涂料的改性研究及运用
苯丙乳液的改性及性能研究
摘要目前人们对生活品质的要求在不断提高,绿色环保的理念深入人心,苯丙乳液作为水性涂料的成膜物质具有污染小,成膜温度低,粘结强度高等优点。
但是在耐水性,防腐性,耐磨性等方面存在一些不足,因此对其进行功能化改性受到了广泛的重视。
本文首先综述了近年来石墨烯,有机硅,有机氟,自交联单体等功能性原料改性丙烯酸酯乳液的研究进展,同时详细的介绍了改性后的丙烯酸树脂乳液的应用,并对今后的发展进行展望。
其次利用不同的功能单体对苯丙乳液进行改性,并对制备的乳液的性能进行一系列的分析和研究。
研究结果表明,采用羟甲基丙烯酰胺/丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺/己二酸二酰肼、乙烯基三乙氧基硅烷为交联单体,当羟甲基丙烯酰胺/丙烯酸含量为5%时,乳液的吸水率达到最低; 双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼比例为1:1时,乳胶膜的交联度最大; 乙烯基三乙氧基硅烷含量为4%时,乳胶膜表现出了优异的耐热性能,且乳液及乳胶膜的综合性能达到最好。
最后采用KH560、KH570和KH590三种硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行表面修饰,然后通过机械共混的方法将功能化氧化石墨烯添加到苯丙乳液中完成对苯丙乳液的改性。
结果表明,KH560、KH570和KH590添加量分别为0.5%、0.7%、0.3%时,乳液的防腐蚀性能、耐介质性和耐盐雾性能达到最优。
研究还发现,采用反应型乳化剂SR-10,且当叔碳酸乙烯酯和苯乙烯的质量比为1:9时乳液的吸水率最低,乳液和乳胶膜的综合性能最好。
关键词苯丙乳液;自交联;氧化石墨烯;硅烷偶联剂;叔碳酸乙烯酯AbstractIn recent years, people's requirements for quality of life are constantly improving, and the concept of green environmental protection is deeply rooted in people's minds. As a film-forming substance for water-based paints, styrene-acrylic emulsion has advantages of low pollution, low film forming temperature and high bonding strength. However, styrene-acrylic emulsion has some shortcomings in water resistance, corrosion resistance and wear resistance, so its functional modification has received extensive attention.First, the research progress of acrylate emulsion modified by graphene, silicone, organic fluorine and self-crosslinking monomer in recent years were reviewed in this paper. The application of modified acrylic resin emulsion was introduced in detail, and the future development was prospected. Then styrene-acrylic emulsion was modified by different functional monomers, and the properties of the prepared emulsions were analyzed and studied. The results showed that the water absorption rate of the emulsion was the lowest when the amount of hydroxymethylacrylamide/acrylic acid was 5%, using hydroxymethylacrylamide/acrylic acid, diacetoneacrylamide/adipic acid dihydrazide and vinyltriethoxysilane as crosslinking monomers; when the ratio of diacetone acrylamide to diacylhydrazide adipate was 1:1, the crosslinking degree of latex film was the highest; and when the content of vinyltriethoxysilane was 4%, the latex film showed excellent heat resistance, and the comprehensive properties of the latex and the latex film were the best. Finally, three silane coupling agents KH560, KH570 and KH590 were used to modify the surface of graphene oxide, and then functional graphene oxide was added to styrene-acrylic emulsion by mechanical blending to achieve the modification of styrene-acrylic emulsion. The results showed that the anti-corrosion, medium resistance and salt spray resistance of the emulsion were the best when the dosages of KH560, KH570 and KH590 were 0.5%, 0.7% and 0.3% respectively. It was also found that when reactive emulsifier SR-10 was used and the mass ratio of tertiary vinyl carbonate to styrene was 1:9, the water absorption rate of the emulsion was the lowest, and the comprehensive properties of the emulsion and the latex film were the best.Key words Styrene-acrylic Emulsion;Self-crosslinking;Graphene oxide;Silane coupling agent;Vinyl tertiary carbonate目 录摘要 (I)Abstract (III)第章绪论1 (1)1.1 概述 (1)1.2 丙烯酸乳液的功能化改性 (1)1.2.1 石墨烯改性 (1)1.2.2 