水性涂料的研究进展
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基于我国水性涂料的应用现状研究水性涂料是指以水为分散介质,以水溶性树脂或乳液树脂为基料,添加助剂和颜料等经过一定工艺制备而成的涂料。
它具有环保、无毒、无味、易清洗等优点,是目前涂料行业发展的主流产品之一。
近年来,我国水性涂料的应用范围逐渐扩大,涂料质量稳定性和产品品种都有了很大提升。
本文将对基于我国水性涂料的应用现状进行研究,分析其发展趋势和存在的问题,以期为该行业的发展提供参考。
一、水性涂料的应用现状1. 建筑装饰领域建筑装饰行业是水性涂料应用的主要领域之一。
随着人们对环保健康的重视,水性涂料因为其绿色环保的特点逐渐替代了传统的溶剂型涂料,成为室内外装饰中的主要选择。
水性涂料在建筑装饰领域的应用主要包括墙面涂料、木器涂装、金属涂装等,其产品种类日益丰富,能够满足不同的装饰需求。
2. 汽车制造领域随着汽车工业的快速发展,水性涂料在汽车制造领域的应用也逐渐增多。
传统的溶剂型涂料在使用过程中容易产生挥发性有机化合物(VOCs)污染和安全隐患,而水性涂料具有低挥发性、无毒无味的优点,能够在一定程度上改善车间环境,符合汽车工业对环保和品质的要求。
3. 木工家具领域木工家具行业是水性涂料的重要应用领域之一。
水性涂料涂层具有良好的附着力和耐候性,能够保护木质家具表面,延长其使用寿命。
水性涂料还可以通过调整配方来实现不同的效果,如哑光、亮光、弹性等,满足木工家具行业的不同需求。
4. 金属防护领域在金属防护领域,水性涂料也有着广泛的应用。
其优点主要体现在防腐性能、施工安全性和环保性方面。
相比传统的溶剂型涂料,水性涂料在使用过程中对环境和人体健康的影响更小,更符合现代社会对健康和环保的要求。
二、水性涂料的发展趋势1. 产品多样化随着消费升级和需求多样化,水性涂料行业在产品研发方面不断创新,推出了各种功能性和特色化的涂料产品。
比如抗菌涂料、自洁涂料、防潮防霉涂料等,满足了消费者在不同场景下的需求,拓展了水性涂料的应用领域。
水性涂料的研究进展水性涂料是一种以水作为溶剂或分散介质的涂料,与传统的溶剂型涂料相比,具有环保、低污染、无毒无害等特点。
近年来,水性涂料的研究取得了显著的进展,包括涂料剂型的研究、性能的改进以及应用领域的拓展等方面。
首先,涂料剂型的研究是水性涂料研究的重要方向之一、目前,水性涂料的剂型主要有乳液型、溶胶型和分散型等。
其中,乳液型是最常见的水性涂料剂型,它由树脂、乳化剂、助剂等组成,能够形成稳定的乳状液体。
而溶胶型是以胶体粒子为主要成分,以水作为稀释剂的涂料剂型,具有颗粒细小、分散均匀等特点。
最近,分散型涂料又成为研究的热点,通过特定技术,将固体颗粒分散在水中形成液体,从而实现了水性涂料的低粘度、高固含量等特点。
其次,水性涂料的性能也得到了大幅改善。
传统水性涂料常常存在涂膜硬度低、耐水性差、耐碱性差等问题,而现在的研究主要集中在提高涂料的应用性能。
例如,增强涂膜的硬度和耐磨性是目前研究的重点之一,通过添加硅酮树脂、纳米填料等,提高了涂料的表面硬度和耐磨性。
此外,还对涂膜的耐温性能进行了研究,通过调整树脂体系的结构和添加耐高温填料,使涂料具有良好的耐高温性能。
再次,水性涂料的应用领域也在不断拓展。
传统上,水性涂料主要应用于建筑领域,用于墙面、地板等的涂装。
但随着技术的发展和研究的深入,水性涂料已经开始应用于汽车、家具、电子产品等领域。
例如,汽车制造商在车身涂装中越来越多地采用水性涂料,以减少对环境的污染。
同时,水性涂料还在电子产品领域得到广泛应用,如智能手机、平板电脑等外壳的涂装都采用水性涂料,以保证产品的环保性和安全性。
总的来说,水性涂料的研究进展可分为剂型研究、性能改进和应用领域拓展三个方面。
