涂料用水性树脂的现状与发展趋势.docx

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1、涂料用水性树脂的现状与发展趋势口刘宪文(陕西宝塔山油漆股份有限公司，陕西兴平713100)摘要：从水性醇酸树脂，水性聚酯树脂、水性聚氨酯树脂，水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂和水性氟碳树脂等方面介绍了树脂水性化技术开发的现状。并介绍了水性树脂交联技术进展及水性树脂的复合改性技术进展。第四届中国国际水性木器涂料发展研讨会关键词：水性涂料；水性树脂；交联；复合改性^-■一-●-U刖吾中国涂料的总产量已跻身世界前列，并在品种、质量、技术装备水平方面有了长足的进步。但是随着人们环保意识的不断增强，涂料工业面临着前所未有的挑战。当今涂料工

2、业发展都遵循4E(即经济、效率、生态、能源)原则，近期国际上更加倡导低碳经济，中国也制定了一系列法规来约束、引导涂料工业朝有利于环保的方向发展。涂料的水性化研究越来越被人们所重视。在工业发达国家，涂料界对水性涂料高性能、高附加值等方面的研发工作已取得不少成果。水性涂料最早大量应用于建筑涂料领域，随着汽车、造船业、家电等工业的发展，水性涂料得到广泛的推广应用。水性涂料的关键成分是水性树脂，因此对水性树脂的研发日益被大家重视起来。1树脂水性化技术的开发的现状水性涂料所用的树脂是由多种化工原料，采用各种聚合工艺来制成的。制备水性树

3、脂一般有3种方法：(1)成盐法。通过酸碱反应将聚合物主链转变为可溶于水的阴离子或阳离子；(2)在聚合物中引入非离子基团；(3)将聚合物转变成两性离子中间体。其中应用最多的是成盐法。常见的涂料用水性有机树脂类型主要有：水性醇酸树脂、水性聚酯树脂、水性聚氨·酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂和最近发展起来的水性氟碳树脂等6种。1．1水性醇酸树脂在设计、合成水性醇酸树脂及其涂装的领域也已经有了大量的研究和开发。水性醇酸树脂开发经历了两个阶段，即外乳化和内乳化阶段。外乳化即利用外加表面活性剂对常规醇酸树脂进行乳化，得到醇酸树脂液

4、，该法所得到的体系贮存稳定性差，粒度大，涂膜光泽差。目前主要使用内乳化法合成水性醇酸树脂。水性醇酸树脂与溶剂型醇酸树脂具有相同的干燥机理，但树脂种类、金属催干剂的含量和种类、施工环境的湿度、温度和溶剂组成等诸多因素都会影响水性醇酸树脂的干燥性能。另外水性醇酸树脂在贮存过程中由于酯键的水解，会降低树脂的相对分子质量；加之其本身的相对分子质量较低、氧气在水中的溶解度较低等，导致其干燥速率比相应的溶剂型醇酸树脂慢。除干燥速度较慢之外，其早期的硬度、耐水性和耐溶剂性较差，清漆和色漆的水解稳定性也不尽人意，所以仍需对其改性。醇酸树脂分

5、子具有极性主链和非极性侧链，使其能够和许多树脂、化涂膜的物性较好，但其原材料却比较贵。为了更好地合物较好地混容，为进行各种物理改性提供了前提，提高水性聚氨酯涂料的综合性能、扩大应用范围，可此外其分子上具有羟基、羧基和双键等反应性基团，对其进行化学改性。改性目的主要是增加胶膜的耐可以通过化学合成的途径引入其他化合物，这是对水、耐溶剂、耐化学品性、力学性能等综合性能。环氧醇酸树脂化学改性的基础。树脂改性、聚硅氧烷改性和丙烯酸复合改性等都是有机硅改性水性醇酸树脂是将有机硅中间体与很有效的方法。利用硅烷醇在水中能够自行缩合而三羟甲基

6、丙烷、间苯二甲酸和脂肪酸一起反应得到使水性聚氨酯涂料形成交联来改善涂膜的强度，研一种含羟基的预聚物，然后与偏苯三酸酐反应再进发出一液固化型水性聚氨酯涂料来满足市场的需行水性化。它具有与水性醇酸树脂类似的施工性能，要。通过采用丙烯酸树脂、聚酯，醋酸乙烯酯等对水但干燥性能、耐候性、耐久性、耐热性和耐水解性都性聚氨酯进行改性可进一步提高聚氨酯性能。得到了改善，而且还显示出优良的外观和耐水性。目但是改性后的水性聚氨酯依然存在不足，如聚前水性醇酸树脂的研究主要集中在降低涂料的施工硅氧烷改性后的水性聚氨酯，成膜后硅氧烷会聚集黏度，消除水

7、性醇酸树脂在水稀释过程中出现的稀在涂膜表面，降低涂膜间的层间附着力；用环氧树脂释峰，使用低污染的共溶剂，进一步增强薄涂膜的耐改性后乳液稳定性不佳；丙烯酸聚氨酯涂料体系层腐蚀性，改善外观和降低成本，开发具有特种功能的间附着力差等。因此对水性聚氨酯改性的进一步研水性醇酸树脂涂料等方面。究，将会使水性聚氨酯有更为广阔的应用前景。丙烯酸乳液与水f生醇酸树脂混合形成的乳胶一水此外，采用不同的交联系统进行化学改性能使稀释混合体系涂膜的化学性能良好而且VOC含量水性聚氨酯树脂的耐水性、粘结性、耐热性、耐溶剂较低。将丙烯酸改性醇酸树脂水性化

8、有两种途径：一性等均有较大的提高，但是也会对水性聚氨酯涂料方面可采用乳液聚合法合成醇酸乳液，这种乳液具性能带来一些不利的影响。目前可供选用的交联系有比丙烯酸乳液更低的最低成膜温度，而且不需要统很多，但在实际使用中都会带来利弊，需要慎重选助溶剂就能形成致密的涂膜，其涂膜性能优于丙烯择，以保持