水性醇酸樹脂

1、會計(jì)學(xué)1水性醇酸樹脂水性醇酸樹脂為什么要發(fā)展水性涂料？國民環(huán)保意識的增強(qiáng)限制VOC排放量的法律法規(guī)的制定石油能源的緊張向環(huán)保化和集約化方向發(fā)展高固體含量涂料水性涂料UV/EB固化涂料粉末涂料可行性成本環(huán)境的可接受性涂料品種1995年2000年2005年2015年低固含量（傳統(tǒng)）溶劑型涂料39.530.515.07.0高固含量溶劑型涂料12.512.010.58.5水性涂料22.526.034.539.5活性體系涂料14.015.016.517.5粉末涂料812.017.520.0輻射固化涂料3.54.56.57.5總 計(jì)100100100100全球涂料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)展趨勢全球涂料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技

2、術(shù)進(jìn)展趨勢 單位： 溶劑性涂料溶劑性涂料 水性涂料水性涂料 單相體系單相體系 兩相體系兩相體系水性涂料與溶劑性涂料的對比水性涂料與溶劑性涂料的對比水性涂料的特點(diǎn)水性涂料的特點(diǎn)無毒環(huán)保，無毒環(huán)保，施工安全施工安全沒有閃點(diǎn)沒有閃點(diǎn)，不燃，不燃，沒有爆炸的危險(xiǎn)沒有爆炸的危險(xiǎn)水揮發(fā)慢，干燥困難水揮發(fā)慢，干燥困難配制比較復(fù)雜配制比較復(fù)雜易引起基體腐蝕易引起基體腐蝕對顏料潤濕分散難對顏料潤濕分散難對濕度的影響很大對濕度的影響很大水性涂料與溶劑性涂料的對比水性涂料與溶劑性涂料的對比溶劑性涂料的特點(diǎn)溶劑性涂料的特點(diǎn)一般有毒，易燃一般有毒，易燃成膜致密成膜致密溶劑揮發(fā)快，干燥容溶劑揮發(fā)快，干燥容不需要助溶劑不需

3、要助溶劑好的防潮性能好的防潮性能對顏料潤濕分散容易對顏料潤濕分散容易對濕度的影響相對較小對濕度的影響相對較小水性涂料的制法水性涂料的制法1 水乳液型分散體的制法水乳液型分散體的制法I.由單體乳液聚合制備II.后乳化分散的制法III. 自乳化分散的制法2 水稀釋型分散體的制法水稀釋型分散體的制法I.帶有氨基的聚合物，以羧酸中和成鹽基II.帶有羧基的聚合物，以胺中和成鹽基NH2NH2NH2+RCOOHNH3RCOO-+NH3RCOO- +NH3RCOO-+COOHCOOHCOOH+RNH2NH3RCOO-+NH3RCOO-+NH3RCOO-+溶溶 劑劑 蒸蒸 發(fā)發(fā)與氧氣反應(yīng)與氧氣反應(yīng)與固化劑交聯(lián)與

4、固化劑交聯(lián) 物理成膜物理成膜 空空 氣氣 化學(xué)成膜化學(xué)成膜混混 合合 溶溶 液液非非 交交 聯(lián)聯(lián)交交 聯(lián)聯(lián)氣干型醇酸漆氣干型醇酸漆雙組分烘烤系統(tǒng)雙組分烘烤系統(tǒng)成膜方式成膜方式發(fā)展最早、產(chǎn)量最大、用途最廣的品種之一原料易得，基本上不依賴于石油產(chǎn)品價(jià)格便宜組分和性能可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整格外好的成膜能力高的光澤易于施工和與空氣交聯(lián)干燥和固化時(shí)間相當(dāng)慢成膜硬度低耐水性和耐候性較差醇酸樹脂的特點(diǎn)醇酸樹脂的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)1.使傳統(tǒng)的醇酸樹脂含過量的羧基，并用胺或氨將其中和成鹽，得到水稀釋性的醇酸樹脂；2.制備自乳化的醇酸樹脂，一種方法是制備具有核殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸改性醇酸樹脂，將疏水的醇酸樹脂部分作為乳

5、膠粒的核，親水的丙烯酸共聚物部分作為殼，疏水的核被包裹在親水的殼中間；另一種方法是醇酸樹脂與具有反應(yīng)活性的表面活性劑反應(yīng)，使表面活性劑接枝到醇酸樹脂上面，使醇酸樹脂在水中能夠乳化，它克服因加入大量乳化劑而引起的硬度和疏水性能的下降；3.通過外加乳化劑的方式將溶劑型醇酸樹脂轉(zhuǎn)相乳化成醇酸樹脂乳液分散體。水性醇酸樹脂（乳液）的制備途徑水稀釋性醇酸樹脂的結(jié)構(gòu)水稀釋性醇酸樹脂的結(jié)構(gòu)R1R2RRHOCOOHCOOCOO+-BBOOCBOOCBCOOBCOO親水基團(tuán)親水基團(tuán)聚合物聚合物B=胺胺堿性化合物堿性化合物B陰離子穩(wěn)定體系陰離子穩(wěn)定體系油/水乳液亞穩(wěn)轉(zhuǎn)化態(tài)水/油乳液醇酸水性醇酸樹脂（乳液）與其他水性

