结构化Nano-Acrylic聚合物| 2013-11-01 | PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

由低voc需求,柔和的最低成膜温度较低的聚合物(MFFT)被用于水性建筑涂料。这样的软绑定一个明显的缺点是膜硬度差,影响许多重要的阻力特性,如块、印刷、划痕、磨损和灰尘皮卡。可怜的防粘连的特点导致两个接触表面(例如,新油漆门窗)坚持,导致撕裂或剥落的油漆在分离。打印抵抗措施涂层薄膜的抗变形对象(例如,相框)放在上面的涂层。

涂料行业188BET竞彩有长足的提高低voc水性涂料的性能。混合软、成膜乳液small-particle-size, high-Tg修饰符是常见的做法来提高块电阻和湿附着力属性。^{1 - 8}然而,大多数之间固有的不相容聚合物对一般阻碍发展的内聚强度作为反映在减少耐擦洗。⁹更优雅的方式实现膜的形成和硬度的矛盾的要求是设计结构化的乳液聚合物与内部软硬域内的乳胶粒子。^{10 - 15}然而,防粘连和打印阻力仍发现不足,因为大多数self-filming绑定潜力有限发展足够的体积弹性模量和表面硬度。此外,这种多相粒子经常妥协擦洗耐久性,由于固有的不相容成分不同的聚合物阶段。

这篇文章介绍了一种新颖的基于结构化nano-acrylic聚合物丙烯酸胶乳技术(提前™)。由于高光泽应用程序需求最高的聚合物性能更高的粘结剂用法和没有缺陷的要求光泽发展成膜吸附技术的好处是突出显示在一个高光泽配方。他们的关键性能属性与最先进的相比,低voc高光泽的产品。这种创新构建丙烯酸技术使涂料开发零或低voc,高性能颜料里完成修剪,木头和墙壁。

实验

高光泽颜料

两个示例拍乳液(SNAP-1和SNAP-2)在无溶剂进行评估,高光泽配方为17%颜料体积浓度(PVC)和38%体积固体。油漆在此基础上制定新技术比较商业产品贴上高光泽颜料。十三商业高光泽涂料购买了基准测试研究。表1总结了他们推荐的应用领域(内部和外部),VOC含量,以阻止在房间,温度升高,电阻和打印阻力。

低温聚结(LTC)

膜的形成和泥浆低温开裂(40ºF)表明聚结乳胶涂料的程度。撤军的电影准备在Leneta 1 b透明度图表使用LTC 10-mil鸟器和25-mil广场酒吧泥浆开裂测试,分别。油漆电影被放置在一个40ºF冰箱电影画下来,晒干后24 h。干膜连续性检查;程度的裂缝密封和启封部分评分等级在1到5(1 =严重开裂;2 =温和开裂;3 =有些开裂;4 =轻微开裂;5 =无开裂)。

耐擦洗

相对耐擦洗评估在加纳直线可洗性和磨损的机器。涂料应用在湿膜厚度7千Leneta黑色塑料图表和干7天在控制的温度和湿度(CT / CH: 77°F和50%相对湿度)。尼龙毛刷之前条件通过运行400次测试开始了。标准化的磨料擦洗媒体(# SC-2 Leneta公司)使用。测试包括添加7毫升的擦洗媒体和5毫升的水开始后,每400个周期。测试是一式三份和周期失败记录的数量。采用半光泽的丙烯酸涂料作为擦洗控制每个测试面板上。

块电阻

测试油漆准备Leneta 1 b透明度图表使用3-mil鸟撤军酒吧。电影在室温(RT)块干在CT / CH室1天。两平方的2.54 cm x 2.54 cm一起被漆膜对漆膜下454克的重量。24小时后,带分离和评估。高温(ET)块测试,1天干燥后的油漆带在CT / CH被安置在120ºF烤箱烘焙30分钟。1000克的重量负荷转移到油漆电影通过一个2.54厘米直径的橡胶塞。电影被冷却30分钟前阻止评级。房间和高温块被评为ASTM d - 4946范围从0到10。测试运行报告一式三份,平均价值。

