弹性gydF4y2Ba屋顶涂料已使用多年来延长使用寿命的几种类型的屋顶基质。屋顶涂料市场已经出现了明显的增长,由“降温屋顶”运动。通过使用一个白色屋顶涂料,底层建筑和环境可以从过热保护建设。一个合适的白色反光弹性涂层提供了降低温度,因此,减少冷却成本。gydF4y2Ba

弹性gydF4y2Ba屋顶涂料gydF4y2Ba需要有很好的水屏障属性。高耐水是必需的,这样弹性涂料耐积水,这可能发生在缓坡的屋顶。衬底附着力好,良好的耐候性的一些其他因素导致屋顶涂料的使用寿命长。gydF4y2Ba

传统上,丙烯酸酯和苯乙烯作为主要单体gydF4y2Ba乳状液gydF4y2Ba聚合过程为弹性橡胶粘结剂涂料。本文描述了使用的疏水性,高度支化VeoVa™乙烯基酯gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(VV10)高性能弹性涂料的粘结剂。gydF4y2Ba


气候和粘结剂类型gydF4y2Ba

炎热的夏天,寒冷的冬天,白天的来自太阳的热量高,和重要的夜间冷却意味着,根据地区的天气条件,一个弹性屋顶涂料需要能够执行,即使在最具挑战性的情况。gydF4y2Ba

图1显示了每月的24小时平均气温的差异对凤凰城,亚利桑那州和芝加哥,伊利诺斯州。在凤凰城和芝加哥,温度随多达25°C在夏季和冬季之间,与24小时平均温度远低于冰点芝加哥的冬天。此外,盘中在凤凰城等沙漠气候,气温变化多达30°C会晚上0°C以下。gydF4y2Ba

区域温度的差异。gydF4y2Ba
图1”gydF4y2Ba区域温度的差异。gydF4y2Ba

由于弹性材料的性质受温度影响的屋顶和表面空气、聚合物粘结剂用于屋顶涂料需188金宝搏bet官网要表现出的灵活性和良好的伸长即使在尽可能低的温度为当地的气候。因此,弹性屋顶涂料用于气候全年最低温度波动和高,平均气温可以制定更加困难比屋顶涂料粘合剂用于气候夏季和冬季之间有明显的温差,或盘中高的气候差异。gydF4y2Ba


规范和标准对弹性屋顶涂料gydF4y2Ba

一些最重要的测试弹性屋顶涂料抗拉强度、延伸率和水的吸收。经常执行其他测试皮粘连,低温灵活性,加速风化,水蒸气渗透率、伸长后和恢复。规范和标准以及测试方法不同地区和国家。在美国有几个标准分类弹性屋顶涂料的性能,包括ASTM D6083,“能源之星”计划,加州能源委员会标题24和几个地区。ASTM D6083”标准规范对液体丙烯酸涂料用于屋面、应用”是其中一个最著名的标准。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba


单体为弹性绑定gydF4y2Ba

乳胶聚合物gydF4y2Ba因为弹性屋顶涂料是由乳液聚合。在这个过程中,不同的单体通过自由基聚合聚合在水中。一种聚合物需要低TgydF4y2BaggydF4y2Ba灵活的在低温下。因此,乳胶聚合物的弹性屋顶涂料通常由low-T的组合gydF4y2BaggydF4y2Ba和高温gydF4y2BaggydF4y2Ba单体获得所需的延伸率和抗拉强度之间的平衡。gydF4y2Ba

除了灵活性,耐水是最重要的一个屋顶涂料的性质。的耐水性涂料主要是由高分子粘结剂的成分,因此由单体使用。如果一个水溶性单体的疏水性的迹象,它变得明显,乙烯基酯neodecanoic酸(VeoVa 10乙烯基酯)有更高的疏水性比其他单体乳液聚合中常用(表1)。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba此外,均聚物TgydF4y2BaggydF4y2BaVeoVa 10单体(VV10) 3°C相当低,之间的硬单体如苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯(MMA)与软单体如丙烯酸丁酯(BA)和2-ethylhexyl丙烯酸酯(2-EHA)。gydF4y2Ba

