近零VOC水性醇酸分散体具有溶剂型醇酸树脂的性能
设计新配方,提高性能
在机械分散的醇酸树脂早期配方研发过程中发现,即使采用新型水性醇酸树脂分散体,若仍按传统水性醇酸涂料配方制备,还是无法达到理想的涂料性能。由于推荐使用于水性醇酸树脂的助剂,均是设计成能与亲水性较强的树脂一起使用,因此有必要对能与疏水性树脂更加相容的不同助剂进行评估。
例如,在研磨料中加入五种不同的分散剂进行试验评估,发现涂料的防腐性出现截然不同的结果(图9)。为了深入了解这一结果的原因,采用SEM分析对涂料进行评估(图10),结果令人震惊。当分散剂的疏水性越强时,二氧化钛在醇酸树脂涂料中的分散越好,从而防腐性能更好。因此必须选择恰当的助剂,这对其他助剂,包括流变改性剂(RM)和消泡剂,也是一样的。图11显示了RM1是如何导致了一个不稳定的涂料配方,而RM2能使涂料增稠,达到一定的黏度,而不会出现絮凝结块。
短油醇酸树脂分散体是金属防护涂料的首选
一旦近零VOC(< 5 g/L)涂料配方(表5)满意后,我们将短油和中油水性醇酸树脂分散体(按14%PVC配制)与6种市售溶剂型醇酸涂料(VOC范围330~600 g/L)和4种市售水性醇酸涂料(VOC范围<5~350 g/L)的性能进行了对比。
将所有的涂料都涂覆到冷轧钢板上, 干膜厚度1 mil。在23 ˚C、相对湿度50% 下固化14 d,对涂料的干燥时间、光泽、硬度、附着力、柔韧性及防腐性能等进行评估。
前面提到,制备低VOC醇酸涂料的技术往往会牺牲涂料的性能,例如会降低涂料的光泽、附着力及防腐性。表6给出了市售水性醇酸涂料与增强型水性醇酸树脂分散体涂料的性能对比。很明显,所有市售水性醇酸涂料的光泽较、附着力均要比增强型水性醇酸分散体制备的涂料要低和差。硬度和抗冲击性的数据相当,而采用中油醇酸树脂分散体制成的涂料抗冲击性尤为优异。不出所料,与亲水改性树脂制备的的涂料相比,由未改性的疏水型醇酸树脂制备的涂料的防腐性较好。图12对增强型水性醇酸树脂分散体制备的涂料与市售水性醇酸涂料经300 h盐雾试验后的耐腐蚀性进行了对比。短油醇酸分散体制备的涂料的性能明显优于其它所有的市售水性醇酸乳胶涂料,与 VOC>300 g/L的水稀释性醇酸涂料的性能相当,但提高了防腐性能。
为证明这些水性醇酸树脂分散体的独特价值,对由其制成的水性涂料性能与市售溶剂型醇酸涂料的性能进行了对比。测试方法同上,将涂料刮涂在冷轧钢板上,干膜厚度1 mil。尽管这些涂料的PVC未知, 但它们之间的最大区别是VOC含量各不相同。与市售溶剂型醇酸面漆相比,增强型水性醇酸树脂分散体涂料显示了良好的光泽和附着力(表7)。最大的差异仍然是干膜厚度1 mil的涂层经300 h盐雾试验后,水性醇酸分散体涂料的防腐性能明显优于市售溶剂型醇酸涂料(图13)。增强型短油醇酸分散体制备的涂料的防腐性能与所评估的最佳的溶剂型醇酸涂料的性能相当。
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