新型水性高性能涂料颜料研磨树脂| - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

一种新研制的颜料研磨树脂可有效地制备各种颜料颜料。

涂层通常提供两个基本功能:保护基材和提高基材的美学方面。许多有机和无机颜料被用于液体涂料，以提供适当的基材表面隐藏，并达到所需的颜色和外观。在液体涂料中加入不溶性干颜料有两种常用的方法，即直接颜料研磨和使用颜料浓缩液(颜料)

直接研磨包括将干燥的颜料直接湿润并分散在液体涂层树脂粘合剂中，然后在脱团聚的初级颜料颗粒上形成保护层后，其分子将起到稳定剂的作用。对于水性体系，有时需要使用颜料润湿剂，以促进低表面能颜料的润湿

这种方法有几个优点，包括不使用或很少使用颜料润湿和分散添加剂或研磨树脂，这两者都可能造成潜在的相容性问题和薄膜性能的降低。然而，直接刷任务也有一些缺点。例如，当制作小批量的同一涂层的多种颜色时，直接研磨可能是耗时和不经济的。在生产过程中调整颜色也很困难。此外，对于剪切不稳定的粘合剂，或者当粘合剂的分子量(MW)和颜料亲和功能太低，无法提供足够的防止絮凝的保护时，直接研磨是不可能的。

另一方面，颜料被广泛用作直接研磨的替代品。单个干颜料在液体介质中以高浓度预分散，初级颜料颗粒由颜料分散剂或颜料研磨树脂稳定。颜料的色调通常是预先标准化的，可以随时进行快速颜色调整。

为了制造无树脂的颜料颜料(浆料)，要使用高水平的颜料润湿和分散添加剂。与用树脂研磨制成的颜料相比，浆料通常更稳定，粘度更低，有时颜料含量更高。然而，使用泥浆的缺点包括过度发泡的可能性，特别是在水性系统中，以及由于干涂层膜中存在低mw亲水添加剂而显著减少水分和耐化学腐蚀性能。

相比之下，使用研磨树脂制成的颜料可以在制造灵活性和保持最终涂层性能之间提供良好的平衡。总的来说，与典型的聚合物分散剂相比，研磨树脂具有显著的高分子量和低亲水性。因此，最终电阻性能通常不受它们在涂层膜中的存在的影响。然而，研磨树脂在制造高浓度颜料颜料方面的效率通常不如颜料分散剂，这一点可以从研磨树脂制成的颜料的典型高粘度和低颜料浓度得到证明。

新型水性研磨树脂

开发了一种新型水性颜料研磨树脂，树脂6529，试图实现两个目标:制造一种研磨树脂，可以(i)提供接近典型聚合物颜料分散添加剂的颜料研磨能力，(ii)提高高级颜料涂料的耐蚀性能，目前使用浆料技术加入颜料。树脂6529是专门为2K异氰酸盐固化和1K氨基固化水性体系设计的。该树脂基于丙烯酸-聚酯混合技术，被认为与高端水性体系中典型的丙烯酸和聚酯多元醇具有良好的相容性。为了最大限度地减少对涂层最终电阻性能的潜在负面影响，交联功能如羟基(OH)被加入到该树脂中，从而使其分子成为适当固化的涂层交联网络的一部分。

实验

材料和配方

研磨树脂6529与分散剂D(一种非oh功能聚合物型颜料润湿分散剂)进行了评估和基准测试。本研究中所制备的所有颜料均采用基于水性oh功能丙烯酸粘合剂多元醇6810的配方。表1显示了这三种材料的特性。188金宝搏bet官网

在这项研究中，我们选择了四种高端应用中常用的干颜料。

1.红W是一种基于喹吖啶酮的有机红色颜料(色素紫19)。

2.蓝色X是一种铜酞菁型有机蓝色颜料(色素蓝15:2)。

3.黑Y是一种中等喷气型炭黑颜料，平均初级粒径为25纳米。

4.白色Z是一种金红石二氧化钛颜料，表面处理的氧化铝，二氧化硅和二氧化锆。

用分散剂D配制了T1 ~ T4四种不同的颜料着色配方，用6529树脂配制了T5 ~ T8四种不同的颜料着色配方，配方如表2所示。

所有颜料被珠磨机研磨至少一个小时，所有颜料在研磨结束时达到2.5µm或更好的研磨读数细度。所有非白色颜料浓缩液的着色强度采用基于多元醇6810的白碱性公式W-Base进行评估(表3)。

