当今有各种各样的交联方法和化学,涂料制造商需要仔细观察他们的流程,以确保他们使用他们的应用程序的优化方法。选择正确的交联技术使制造商提高运营效率,降低生产成本和操作完成涂层的特点。
交联或养护过程中一个多功能分子参与聚合,并纳入聚合物链。典型的交联的方法包括:用电吹风,缩合反应,自由基固化(如紫外光/电子束或过氧化物),并使用迈克尔加成反应化学胺固化。尽管所有这些方法最终将交联并成功地形成一个涂层,只有紫外光/电子束(UV / EB),过氧化物,和胺系统产生快速固化,高性能、低voc涂料。
一条主线:丙烯酸和甲基丙烯酸酯
本文中提供三个高效交联技术,UV / EB过氧化和胺固化,使用不同的方法来启动交联,但所有导致类似的高性能涂料。这是因为所有三个包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体和低聚物涂层配方。这些对传统的丙烯酸和甲基丙烯酸酯类提供了许多改进制定和治愈solventborne涂料。福利的范围从零VOC排放更快的治愈时间。最关键的一个益处使用UV / EB涂料制造商,过氧化氢或胺治疗方法增加速度。与丙烯酸酯单体和低聚物、治疗时间减少到纳秒(UV / EB固化的情况下)或几分钟或者几小时(过氧化的情况或迈克尔加成反应化学)。快速治愈时间转化为增加利润,因为更多的产品可以在更短的时间内制造。
责任感对于自然环境的另一个原因是很多制造商选择涂料技术,用丙烯酸和甲基丙烯酸酯。涂料行业188BET竞彩闻名问题上采取积极的态度影响公众健康和环境,和污染也不例外。考虑行业的行动来消除油漆含铅量——几十年前美国消费者产品安全委员会1978年的禁令。时排放的挥发性有机化合物的仪器与传统solventborne涂料固化和溶剂蒸发到空气中,UV / EB -,过氧化物、胺固化涂料和纳入固化材料,保持空气的清洁。
此外,丙烯酸酯- methacrylate-terminated单体和低聚物(一般结构丙烯酸酯和丙烯酸甲酯组件提供在图1和图2)为构建涂料提供各种各样的构建块。这些块使他们能够“量身定做”涂料系统来实现特定的属性,如硬度、耐化学性和灵活性。虽然丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体结构稍有不同,变化就足以产生不同的性能特性。构建可以利用这些变化,选择可用的专业范围的(甲基)丙烯酸酯类来实现适当的几乎任何应用程序的性能特性。
TMPTA和TMPTMA之间的差异的一个例子,两个最广泛使用的单体在UV固化和过氧化物固化,分别提供了图3。这些差异一般适用于大多数丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
揭开神秘的交联体系的组成部分
单体单体,最简单的积木中发现有机合成材料,通常是低粘度丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。188金宝搏bet官网单体主要函数作为活性稀释剂,降低未硫化的涂料的粘度,以促进应用程序。单体粘度范围可以从5 - 25000厘泊。他们是低分子量低聚物和不同的功能。Mono - di - tri-functional单体,示意图见图4,是最常见的,但功能构建6和更高的人。
的功能单体或低聚物用于制定高性能涂料只有最终影响涂层性能的因素之一。单功能的单体(只包含一个活性组)通常作为稀释剂,提高灵活性,减少收缩。多功能单体(包含一个以上的活性组)交联,也作为稀释剂,增加膜的抗拉强度,提高抗化学腐蚀,提高治愈率。
的化学性质和分子量单体也影响涂层的性能属性。这包括烷烃与醚分子的性质以及分子的线性或循环性质。每一个和他们对涂层性能的影响如表2 - 5所示。
寡聚物高分子量(1000 - 30000)crosslinkable涂层组件用作涂料配方的基础材料。低聚物的主要工作是传授完成涂层的主要物理特性。
寡聚物是基于各种各样的化学反应,包括丙烯酸酯聚氨酯、环氧树脂、聚酯和丙烯酸。本文将讨论中使用的两个主要类型涂料,环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯。这些类型的寡聚物的一般结构如图5所示。
聚氨酯丙烯酸酯低聚物在脂肪族产品,提供优良的耐候性以及耐磨、耐擦伤性,抗冲击性和灵活性。脂肪族和芳香族产品的性能类似于单体。
仔细看看自由基,Cure-in-Place技术
而丙烯酸酯和丙烯酸甲酯系统的主要组件用于UV / EB、过氧化和胺化学相似(见表1),交联引发变化。需要在自由基交联,发起者或发生和聚合单体组合发生。引发剂的类型根据不同治疗方法(参见图6)。大于1的单体和低聚物的功能会导致交联形成。图7描述了一个更具体的使用双官能的丙烯酸酯反应,从而导致交联聚合物。
辐射固化