环氧树脂改性 (2)1.2.3 有机硅改性 (3)1.2.4 有机氟改性 (3)1.2.5 其他方法改性 (4)1.3 自交联单体对丙烯酸乳液的改性 (5)1.3.1 羟甲基丙烯酰胺及其衍生物的交联体系 (5)1.3.2 酮肼的交联体系 (5)1.3.3 甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联体系 (6)1.4 功能性丙烯酸乳液的应用 (7)1.4.1 功能性涂料 (7)1.4.2 粘合剂 (7)1.5 展望 (7)1.6 本本本的研究目的及意本 (8)1.7 本本本的本要研究内容 (8)1.8 本论文的本本本本 (8)第2章含氟自交联苯丙乳液的改性及性能研究 (9)2.1 概述 (9)实实部分2.2 (9)2.2.1 实实原料和实实设备 (9)2.2.2 乳液的合成 (11)2.2.3 性能测试 (12)2.3 结果与结论 (13)2.3.1 N-MA/AA对乳液性能的影响 (13)2.3.2 DAAM和ADH对乳液性能的影响 (19)2.3.3 硅氧烷(VTES)对乳液性能的影响 (22)2.4 本章小结 (27)第3章石墨烯改性苯丙乳液的制备及性能研究 (29)3.1 概述 (29)3.2 实实部分 (29)3.2.1 实实原料和试实设备 (29)3.2.2 实实过程 (30)3.2.3 性能测试 (31)3.3 结果与结论 (32)3.3.1 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的红外分析 (32)3.3.2 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的热重分析 (34)3.3.3 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的接触角分析 (35)3.3.4 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的扫描电镜分析 (36)3.3.5 不同硅烷偶联剂功能化的氧化石墨烯改性苯丙乳液的性能分析 (37)3.4 本章小结 (41)第4章叔碳酸乙烯酯改性苯丙乳液的制备及性能研究 (43)4.1 引引 (43)4.2 实实部分 (43)4.2.1 实实原料和实实设备 (43)4.2.2 乳液的合成 (44)4.2.3 性能测试 (45)4.3 结果与结论 (45)4.3.1 不同叔碳酸乙烯酯含量对苯丙乳液的影响 (45)4.3.2 不同乳化体系对苯丙乳液的影响 (49)4.4 本章小结 (53)结论 (55)参参文献 (57)攻攻硕士学位期攻所发表的论文 (63)致谢 (65)第1章绪论1.1概述近年来全球范围内环保法规的收紧,政府对涂料行业有机化合物(VOC)的排放量提出了更加严格的要求。
有机颜料的表面纳米包覆改性及其在涂料中的应用研究
有机颜料的表面纳米包覆改性及其在涂料中的应用研究一、本文概述随着科学技术的不断发展,有机颜料作为涂料工业的重要组成部分,其性能的提升和改性一直是研究的热点。
其中,表面纳米包覆技术作为一种新兴的改性方法,近年来受到了广泛关注。
该技术通过在有机颜料表面引入纳米级别的无机材料,形成一层或多层包覆层,从而改变颜料的表面性质,提高其稳定性、分散性、耐候性和耐腐蚀性等。
本文旨在探讨有机颜料的表面纳米包覆改性技术及其在涂料中的应用,分析改性前后的颜料性能变化,为涂料工业的发展提供理论支持和实践指导。
文章将首先介绍有机颜料的基本性质和应用现状,阐述表面纳米包覆改性的基本原理和方法。
接着,通过具体的实验研究和数据分析,探讨不同纳米包覆材料对有机颜料性能的影响,以及纳米包覆层在涂料中的稳定性和分散性。
在此基础上,文章还将对表面纳米包覆改性后的有机颜料在涂料中的应用进行深入研究,评估其在不同涂料体系中的表现,为实际生产中的应用提供指导。
本文旨在全面系统地研究有机颜料的表面纳米包覆改性技术及其在涂料中的应用,为提升涂料性能和拓展有机颜料的应用领域提供新的思路和方法。
二、有机颜料表面纳米包覆改性的原理与方法有机颜料的表面纳米包覆改性是一种通过物理或化学方法在颜料表面形成一层纳米级的包覆层,以改善其性能并扩大其应用范围的技术。
其原理主要基于纳米包覆层对有机颜料表面的覆盖和保护,以及由此产生的表面效应和界面性质的改变。
纳米包覆改性的原理主要包括两个方面:一是纳米颗粒对有机颜料表面的覆盖和包裹,形成一层阻隔层,保护颜料免受外界环境的侵害;二是纳米颗粒与有机颜料表面之间的相互作用,如化学键合、物理吸附等,从而改变颜料的表面性质,如润湿性、分散性、光稳定性等。
物理法主要包括机械混合法、超声波法、球磨法等。
这些方法主要通过物理作用力将纳米颗粒与有机颜料混合在一起,形成包覆层。
这种方法操作简单,但包覆效果往往不够理想,纳米颗粒与颜料之间的结合力较弱。
水性聚氨酯合成、改性及应用前景
水性聚氨酯合成、改性及应用前景摘要:随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步,水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升,反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。
本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法,综述了水性聚氨酯的改性方法,包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性,并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。
关键字:水性聚氨酯;合成;改性;丙烯酸酯;有机硅。
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。
水性聚氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能,但是仍然有许多不足之处。
如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点,由于水性聚氨酯的这些缺点,我们需要对其进行改性,目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等,本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。
一、水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。
目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。
自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。
丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体,加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂,以降低粘度,增加分散性,同时充当油性基和水性基的媒介。
反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量,然后用亲水单体进行扩链,在高速搅拌下加入水中,通过强力剪切作用使之分散于水中,乳化后减压蒸馏回收溶剂,即可制得PU 水分散体系。
反应的整个过程中,关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。