在剂型研究方面,乳液型、溶胶型和分散型涂料成为主要研究对象。
在性能改进方面,涂料的硬度、耐磨性和耐温性能得到了明显提升。
在应用领域方面,除了建筑领域外,水性涂料还在汽车、家具、电子产品等领域得到广泛应用。
随着研究的不断深入,相信水性涂料将在未来展现更广阔的应用前景。
水性涂料的应用和研究进展水性涂料是一种以水作为溶剂的涂料,相对于传统的溶剂型涂料,具有环保、可持续、安全和经济的优势。
随着人们对环境保护和可持续发展的重视,水性涂料的应用越来越广泛,并且在研究方面也取得了一些进展。
首先,水性涂料在建筑行业中的应用不断增加。
水性涂料具有低挥发性有机物排放(VOCs)的特点,对于室内空气质量的改善非常重要。
因此,水性涂料被广泛应用于室内墙壁、天花板、地面和家具等装饰。
此外,水性涂料还可以用于外墙涂料,其耐候性和抗污性能较好,能够保护建筑物的外观和结构。
其次,水性涂料在汽车工业中的应用也逐渐增加。
传统的汽车涂料中含有大量的有机溶剂,对环境造成污染。
而水性涂料不仅能够减少有机溶剂的使用,还具有良好的附着力和耐久性,可以满足汽车表面涂装的要求。
因此,越来越多的汽车制造商开始使用水性涂料,以减少对环境的影响。
此外,水性涂料在木制品、金属制品和塑料制品等领域也得到了广泛应用。
水性涂料可以更好地保护这些材料的表面,延长使用寿命,并且符合环境要求。
例如,在家具制造业中,水性涂料能够提供丰富的色彩选择、良好的装饰效果和高光泽的表面,满足消费者对家具美观和环境友好的需求。
此外,水性涂料的研究也在不断深入,以提升其应用性能。
一方面,研究人员致力于提高水性涂料的耐候性和抗污性能。
通过改进配方和添加功能性助剂,可以使水性涂料在恶劣气候条件下具有更好的耐久性和抗污性能。
另一方面,研究人员还在探索水性涂料的功能性应用。
例如,一些研究着重于开发具有防火、抗菌、自清洁和光触媒等特殊功能的水性涂料,以满足特定领域的需求。
总之,水性涂料在各个领域的应用不断扩大,并且在涂料研究方面也有一定的进展。
随着人们对环境保护和可持续发展的关注,水性涂料将会持续发展并取代传统的溶剂型涂料,成为涂料行业的发展趋势。
水性涂料项目进展报告模板项目背景此次项目旨在研发一种环保、低VOC(挥发性有机物)的水性涂料,以替代传统的有机溶剂型涂料,减少对环境和人体健康的影响。
该项目的期望成果是开发出一种涂料,具备良好的涂料性能和使用寿命,可以在家具、装饰材料以及工业设备等方面得到广泛应用。
项目进展前期工作在前期的研发工作中,项目组对水性涂料的各种材料进行了筛选和试验。
主要涉及到了树脂、稀释剂、颜料、添加剂等材料的选择和组配。
经过多轮试验和特性测试,确定了参与试验的材料的种类和比例,并形成了初步的技术方案。
中期工作在中期工作中,项目组开始了实际生产和测试工作。
首先,在小规模组装的生产线上,进行了涂料的配制、调试和涂布。
在此基础上,对涂料的性能进行了多轮测试和评估,包括:干燥时间、硬度、韧性、附着力、施工性等方面。
经过反复的试验和调整,项目组成功开发出了一种低VOC、绿色环保的水性涂料,得到了订单客户的认可。
后期工作在成功开发出水性涂料后,项目组继续进行了产品的优化和性能改进。
主要采取了以下措施:1.优化生产工艺,在涂装流程中增加了多道工序,保证涂装效果的一致性和精度。
2.重新设计了包装,增加了密封性和包装材料的环保性。
3.扩大生产规模,增加生产线数量,以满足市场需求。
未来展望水性涂料的研发过程中,我们也发现了许多技术问题和挑战。
接下来,我们将继续致力于研发具有更优秀性能和更好用户体验的涂料,提高生产效率和降低成本,同时保证涂料的品质、健康和环保。
结论本项目是团队协作的结果,我们实现了在环保和性能上的双赢,开发出了一种绿色环保、低VOC、高性能的水性涂料产品。
