì)度，μm≤50遮蓋力，g/m2≤80干燥時(shí)間（25℃）表干≤2實(shí)干≤24耐沖擊性，cm≥50附著力，級(jí)（劃圈法）≤1柔韌性，mm1鉛筆硬度≥BVOC含量，扣除水（g/L）≤303耐鹽水，96h表面無起泡、生銹及脫落現(xiàn)象耐鹽霧，96h表面無起泡、生銹及脫落現(xiàn)象22a7%ZP-101.4%Alcophor827水性醇酸鐵紅防銹底漆（耐鹽霧168h）空白23a自干型水性醇酸裝飾性面漆24a原料實(shí)施例白色漆黑色漆中灰漆藍(lán)色漆中綠漆黃色漆紅色漆水性醇酸樹脂40404040404040鈦白粉30140.7

碳黑

30.2

中鉻黃

5.316

華藍(lán)

1.4

大紅粉

5.5酞菁藍(lán)

3

乙二醇丁醚6666666氨水（25％）1.81.81.81.81.81.81.8421催干劑1.51.51.51.51.51.51.5BYK-1901.50.91.40.61.41.61.1BYK-3330.40.40.40.40.40.40.4RM-8W0.20.20.20.20.20.20.2RM-20200.40.40.40.40.40.40.4Foamex8100.30.30.30.30.30.30.3去離子水53503556564349各色常溫干燥水性醇酸面漆參考配方

25a常溫干燥水性醇酸白色面漆參考配方名稱質(zhì)量第一步研磨色漿細(xì)度至20微米以下

水性醇酸樹脂（75%）12乙二醇丁醚1.8去離子水23氨水，25%0.6消泡劑(Foamax810，迪高化學(xué)公司)0.2水性催干劑（421，OMG公司）1.5潤濕分散劑（BYK-190，畢克化學(xué)公司）1.5鈦白粉（R595，杜邦公司）30沖洗水15第二步混合

水性醇酸樹脂（75%）28乙二醇丁醚4.2去離子水15氨水，25%1.2消泡劑(Foamax810，迪高化學(xué)公司)0.1BYK-333（畢克化學(xué)公司）0.2RM-8W（羅門哈斯公司）0.2RM-2020（羅門哈斯公司）0.4攪拌下慢慢加入第一步色漿

26a白漆的制備方法如下：1研磨色漿階段（1）在分散釜中加入配方量的乙二醇丁醚和去離子水，在攪拌情況下慢慢加入水性醇酸樹脂，使之稀釋；然后加入氨水，調(diào)整PH值為7~8；（2）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的Foamax810、水性催干劑和BYK-190；（3）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的R595鈦白粉，然后用砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，直至細(xì)度小于20微米；（4）達(dá)到細(xì)度要求后，放出色漿，并用計(jì)量的去離子水分三次沖洗砂磨釜，并將該部分沖洗水用于后面的配漆中。2混合階段（1）在調(diào)漆釜中加入配方量的乙二醇丁醚和去離子水（包括研磨色漿階段的沖洗水），在攪拌情況下慢慢加入水性醇酸樹脂，使之稀釋；然后加入氨水，調(diào)整PH值為7~8；（2）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的Foamax810、BYK-333、RM-8W和RM-2020；（3）在攪拌情況下，攪拌下慢慢加入第一步色漿。（4）檢測PH值，用氨水調(diào)整PH值為7~8，可加適量的去離子水調(diào)節(jié)粘度；（5）用80~120目的濾網(wǎng)過濾，即得到水性醇酸白漆。27a水性常溫干燥醇酸面漆主要性能指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)漆膜顏色及外觀顏色符合要求，漆膜平整光滑。細(xì)度，μm≤20粘度，KU90-120不揮發(fā)物，％≥35干燥時(shí)間/表干，h≤2實(shí)干，h≤24附著力（1mm劃格），級(jí)≤1彎曲試驗(yàn)，mm≤1杯突試驗(yàn)，mm≥6抗沖擊性，cm≥50鉛筆硬度≥B光澤（600）≥8528a項(xiàng)目指標(biāo)耐水性，360h不起泡、不脫落，允許輕微變色耐鹽水性，96h不起泡、不脫落，允許輕微變色耐汽油性，150＃，6h合格耐H2SO4，3％，15min合格耐HAc，5％，15min合格29a水性醇酸干燥性能30a水性催干劑對(duì)涂料粘度的影響31a催干劑對(duì)光澤的影響32a水性醇酸漆儲(chǔ)存過程中粘度的變化（40℃30天）33a№檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)結(jié)果STW300STW301說明1表干,h0.50.51）3、4、5項(xiàng)目的養(yǎng)護(hù)期分24小時(shí)、48小時(shí)和72小時(shí)。2）表干、實(shí)干項(xiàng)目由儀器測試。3）第6項(xiàng)的測試分105℃和120℃。2實(shí)干,h102.5

3沖擊,cm（24h）5050沖擊,cm（48h）4040沖擊,cm（72h）40404柔韌性,mm（24h）11柔韌性,mm（48h）11柔韌性,mm（72h）115附著力,級(jí)（24h）11附著力,級(jí)（48h）11附著力,級(jí)（72h）116重量固含量,%（105℃）40.140.3重量固含量,%（120℃）39.439.2水性醇酸清漆性能比較34a水性醇酸