03 杜翠玲、文丹—水性涂料.ppt

水性涂料 随着现代涂料工业的发展，涂料在制造和施工过程中由于排放大量有机溶剂而对环境造成很大污染。 为限制有机溶剂的排放，使涂料向着“4E”涂料(Economy 、 Efficiency 、 Ecology 、 Energy即经济、高效、环保、节能）方向发展，涂料的固体化、无溶剂化、水性化已呈日趋壮大之势。其中，涂料的水性化是近年来发展十分迅速的一个领域 。 水性涂料概念： 以水为主要溶剂（高达80%）来分散树脂 水性涂料（与溶剂涂料相比）特点： 优点：来源方便、易于净化、低成本、 VOC（挥发性有机化合物）含较低、无异味、不燃烧且毒性低 缺点：耐水性和耐溶剂性差、硬度低、光泽和丰满度差以及干燥速度慢等 水性涂料种类及常用方法： 1.水性涂料种类： 将水溶性的高分子化合物溶解在水中配制而成； 以高分子乳液配制的； 当今国际流行的水性漆； 106涂料是用溶于水的聚乙烯醇配制 而成，但耐水性较差； 我们通常称为“乳胶漆”，它的性能比第一 种有所提高； 当今国际流行的水性漆，涂刷以后水分蒸 发，高分子化合物颗粒与特种助剂相互结合 形成高附着力的防水涂膜。 水性涂料种类及常用方法： 2.水性涂料常用方法： 成盐法：通过反应将聚合物主链转变成阳离子 或阴离子。如带羧基的聚合物以胺类中和成 盐；带氨基的聚合物以羧基类中和成盐； 在聚合物中引入非离子基团，如在聚合物主链或侧链引入羟基； 将聚合物转变成两性离子中间体。 水性聚氨酯(WPU)涂料 单组分水性聚氨酯：在聚合物的主链上引 入亲水基团； 存在问题：耐化学品性、耐溶剂性欠佳、硬度和光泽度低 解决方法： 丙烯酸改性 环氧树脂改性 交联改性 单组分水性聚氨酯应用： 木地板涂料及家具涂料等 双组分水性聚氨酯涂料: 将含-NCO基团的交联固化剂（A组分）加入到含羟基的水性多元醇乳液（B组分）组成双组分体系 存在问题： 涂膜起泡，交联密度低、光泽度低，干燥速度慢，耐水性差 解决方法： 内乳化法： 内乳化剂（离子型、非离子型或二者相结合 的亲水组分）进行改性，帮助固化剂分散在 水相中，降低混合剪切能耗。 封闭型水性多异氰酸酯固化剂： 使其能在常温下与水性树脂共存 双组分水性聚氨酯涂料应用： Bayer公司高性能双组分WPU涂料产品已用于“水立方”地板，该产品具有极好的耐候、抗黄变性、耐化学品性、耐沾污性，高硬度、极好的抗刮擦性、优良的机械性能，高光泽、高透明度、优异的润湿性。 水性丙烯酸酯涂料 水性丙烯酸涂料用的丙烯酸树脂主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯与乙烯系单体(如苯乙烯)经共聚而得到的热塑性或热固性丙烯酸系树脂。 存在问题：硬度大、耐溶剂性能差和热黏冷脆等 解决方案：粒子设计：核/壳和梯度乳液聚合 化学改性：交联改性 水性丙烯酸酯涂料应用： 耐候性佳、保光保色性好等优点，常用于水性木器底漆、中低档木器面漆以及桥梁、管道、集装箱、工业厂房和公共设施的钢结构等 水性光(UV)固化涂料 UV固化水性涂料一般由水性低聚物（亲水性基团和不饱和官能团）、光引发剂、助剂和水组成。水性低聚物的不饱和官能团在光引发剂的作用下，经紫外光照射发生自由基聚合而固化。 存在问题：不饱和聚酯在UV固化过程中最大的缺 点是聚合过程的氧阻聚现象特别严重 解决方案： 获得自乳化能力（向偏苯三酸酐引入羧基，然后中和成盐使树脂） 引入醚键和双键（增加抗氧阻聚性能） 水性光(UV)固化涂料应用： 主要用作塑料清漆、罩光清漆、丝印油墨等 随着世界各国环保意识的日渐加强，环保型的水性涂料必将成为涂料工业发展的主流方向之一。虽然水性涂料已获得了较大的发展，但还有一些技术性难题有待解决。 提高膜层的高性能 进一步加强对高性价比的水性丙烯酸酯乳液、 单组分常温自交联型水性聚氨酯、双组分水性聚氨 酯以及水性UV固化涂料等的研究，提高交联密度， 形成立体的网状结构，从而提高膜层致密性、抗拉 强度、耐溶剂性、抗粘性； 同时，着重研究如何使其中的亲水性基团更好 地参与固化反应，使水性涂料在固化成膜后，成膜 物