将每一种非白色颜料的颜色与W-Base配方混合，然后检查和比较固化膜的颜色。除了着色强度外，颜料颜色T1到T8也在基于多元醇6810的2K水性酰基/异氰酸酯体系中进行了评估，形成了单色涂料配方L11到L18(表4)。注意，在L15到L17中，异氰酸酯的用量稍微调高，以补偿整体略高的OH功能。

撤军做准备
所有的拉滤都是使用带120微米(m)间隙的拉滤涂抹器进行的，产生的干膜厚度为~30-35 μ m。所有滴液在室温下干燥1天，然后在80℃下固化30分钟后进行试验。

在以下基质上进行了下降:

用于颜色和着色强度评估的拉深卡(表面涂覆，黑白背景);

未经处理的钢板(Gardobond OC型，Chemetall品牌)用于耐水、湿度和盐雾测试;而且

玻璃板的光泽、硬度、丙酮和甲基异丁基酮(MIBK)耐溶剂性试验。

性能测试
光泽和颜色测量
用手持光泽度计(BYK-Gardner品牌，Micro Tri Gloss)在20°和60°角度测量光泽度。颜色测量采用手持式色度计(BYK-Gardner品牌，型号光谱指南球光泽)，使用CIE 1976 L* a* b* (CIELAB)刻度;以D65为光源，以10°角观察颜色。

耐湿度、水和盐雾测试
湿度测试是根据DIN EN ISO 6270-2进行的，使用克利夫兰冷凝式湿度柜，温度设置为40°C。浸水试验采用室温(~23℃)自来水浸泡涂层板。在每个评估间隔，面板从水中取出，擦干，立即评估，然后返回水中浸泡。根据DIN EN ISO 9229进行抗盐雾测试，除了涂层板没有刻痕。

根据EN ISO 4628-2评估面板外观和起泡程度:
(i)“水泡数量”评级为“0”为最佳评级，代表没有水泡;而“5”则是最差的评分。
(ii)“水泡大小”评级为“0”是最佳评级，表示即使在10倍放大下也没有观察到水泡，而“5”评级为最差评级，水泡大小为5毫米或以上。

硬度和耐溶剂性
使用摆硬度计(BYK-Gardner品牌，PH值5854型)根据DIN EN ISO 1522测量摆(König)硬度。

丙酮和甲基异丁基酮(MIBK)的耐溶剂性(双摩擦)是根据ASTM D 4752做的，除了MEK没有使用。记录了造成可见表面损伤(如结疤)所需的最小两次摩擦次数。

结果与讨论

与分散剂d相比，树脂6529的分子量高得多，经过特殊设计改性，其固相水平较低，但粘度较高。总的来说，树脂6529在制作色素负载高的颜料颜料方面是有效的，即使是难以分散的喹啉基有机红和酞蓝颜料。

然而，树脂6529也显示出一些小缺点，通常与研磨树脂在制造高负载颜料颜料。例如，在相同的颜料装载量下，树脂6529 (T5到T8)制成的颜料比分散剂D (T1到T4)制成的颜料具有更高的粘度。可能需要使用乙二醇醚溶剂来降低着色粘度(如公式T6)。此外，树脂6529要求使用低水平的分散剂D(或类似的颜料润湿添加剂)来改善低表面能颜料(如T5到T7)的润湿性。

光泽和颜色测量
色颜色评价
将6种非白色颜料中各0.5份与15份白色底剂配方W-Base混合，制备WB-1至WB-3和WB-5至WB-7的检测配方。对这些配方的下降进行了评估(表5)。基于树脂6529的配方WB-5和WB-6与基于分散剂d的对应配方WB-1和WB-2相比，颜色相似(ΔE < 1.0)。但是WB-7的L*值略高于WB-3 (ΔL* = +1.26)，说明黑色色调T7的效率略低于T3。