由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性,与水可混溶且沸点低,因此在此法中多用丙酮作溶剂,故名“丙酮法”。
纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展
第52卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.52,No.12 2023年12月 Liaoning Chemical Industry December,2023纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展李 伟(安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽 芜湖 241002)摘 要:纳米SiO2改性丙烯酸酯涂料可以改进涂层的光学性能、防腐蚀性能、机械性能等。
纳米SiO2与丙烯酸酯乳液有不同的聚合方法,所得产品性能也不同。
综述了共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法在制备纳米SiO2/丙烯酸酯乳液中的应用,以及三种复合乳液制备方法对涂料性能的影响。
关键词:纳米SiO2;丙烯酸酯;改性;复合方法中图分类号:TQ630.4文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)12-1826-04丙烯酸酯单体中的双键经聚合反应生成丙烯酸酯树脂,由丙烯酸酯树脂制得的涂料具有良好的耐候性、耐酸碱等性能,在汽车、家具、机械、建筑等领域得到广泛应用[1-2]。
由于丙烯酸酯单体的多变性,多种酯基在不同介质中的溶解性,以及与其它涂料用树脂的混溶性等特点,丙烯酸酯树脂已成为涂料工业中全能的通用树脂[3]。
丙烯酸酯涂料也有一些缺点,如热稳定性较差,涂膜易返黏,机械加工性能差等。
为改善涂料性能,有机-无机复合技术为涂料改性开辟了新途径,复合改性技术可以将有机聚合物的优异性能与无机材料杰出的刚性,对热、化学、大气的稳定性结合起来,显著提高涂料性能。
纳米科技的发展使得有机-无机复合改性涂料进入了新阶段,纳米材料在分子水平上实现了有机-无机材料的复合。
纳米SiO2呈三维网状结构,表面存在不饱和键以及不同键态的羟基,具有很高的反应活性,而且表面吸附能力强,对紫外光、可见光以及近红外线有较高的反射率,而且纳米SiO2可深入到高分子化合物的π键附近,形成空间网状结构。
纳米SiO2有着广泛的商业应用,如填料、催化、传感、光子晶体和药物递送等[4-5]。
环戊酮在涂料材料中的应用及表面改性研究
环戊酮在涂料材料中的应用及表面改性研究环戊酮是一种重要的有机化合物,也被广泛应用于涂料材料中。
本文将探讨环戊酮在涂料材料中的应用以及表面改性的研究。
涂料是一种广泛应用于建筑、汽车和家具等领域的材料,具有保护、装饰和功能化的作用。
环戊酮作为溶剂和添加剂,可以提高涂料的性能和施工性能。
首先,环戊酮作为一种溶剂,可以在涂料中起到稀释、溶解和扩散的作用。
由于其较低的表面张力和蒸发速率适中,环戊酮能够提供良好的涂布性能和流动性。
此外,环戊酮还具有很高的溶解性,能够有效溶解颜料和其他添加剂,提高涂料的颜色饱和度和稳定性。
其次,环戊酮作为添加剂还可以对涂料进行改性。
常见的改性方式包括调整涂料的粘度、降低涂料的挥发性和增强涂料的耐候性等。
环戊酮可以通过调整添加量来改变涂料的粘度,使其适应不同的施工条件和需求。
此外,环戊酮还能够与其他添加剂共同作用,提高涂料的耐候性和耐化学性。
除了在涂料材料中的应用外,环戊酮还广泛用于涂料的表面改性研究。
涂料的表面性能是决定其使用寿命和外观质量的关键因素之一。
通过对涂料表面的改性,可以提高其表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。
一种常见的表面改性方法是在涂料中添加适量的环戊酮。
环戊酮可以与涂料基材发生反应,形成一种坚硬的保护膜,提高涂料的耐磨性和耐腐蚀性。
此外,环戊酮还能够与涂料中的颜料和填料相互作用,形成一种均匀、光滑的表面,提高涂料的外观质量。
另一种常见的表面改性方法是通过涂饰技术将环戊酮直接应用于涂料表面。
涂覆环戊酮可以形成一层均匀、透明的保护膜,提高涂料的耐污染性和耐磨性。
这种方法适用于对涂料表面硬度和耐腐蚀性要求较高的场合,如汽车涂装和船舶涂装等。
除了在涂料中的应用和表面改性研究外,还有一些关于环戊酮的研究值得关注。
例如,研究人员通过改变环戊酮的结构和添加其他有机化合物,探索了环戊酮的新型应用。
另外,还有一些研究关注环戊酮对环境和健康的影响,以评估其在涂料材料中的可持续性。
涂料的表面改性与性能提升
涂料的表面改性与性能提升在现代社会中,涂料作为一种重要的防护和装饰材料,广泛应用于建筑、汽车、航空航天、电子等众多领域。
然而,随着科技的不断进步和应用需求的日益提高,对涂料性能的要求也越来越苛刻。
为了满足这些需求,涂料的表面改性成为了研究的热点之一。
通过对涂料表面进行改性,可以显著提升其性能,使其具备更好的耐腐蚀性、耐磨性、附着力、耐候性等,从而拓展其应用范围和使用寿命。
涂料的表面改性方法多种多样,每种方法都有其独特的原理和特点。
物理改性是其中较为常见的一种方法,例如通过等离子体处理、离子注入等手段来改变涂料表面的物理结构和性能。
等离子体处理可以使涂料表面发生刻蚀和活化,增加表面粗糙度和活性位点,从而提高涂料与基材的附着力。
离子注入则能够将离子嵌入涂料表面,改变其表面的化学成分和物理性能,增强其硬度和耐磨性。
化学改性也是提升涂料性能的重要途径。
通过在涂料中添加特定的化学试剂,如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等,可以改善涂料与基材之间的界面结合力。
这些偶联剂能够在涂料与基材之间形成化学键,有效地提高附着力和耐腐蚀性。
此外,还可以通过化学接枝的方法在涂料表面引入功能性基团,如疏水基团、抗菌基团等,赋予涂料特殊的性能。
除了物理和化学改性方法,表面涂层技术也是一种有效的涂料表面改性手段。
例如,采用多层涂层结构,将具有不同性能的涂层材料组合在一起,可以实现协同增效的效果。
例如,底层涂层提供良好的附着力和防腐性能,中间涂层增强硬度和耐磨性,顶层涂层则赋予涂料优异的耐候性和自清洁性能。
在涂料的表面改性过程中,纳米技术的应用也为性能提升带来了新的机遇。
纳米材料具有独特的物理化学性质,如小尺寸效应、表面效应等。
将纳米粒子添加到涂料中,可以显著改善涂料的性能。
例如,纳米二氧化钛具有良好的光催化性能,能够使涂料具有自清洁功能;纳米氧化铝可以提高涂料的硬度和耐磨性;纳米氧化锌具有抗菌性能,可以使涂料具有抗菌功能。
然而,涂料的表面改性并非一帆风顺,在实际应用中也面临着一些挑战。
水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用
水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用0综述了水性聚氨酯涂料的主要特点和应用,介绍了防腐蚀水性聚氨酯涂料、防水水性聚氨酯涂料、防霉杀菌水性聚氨酯涂料、阻燃水性聚氨酯涂料、抗涂鸦水性聚氨酯涂料等功能性水性聚氨酯涂料的特点和研究进展,并指出了功能性水性聚氨酯涂料的热点研究方向。
