DMEA用于水性塑胶银粉涂料配方

2020-02-05 23:33 来源:Ca888亚洲城 点击:

 

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  随着中国对环保的日益重视,溶剂型涂料水性化逐渐成为大家的共识,塑料漆也不例外。近些年水性塑料漆逐渐成为了研发的重点,吸引了越来越多的关注。特别是近年来,国内大型家电厂商对水性塑料漆的兴趣日益浓厚,更是形成了对水性塑料漆的现实需求。但是实际上国内水性塑料漆的应用规模极其有限。

  通过对水性塑料漆的理解,以及这些年在交流过程中从众多涂料工程师那里学到的经验,站在配方设计的角度,通过原材料的选择,关于水性银粉漆配方的构成框架和基本知识,同时还会和大家交流如何提升体系的物化性能,相信这些同样对普通塑料色漆研发有借鉴作用。

  需要特别说明的是,这些提出的绝大多数观点都不是来自于严谨的科学实验,请大家辩证、选择性吸收,避免被误导。此外还将在第六节对理想的银粉漆配方进行合理的想象和推理,这些可能更好的理解现有推荐配方,并对未来的原材料选择提供方向。

  与油性体系不同,水性体系最大的难点是特效银粉定向助剂的缺乏,例如水性体系很难找到类似于油性聚酰胺蜡或者CAB这种对银粉定向有特效的助剂。因此水性配方工作者必须更加耐心的对市面上助剂进行筛选,以满足上述5点因素。

  二.水性银粉漆的基本构成:目前随着各大原材料供应商都推出了水性塑料漆原材料产品,因此研发人员能拿到大量的水性银粉漆推荐配方。

  值得注意的是,国外的水性银粉漆在施工时对施工工艺和条件要求及其严格,因此可能国外供应商提供的配方在他们的施工工艺和条件下能获得非常优异的表面效果,但目前国内客户通常要求适用油性的施工标准,因此通常情况下,很难获得满意的性能或者表面效果,因此客户在参考这些配方时,需要明白这一点。

  类似于溶剂型涂料中真溶剂和助溶剂,水性体系中成膜助剂也扮演了类似的角色,也可以据此进行分类。针对水性涂料干燥,有一句经典的评价:溶剂型涂料干燥是温度主导,湿度干扰;水性涂料是湿度主导,温度干扰。成膜助剂的选择和搭配对涂料表现至关重要,如果配方表现好,是因为成膜助剂;反之亦然。但是成膜助剂从体系中挥发的过程又极其复杂,特别是混合溶剂,至今也无法给出准确的描述。

  对涂料工程师而言最在乎的是实际应用效果,众多研究人员对此进行了不断的研究,撰写了各种书籍、文章,甚至还有专门的软件,所以现在至少可以大致定性描述这些挥发过程,并且可以通过有效的选择和搭配来解决一些现实问题,这对涂料配方工程师来说已经基本够用。

  在这些醇醚类溶剂中,PM的选择主要因为其快速挥发的能力,只能作为助溶剂,而BCS、DEE和DEB

  对于此类成膜助剂选择,有一定的局限性。主要问题在于为了保证成膜性,中、慢挥发速度的成膜助剂使用量偏大,导致涂膜最终性能体现较慢,这也是目前许多客户面临的问题。有鉴于此开始寻找新的成膜助剂,可以很快的从体系中挥发,并具有良好的助成膜性,于是很快锁定了EEP、n-pentyl Propionate、二丙二醇二甲醚,并对EEP做了初步的测试。

  EEP体系的表干时间为4~5min,30min后,EEP体系涂膜的硬度为B。从结果来看,EEP

  (好的让人意外),挥发很快(相对挥发速度快,而且为线性结构),乳液溶胀作用明显(体系粘度大幅度升高,亲水性成膜助剂通常没有这种现象),而且EEP的疏水性让选择HUER作为流变助剂成为可能,其理由在下节再进行叙述。与EEP

  n-pentyl Propionate也可能有类似的作用,此外二丙二醇二甲醚也需要特别指出一下。在查阅的文献中,均有提及该产品有很好的助成膜效果,同时也有很快的挥发速度。根据其特性,估计这种快速挥发的特点主要来源于两个方面:1、首先相对挥发速度快(13)

