水性涂料助劑的應(yīng)用
2007年的水性工業(yè)涂料市場依然是比較堅挺的概念股,與之相應(yīng)的助劑產(chǎn)品也逐漸日益增多,但除了大部分產(chǎn)品應(yīng)用在乳膠漆等民用市場之外,真正可以應(yīng)用在水性工業(yè)涂料市場的助劑品種并不多見。但鑒于這些助劑對整個水性涂料配方的重要性,本文試圖從應(yīng)用的角度,分析一下這幾類助劑的應(yīng)用及發(fā)展方向。
1.潤濕劑
相對于溶劑型涂料,潤濕劑對水性工業(yè)涂料的重要性是不言而喻的。除了配方中其他組分對潤濕方面的貢獻,使用必要的潤濕劑是行之有效的方法。因為水作為溶劑的因素,目前市場上大體可分為兩種,一種為非離子型的高分子烷基醚、烷基醇或烷基酯,這類產(chǎn)品價格比較便宜,但添加量比較大,且對其他組分的性能有相對較大的影響,所以只在一些低端市場上有所應(yīng)用。
對于水性工業(yè)涂料使用的潤濕劑,國內(nèi)一般只能量產(chǎn)非離子型的高分子烷基醚、烷基醇或烷基酯,且產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。作為長遠的行業(yè)配套,加強硅改性及氟改性的潤濕劑的開發(fā)及其他專利表面活性劑的應(yīng)用,將是今后幾年助劑行業(yè)的目標(biāo)之一。
2.消泡劑
在水性工業(yè)涂料的施工中,經(jīng)常會發(fā)生‘爆泡’的漆膜弊病。水性工業(yè)涂料的泡沫問題比較復(fù)雜,除了配方組分中基料本身的起泡傾向,各類添加劑的品種、用量及相容性都對泡沫的產(chǎn)生及穩(wěn)定有相當(dāng)?shù)淖饔谩K韵輨┑倪x擇,對于水性工業(yè)涂料的表面性能是起著很重要的作用的。
早期的水性工業(yè)涂料消泡劑一般選擇低級醇、酯和礦物油改性的表面活性劑,如椰子醇、環(huán)己醇、磷酸三丁酯、亞麻油、石蠟油、脂肪酸等等;這些消泡劑水溶性較差,屬于‘破泡’能力較強但‘抑泡’能力較差的品種,在一些經(jīng)過高剪切力分散的場合,這類消泡劑就受到了很大的局限。
當(dāng)?shù)头肿恿康木勖驯粐L試用作水性工業(yè)涂料的消泡劑時,新的開發(fā)思路出現(xiàn)了。通過對各種聚醚的親水/疏水的調(diào)節(jié),可以制造出不同相容性和消泡能力的產(chǎn)品。國內(nèi)已經(jīng)有相關(guān)的產(chǎn)品問世,大體結(jié)構(gòu)屬于聚乙烯基異丁基醚(PIBV),對于一般的應(yīng)用基本上能達到消泡的目的。這類產(chǎn)品主要是通過不斷地試驗,獲取大量的數(shù)據(jù),才能研發(fā)出真正適合市場需求的消泡劑。
在早期水性涂料消泡劑的研發(fā)中,將聚二甲基硅烷經(jīng)過乳化處理而得到乳液型聚硅氧烷消泡劑。
這類消泡劑相容性較好,在水相中易分散,消泡能力強且用量較??;但經(jīng)過長期的使用發(fā)現(xiàn),還是會有重涂性及對表面控制的影響。比較有效的解決方案是在有機硅的甲基鏈端用聚醚置換改性,可以得到各方面性能比較平衡的產(chǎn)品。
水性工業(yè)涂料使用的消泡劑的選擇,需要結(jié)合實際的樹脂體系、配方的設(shè)計思路、其他添加劑的品種及用量、施工方法及條件等等各方面去考慮??傮w的原則是使用消泡能力強,相容性好,不影響分散性,保持持久消泡能力的產(chǎn)品。而將來水性消泡劑將朝著性能復(fù)合化的方向發(fā)展,在提供消泡性能的同時,具有其他性能的改善,從而降低配方的綜合成本。
3.表面控制劑
水性工業(yè)涂料的表面控制劑包含了對表面平滑性、抗粘連性、抗劃傷性、防水性、防流掛性、光澤選擇性等。這些表面控制劑通常能降低水性涂料與底材的界面張力,提高潤濕性能;調(diào)整水性涂料的干燥速率,改善流動性,提高平滑度;可在漆膜表面形成單分子層,降低表面張力,減少表面張力梯度差,從而達到表面控制的目的。
與溶劑型涂料大體相同,水性涂料用的表面控制劑也可按品種分為幾類;比較通用的有聚丙烯酸酯類,其分子量較低,可以比較快速地遷移到涂層表面形成單分子層,均勻表面張力,從而達到表面控制的目的;這類表面控制劑沒有重涂性的問題,不過相容性較差,并不適用很多涂料體系。而聚醚或聚酯改性的有機硅,始終是最為廣泛使用的表面控制劑;這類表面控制劑對水性涂料的縮孔、掛邊、魚眼、旋渦等弊病改善明顯,只要選擇得當(dāng),不會出現(xiàn)相容性的問題,對水解穩(wěn)定;沒有其他副效應(yīng);對光澤及鮮艷度有明顯提高。這類產(chǎn)品能夠快速地降低水性涂料的表面張力,在比較低的添加量下有極優(yōu)良的功效。這類表面控制劑比較有代表性的產(chǎn)品如:TEGO公司TEGO-Glide 482等等。
當(dāng)然,氟改性的聚丙烯酸酯類、全氟素表面活性劑等表面控制劑的開發(fā)使用也正方興未艾。只是因為市場因素,現(xiàn)在還沒有大量的生產(chǎn)應(yīng)用。國內(nèi)市場上還是以聚丙烯酸酯類的表面控制劑為主,但隨著有機硅技術(shù)的日益提高,各類復(fù)合有機硅類的表面控制劑未來將占據(jù)絕大部分的應(yīng)用領(lǐng)域。
水性工業(yè)涂料市場的助劑品種逐漸日益增多,市場始終主導(dǎo)著助劑的研發(fā)方向。如何開發(fā)真正適合行業(yè)行情的助劑產(chǎn)品,將是擺在所有涂料人面前的重點課題。
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