在产品的优化、生产等方面,还有更多的进一步改进的空间,我们将持续努力,不断完善,使产品更加符合市场的需求和客户的期望。
基于我国水性涂料的应用现状研究【摘要】本文主要研究了我国水性涂料的应用现状。
在介绍了研究背景、研究意义和研究目的。
在分别讨论了水性涂料的发展历程、特点,以及在建筑、家具和汽车行业的应用现状。
最后在分析了我国水性涂料的发展趋势和应用前景,并对研究内容进行了总结。
本文通过系统的调研和分析,展示了我国水性涂料在不同领域的应用情况,为未来水性涂料的研究和发展提供了参考和借鉴。
【关键词】水性涂料、发展历程、特点、建筑行业、家具行业、汽车行业、应用现状、发展趋势、应用前景、研究总结1. 引言1.1 研究背景水性涂料是一种环保型涂料,具有低挥发性有机物含量、无异味、无毒性等优点,逐渐成为涂料行业的发展趋势。
我国作为世界上涂料生产和消费大国,水性涂料在我国的应用也受到广泛关注。
虽然我国水性涂料的生产技术逐渐成熟,但与欧美发达国家相比,我国水性涂料的市场占有率仍有待提高。
了解我国水性涂料的应用现状,探讨其发展趋势和应用前景,对于促进我国涂料行业的可持续发展具有十分重要的意义。
在这样的背景下,开展本研究将有助于深入了解我国水性涂料的发展情况,分析其应用现状以及存在的问题,为未来的发展提供科学的依据和建议。
1.2 研究意义水性涂料作为环保型涂料在我国市场上的应用日益广泛,其具有低挥发性有机物含量、低毒性、无溶剂或溶剂含量极低等特点,对于改善室内空气质量、保护环境、促进可持续发展具有重要意义。
通过深入研究我国水性涂料的应用现状,可以更好地了解目前的发展状况,为促进环保型涂料的推广和应用提供参考依据。
水性涂料在建筑、家具、汽车等行业的广泛应用,也为相应行业的发展提供了新的机遇和挑战。
对水性涂料的研究具有重要的实践意义和应用价值,有助于推动相关行业的转型升级,提升我国制造业的竞争力和可持续发展能力。
通过这一研究,可以为进一步推动我国水性涂料产业的发展,促进环保型涂料的推广和应用,提供有益的启示和建议。
1.3 研究目的研究目的是为了全面了解我国水性涂料的应用现状,探讨其在建筑、家具和汽车行业中的具体应用情况,分析水性涂料的优点和不足之处,深入研究我国水性涂料的发展历程和发展趋势,为相关行业提供参考和借鉴,促进我国水性涂料产业的健康发展,推动涂料行业的绿色环保化进程。
水性涂料的制备与应用研究第一章:引言水性涂料是一种新型的涂料,随着环保意识的逐渐增强和政策的相应配合,其在建筑、汽车和家具等领域的应用逐步扩大。
因此,对于水性涂料的制备和应用的研究具有重要的意义。
本文主要介绍水性涂料的制备及应用领域的研究进展。
第二章:水性涂料的制备2.1 乳液聚合法乳液聚合法是制备水性涂料的一种常用方法。
在此过程中,可利用丙烯酸乳液、苯乙烯乳液等聚合物作为基材料,以及各种助剂,如稳定剂、填料、交联剂等来制备水性涂料。
2.2 溶液聚合法溶液聚合法是另一种制备水性涂料的方法。
该方法可以采用聚乙烯醇、聚氨酯、聚酯、聚醚等高分子聚合物作为基材料,利用其与有机溶剂的相容性,通过加入交联剂等助剂来制备水性涂料。
2.3 改性法改性法是通过改变传统有机溶剂型涂料的组成,添加水相润湿剂、亲水性填料、增稠剂等,使其从有机溶剂型转化为水性涂料的制备方法。
2.4 其它技术此外,还有反应性水性涂料法、无溶剂水性涂料法等其他制备水性涂料的技术。
第三章:水性涂料的应用研究3.1 建筑领域建筑领域是水性涂料的一个主要应用领域。
在室内装修方面,水性涂料的优点主要是无异味,不会产生有害气体,同时还能有效的防止墙面潮湿。
在外墙涂料方面,则能够有效的降低环境污染,提高建筑的外观质量和使用寿命。