关键词:水性聚氨酯涂料功能性涂料进展聚氨酯(PU)是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物,分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键(-NHCOO-)外,还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。
聚氨酯被誉为性能最优异的树脂,以其制得的涂料具有许多优异的性能,如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。
但是,传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂,对人类健康和环境造成危害。
此外,双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如TDI)对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用,长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。
因此,随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(VOC)排放量的限制,水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视.水性聚氨酯是以水为分散介质,聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系,以其制备的水性聚氨酯涂料中不含或含有极少量的有机溶剂。
水性聚氨酯涂料,不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤被涂饰表面、施工方便、易于清理等优点,还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能[3],因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到了广泛的应用。
为了满足人们在生产和生活方面对具有新型功能的水性涂料的需求,近年来,人们通过对水性聚氨酯改性或添加助剂开发出了许多具有特殊物理和化学性质的水性聚氨酯涂料,提高了水性聚氨酯涂料的功能性,扩大了水性聚氨酯涂料的应用范围。
本文综述了几种功能性水性聚氨酯涂料的最新研究进展。
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展水性丙烯酸酯涂料是一种环保型涂料,具有优异的耐候性、耐水性和耐化学腐蚀性能,成为现代建筑涂料的主流产品之一。
水性丙烯酸酯涂料在使用过程中,仍然存在着一些问题,比如涂膜的硬度、耐磨性和耐化学腐蚀性能有待提高。
为了解决这些问题,近年来,研究人员对水性丙烯酸酯涂料进行了不断的改性研究,取得了一系列重要进展。
本文将对水性丙烯酸酯涂料改性研究的最新进展进行综述,以期为相关研究和应用提供参考。
一、纳米颗粒改性纳米颗粒是一种新型的功能材料,具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质,可以在涂料中起到增强功能和改善性能的作用。
研究人员通过将纳米颗粒引入水性丙烯酸酯涂料中,有效提高了涂膜的硬度、耐磨性和耐化学腐蚀性能。
将纳米二氧化硅颗粒引入水性丙烯酸酯涂料中,可以显著提高涂膜的硬度和耐磨性;将纳米氧化铝颗粒引入水性丙烯酸酯涂料中,可以明显提高涂膜的耐化学腐蚀性能。
研究人员还发现,不同形状和尺寸的纳米颗粒对水性丙烯酸酯涂料的性能影响存在差异,通过合理选择和设计纳米颗粒,可以实现对涂料性能的精确调控。
二、功能添加剂改性功能添加剂是一类具有特殊功能的化学品,可以通过引入到水性丙烯酸酯涂料中,改善其性能和功能。
近年来,研究人员通过添加不同种类和含量的功能添加剂,成功改善了水性丙烯酸酯涂料的性能。
添加超分散剂可以提高水性丙烯酸酯涂料的分散性,降低涂料的粘度和表面张力,提高其涂布性和涂膜质量;添加抗氧化剂可以提高水性丙烯酸酯涂料的耐老化性能,延长涂膜的使用寿命。
研究人员还通过添加抗菌剂、防霉剂、防火剂等功能添加剂,成功赋予水性丙烯酸酯涂料新的功能和应用领域。
三、共聚物改性共聚物是一种高分子化合物,可以通过与水性丙烯酸酯树脂共混共聚,改善水性丙烯酸酯涂料的性能。
研究人员通过引入不同种类和含量的共聚物,成功改善了水性丙烯酸酯涂料的力学性能、耐化学腐蚀性能和耐候性能。
引入丙烯酸酯类共聚物可以提高水性丙烯酸酯涂料的柔韧性和粘附性;引入丙烯酸类共聚物可以提高水性丙烯酸酯涂料的耐化学腐蚀性能;引入氟碳类共聚物可以提高水性丙烯酸酯涂料的耐候性能。
改性丙烯酸酯金属防腐蚀涂料的研究进展
改性丙烯酸酯金属防腐蚀涂料的研究进展摘要;综述了丙烯酸酯防腐蚀涂料用有机硅改性、环氧树脂改性、有机氟改性、有机硅/环氧树脂改性以及纳米材料改性的研究情况,并指出了丙烯酸酯防腐蚀涂料的应用现状、存在的问题以及发展趋势。
关键词;丙烯酸酯;环氧树脂;有机硅树脂;防腐蚀丙烯酸系乳胶涂料具有优良的环保性和良好的耐热性、耐候性、耐腐蚀性、耐玷污性、附着力高和保光保色性好等优点。
但在实际应用中,由于自身结构的限制,在硬度、抗污染性、耐溶剂性等方面仍存在一些不足之处。
为了更好地提高丙烯酸酯涂料的防腐蚀性能,扩大其应用范围,需要对丙烯酸酯乳液进行改性。
本文对丙烯酸酯乳液金属防腐蚀涂料的改性情况进行综述。
1 环氧树脂改性环氧树脂具有粘附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性以及热稳定性好等优点。
环氧改性丙烯酸乳液既具有环氧树脂的高模量、高强度、耐化学品和优良的防腐蚀性,又具有丙烯酸树脂光泽、丰满度和耐候性好等特点,且价格低廉,适用于装饰性要求高的场合,如塑料表面涂装和加工过程(如表面处理、电镀、烫金、镀膜等)的需要。
常见的改性方法有自由基聚合和酯化法。
以高氯化聚乙烯树脂和环氧丙烯酸树脂为主要成膜物质,添加防腐蚀颜填料,制得单组分、附着力好、防腐蚀性和耐候性优异的防腐蚀涂料,已广泛用于钢结构、桥梁等的防腐蚀工程。
用环氧树脂改性亲水性丙烯酸树脂,改性后涂层的亲水性和耐水性能达到较好的均衡,耐蚀性和附着力得到提高。
采用E-10环氧改性丙烯酸树脂为基料,N75聚氨酯为固化剂,HT 助剂高光疏水物,制备具有良好耐酸、酸碱性能的自清洁防腐蚀涂料。
通过反相转法,用磷酸和丙烯酸及其酯类单体对环氧树脂进行改性,得到一种性能优良的水性丙烯酸改性环氧树脂防腐蚀涂料乳液。
]利用丙烯酸环氧树脂的接枝共聚反应制备了环氧-丙烯酸自乳化自交联水性防腐蚀乳液,所制得乳液的固含量为20%~40%,并且乳液的储存、稀释、机械和冻融等稳定性好。
2 有机硅改性有机硅和丙烯酸酯共聚可以制得以丙烯酸酯类大分子为主链,侧链为带烷氧基或羟基的硅烷或聚硅氧烷的有机硅改性丙烯酸树脂乳胶涂料,以该树脂为主要成膜物的硅丙涂料集丙烯酸涂料和有机硅涂料之长,不仅具有超耐候性,还具有优异的耐水性、耐盐雾、耐温变性、耐玷污性及耐洗刷性能,主要应用于对耐候性能有特殊要求的建筑外墙涂料、工程机械涂料以及作业环境更为恶劣的码头设备、海洋设施等的表面防腐蚀及装饰。
苯丙乳液改性的研究与应用进展
行业动态2018·03141Chenmical Intermediate当代化工研究苯丙乳液改性的研究与应用进展*夏 伟(海南科技职业学院 海南 571126)摘要:本文对最近几年苯丙乳液改性的运用和发展进行探究,详细阐述了有机氟、有机硅、环氧树脂、蒙脱土、纳米材质等几种苯丙乳液的改性,并指明苯丙乳液改性的发展趋势。