在所用的涂层系统中,一个自由radical-generating需要光来初始化交联的涂料直接在衬底上。氢自由基通常由抽象在暴露于紫外线光。常见的光包括苯甲酮、苯偶酰二甲缩酮和2-hydroxy-2methyl-1-phenyl-1-propanone。自由基的反应机理由光形成如图8所示。EB固化的涂层暴露在一连串的电子。产生足够的能量从电子轰击产生自由基聚合引发剂。
辐射固化方法提供100%的活性,单组分系统,快速治愈速度,增加线的速度(1000 fpm)和外套热敏性基质的能力,使他们越来越受欢迎的各种应用程序。事实上,美国光固化涂料市场正在迅速增长,估计年增长率为10%。
应用程序
UV / EB固化是目前用于各种高性能涂层的应用程序,如乙烯基面漆和木地板,金属和木制家具,套印清漆(口服脊髓灰质炎疫苗),纸和塑料包装和涂料、电路板涂料,涂料,塑料和金属容器。新兴的应用包括间接食品包装和高端汽车完成。热治疗
自由基交联涂料使用特种丙烯酸酯还可以使用热敏发起者制定过氧化物或azonitrile等化合物。在这些系统中,自由基引发剂分解的生成热,或通过减少代理像金属干燥剂在环境温度,如图9所示。
过氧化选择取决于涂层的温度将被治愈以及所需的货架寿命的涂料。关键属性是它的半衰期温度或温度一半的激进分子在一定的时间内生成。
常用的过氧化物包括methylethylketone过氧化氢过氧化枯烯,叔丁基perbenzoate, 1, 1 di - (t-butylperoxy) 3, 3, 5-trimethylcyclohexane。过氧化确定涂料的选择将是一个单组分或plural-component系统。
时一个重要的考虑因素制定peroxide-cure涂料是两种相互竞争的治疗机制。在涂层表面,氧气存在,有氧治疗发生;没有氧气存在的表面下,厌氧治疗发生。发生在表面的固化速度远远超过以上自氧是一个很好的自由基清除剂。因此,实现统一和完整的治疗关键是消除氧气在表面通过机械手段,如用氮气惰化大气,或通过化学手段,通过使用金属干燥剂和单体,是好氧拾荒者(例如,烯丙基的功能单体)。
过氧化物交联涂料提供100%活性系统高涂布量;isocyanate-free、无甲醛系统,最终允许低毒性;低温固化(低至0摄氏度);和传统的使用应用程序和烘干设备。
应用程序
过氧化物交联涂料用丙烯酸酯目前用于高性能汽车底漆及面漆、涂料对混凝土桥甲板和工业地板,和特种涂料,木材和纸张。胺/迈克尔加成Cure-in-Place技术
丙烯酸酯也可以作为活性稀释剂和修饰词在其他crosslinkable涂层技术,如双组分环氧系统与多胺固化。在这些系统中,作为co-reactant amine-curing代理功能比作为引发剂或催化剂。丙烯酸酯与胺反应可以通过迈克尔加成反应,如图10所示。由此产生的二次amine-acrylate加合物可以与另一个丙烯酸酯或反应,最好,环氧树脂,形成高度交联的聚合物(参见图11)。
丙烯酸酯可与胺固化剂的反应,如脂族胺、脂环族的胺,amidoamines和聚酰胺。然而,脂族胺首选由于其丰富的伯胺氢。最有效的基于二三胺胺固化剂,triethylenetetraamine tetraethylenepentaamine。添加一个丙烯酸酯环氧cure-in-place涂料提供100%反应系统的好处,粘度降低没有财产损失,快速的环境,sub-ambient治疗没有使用硫醇,降低胺脸红。
应用程序
迈克尔加成反应使用丙烯酸酯交联技术是目前用于环氧交通油漆;环氧树脂涂料对混凝土,如二次容器和工业地板;和epoxy-based防护涂料、罐衬里和耐腐蚀等引物。交联技术的未来
底线意识制造商将批判的眼光向内,以评估他们的治疗过程和技术。许多人发现,传统的治疗方法不再是一个可行的选择,并选择将UV / EB,过氧化物、胺系统操作。
这些先进的治疗技术使涂料制造商提高过程效率,在较低温度下实现更快的干燥时间,提高生产速度。此外,使用丙烯酸和甲基丙烯酸酯类允许他们发展100%活性,无溶剂系统,降低粘度不牺牲性能,提高涂层的整体质量。
更多信息交联技术圈134号。
交联技术的速成课
虽然这里讨论的三个环保涂料技术(UV / EB、过氧化物、胺/迈克尔加成反应)是快速增长的接受和使用,传统的治疗方法仍主要在涂料行业。188BET竞彩让我们看看两个传统技术充分欣赏备用方法。大多数涂料风干,传统的涂料。这些通常是制定使用聚合物涂料用树脂溶解在有机溶剂;当溶剂蒸发膜形成在衬底上。然而,高水平的VOCs是当发生蒸发时,使这些对环境有害。额外的缺点风干涂料包括长时间过程和高能源成本。
缩合反应(聚合)提供一个替代风干涂料。通常开始在温和的温度和压力条件下,凝结在高温低压反应完成,导致长时间的过程。
基本制定这些交联方法之间的差异和高性能、低voc本文中讨论的方法如表1所示。还提供了每个组件的功能。
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