打印的阻力

打印抵抗措施的对象放在上面留下的印记涂料的涂层由于变形电影重量不足。油漆被吸引在Leneta 3 b图表使用6-mil鸟酒吧和干7天的CT / CH室。一块粗棉布是放在撤军电影和500克重量转移到电影通过一个8号橡胶塞,创建一个压力约为0.9 psi(或6.2 kPa)。这个大会是在120°F烤箱烘焙条件1 h,然后允许冷却。产生的评级的印象漆膜在接触粗棉布。0到10的数值刻度对应评分系统中指定的ASTM d2064 - 91方法(表2)。

康尼锡摆硬度

康尼锡摆采用ASTM 4366后测量涂层的硬度的电影。油漆电影准备在3英寸,12英寸玻璃盘子使用10-mil撤军酒吧和干7天。干膜厚度大约是4毫升。康尼锡钟摆在涂层表面设置成振荡(摇摆),在几秒钟内和时间的钟摆的摆动幅度减少6°3º被记录。

动态力学分析(DMA)

ar - 1000流变仪(TA仪器)是用于动态力学分析。频率扫描从0.01到628 rad /秒进行固体矩形样品快速乳胶的电影。储能模量(G),损耗模量(G)和tanδ测量。

结果与讨论

基准测试商业高光泽颜料

13中商业油漆检查,六是制定VOC不到50 g / L。事实上,两个出六个低voc涂料voc广告。七高光泽的油漆被分类为内部和外部的应用程序。低voc的产品,在大多数情况下,类似于执行,或比传统的高光泽颜料。最大的改善地区擦洗阻力和高温。

图1比较耐擦洗低voc和high-VOC商业高光泽颜料。除了一个低voc涂料擦洗2000或更多的周期,而high-VOC描绘平均约567擦洗周期。这些数据表明,一个强大的重点是改善耐久性低voc涂料由于耐擦洗是耐久性的一个重要方面,尤其是对内部应用程序。

块电阻是一个关键的光泽和半光泽的油漆的性能要求。块电阻表1中数据显示表明,甚至high-VOC传统配方不具备完美的阻力。天室温块阻力等级从0到8日平均价值5。高温块比室温评级一般较差。描绘了一幅和F,两个higher-VOC-containing产品,收到防粘连评级最低的零空间和温度升高。六lower-VOC产品窄范围的下降5到7(图2)。相比之下,阻止评级较高的挥发性有机化合物产品显示明显更广泛的传播。

界面能和聚合物粘结强度影响块阻力。例如,难度模量较高的粘结剂有更好的防粘连性能因为聚合物Tg聚合物粘结强度增加而增加。相互扩散的程度也能减少由于更少的自由体积和更多的限制链流动。这两个因素改善防粘连性能。出于同样的原因,low-VOC-capable聚合物本身块或更容易坚持。塑性变形导致软聚合物有亲密的接触,从而增加接触面积,促进相互扩散,特别是在高温和压力情况。此外,聚合物有良好的兼容性,因此,附着力好,因为两个接触表面化学性质是相同的。因此,薄膜表面特征接触表面的表面能和形态学等领域可以扮演更重要的角色在块电阻低voc涂料。

打印阻力更直接相关的模量画影片。不出意料,lower-VOC产品通常不如higher-VOC油漆,如图3所示。High-VOC颜料通常采用高Tg绑定,可以提供更大的电影高硬度,因此打印阻力。然而,油漆,zero-VOC产品,取得了一个令人鼓舞的8,暗示有可能低voc绑定来匹配high-VOC产品的性能,包括抗打印。

吸附技术

低voc粘合剂和油漆的最大挑战是同时满足的要求优秀的膜的形成,膜的硬度和耐久性。结构化nano-acrylic聚合物(SNAP)技术代表了一个创新的解决方案,承诺提高低voc涂料的性能标准。结构化的乳胶粒子的合成一直探索以前平衡膜的形成和硬度。^{10 - 15}然而,商业描绘的基准测试研究的结果表明,防粘连,特别是打印阻力仍hard-to-attain电影属性低voc的水性涂料。