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表1”gydF4y2Ba水溶性和TgydF4y2BaggydF4y2Ba一些常用的单体。gydF4y2Ba

VV10的高疏水性单体结合TgydF4y2BaggydF4y2Ba适合low-T的准备gydF4y2BaggydF4y2Ba聚合物是一个非常有趣的候选人发展小说,高性能弹性涂料的粘结剂。gydF4y2Ba


高度支化VeoVa乙烯基酯gydF4y2Ba

VV10是理想的gydF4y2Ba乙烯基gydF4y2Ba单体的高品质的水性胶乳的生产弹性涂料。它发现其主要作为疏水性co-monomer乙烯和丙烯酸聚合。乙烯基酯分子有一个独特的、高度支三级代替α-carbon结构。因此,该烷基neodecanoate集团是抵抗降解在碱性条件下没有氢α-carbon和除了笨重的烷基结构保护的酯功能分子。支三级结构笨重和疏水烃组提供了VV10乙烯基酯(图2)高度疏水性和较低的表面张力。此外,VV10乙烯基酯表现出很强的耐水解,不降低紫外线的影响下。gydF4y2Ba

VV10单体的化学结构。gydF4y2Ba
图2”gydF4y2BaVV10单体的化学结构。gydF4y2Ba

VV10单体与其他单体聚合的乙烯基酯官能团。这样的特定属性可以传授其共聚物单体。gydF4y2Ba

VV10可以结合使用各种其他单体生产各种聚合物。聚合反应的难易程度取决于所使用的反应性单体的比率(表2)。gydF4y2Ba

与其他单体乙烯基酯的反应率。gydF4y2Ba
表2”gydF4y2Ba与其他单体乙烯基酯的反应率。gydF4y2Ba

表2中的数据表明,VV10展品和醋酸乙烯酯的反应相似。之间存在的差异反应乙烯基酯和(甲基)丙烯酸酯单体,然而,这种区别是如此,他们仍然可以co-react在乳液聚合。gydF4y2Ba


VV10 Ester-Modified乙烯丙烯画gydF4y2Ba

VV10单体很容易在乳剂异分子聚合丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体。VV10单体的笨重和疏水烃结构增强了聚合物和水提供了一个高度的抵抗性,耐水解和改善粘附low-surface-energy基质传真照片和三元乙丙橡胶等。VV10 /丙烯酸聚合物胶乳代表一个家庭的各种可能的聚合物成分和性能特性。任何整合VV10单体导致显著改善耐水性和粘附塑料,和效果VV10含量增加而增加。gydF4y2Ba

水抵抗性的效果,可以直观地展示在一个水卷边测试下面的视频所示,并通过测量接触角。图3显示了同样大小的水滴的传播各种丙烯酸涂料。丙烯酸系统修改VV10 30%的高水接触角79度。VV10-modified丙烯酸涂料的水珠子,一个小水滴,而纯丙烯酸系统含有BA或2-EHA水容易在大面积的油漆表面扩散。gydF4y2Ba

卷边效果和接触角VV10 / acrylic-based油漆。gydF4y2Ba
图3»gydF4y2Ba卷边效果和接触角VV10 / acrylic-based油漆。gydF4y2Ba

水吸收gydF4y2Ba

6083年根据ASTM标准,吸水试验必须按照ASTM D471执行。在这项研究中,弹性涂料样品根据all-acrylic绑定和VV10-modified丙烯酸绑定是在水中浸泡14天。gydF4y2Ba

从图4很明显,合并的疏水性VV10单体丙烯酸骨干也减少了水肿胀的丙烯酸聚合物。VV10单体合并越多,越低的水吸收弹性膜。VV10单体(总单体)30%,水吸收涂层的数量下降到低于10%,远低于20%的最大规定ASTM 6083。gydF4y2Ba