关键词:改性;苯丙乳液;探究;发展中图分类号:O 文献标识码:AProgress in the Research and Application of Styrene Acrylic Emulsion ModificationXia Wei(Hainan V ocational College of Science and Technology, Hainan, 571126)Abstract :This paper explores the application and development of styrene acrylic emulsion modification in recent years, and expounds themodification of several kinds of styrene acrylic emulsion, such as organic fluorine, organosilicon, epoxy resin, montmorillonite, nano material and so on, and points out the development trend of the modification of styrene acrylic emulsion.Key words :modification ;styrene acrylic emulsion ;exploration ;development苯丙乳液是由丙烯酸酯单体与苯乙烯聚合而成,在金属层涂料、建材涂料、粘合剂等领域被普遍运用。
PPS涂料的改性和应用研究
PPS涂料的改性和应用研究【摘要】本文通过选用不同填料对PPS涂料进行了改性,并用分散液法进行喷涂试验,研究了填料种类、烘干温度、冷却方式等对涂料性能的影响,优化确定了改性PPS涂料的配方。
【关键词】PPS涂料;改性;填料;分散液喷涂;防腐涂层0 引言聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,简称PPS)是一种耐高温耐腐蚀的合成树脂,主要用于塑料成型制品及耐蚀涂料[1-2]。
PPS主要具有以下性能:(1)耐热;(2)耐腐蚀;(3)优良的介电性能;(4)阻燃性好;(5)尺寸稳定;(6)加工性能好;(7)耐磨。
但是PPS涂层存在高温氧化、凹凸不平、流坠、龟裂、脱落、气泡等缺点,致使PPS涂层的使用性能远不如PPS树脂[3-4]。
为了提高PPS 涂层的使用性能,需对通用化涂料配方进行改进[5]。
本文对各种填料的选择,烘干工艺的影响以及冷却方式进行了大量的研究工作,得到了较佳的改性涂层配方及生产工艺条件。
1 改性配方的确定常用的无机填料有二氧化钛、三氧化二铬、三氧化二钴、二硫化钼、石墨、磁粉、铸石粉、二氧化硅、碳化硅、三氧化二铝等。
常用的有机填料包括氟树脂等。
针对PPS涂层存在高温氧化、凹凸不平、流坠、龟裂、起泡等缺点,设计改性配方如表1。
这些配方制成的涂料对其粘性和熔点基本没有影响。
2 喷涂工艺及参数用分散液涂料制备PPS涂层时,工艺流程如下:注:m、n、p为重复喷涂次数.喷涂时,控制分散液的固含量为15%-25%。
空气压缩机压力为0.3-0.4MPa,喷嘴与基体材料的距离为200-300mm,每次厚度应控制在30-60μm。
PPS涂层的固化工艺参数见表2。
3 结果与讨论3.1 填料对涂层性能的影响PPS涂料中加入各种无机填料,不仅能够消除涂层表面针眼、空穴,使涂膜平整、光滑,而且还可提高使用温度,增加附着力,同时还可降低成本。
石墨具有很好的耐冲击性,作为换热设备涂层的填料,可以增加涂层的导热系数,并且使涂层细腻光滑。
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展水性丙烯酸酯涂料是一种环保型涂料,具有高固含量、低挥发性、无毒、无味等优点,在建筑、家具、汽车等领域有着广泛的应用。
水性丙烯酸酯涂料在硬度、耐磨性、耐化学品性等方面表现并不理想,因此如何改性提高其性能一直是研究的热点。
本文将介绍水性丙烯酸酯涂料改性的研究进展,以期为相关领域的研究提供参考。
一、改性方法1. 添加无机添加剂无机填料、纳米材料等被广泛应用于水性丙烯酸酯涂料的改性中。
硅酸盐纳米颗粒能够提高涂层的硬度、耐磨性和耐化学品性能,同时还能提高涂膜的光泽度和抗粘附性。
钛白粉是一种优质的光学亮度提升剂,添加后可提高涂料的遮盖力和光泽度。
氧化锌、氧化铝等无机填料也能起到增强性能的作用。
2. 共混改性将不同种类的树脂进行共混改性,可以使水性丙烯酸酯涂料兼具不同树脂的性能优点,从而在涂料的硬度、耐磨性、耐化学品性等方面得到提高。
聚氨酯树脂与丙烯酸酯树脂的共混可以提高涂料的弹性和耐磨性;乳液聚合物与环氧树脂的共混可以提高涂料的硬度和耐化学品性。
3. 添加表面活性剂表面活性剂的添加可以在涂层中形成更均匀、更紧密的表面,从而提高涂料的抗污染性和耐化学品性。
表面活性剂的作用还可以增强涂料的附着力和流平性。
研究表明,采用合适的表面活性剂可以提高水性丙烯酸酯涂料的光泽度和硬度。
二、研究进展1. 纳米材料的应用近年来,纳米材料在水性丙烯酸酯涂料改性中得到了广泛应用。
纳米二氧化硅、纳米氧化铝等纳米材料被用作填充剂添加到涂料中,可以显著提高涂料的硬度、耐磨性、耐化学品性等性能,同时不影响涂层的透明度和光泽度。
纳米材料的应用还可以提高涂料的防腐蚀性能和抗老化性能。
未来,随着纳米材料的研究和应用水平的不断提高,纳米材料将在水性丙烯酸酯涂料改性中发挥越来越重要的作用。
三、发展趋势水性丙烯酸酯涂料改性技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 多功能性改性剂的研发未来,研究人员将继续致力于多功能性改性剂的研发,以实现涂料性能的多向提升。
氮化处理改性技术在涂料材料制备中的应用与发展方向
氮化处理改性技术在涂料材料制备中的应用与发展方向氮化处理改性技术是一种利用高温氮化反应对材料表面进行处理并改变其表面性质的方法。
在涂料材料制备中,氮化处理改性技术被广泛应用于提高涂料的附着力、硬度和耐磨性等性能,以满足不同领域对涂料材料性能的需求。
首先,氮化处理改性技术可以提高涂料的附着力。
在涂料材料制备中,涂料的附着力是一个重要的性能指标。
通过将涂料表面进行氮化处理,可以形成一层致密的氮化层,提高涂层与基材之间的结合力,从而增强涂层的附着力。
此外,氮化处理还能改善涂料材料表面的亲水性,进一步提高涂料与基材之间的结合力。
其次,氮化处理改性技术可以提高涂料的硬度。
在一些特殊应用领域,如制备高硬度涂层或防护涂层等,涂料的硬度是一个关键指标。
通过进行氮化处理,可以在涂层表面形成一层氮化物薄膜,其硬度远远高于常规涂层材料,能够显著提高涂料的硬度。
这不仅使得涂层更加耐磨,还能提高涂层的耐腐蚀性能,延长涂层的使用寿命。
此外,氮化处理改性技术还可以改善涂料的耐温性能。
在高温环境下,一些传统涂层材料容易发生脱落或氧化,从而导致涂层性能下降。
通过将涂层表面进行氮化处理,可以形成一层具有良好耐温性的氮化物薄膜,提高涂料的耐温性能。
这使得涂层能够在高温环境下保持良好的性能并延长使用寿命。
在未来的发展中,氮化处理改性技术在涂料材料制备中还有很大的发展潜力。
首先,可以通过优化氮化处理工艺,提高氮化层的均匀性和致密性,以进一步提高涂料的性能。
其次,可以研究氮化层与涂层基材之间的界面性质,以优化涂层的结构和性能。
此外,还可以探索其他改性方法与氮化处理相结合,以进一步提高涂料的性能,如使用复合改性方法、在氮化处理过程中引入其他元素等。
总之,氮化处理改性技术在涂料材料制备中具有广阔的应用前景。
通过提高涂料的附着力、硬度和耐温性能等,能够满足不同领域对涂料材料性能的需求。
在未来的发展中,还有很多值得探索的方向,以进一步提高涂料的性能和应用范围。
低聚合度改性松香在水性涂料中的应用研究