3.2 汽车领域水性涂料在汽车领域的应用主要是采用三底两面水性涂料的涂装工艺,可以有效的降低VOC排放量,减少对环境的损害。
同时,也能够提高汽车涂装制品的质量和使用寿命。
3.3 家具领域家具领域是水性涂料的另一个重要应用领域。
水性涂料的优点之一是在家具的表面涂装中没有异味,对于用户的健康非常友好。
与传统的涂料相比较,水性涂料所产生的VOC也更低,从而更加符合环保的要求。
第四章:水性涂料的发展趋势水性涂料在未来的发展趋势将进一步增强其环保、使用安全、产品质量等各个方面的优点。
特别是在推广应用过程中,需要进一步减少水性涂料的生产成本,提高生产效率和细微化质量控制能力。
基于我国水性涂料的应用现状研究水性涂料是一种环保型涂料,以水为溶剂,无毒无害,不易燃,不产生有害气体,符合当今社会对环保产品的需求。
在我国,水性涂料的研发和应用已经取得了显著的进展,广泛应用于建筑、家具、汽车、电子产品等领域。
本文将从我国水性涂料的生产、应用现状以及未来发展趋势三个方面进行研究分析。
一、水性涂料的生产现状1. 技术水平不断提高我国水性涂料的生产技术水平不断提高,逐步向高固体含量、高性能、多功能化、低VOC(挥发性有机化合物)等方向发展。
在原材料、配方设计、生产设备和工艺控制上都取得了显著的进展,提高了产品的性能和质量。
2. 水性涂料产业规模扩大随着环保意识的提高和国家政策的扶持,水性涂料产业规模不断扩大。
一些大型涂料企业纷纷加大投入,引进先进的生产设备和技术,扩大产能,提高产品质量,以满足市场需求。
3. 产品种类日益丰富目前,我国水性涂料的产品种类日益丰富,涵盖了乳胶漆、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、氟碳涂料、水性金属漆等多个系列,能够满足不同行业、不同需求的客户群体。
二、水性涂料的应用现状1. 建筑领域水性涂料在建筑领域的应用越来越广泛,主要用于室内外墙面、天花板、地板、栏杆、木制品等的装饰和保护。
其优点是环保、耐候性好、干燥快、不易变黄等,受到了建筑行业的广泛欢迎。
2. 家具领域水性涂料在家具制造领域的应用也日益增多,主要用于实木家具、板式家具、橱柜、地板等的表面涂装。
水性涂料的优点是颜色鲜艳、表面光滑、耐磨损、不含有害物质,符合家具环保的潮流。
3. 汽车领域近年来,水性涂料在汽车制造领域的应用逐渐增多。
与传统的有机溶剂型涂料相比,水性涂料具有环保、易施工、无毒无害等优点,在汽车领域具有广阔的应用前景。
三、水性涂料的未来发展趋势1. 技术创新我国水性涂料产业面临激烈的国际市场竞争,需要加大技术创新力度,不断提高产品的质量和性能。
加大对原材料、配方、工艺、设备等方面的研发投入,提高产品的附着力、耐候性、耐磨性等关键性能。
水性聚氨酯涂料技术研究进展水性聚氨酯涂料是一种环境友好型涂料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着人们环保意识的不断提高,水性聚氨酯涂料的研究和应用愈加受到。
本文将综述水性聚氨酯涂料的背景、研究现状、研究方法、研究结果、结论与展望以及水性聚氨酯防腐涂料的发展历程可以追溯到20世纪90年代初,当时人们开始环保和健康,推动了水性涂料的研究和开发。
随着技术的不断发展,水性聚氨酯防腐涂料的应用范围越来越广泛,涉及到石油、化工、冶金、汽车、船舶、桥梁等领域。
目前,国内外对于水性聚氨酯防腐涂料的研究主要集中在配方设计、工艺流程、原料选择、质量控制等方面。
在配方设计方面,水性聚氨酯防腐涂料的成膜物质以聚氨酯为主,同时还需要加入各种功能助剂和填料,以改善涂料的性能。
在工艺流程方面,水性聚氨酯防腐涂料的制备主要涉及混合、搅拌、研磨、过滤等步骤。
在原料选择方面,需要选择低毒性、高性能的原料,以确保涂料的安全性和稳定性。