吸水all-acrylic与VV10-modified丙烯酸。gydF4y2Ba
图4»gydF4y2Ba吸水all-acrylic与VV10-modified丙烯酸。gydF4y2Ba

断裂伸长率gydF4y2Ba

伸长量的百分比最大变形当样品分解。在iso-TgydF4y2BaggydF4y2BaVV10含量的增加会导致显著增加伸长(图5)。gydF4y2Ba

伸长弹性涂料。All-acrylic与VV10-modified丙烯酸。gydF4y2Ba
图5»gydF4y2Ba伸长弹性涂料。All-acrylic与VV10-modified丙烯酸。gydF4y2Ba

粘附传真照片gydF4y2Ba

房产申诉专员署和三元乙丙橡胶膜屋面屋面系统在美国很受欢迎。水性屋顶弹性涂料的发展提供足够的附着力表面风化传真照片屋顶膜仍是极具挑战性的课题。由于聚合物由VV10单体有较低的表面张力和疏水性增加,VV10-modified丙烯酸使屋顶防水弹性好的候选人polyolefinic基质涂层具有良好的附着力。gydF4y2Ba

一系列基于VV10-modified丙烯酸弹性屋顶涂料应用onTPO。湿和干燥的附着力测试(ASTM C794)皮的2英寸/分钟。湿附着力测量样本在水中浸泡后7天。gydF4y2Ba

从图6可以看出,公司的VV10丙烯酸骨干有非常积极的影响在干燥和潮湿的屋顶涂料的附着力传真照片,水平较高的VV10导致进一步提高附着力。VV10-based聚合物的低表面张力导致一种改进传真照片表面的润湿而增加的疏水性允许在潮湿的条件下保持良好的附着力。gydF4y2Ba

干粘附(左)和湿附着力(右)传真照片。gydF4y2Ba
图6»gydF4y2Ba干粘附(左)和湿附着力(右)传真照片。gydF4y2Ba

VeoVa /醋酸乙烯/丙烯酸酯乳剂gydF4y2Ba

VV10单体和醋酸乙烯酯表现出非常相似的反应活性自由基乳液聚合,收益率(殖利率)聚合物的单体单元沿着链随机分布。这是很重要的,因为它允许VV10单体的关键性能特征被充分的利用。结构独特、高度支化、富碳VV10单体sterically保护从水解酯组。更重要的是,它也保护邻近乙酸组(图7),从而提高聚合物的水解稳定性。这种保护被称为“伞效应”,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba等聚合物成功地使用,使涂料粘结剂即使在非常碱性基板。gydF4y2Ba

醋酸保护组由相邻VV10组。gydF4y2Ba
图7»gydF4y2Ba醋酸保护组由相邻VV10组。gydF4y2Ba

柔软、塑化、丙烯酸酯单体如BA (TgydF4y2BaggydF4y2Ba-40°C)和2-EHA (TgydF4y2BaggydF4y2Ba-65°C)可以用来改善acetate-based乙烯聚合物的灵活性。与VV10不同,这些醋酸丙烯酸酯不保护相邻组从化学攻击,因此这种系统有低水解稳定性的主要缺点,导致可怜的户外耐久性。添加VV10单体等聚合物形成三元共聚物与醋酸乙烯酯和丙烯酸酯水解稳定性大幅升级,同时允许保留一个好的灵活性。此外,杰出的抗水性和户外耐久性,可以达到良好的伸长率,拉伸强度为弹性屋顶涂料。gydF4y2Ba

作为一个例子一个vinyl-modified基于醋酸乙烯丙烯酸树脂,VV10,合成了丙烯酸丁酯。这种树脂测试制定弹性的屋顶涂料主要all-acrylic乳液。这些系统的性能对参考图8中所示。gydF4y2Ba