低聚合度改性松香在水性涂料中的应用研究随着人们对环境保护和健康的关注增加,对涂料的要求也不断提高。
作为一种常见的涂料添加剂,松香在传统有机溶剂型涂料中的应用已经得到广泛研究和应用。
然而,由于有机溶剂对环境和人体的危害,水性涂料逐渐替代传统有机溶剂型涂料成为主流。
因此,研究低聚合度改性松香在水性涂料中的应用具有重要的意义。
低聚合度改性松香是一种从天然松香经过特定工艺处理得到的改性材料。
与传统的松香相比,低聚合度改性松香具有更低的黏度、更好的分散性和更高的溶剂化能力。
这些优良的性能使得低聚合度改性松香成为一种理想的水性涂料添加剂。
首先,低聚合度改性松香能够提高水性涂料的附着力。
涂料的附着力是指涂层与底材的粘结强度,直接影响涂层的使用寿命和耐候性。
研究表明,低聚合度改性松香能够与底材表面形成良好的相互作用,提供良好的粘接力,从而改善涂料的附着力。
其次,低聚合度改性松香能够提高水性涂料的抗刮擦性能。
抗刮擦性能是指涂层在受到外界刮擦力时的耐磨性能。
传统的松香在水性涂料中的应用效果有限,往往容易发生刮擦后的涂层剥离和损坏。
而低聚合度改性松香由于其特殊的结构能够提供较好的耐磨性,有效增强涂料的抗刮擦性能。
此外,低聚合度改性松香还能够提高水性涂料的耐水性和耐化学品性能。
水性涂料在潮湿环境下容易发生脱落和气泡的现象,而低聚合度改性松香能够与水分分子形成氢键,提高涂料的耐水性。
同时,由于低聚合度改性松香具有良好的化学惰性,能够有效抵抗酸碱等化学物质的侵蚀,提高涂料的耐化学品性能。
另外,低聚合度改性松香还能够改善水性涂料的流变性能和稳定性。
流变性能是指涂料在外力作用下的变形特性,包括粘度、流动性等。
研究发现,低聚合度改性松香可以提高水性涂料的粘度,使得涂料更易于涂覆和加工。
同时,低聚合度改性松香还能够提高涂料的稳定性,防止松香颗粒的沉淀和凝聚。
总之,低聚合度改性松香在水性涂料中的应用具有诸多优势。
它可以提高涂料的附着力、抗刮擦性能、耐水性和耐化学品性能,同时改善涂料的流变性能和稳定性。
涂料用纳米TiO_2改性的研究进展
1TO2 i 的无机表面改性
孙 秀果等 ” 用硅酸 钠为包覆剂 ,硫酸调节 剧
p H值 在 纳米 TO2 子 表面 包 覆致 密 的 SO2 , i 粒 i 膜
表 1 面改性 的工艺方法分类 表
表面
改 性
并对 样 品 的键 合 情 况 、相 态结 构 、表 面 的化 学成
的无毒 紫 外 光 吸 收剂 ,同时 具 有很 好 的 光催 化作
用 ,被 广 发 的应 用于 环 保 、 医疗 、生 物 、 国防 等
1 1S 0 包覆 . i2 纳 米 TO, 粒 表 面 沉 积 SO 包 覆 膜 的原 理 i 颗 i
为 :TO, 匀 分散 在 水 中 ,控 制加 入 的硅 酸 钠和 i 均 酸 量 ,使 生成 硅 溶 胶 ,初 期 形成 的活 性硅 酸 溶胶
摘 要 :本文综述 了涂料用纳米 T O i 的无机表面改性 和有机表 面改性工 艺方法 ,以及 纳米 T O i 在涂料的应 用进展 ,
最后 ,简单 总结 了未来纳米 TO i 改性涂料的研 究方向和发展前景 。
关键词 :纳米 TO: i ;有机表 面改性 ;无机表 面改性 ;涂料 中图分类号 :T 6文献标志码 :B文章编号 :10 — 95( 0 00 — 0 6 0 U5 0 3 8 6 2 1)6 0 5 — 5
被 TO, i 的羟 基吸 附 ,形成 T— S 键 ;而后形成 O— i
领域 口6 。 纳米 T -。 但 t O 比表面 能较 大 , 性较 强 , 极 易 团聚 , 以分散 ,影 响 了实际应 用效 果 ,因此 , 难
本 文 将 以外墙 涂 料 用 纳米 T 的改 性 为主 要研 究 O 对 象 ,对 改 性外 墙 涂 料 的研 究 进 展进 行 总 结与 分
有机硅改性聚氨酯涂料的研究与应用
聚氨酯(PU)自20世纪40年代出现以来,在涂料、弹性体、泡沫塑料及粘合剂等方面均已获得广泛应用,是一种多功能的聚合物材料,也是发展最快的高分子材料之一。
聚氨酯含有特征单元结构氨基甲酸酯键[1](-NH-CO-),链中含有交替的软链段和硬链段,使得其聚集态结构为多相结构,这决定了聚氨酯涂料优良的耐磨、柔韧等性能。
然而单一的聚氨酯涂料在耐水性、光泽、硬度等方面还不够理想,通过改性可以使其获得更加优异的综合性能。
聚氨酯的改性有两种方式:一种是通过简单的物理方法将具有互补特性的两种或多种树脂混合在一起;另一种是通过化学方法使产品具有两种或多种体系的特性。
有机硅材料具有耐高低温、耐气候老化、耐臭氧、电绝缘、耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能,因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
将有机硅用于聚氨酯的改性克服了聚氨酯材料的性能缺陷,是扩大聚氨酯应用领域的一条重要途径。
本文探讨了有机硅改性聚氨酯涂料的各种途径,并简要介绍了其应用。
1 溶剂型有机硅改性PU涂料溶剂型涂料目前在高档涂装如高级轿车、飞机蒙皮、精密仪表等领域还存在着广泛的应用。
如孙道兴、刘香兰[2]等人研究的有机硅改性聚氨酯摩托车涂料,其耐盐水、耐酸碱、柔韧性都有很大提高。
田军、薛群基[3]等研究了端羟基的聚二甲基硅氧烷与醇解蓖麻油改性聚氨酯预聚体在甲苯溶剂中的共混改性。
共聚物成膜后,分子结构中的有机硅链段更倾向于在表面聚集取向,而聚氨酯链段朝向内层,这样使得共聚物膜的附着力、硬度、固化速度等力学性能得到改善;同时,其表面呈现低的表面能,其耐热性也得到了提高。
由聚氨酯预聚体、氨基硅烷或硅氧烷、聚有机硅氧烷增粘剂、含氢硅氧烷、有机溶剂等组成的涂料在氯铂酸催化下,(150~200)℃固化成膜,固化后的涂膜光滑、耐热、耐磨,对未经任何表面处理的硅橡胶有良好的粘接性[4]。
采用侧链含有多氨基官能团的硅油在溶剂中改性聚氨酯,这种硅氧烷在聚氨酯的合成过程中,侧链参加反应,硅氧烷链悬挂在聚氨酯的主链上,有利于硅原子向表面迁移,只需加入少量的氨基硅油就能改善聚氨酯的表面性质[5,6]。
环氧树脂的改性及其水性化研究
环氧树脂的改性及其水性化研究环氧树脂是一种重要的高分子材料,具有优异的力学性能、化学稳定性和电气性能等。
然而,环氧树脂也存在一些缺点,如脆性大、易开裂、耐候性差等,这些问题限制了环氧树脂的应用范围。
因此,对环氧树脂进行改性和水性化研究,提高其综合性能和扩大应用领域具有重要意义。
环氧树脂的改性和水性化研究是当前高分子材料领域的热点之一。
在改性方面,研究者们通过引入新型的改性剂和制备方法,改善环氧树脂的韧性和耐候性。
在水性化方面,研究者们将环氧树脂制成水性涂料或水性胶黏剂等,以降低有机挥发物(VOC)的排放和改善作业环境。
然而,现有的改性和水性化方法仍存在一些问题。
如改性剂的添加可能会影响环氧树脂的力学性能和化学稳定性,制备过程也较为复杂。
在水性化方面,由于水性环氧树脂的耐水性和耐候性较差,限制了其应用范围。
环氧树脂的改性主要涉及共聚、共混、交联和扩链等方法。
其中,共聚是常见的改性方法之一,通过在环氧树脂的主链上引入柔性的链段,改善环氧树脂的韧性和耐候性。
共混则是将两种或多种类型的环氧树脂混合在一起,以获得综合性能优异的改性环氧树脂。
交联和扩链则通过增加环氧树脂的分子量,提高其力学性能和化学稳定性。
环氧树脂的水性化是通过引入特定的亲水基团,将环氧树脂制成水性涂料或水性胶黏剂等。
这不仅可以降低VOC的排放,改善作业环境,还可以扩大应用领域,如水性涂料、水性木器漆、水性胶黏剂等。
实现环氧树脂水性化的方法主要有两种:乳化和非乳化法。
乳化法是通过乳化剂的作用,将疏水的环氧树脂颗粒分散在水中,形成稳定的水分散液。