在质量控制方面,需要对涂料的成分、性能和稳定性进行严格把控,确保产品的质量。
目前,水性聚氨酯防腐涂料已经取得了显著的研究成果。
涂层的防腐性能、物理机械性能、耐化学试剂性能等指标均得到了显著提升。
水性聚氨酯防腐涂料还具有很好的耐磨性、耐候性和抗紫外线性能,可以在各种恶劣环境下使用。
展望未来,水性聚氨酯防腐涂料在工业防腐、海洋防腐、交通防腐等领域的应用前景十分广阔。
在工业防腐方面,水性聚氨酯防腐涂料可以应用于石油、化工、冶金等行业的设备防腐,提高设备的耐久性和安全性。
在海洋防腐方面,水性聚氨酯防腐涂料可以应用于船舶、码头、海上平台等设施的防腐蚀保护,提高海洋工程的安全性和可靠性。
在交通防腐方面,水性聚氨酯防腐涂料可以应用于汽车、火车、飞机等交通工具的防腐保护,提高交通工具的使用寿命和安全性。
水性聚氨酯防腐涂料的研究和应用进展顺利,已经得到了广泛应用。
未来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,水性聚氨酯防腐涂料将会发挥更大的作用,为人类的生产和生活带来更多的便利和安全。
浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文[优秀范文5篇]第一篇:浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文随着人们环保、能源意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物(VOC)含量的严格限制, 促进了水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。
水性涂料是以水为分散介质的一类涂料,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。
水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VO C含量相结合,且聚氨酯聚合物具有裁剪性,采用分子设计原理,结合新的合成和交联技术,能有效控制涂膜聚合物的组成和结构,使水性聚氨酯涂膜性能相当于甚至优于传统溶剂型涂料,成为发展最快的涂料品种之一。
聚氨酯水分散体涂料1.1 水性聚氨酯分散体的合成聚氨酯(PU)水分散体的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液。
根据扩链反应不同,自乳化法可分为: 丙酮法、熔融分散法、预聚体分散法和酮亚胺法等,其中丙酮法和预聚体分散法较为成熟。
丙酮法的扩链反应在均相体系中进行, 易于控制,重复性好,乳液质量高,适应性强。
但需回收丙酮溶剂,生产效率低、能耗大。
预聚体分散法的扩链反应在非均相体系中进行,无需使用大量的有机溶剂,可制备有支化度的聚氨酯乳液。
近年来聚氨酯水分散体的研究热点有:(1)以脂肪族异氰酸酯单体为原料,采用预聚物混合工艺,研究软段多元醇的分子量、亲水离子含量和聚氨酯预聚物分子量等对聚氨酯分散体的粒子结构、形态、稳定性和涂膜物理力学性能等的影响,在宏观物性上探讨聚氨酯水分散体的结构与性能的关系,在产品开发与应用方面作了大量工作;(2)系统研究扩链剂种类、扩链工艺、中和度、介质介电常数等对分散体形态和结构影响,研究分散体的流体力学行为,并采用热分析技术,研究分散体涂膜的降解动力学;(3)相继出现了采用软段离子化和离子化扩链剂等合成分散体的新方法,如魏欣[4 ]等采用含叔胺基聚醚合成系列聚氨酯离聚物, Wei等采用离子化的聚氧乙烯化胺(N PEO)制备以N PEO为内乳化剂的聚氨酯水分散体。
