涂料助剂
低VOC涂料用醇酸树脂乳液研究
介绍
在过去的50多年当中,以煤油形式供应的醇酸树脂已经广泛用于生产高质量的装饰涂料。最近,涂料朝着具有更低含量的芳香性溶剂和更高固体含量的趋势发展。因此,终端使用者可能使用到具有更低危害性的产品,并且产品对环境的影响也可以降至最低。
随着关于VOC排放的限制性法规的不断增加,醇酸树脂乳液可以作为一种降低VOC含量的有效工具。醇酸树脂乳液可以在保持醇酸树脂优异的化学性的同时,用水来代替有机溶剂。
薄膜的形成及相关性质
醇酸树脂是一种分子量相对较低的聚合物,通过多元酸和多元醇的酯化反应而制得,并用油脂或脂肪酸进行改性。在空气干燥的过程中,可以对不饱和脂肪酸进行氧化,从而形成交联网络。由于在室温条件下这种反应是缓慢的,因而向该涂料配方中加入金属催化剂(干燥剂)以加速氧化反应的进行。由于醇酸树脂的分子量相对较低,因此醇酸树脂乳液的成膜过程并不是和丙烯酸树脂分散体一样——需要多步复杂的过程。例如,丙烯酸树脂分散体需要经过:颗粒接触的水分蒸发阶段(I)、变形阶段(II)、与相互扩散的聚合物链结合并在高于MFT(最低成膜温度,minimumfilm-formingtemperature)的温度下形成连续膜(III)。
特别需要注意的是,一旦水分从醇酸树脂乳液所制成的膜中蒸发,体系就会发生相反转。而丙烯酸树脂的高粘度性可以防止上述相反转现象的发生,并且颗粒间的界面不容易消失。因此,由醇酸树脂乳液所制成的薄膜不再具有均一性。最后一步当中包含了醇酸树脂链段与空气中氧气的反应,并形成了交联体系。
丙烯酸树脂分散体和醇酸树脂乳液的成膜示意图

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