非乳化法则是在环氧树脂中引入亲水基团,使其直接溶于水中。
本研究采用文献综述和实验研究相结合的方法。
通过对国内外相关文献进行梳理和分析,了解环氧树脂改性和水性化的研究现状以及存在的问题。
然后,根据文献综述的结果,设计并实施了一系列实验,以验证改性剂对环氧树脂性能的影响以及不同制备工艺对环氧树脂水性化的影响。
丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展
丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展赵万赛1,于国玲2(1.宣城市宣州区生态环境分局,安徽宣城,242000;2.南阳农业职业学院, 河南南阳,473000)摘 要:介绍了丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展,并展望了其未来的发展方向。
丙烯酸涂料改性方面的研究主要有用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂和聚氨酯树脂等对其接枝或混拼;用无机纳米填料或功能化助剂对其杂化改性,赋予其特殊的功能。
关键词:丙烯酸涂料;改性;杂化;功能涂料;研究进展中图分类号:TQ 630.7 文献标志码:A 文章编号:1009-1696(2020)05-0040-04[收稿日期] 2020-03-09[作者简介] 赵万赛(1979-),男,大学本科,助理工程师。
毕业于中国人民解放军西安政治学院,长期从事生态环境保护与涂料研究。
研究方向:水性涂料和杂化涂料。
[通信作者] 于国玲(1974-),女, 硕士研究生,高级实验师。
长期从事化学教学与研究。
研究方向:水性涂料。
共发表论文50余篇,授权专利6项。
0 引言以丙烯酸树脂为主要成膜物的丙烯酸涂料因具有优异的干燥性能、合成与配制简单、耐碱耐老化性好、保光保色性优异等特点,而在防腐、装饰、防污、建筑、防水等领域有着广阔的应用前景[1-3]。
但单一的丙烯酸涂料存在着漆膜脆性大、附着力差、不耐冲击、耐热性不足等缺点,常需对其改性后使用[4-5]。
通常用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂和聚氨酯树脂分别对其进行改性,或用无机纳米填料对其进行杂化改性。
改性后涂膜的性能得到明显改善,拓展了丙烯酸涂料的应用领域[6-8]。
近年来,对丙烯酸涂料的研究取得了较大进展,下面重点介绍丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展及其未来的发展方向。
1 丙烯酸涂料的改性研究1.1 丙烯酸树脂的接枝改性用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂或聚氨酯树脂分别对丙烯酸树脂进行接枝改性,接枝改性后涂膜的柔韧性、附着力和耐冲击性能有显著的提高。
工业用樟脑在涂料中的应用及其改性效果研究
工业用樟脑在涂料中的应用及其改性效果研究樟脑作为一种重要的化学品,在诸多领域中具有广泛的应用,其中之一就是在涂料工业中。
它可以用作涂料的添加剂,具有改善涂料性能的作用。
本文将探讨工业用樟脑在涂料中的应用,并研究其对涂料的改性效果。
樟脑是一种天然的树脂,主要来源于樟树。
它的化学结构稳定,具有优异的物理和化学性质。
由于其低毒、低挥发性和良好的附着力,樟脑被广泛应用于涂料工业中。
首先,工业用樟脑可以被用作涂料的可溶性树脂。
樟脑的溶解性使其能够与涂料基体相容,提高涂料的分散性和稳定性。
通过在涂料中添加樟脑,可以降低涂料的粘度,提高涂料的流动性和施工性能。
此外,樟脑还能增加涂层的光泽度和硬度,提高涂层的抗刮擦性。
其次,工业用樟脑可以作为抗菌剂添加到涂料中。
由于樟脑具有较强的抗菌效果,因此在涂料中加入樟脑可以有效地抑制细菌和真菌的生长,提高涂料的抗菌性能。
这在一些湿润环境或需要抗菌功能的场合中非常有用,例如医院、餐厅等地方。
此外,工业用樟脑还可以用作涂料的防腐剂。
樟脑具有抑制木材腐朽和防止虫蛀的作用,因此在木材涂料和防腐涂料中被广泛使用。
樟脑可以有效地保护木材免受氧化和水分的损害,延长木材的使用寿命,并提高涂层的性能和耐久性。
除了上述应用外,还有一项重要的应用是工业用樟脑作为涂料的增塑剂。
樟脑的特殊结构使其具有良好的增塑效果,可以增加涂料的柔韧性和延展性,提高涂料的抗裂性和耐久性。
在高温或低温环境下,樟脑可以有效减少涂层的龟裂和脱落现象,增强涂料的耐候性。
然而,工业用樟脑在涂料中的应用也存在一些挑战。
首先,樟脑的价格相对较高,这使得涂料的生产成本有所增加。
其次,樟脑在涂料中的添加量需要经过精确控制,过量的添加可能会导致涂层表面麻点和油斑等问题。
另外,樟脑是一种易挥发的物质,因此在涂料的储存和使用过程中需要注意其挥发性,防止挥发过快导致涂层的质量下降。
综上所述,工业用樟脑在涂料中具有广泛的应用,并且能够显著改善涂料的性能。
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涂料的改性研究及运用
摘要:油漆是一种能牢固覆盖在物体表面,起保护、装饰、标志和其他特殊用
途的化学混合物涂料。
中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的:“涂料是一种材料,这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。
这样形成的膜通称涂膜,又称漆膜或涂层。
”本文综述了涂料的发展历史、应用以及环氧树脂涂料和醇酸树脂涂料的改性方法。
关键词:涂料改性方法应用
一、涂料的发展史
涂料工业属于近代工业,但涂料本身却有着悠久的历史。
中国是世界上使使
用天然树脂作为成膜物质的涂料——大漆最早的国家。
早期的画家使用的矿物颜,是水的悬浮液伙食用水或清蛋白来调配的,这就是最早的水性涂料。
真正懂得使
用溶剂,用溶剂来溶解固体的天然树脂,制得快干的涂料是19世纪中叶才开始的。
所以从一定意义上讲,溶剂型涂料的使用历史远没有水性涂料那么久远。
最
简单的水性涂料是石灰乳液,大约在一百年前就曾有人计划向其中加入乳化亚麻
仁油进行改良,这恐怕就是最早的乳胶漆。
从20世纪30年代中期开始,德国开
始把聚乙烯醇作为保护胶的聚醋酸乙烯酯乳液作为涂料展色使用。
到了50年代,纯丙烯酸酯乳液在欧洲和美国就已经有限售,但是由于价格昂贵,其产量没有太
大增加。
进入60年代,在所有发展的乳状液中,最为突出的是醋酸乙烯酯-乙烯,醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯共聚物也有所发展,产量有所增加。
70年代以来,
由于环境保护法的制定和人们环境保护意识的加强、各国限制了有机溶剂及有害
物质的排放,从而使油漆的使用受到种种限制。
75%的制造油漆的原料来自石油
化工,由于西方工业国家的经济危机和第三世界国家调整石油价格所致,在世界
范围内,普遍要求解约能源和解约资源。
基于上述原因,水性涂料,特别是乳胶漆,作为代油产品越来越引起人们的重视。
水性涂料的制备技术进步很快,特别
是乳液合成技术进步更快。
70-80年代作为当代水性涂料的代表——乳胶漆得到了一定的发展,但推广应
用却进入了低谷。
乳胶漆要和风行全国的内墙涂料进行价格竞争,其结果是身败
名裂,甚至被相当部分的建筑商和装饰业所否定,同时风行一时的瓷砖又把外墙
乳胶漆的市场夺去了大半。
90年代至今,不光乳胶漆的质量性能大大提高,在价
格上业慢慢被人们接受。
特别是以荷兰、日本为首的多国大型涂料公司进入我国
市场,真正揭开了现代水性涂料的新篇章.