光泽和质量色调颜色评估
当比较用相同颜料着色的涂料时(例如，L11 vs L15;L12 vs L16等)，在白色或黑色背景上，基于树脂6529和分散剂D的涂料在颜色上没有显著差异(ΔE < 1)。这表明，树脂6529为基础的着色剂能够提供类似的颜色强度，当用于单色涂料时，与分散剂D制成的涂料(表6)。

另一方面，高分子颜料分散剂几乎普遍被认为与许多主干涂料粘合剂兼容，在抗颜料絮凝方面具有很好的稳定性。由于良好的相容性和缺乏絮凝被认为是高光泽的关键，这是有点令人惊讶的光泽水平，特别是在20°测量，涂料L11到L14(分散剂D)明显低于涂料L15到L18(树脂6529)，如表6所示。

这一观察结果的根本原因仍在调查中。一种可能是由分散剂D (T1到T4)制成的颜料在降解过程中发生了少量絮凝，导致L11到L14的光泽水平相对较低。由于6529树脂的分子量远高于分散剂D，因此，6529树脂通过空间位阻作用防止颜料在释放后絮凝，从而具有较好的色素稳定性。L15到L18没有明显的色素絮凝可以解释它们较高的光泽度。

也有可能是由于6529树脂和多元醇6810在聚合物骨架结构、极性和分子量方面的相似性，6529树脂与多元醇6810的相容性优于分散剂D，导致树脂6529基涂料显示出更高的光泽水平。最后，基于树脂6529的涂料可能有更好的流动和流平性能，因此光泽度提高。需要做更多的工作来进一步调查。

耐湿度、水和盐雾测试
表7给出了在湿度室暴露、水浸泡和盐雾暴露后涂层外观(起泡)评级的总结。

总体而言，树脂6529基涂料(L15 ~ L18)比分散剂d基涂料(L11 ~ L14)具有更好的耐湿、耐水和耐盐雾性能，这表明它们具有更好的耐起泡性能。例如，涂料L11到L14在湿度室暴露仅一小时后就显示出起泡的迹象，而涂料L15到L18仍然没有起泡。另一个例子:在浸泡48小时后，L11(红色)比L15显示出更多的起泡。请注意，正在评估的2K系统不是为直接接触金属(DTM)应用而设计的，如果不使用高级金属底漆，就无法获得适合苛刻的工业维护应用的优越耐腐蚀效果。

硬度和耐溶剂性
摆锤(König)硬度和溶剂双摩擦试验结果汇总见表8。

与基于树脂6529的相应涂层相比，基于分散剂D的涂层显示出较低的硬度。再次，树脂6529为固化膜提供了改善的性能，可能是由于树脂6529与粘合剂和异氰酸酯之间形成的涂层网络之间的交联。

有趣的是，L11和L13在他们的配方中含有最高水平的分散剂D(与L12和L14相比)，他们的薄膜有最低的摆硬度读数。

树脂6529基涂料上较好的丙酮和MIBK双摩擦结果也表明交联密度较好，这是树脂6529与固化膜的三维聚合物网络交联的结果。请注意，表8中的两次摩擦次数表示的是造成薄膜表面外观可见损伤(损坏、失光等)所需的最小摩擦次数。

结论

在本研究中，一种新开发的颜料研磨树脂树脂6529是有效的制备各种颜料的颜色。树脂6529具有非常接近于聚合物颜料润湿分散添加剂的颜料研磨和稳定能力。此外，在2K异氰酸盐固化涂料体系中，使用基于树脂6529的颜料来取代颜料浆，许多关键性能都得到了改善。这些改进包括光泽，薄膜硬度，耐水和湿度，以及耐溶剂性。综上所述，研磨树脂6529可以成功地用于制备颜料颜料，以改进现有的浆基2K涂料体系。