整体性能弹性屋顶涂料。Vinyl-modified丙烯酸vs all-acrylic。gydF4y2Ba
图8»gydF4y2Ba整体性能弹性屋顶涂料。Vinyl-modified丙烯酸vs all-acrylic。gydF4y2Ba

屋顶涂料基于VV10三元共聚物(vinyl-modified丙烯酸)结合高伸长和高的抗拉强度。的VV10 terpolymer-based系统具有更高的伸长比降低Tg商业all-acrylic系统。的疏水VV10单体也给予很低的吸水率,通常优于常用的丙烯酸聚合物。因为这些三元共聚物是基于一个相对低成本的acetate-based乙烯单体,高质量的乙烯ester-based聚合物提供了设计相匹配的涂料配方设计师的选择,甚至超越当前产品弹性屋顶涂料。gydF4y2Ba


混合树脂gydF4y2Ba

乳胶混合是混合两种或两种以上类型的乳液。这也是一个技术用于降低整体成本。混合树脂的选择往往是基于其疏水性,粒子大小或Tg。gydF4y2Ba

两个VV10-based系统用作all-acrylic混合树脂树脂进行了测试:gydF4y2Ba

  • 一个vinyl-modified基于醋酸乙烯丙烯酸树脂,VV10和丙烯酸丁酯;gydF4y2Ba
  • 乙烯基系统丰富的VV10 VV10包含80%和20% VAM单体(Veopol)。gydF4y2Ba

这些树脂混合在聚合物固体市场领先30%,all-acrylic树脂和测试在制定弹性屋顶对基地all-acrylic乳液涂料。gydF4y2Ba

整体性能VV混合树脂的弹性屋顶涂料。gydF4y2Ba
图9»gydF4y2Ba整体性能VV混合树脂的弹性屋顶涂料。gydF4y2Ba

混合树脂允许容易升级的各种不同的弹性屋顶涂料配方,从而降低吸水率,大幅增加伸长(图9)。gydF4y2Ba


结论gydF4y2Ba

VV10单体显著升级的整体性能绑定用于屋顶涂料。gydF4y2Ba

结合VV10单体与丙烯酸酯单体提供了一个通用的工具,制定各种高性能乳液聚合物用于弹性涂料增加水的阻力、高伸长,改善干燥和湿附着力传真照片。gydF4y2Ba

生产醋酸乙烯/ VV10聚合物很容易由于有利VV10单体的反应特点和醋酸乙烯酯。屋顶涂料基于VV10乙烯基酯三元共聚物结合高伸长和高拉伸强度和优异的耐水性。因为这些三元共聚物是基于一个相对低成本的醋酸乙烯酯单体,高质量的乙烯ester-based聚合物提供了设计相匹配的涂料配方设计师的选择,甚至超越当前产品弹性屋顶涂料。高度疏水性、pre-polymerized VV10-rich树脂提供了一个创新的路线很容易修改现有的弹性屋顶涂料通过简单的混合配方。gydF4y2Ba

大卫•Vanaken联系:gydF4y2Badavid.vanaken@hexion.comgydF4y2Ba,gydF4y2Bahttps://veovahouse.hexion.comgydF4y2Ba


引用gydF4y2Ba

  1. ®和™表示拥有的商标或授权给瀚森化工有限公司gydF4y2Ba
  2. ASTM D6083“液体标准规范应用丙烯酸涂料用于屋顶”。gydF4y2Ba
  3. Basett, d .疏水涂料乳液聚合物,gydF4y2Ba《涂料技术gydF4y2Ba,2001年,页43。gydF4y2Ba
  4. Vanaken d;Arriaga,诉“疏水性乳液聚合物的支化乙烯基酯单体”,《40岁gydF4y2BathgydF4y2Ba年度国际水性、高固体、粉末涂料研讨会,2013年2月,页117 - 131。gydF4y2Ba