二、涂料改性研究
1.醇酸树脂漆类的改性研究
醇酸树脂涂料是以油改性醇酸树脂为主要成膜物质的一类涂料。
可在常温下
干燥。
漆膜坚硬光亮,具有优良的耐候性.主要作为工业涂料和建筑涂料。
在20
世纪70年代以前,我国涂料的产品中醇酸树脂和醇酸调和漆最高占有70%80%
的份额,近年来其市场份额减少至30%左右。
最近,由于石油等原材料价格持续
上涨,发达国家重新关注可再生资源的利用.其中以植物油为原料的油改性合成
树脂,环氧大豆油,改性醇酸和水性醇酸的开发受到高度重视,醇酸树脂的市场
份额开始回升。
经过几十年的发展,醇酸树脂涂料的合成技术成熟,原料容易获得,涂膜综合性能良好,但它也有一些明显的缺点,如涂膜干燥缓慢,硬度低。
耐水性差,气干醇酸树脂涂料受光照易黄变.耐候性不佳等,需要通过改性提高
其综合性能。
目前对醇酸树脂涂料的改性研究集中于利用丙烯酸树脂/有机硅/
苯乙烯/纳米材料等来改性醇酸树脂涂料。
化学改性主要有共聚法及接枝共聚法。
共聚法的工艺路线是先制备醇酸树脂。
再加入不饱和丙烯酸单体共聚。
而接枝共聚法则是先制备各种活性基团(如羟基,
羧基,环氧基等)的丙烯酸预聚物,然后与醇酸树脂反应。
用的较多的是单甘油酯
酯化,即先制备带有羟基的丙烯酸预聚物,再用单甘油酯酯化,最后加入苯酐多
元醇酯化制成醇酸。
罗道胜在制备丙烯酸改性醇酸树脂时,除使用含羧基丙烯酸
共聚物外,还加入苯酐,并采用两步法工艺,即在醇解结束后。
先加入含羧基丙
烯酸酯共聚物,酯化至希望酸值,再加入苯酐酯化至终点,研究表明,预聚物中(甲基)丙烯酸含量2%~4%时,涂膜综合性能较好,而丙烯酸预聚物占改性树脂
总固体含量17%一25%较为合适。
在单甘油酯化法中,关键是制备低分子量,
窄分布的活性丙烯酸预聚物。
周子劫等嘲将基团转移共聚法应用于丙烯酸预聚物
的制备中,成功的控制了预聚物的分子量大小,使预聚物的数均分子量控制在4300~4600,合成了漆膜综合性能优异的丙烯酸改性醇酸树脂涂料。
改性后的树
脂兼具了丙烯酸树脂和醇酸树脂的特点,其漆膜性能,特别是干性,硬度及耐水
性都有很大的提高。
2. 环氧树脂涂料改性研究
环氧树脂是指那些分子中至少含有两个环氧基团的高分子化合物。
环氧树脂
涂料具有优异的防腐蚀性及耐化学药品性,对众多底材具有极佳的附着力和良好
的柔韧性,能采用多种固化剂固化。
此外,环氧树脂涂料可以在相当宽的温度范
围内固化,而且固化时体积收缩小,几乎无挥发性副产物产生。
环氧树脂涂料的
上述优异特性使它有着许多非常重要的用途水基改性环氧树脂涂料具有溶剂型环
氧树脂的良好的耐化学药品性,高附着力及优良的机械物理性和电气绝缘性等特点,且低污染,施工简便,价格便宜。
1999年,胡慧萍等人以环氧树脂E—44(简称为环氧树脂)为主要原料,合成出了水基改性环氧树脂涂料(环氧磷酸酯—丙烯酸接棱共聚物),并研究了单体配比
对产品性能的影响,丙烯酸的用量与产品水分散稳定性的关系,接枝反应温度对产
品的水分散稳定性的影响,引发剂用量对接枝共聚反应的接枝率的影响,接枝反应
时间与粗产品粘度和接枝率的关系。
近些年来,涂料有向绿色环保方向迈进的趋势.水性涂料成为涂料发展的一
个重要方向和研究热点.涂料企业和相关的科研院所不断推出水性防腐涂料、高
固体分防腐涂料等新品种,国外甚至已经提出将水性防腐涂料用于环境苛刻的重
防腐涂料体系。
其中水性环氧树脂具有其突出的性能优势,使制备得到的水性环
氧涂料,同样具有优异的性能,专家认为水性环氧树脂涂料成为当今各国水性涂料
研究的热点,水性环氧树脂的研究和应用也越来越受到重视。
三、涂料的应用
“涂料是一种材料,这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘
附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。
这样形成的膜通称涂膜,又称漆膜或
涂层。
”
基于涂料的这种特性,不同种类的涂料的应用范围不同。
我国涂料的总产量
已跻身世界前列,在产品的产量、品种、质量、技术装备水平有了长足的进步。
但是随着人们环保意识的不断增强以及我国加入WTO后国外企业纷至沓来,现
有的民族涂料工业面临前所未有的挑战,如何降低生产和使用涂料所造成的污染,
尤其是对大气的污染是目前的重中之重。
近年来水性涂料发展迅速,有望成为替代溶剂型涂料的主流产品,但也有很多有待解决的问题。
如水性涂料因可利用的交联反应有限,涂膜硬度低;一些水性树脂容易水解,导致了储存稳定性降低;由于存在亲水基团,耐水性较差,限制了水性涂料的应用范围;水性涂料中水蒸发潜热大,干燥时间较长。
这些问题可以通过工艺改进和化学改性来解决,如合成含有多个官能团的水性树脂乳液,提高水性涂料的交联密度;通过引入疏水性基团或使亲水基团参与交联反应可提高水性涂料的耐水性。
目前水性涂料领域的研究热点主要有室温交联技术、水性树脂的混合和成膜机理的研究等,同时,研究人员正致力于使水性涂料相关助剂以及涂装技术向高效环保的方向发展。