上海涂料26第 48 卷上海涂料SHANGHAI COATINGS 第 48 卷第 7 期2010 年 7 月Vol. 48 No. 7Jul. 2010[收稿日期] 2010-05-18[作者简介] 孟欢,男,中北大学硕士研究生。
水性涂料的研究进展孟 欢 张学俊 张 蕾 (中北大学理学院,太原 030051)摘 要:与传统溶剂型涂料相比,水性涂料具有环保和性能优异等特点,成为涂料工业的发展主流。
综述了环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯和醇酸树脂等4种常用水性涂料的研究进展。
关键词:环保型涂料;水性涂料;研究进展中图分类号:TQ 630.7 文献标识码:A 文章编号:1009-1696(2010)07-0026-04随着人们环保意识的日益增强,在使用涂料的同时,对涂料是否影响生活环境更为关注。
水性涂料以水作溶剂或分散介质,除具一般涂料的特点外,还具有无毒、无味、不易燃烧等特点,符合环保要求而越来越受到用户欢迎[1]。
目前,欧美等国家已经全面禁止生产、销售溶剂型涂料,而改用水性涂料。
我国政府虽未就这一问题出台明确规定,但涂料的研制与生产必将走向水性化、多功能化和高性能化,而水性涂料也必将成为今后发展的主流。
按照涂料基料树脂的不同,水性涂料可分为环氧、聚氨酯、丙烯酸酯、醇酸等类型[2]。
本文阐述了几种常用水性涂料的研究进展。
1 水性环氧涂料环氧树脂具有优异的物化性能,如良好的附着力,优异的耐化学品性和耐溶剂性,硬度高,耐腐蚀性和热稳定性优良,因此,一直引起人们的关注。
水性环氧树脂可分为水乳型环氧树脂和水溶型环氧树脂2种。
其制备方法主要有直接乳化法、相反转法和自乳化法3种[3]。
此外,还有人采用纤维素单晶纳米材料混合改性法,制成柔韧性和硬度都较好的水性环氧涂料[4]。
水性环氧涂料通过环氧树脂与固化剂反应交联成膜,固化剂的性能对涂膜物化性能影响很大,故水性固化剂的改性研究已成为当前国内外研究热点。
目前常用的水性环氧树脂固化剂主要是3种改性胺类固化剂:(1)C 18脂肪酸和多元胺缩聚产物;(2)C 36二聚酸和多乙烯多胺缩聚产物;(3)胺加成物(主要是胺和环氧的加成物)。
水性环氧固化剂常用的胺主要是脂肪族多胺、间苯二胺、曼尼期碱和聚氧乙烯二胺等[5]。
但这些固化剂与环氧树脂相容性差,导致适用期短且耐水性差,所以必须对其进行改性。
常用的改性方法主要有3种:第1种,降低伯胺的含量,以降低固化剂的总体反应性;第2种,采用单环氧化合物或丙烯腈封端;第3种,通过减压蒸馏法除去未反应的游离胺,并加入有机酸,以提高其水溶性。
石亚军等人研究了水性环氧树脂乳液与固化剂的配比、防锈颜填料配比以及颜填料体积浓度等对水性环氧防腐涂料性能的影响[6]。
研究结果表明:采用优选的高性能水性双酚A 环氧乳液和改性的多胺固化剂,当水性环氧乳液和固化剂的质量比为2∶1时,涂料性能最好;当铁钛粉、铁红、滑石粉3者的质量比为1∶1∶1.5时,涂料的力学性能、耐酸碱性、附着力等性能都达到最好;在保证铁钛粉、铁红、滑石粉的质量比为1∶1∶1.5的前提下,当颜填料聚氯乙烯的体积浓度达47.7%时,涂料的硬度、附着力等综合性能达到最佳。
近几年,除了对水性固化剂进行大量的研究外,还对纳米材料改性的水性环氧涂料作了大量研究工作。
将纳米SiO 2、纳米TiO 2等纳米材料用于水性环氧涂料中,制成水性纳米改性环氧涂料,可使其附着力、耐擦洗性、耐候性、硬度、柔韧性、耐老化性等性能得到很大提高[7]。
黄丽等人研究了复合改性的纳第 7 期27米SiO2/环氧涂料的性能[8]。
首先将纳米SiO2与溶剂混合,再按一定的配比加入偶联剂和超分散剂,制得改性纳米SiO2。
然后将改性纳米SiO2与E-44环氧树脂混合,便制得纳米SiO2/环氧复合涂料。