  EEP/n-pentyl、Propionate/二丙二醇二甲醚,BCS,DEE,DEB来组合成膜助剂,但这存在一些担忧,需要以后进一步试验来验证和解决。担忧主要来自于两个方面:1.酯类的水解性:

  EEP。更重要的是大家可能注意到,在2KPU体系中为了避免醇醚类溶剂的羟基与NCO

  pH值保持在弱碱性的条件下,酯类溶剂水解是可以接受的,而水性塑料漆pH值通常保持在7.5-8。EEP的水解以及其对成膜效果、体系稳定性等的影响需要试验进一步评估。储存过程中粘度的稳定性:亲水性和疏水性溶剂对缔合型流变助剂的缔合效果有重要的影响,在体系中这两种成膜助剂均大量存在,在储存过程中如何影响体系粘度,需要进一步评估。

  四.流变助剂的选择:在水性银粉漆体系中,流变助剂有着极其重要的地位,影响着涂料的各个方面。对银粉漆体系,一个理想的有效的流变曲线需要具备两个方面的作用:

  良好的触变性可以解决防沉和防流挂的作用。更为重要的是,良好的触变性可以保持银粉在喷到板材时,在喷的作用下,银粉倾向于平行排列的状态,这一点对水性银粉漆尤其重要。

  在喷到板材后,涂料需要一定的触变性来防止流挂,并保持银粉的排列状态。在过了这个窗口后,涂膜的收缩导致银粉进一步进行排列,此时尽可能低的粘度有助于银粉进一步排列,以及涂膜的流平(

  型(HEUR);一般分为三类,牛顿型(建筑涂料领域中常说的流平剂),假塑性和强假塑型(我们的体系需要使用强假塑型)。这类对颗粒增稠,对表面活性剂敏感,对pH值不敏感。c)气相二氧化硅、有机膨润土、蜡类(

  )对于触变性,可以从各种各样的配方中看到这一思路的体现。例如选择有机膨润土、蜡类流变助剂(BYK一些资料中关于蜡类助剂对定向的帮助有不少论述)。

  选择碱溶胀流变助剂主要是基于以下几点:强触变,有利于防沉,防流挂;对体系的HLB值不敏感;对

  这一点可以用来设计体系的流变曲线,与上节希望成膜助剂“适应缔合型增稠剂缔合需要”中叙述的一致,我们期待在体系pH值处于碱性时,碱溶胀流变助剂具有强触变,在喷到板上后,由于中和剂的挥发,体系转变成酸性,从而导致增稠效果大减,体系粘度尽可能低,以增加流平和银粉定向。需要指出的是如果不是对pH

  HEUR触变性稍逊,但对体系流平很有帮助。特别是喷涂时,高剪粘度(强假塑型)高于碱溶胀型,有效防止飞溅,同时湿膜更厚,有利于流平。

  HEUR是对比较疏水的颗粒增稠。如果单用一种类型的流变助剂,难以获得长期的满意的储存稳定性(当然并非不可能),如果拼用则可以获得最佳效果,这些都是我们想选择HEUR类流变助剂的原因之一。正是鉴于HEUR

  ASE类似流变曲线,加入快挥发的疏水性成膜助剂(EEP),达到缔合效果,同时由于中、慢挥发速度的亲水性成膜助剂的存在,在疏水性成膜助剂基本挥发后,亲水性成膜助剂在涂膜中富集,降低缔合效果,从而降低粘度。但目前的结果是,使用蜡类增稠剂配合ASE

  HEUR应该有获得更佳效果的可能,但是目前发现,EEP对乳液溶胀效果非常好,需要更多的实验来获得一个具有理想的成膜助剂组合的最佳加入量。pH调节剂的选择:pH值对水性涂料的影。