Solventborne特殊继续被广泛应用,由于应用程序和电影性能属性的资产。特殊,乳液许多树脂供应商开发或乳剂,但都未能solventborne性能。性能差距包括干燥时间,光泽,附着力、腐蚀和防潮性能。醇酸市场低voc规定继续推动从传统solventborne特殊。免除溶剂有助于延长其效用,但水性醇酸技术未能填补这个空白低voc涂料的性能要求。Polynt开发了新技术,桥梁性能差距,提供快速干燥,在接近零VOC的腐蚀。看到这DTM醇酸乳液关闭性能差距与当前水性醇酸技术和允许涂料配方设计师开发高性能水性醇酸漆的机会接近于零VOC。

低voc的司机

使用solventborne特殊继续以每年2%的速度减少由于环境问题和需要lower-VOC涂料。KNG预测使用solventborne特殊将从50 ~ 859毫米减少英镑在2011年到2016年~ 781毫米磅。¹水性醇酸消费增长,预计每年将增长3%,从2011年的英镑~ 49毫米55.5毫米英镑在2016年。然而,增长6.5毫米磅水性特殊不能替代的衰落~ 78毫米磅同样的5年期间。因此,solventborne特殊正在取代了其他低voc技术(最有可能的丙烯酸乳液树脂)比用水性特殊快得多。由于当前性能缺陷的醇酸树脂市场,我们相信水性特殊的加速增长可以通过改进的性能。

目前的技术

Solventborne特殊继续受欢迎由于其通用性,易于应用,附着力好,金属(甚至不准备金属)和降低成本。高固体含量的特殊开发解决低VOC的必要性。获得有用的粘度,高固体,醇酸树脂的分子量降低。这种低分子量对干燥时间和涂层的整体性能产生负面影响,包括防腐。

Water-reducible特殊开发提供更低VOC的选择比获得高固体含量的特殊。Water-reducible特殊通常利用偏苯三酸酐或其他原料醇酸添加羧酸组的骨干。188金宝搏bet官网他们提供70 - 75%的亲水溶剂、中和和酸组胺醇酸水分散。涂料与water-reducible特殊可以制定250 - 320 g / L的VOC。然而,water-reducible醇酸涂料也有有限的货架寿命由于亲水由于水解醇酸的性质,降低了涂层的性能。高固体和水可约已经使用了许多年才能实现lower-VOC涂料无法获得与传统固体特殊。

两种形式的水性特殊目前在市场上:醇酸乳液和核心壳乳液。醇酸树脂乳剂形成通过添加表面活性剂、阴离子和非离子,熔化的醇酸树脂剪下,然后加水。一个醇酸乳液包含很少的有机溶剂,从油包水反相水包油的混合物。通常5 - 10%用于形成一个醇酸乳液表面活性剂水平。这些表面活性剂高水平表明对干燥时间,产生负面影响、耐腐蚀和湿度。一个醇酸乳液有更多的水解稳定性由于周围的表面活性剂醇酸(图1)。

第二个水性醇酸聚合技术在市场上涉及higher-Tg丙烯酸外壳围绕着一个核心醇酸;这种技术被称为核心壳醇酸分散(图2),在制造、极低分子量醇酸与high-Tg共聚hydrolysis-resistant丙烯酸单体,接枝丙烯酸醇酸。酸功能是内置在丙烯酸外壳,然后用一个胺丙烯酸改性醇酸水分散。围绕醇酸、丙烯酸外壳保护它从水解,使核心壳混合分散更比一个典型的货架稳定water-reducible醇酸。这个核心壳混合分散有更快的干燥时间比醇酸乳液由于high-Tg丙烯酸外壳。不幸的是在聚合过程中,大量的丙烯酸单体的均聚物发生(没有附加到醇酸)。高酸值的丙烯酸均聚物,这一事实核心比典型的低分子量醇酸,导致水敏感性和耐蚀性较差。

十个客户目前使用水性特殊在2014年接受了采访。他们报告说,商业水性特殊干燥快,但耐腐蚀性能差,或者他们干得太慢使用应用程序,但有很好的耐腐蚀性能。低光泽和水敏感性也确定为问题与当前水性醇酸技术。我们的目标是这个性能桥梁和超越现有的水性醇酸产品。这个产品开发的目标建立了从这些客户面试如下:

• 300小时盐雾CRS;
• 60°光泽大于80%;
• 无粘性干燥时间少于6小时;
• 经过干燥时间少于12小时;
• 凯尼格硬度发展——大于40秒。

样品两个竞争的醇酸树脂乳剂和两个竞争核心壳醇酸乳液为干燥和测试时间,光泽、硬度、盐雾和冷凝防潮性能指标对新开发的产品。第一醇酸乳液不剥落的时间约为2小时,经过干燥时间~ 9小时(表1)。盐雾300小时后性能1.5和2.0密耳DFT是边际文士蠕变和水泡,并显示一些水泡。当在QCT湿度测试了16个小时,电影有严重的水泡和全损湿附着力(图3)。

第二个竞争醇酸乳液也如上所述相同的白漆配方进行测试。无粘性时间有点慢3小时同样经过干燥时间的~ 9小时(表2),光泽也略低76%。盐雾300小时后性能也是边际文士蠕变,面对生锈。QCT湿度测试16小时不起泡,但仍然没有湿附着力(图4)。我们得出的结论是,高水平的表面活性剂或类型的表面活性剂减损涂层的耐盐雾和湿度。

两个竞争核心壳丙烯酸改性醇酸乳液进行了测试在同一白漆配方。通过干燥非常快,三个小时或者更少,正如所预期的那样由于high-Tg丙烯酸改性(表3)。然而,盐雾性能很差。图5代表300小时盐雾测试,但测试面板看上去只有100小时后这个坏。

目前水性醇酸技术不足。醇酸乳液有良好的防腐,但耐水性差、慢干。核壳乳液非常快干,但非常贫穷的腐蚀性能。水性醇酸涂料油漆公司提供这样做,因为他们需要提供近zero-VOC涂料,没有一个有杰出的表现。通常当低挥发性有机化合物是必需的,有一些牺牲性能。我们对这个新产品开发的目标是桥的性能差距,大大超过现有水性醇酸技术。

新技术

记住上面的目标,Polynt已经开发了一种新的醇酸骨架增强性能在水中(表4和5)。基于多年的醇酸知识和专业技术,研发化学家改性醇酸骨干,提高醇酸乳液稳定性(酸功能是关键),硬度发展(higher-Tg疏水性多元醇与酸的使用)和腐蚀保护。提高耐腐蚀、higher-Tg疏水组件是至关重要的,适当的表面活性剂的选择和表面活性剂的水平(使用尽可能少的同时保持热箱稳定)。许多新的表面活性剂和反应性表面活性剂在市场上专门为醇酸乳液。也最好的耐腐蚀性能的关键是选择颜料分散剂的涂料配方。去年,这一过程是成功开发的疏水乳化,high-Tg,高分子量/粘度需要这样说可以倒到水和醇酸能获得相对较高的固体。这些举措结合导致短油的性能chain-stopped醇酸在水中与商业solventborne特殊。

新开发DTM短油醇酸乳液干燥时期测试,硬度发展,300小时盐雾在1.5和2.0密耳DFT,和冷凝湿度。通过干燥6小时左右,比竞争醇酸乳液(表6)。Koenig硬度两周后是41秒,显示硬度发展比竞争醇酸乳液,但不是和丙烯酸改性核壳乳液一样难。300小时后盐雾性能优秀,没有影响附着力16小时后冷凝湿度(图6)。发展的性能DTM短油醇酸solventborne性能相当。

基准测试研究

新DTM醇酸乳液对四个测试以及商业竞争醇酸乳液/分散water-reducible醇酸树脂、商业水醇酸漆,和两个商业,conventional-solids, chain-stopped特殊。VOC、干燥时间60°光泽和Koenig硬度比较如表7所示。其他测试结果如图7 - 9和表8所示。

结论

high-Tg的组合,疏水性,high-MW醇酸与适当的表面活性剂和水平可以产生一个高度耐腐蚀DTM醇酸乳液当制定与选择颜料分散剂。制定进入水性醇酸乳液DTM在接近零VOC涂料可以生产涂料性能与solventborne conventional-solids, chain-stopped特殊。这个新的DTM商业水性醇酸乳液可以关闭性能差距特殊和传统solventborne醇酸技术关于光泽,附着力,腐蚀和防潮性能接近于零VOC。

参考

¹油漆和涂料工业,201188BET竞彩1 - 2016 Kusumgar Nerlfi & Growney。