研究结果表明:改性纳米SiO2用量为2%时,能够与树脂基料有效复合,可使热分解温度达296℃,比纯树脂基料提高了50℃,漆膜的机械力学性能也得到很大提高。
2 水性聚氨酯涂料水性聚氨酯涂料除具有溶剂型聚氨酯涂料的优异性能外,还具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂、挥发性有机物含量低等优点。
但水性聚氨酯涂料的黏结性、耐水性、耐候性等性能还存在某些缺陷,需通过改性进一步提高其性能[9]。
水性聚氨酯的改性方法主要有以下几种:纳米材料改性、水性聚氨酯的光固化、可再生资源改性、硅氧烷改性以及多元醇改性[10]。
张冠琦等人将自制的纳米氧化锡锑(ATO)分散体作为填料加入到水性聚氨酯中,制得水性透明隔热涂料[11]。
研究结果表明:ATO在涂料中主要起隔热作用。
ATO分散体的用量为30%,湿膜厚度为100 μm时,所得涂膜的综合性能最好。
在模拟环境下,涂膜玻璃能使室内空气温度下降5~7℃,呈现出较为明显的隔热效果。
Y.W.Chen-Yang 等人制得改性的蒙脱土/聚氨酯纳米复合材料[12]。
研究结果表明:当添加7%的12-氨基十二烷酸改性蒙脱土时,材料的玻璃化温度(T g)增加19℃;若添加5%,T g增加48℃,拉伸强度增加248%,断裂伸长率增加123%,涂料的性能得到明显提高。
近几年,可再生资源改性水性聚氨酯也越来越受到重视。
与石油等不可再生资源相比,可再生资源不仅原料来源广泛,可自然降解,而且成本低廉,符合循环经济和工业发展的需要。
目前主要包括淀粉、大豆蛋白及植物油等可再生资源改性水性聚氨酯。
刘煜平等人采用丙酮法,以蓖麻油与聚醚、甲苯二异氰酸酯为主要原料,以二乙烯三胺、环氧氯丙烷、马来酸酐等为亲水单体,制得稳定的含蓖麻油的水性聚氨酯涂料[13]。
研究了亲水单体用量对水性聚氨酯的黏度、稳定性、乳液成膜干燥时间,以及漆膜耐水性的影响,研究结果表明:亲水单体用量为12%~24%时,可显著提高聚氨酯漆膜的耐水性。
近年来,多元醇改性水性聚氨酯也是一个研究热点。
张文荣等人利用苯酐聚酯多元醇合成水性聚氨酯,并研究了其影响因素[14]。
研究结果表明:n (-NCO)/n(-OH)=4.0时,合成的水性聚氨酯乳液及其涂膜的综合性能良好;随着加入的亲水单体二羟甲基丙酸(DMPA)用量的增加,乳液外观变好,稳定性相对提高;但DMPA用量过大时,会造成乳液增稠,黏度增大,耐水性变差。
DMPA用量为3.3%时较适宜。
而加入扩链剂乙二胺(EDA),可明显改善水性聚氨酯涂膜的力学性能和耐水性,EDA用量为1.0%时较适宜。
相比其它多元醇,用苯酐聚酯多元醇制得的水性聚氨酯具有更优异的性能。
单组分聚氨酯乳液为(AB)n型线性结构,分子中含有亲水基团,耐水性和耐溶剂性较差,应用受限制,所以用氟化物改性聚氨酯乳液也成为研究的热点。
王小妹等人用氟醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇、DMPA和三羟甲基丙烷(TMP)合成了氟改性聚氨酯乳液,并对其微相分离程度及表面性能进行了研究[15]。
研究结果表明:经氟化物改性后,聚氨酯乳液的微相分离程度提高,氟碳链在表层至150~200 μm深处富集。
氟改性聚氨酯干膜的水接触角比普通聚氨酯明显增大,耐水性得到提高。
3 水性丙烯酸酯类涂料丙烯酸酯乳液以其优良的耐候性、耐光性和气味小等特点,推动了丙烯酸酯乳液涂料的飞速发展,并且采用核壳结构能很好地解决乳液的T g和最低成膜温度(MFT)之间的矛盾。
目前,根据加入壳体单体方式的不同,可将丙烯酸酯类乳液聚合的方法分为间歇法、平衡溶胀法、半连续法和连续法。
影响丙烯酸酯乳液性能的因素有乳化剂、核层/壳层的单体质量比和壳层T g[16]。