吸附技术涉及到一个复杂的多阶段乳液聚合过程,允许生产纳米级丙烯酸颗粒在低粘度(< 500 cPs)和实际固体含量(49%)。独特的硬性和软性聚合物阶段由非常规的设计负责影片无与伦比的硬度和良好的低温聚结(LTC)。的两个例子乳液为SNAP-1和SNAP-2下面讨论。

膜的形成

吸附技术使zero-VOC颜料形成连续和光滑的电影,即使在较低的温度。图4中的图片说明其低温聚结能力相比竞争相同的高光泽丙烯酸粘合剂配方。光滑的漆膜表面的高光泽的发展至关重要。低voc商业涂料相比,SNAP-2确实产生最高的20°光泽。

擦洗耐久性

耐擦洗的机械完整性和能量吸收能力的油漆的电影。擦洗耐久性因此相关涂层膜的韧性和弹性。通常,它增加与减少PVC或增加粘结剂使用。好耐擦洗允许涂表面清洁而不受伤害。图5显示了快速乳液提供类似擦洗目前商业低voc涂料的性能。低voc涂料,除了M,表现出很好的擦洗耐久性。

康尼锡的硬度油漆的电影

特殊薄膜硬度最显著的特点是吸附技术。摆阻尼测试已经发现有很好的敏感性检测涂层硬度的差异,硬度在哪里定义为变形阻力。图6显示了振荡时间提前和商业上的康尼锡摆注册油漆的电影。钟摆硬度试验的原理是基于钟摆的摆动幅度下降更快地在柔软的表面上。五的商业油漆、振荡时间小于10秒~ 4毫升干膜厚度。两个SNAP-based油漆的康尼锡硬度平均值的三倍,双打阅读最好的低voc涂料,M。

块电阻

图7块天块的评级电阻在室温和升高温度。商业产品展示相似块电阻在一个小范围从5到7。之间没有直接的关联可以硬度数据(图6)和块电阻(图7)。很明显,大部分房地产影响块电阻并不是唯一的因素,和表面组件的贡献不应被忽视。然而,这两个示例提前乳液显示突出摆硬度和块电阻,超过了商业高光泽产品在北美市场我们测试。

打印的阻力

室内光泽和半光泽的油漆系统在窗台和其他水平表面通常有对象(如花盆或相框放在他们留下永久的印象。相对于块电阻、打印阻力对高光泽颜料似乎是一个更大的挑战。性能差距更深远的低voc涂料(表1)。

打印的平均阻力lower-VOC颜料只有2.7的分数范围从0到10。油漆M得分最高印刷电阻为8。不幸的是,这种涂料耐擦洗lower-VOC产品中最低(图5),如图8所示,吸附聚合物产生完美的分数在打印测试不影响耐擦洗。这是一个重大的改进当前低voc高光泽的产品。事实上,他们甚至超越传统,high-VOC绑定在块和打印阻力。两块和打印阻力结果清楚地展示在低voc吸附技术的优势商业高光泽颜料。

块电阻相比,印刷电阻更大部分硬度密切相关,而块电阻可以通过修改油漆表面增强的属性。打印阻力,像钟摆硬度,还取决于涂层的粘弹性性质的电影。

动态力学分析

特殊的硬度可以归因于吸附技术的独特的多相聚合物的粘弹性性质。直接存储器存取被广泛用于描述材料的粘弹性行为。188金宝搏bet官网材料的反应振荡频率的函数反映了来188金宝搏bet官网自不同的机制在分子和微观水平。振荡频率扫描,交叉频率的弹性模量(G) =粘性模量(G)通常标志着开始流的区域。的频率扫描SNAP-1聚合物在25°C和50°C显示没有交叉点在整个频率范围从0.01到100赫兹(图9)。除了没有交叉频率的情况下,存储模量几乎是一个数量级高于损耗模量。当tanδ(G / G)较低,材料弹性行为主导和不太可能永久变形。大量分离G和G”仍然是即使在50°C;弹性模量是一直高于粘性模量。同时,50ºC是接近测试温度热块和打印阻力。这两组数据在图9中证明技术产生僵硬的聚合物薄膜,反过来,导致优秀的块和打印阻力性能。