研究结果表明:阴离子乳化剂和非离子乳化剂的质量比为2∶1,乳化剂总量为乳液的2%~3%(质量分数)时,所得乳液的性能最优;不同的核/壳单体质量比对乳液成膜性能及涂膜强度造成影响,核/壳层单体质量比为1∶1时较好。
当壳层T g 为-10℃和-1℃时,乳液的成膜性能和吸水率都比较理想。
对于低VOC水性涂料来说,越低的成膜温度越孟 欢,等:水性涂料的研究进展上海涂料28第 48 卷有利于低VOC涂料的制备,所以壳层T g为-10℃时,更有利制备低VOC水性涂料。
目前,对水性丙烯酸酯类涂料的改性有多种方法,例如聚氨酯改性、有机硅改性、含氟单体改性以及纳米材料改性等。
冯利邦等人通过紫外光固化技术合成了水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料,并对其进行了研究[17]。
该方法首先合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液,然后在乳液中按固体分2%的比例加入光引发剂Darocur1173,搅拌均匀后,涂覆在聚乙烯板上。
经红外灯烘干水分后,用紫外灯辐射固化5 min,让涂膜发生光交联反应。
通过对水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液的研究发现:羧基含量增大,乳液粒径减小,黏度增大;乳液黏度随中和度的增加而增大,中和度在30%~120%时,乳液的稳定性最好。
Jin等人通过两步乳液聚合法合成了一种用于增韧聚甲基丙烯酸甲酯的聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯核壳结构的丙烯酸酯乳液,结果显示:聚合物乳液的柔韧性得到了很大提高[18]。
黄志彬等人制备了纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,并对其性能进行研究[19]。
他们首先将经正硅酸乙酯原位水解形成的纳米SiO2引入到丙烯酸酯乳液合成过程中,制成具有互穿网络结构的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,然后将复合乳液加到市售的硅丙乳液中,制成水性涂料。
研究结果表明:复合乳液涂膜的表面性能和热稳定性均优于普通的丙烯酸酯类乳液;复合乳液可显著提高涂料的耐候性与耐沾污性。
潘莉莎等人用有机硅氧烷对水性羟基丙烯酸树脂进行改性,制成具有坚硬、耐磨、防水、耐划伤等优点的涂料[20]。
这是因为有机硅氧烷单体中的硅氧烷基团在酸催化剂作用下会发生水解生成硅醇基,硅醇基不但与丙烯酸分散体的多元醇发生缩聚反应,而且还发生分子间的相互缩聚,形成网状结构涂膜,这样使有机硅氧烷改性的水性羟基丙烯酸树脂涂膜具有坚硬、耐磨的特性。
研究结果表明:在配方中选择较高活性的丙烯酸羟乙酯单体和阻碍性的乙烯基三异丙氧基硅烷单体,选择酸值为35~50 mgKOH/g,羟基含量为3.5%左右,T g为25℃,中和度为60%,所得树脂与固化剂具有良好的相容性,配制的双组分涂料具有优异的性能。
4 水性醇酸树脂涂料醇酸树脂是一种重要的涂料用树脂,其单体来源丰富、价格低、品种多、配方变化大、化学改性方便,且性能好。
水性醇酸树脂的开发经历了外乳化和内乳化2个阶段,目前主要使用内乳化法合成水性醇酸树脂分散体。
所谓内乳化法是将聚合物中的羧基或氨基分别用适当的碱或酸中和,使聚合物可分散于水中[21]。
尽管水性醇酸树脂涂料具有很好的涂刷性和润滑性等优点,但也存在涂膜干燥缓慢,硬度低,耐水性和耐腐蚀性差,户外耐候性不佳等缺点,需要通过改性来满足这些性能要求。
目前,人们对水性醇酸树脂的改性主要包括物理改性和化学改性,其中以丙烯酸树脂、有机硅树脂和苯乙烯改性的效果最为显著。