6、聚合物乳液成膜方式比較相轉(zhuǎn)變水性聚合物乳液水性醇酸樹脂（乳液）：油/水乳液：亞穩(wěn)轉(zhuǎn)化態(tài)：水/油乳液 ：醇酸水性醇酸樹脂（乳液）的干燥過程水性醇酸樹脂（乳液）的干燥過程1 主催干劑：主催干劑：它們一般是含有多氧化價(jià)態(tài)的金屬皂，能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。工業(yè)上常用的這類催干劑有鈷、錳、釩、鐵和鈰。2 輔催干劑：輔催干劑：金屬皂，只存在單個(gè)價(jià)態(tài)，本身通常不起催干作用，但它們和主催干劑配合使用具有催化作用。包括鈣、鉀、鋰和鋅。 3 偶聯(lián)催干劑：偶聯(lián)催干劑：如果在加速反應(yīng)過程中的機(jī)理是基于金屬與連結(jié)料中羥基基團(tuán)或羧基基團(tuán)反應(yīng)，這種催干劑稱為偶聯(lián)催干劑，如鋯、鉛鋇、鋁、鉍、鍶。 催干劑的種類和用途催干劑的種類和

7、用途催干劑（以鈷為例）在自動氧化過程的作用RH：非共軛的兩個(gè)雙鍵的亞油酸酯模型化合物ROOH ：氫過氧化物Co2+O2Co3+O2RH + Co3+R+ Co2+H+O21 O2eH+HOOR+1 O2+ RHROOH + RROOH + Co2+Co3+RO+OHROOH+Co2+Co3+ ROO+ H+RO+R1HROH+R1R+R (R1 )R-R(R1)ROR-O-RR+ROR-O-O-RRO+H3C-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOR +1 O2H3C-(CH2)4-CH=CH-CCH-(CH2)7-COORCCHHHOOH3C-(CH2)4-CH=

8、CH-CH=(CH2)7-COORCHCHOOH水性醇酸樹脂技術(shù)參數(shù)水性醇酸樹脂技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱STW 300STW 301外觀淡黃褐色透明粘稠液體黃褐色透明粘稠液體含油類型豆油脂肪酸亞油脂肪酸含油量，%大約36大約36不揮發(fā)份，%75.02.075.02.0酸值，mgKOH/g20352035比重（20），g/cm31.061.06粘度（50%乙二醇丁醚，T-4杯 ）， s 100140100140顏色（50%乙二醇丁醚，鐵鈷比色），號1111PH值3.05.03.05.0性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)1 具有良好的自干性和裝飾性。2 具有良好的耐鹽水和耐鹽霧性能。3 具有良好的顏料潤濕性和高度的

9、剪切穩(wěn)定性。4 具有良好的附著力、柔韌性和較高的硬度。5 具有良好的耐水性。1 加入催干劑可室溫干燥或強(qiáng)制干燥。本所配套的水性催干劑加入量為純樹脂含量的4.0%6.0%。2 配制清漆時(shí)，應(yīng)首先將乳液的PH值調(diào)整到78(一般用氨水、三乙胺或N，N-二甲基乙醇胺)，然后再加入水性催干劑。樹脂的粘度會隨PH值的提高而增大，可適當(dāng)加入去離子水調(diào)整粘度。3 可直接與顏填料一起研磨。但由于可使用的顏填料種類繁多，酸堿性各不相同，使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行混溶性的測試。必要時(shí)，在加入顏填料前，需加入適量的氨水或三乙胺。成漆的PH值應(yīng)調(diào)整到78。4 可加入甲醚化的氨基樹脂烘烤固化，建議氨基樹脂的加入量為5:110:1(固體

10、:固體)。配漆要點(diǎn)配漆要點(diǎn)5 成漆須在弱堿性條件下保存。PH值的調(diào)整可以使用氨水、三乙胺或N，N-二甲基乙醇胺。樹脂的粘度會隨PH值升高而增大。6 產(chǎn)品的粘度主要取決于PH值，儲存過程中可能由于胺的揮發(fā)造成PH值降低，從而使粘度也隨之下降。可通過補(bǔ)加少量氨水，使粘度恢復(fù)到初始狀態(tài)。7 該樹脂可用去離子水稀釋，自來水經(jīng)試驗(yàn)后也可以使用。能與醇醚類溶劑混溶。8 施工和配漆設(shè)備可以用水、堿性洗滌劑或丙酮清洗。配漆要點(diǎn)配漆要點(diǎn)自干型水性醇酸防銹底漆自干型水性醇酸防銹底漆配方用量(g)供應(yīng)商61311591938.537香港勁輝8.5深圳海川化工33.54.5OMG1TEGO61930.5TEGO501

11、BYK1Rohm and Hass1Rohm and Hass1OMG1香港勁輝原料名稱第一步 砂磨色漿水性醇酸STW-301 (75%)氨水(25)去離子水乙二醇丁醚滑石粉CMS-555沉淀硫酸鋇磷酸鋅ZP-10防銹助劑Alcophor 827氧化鐵紅水性催干劑Octa-Soligen 421 Aqua消泡劑Foamex 810第二步 混合水性醇酸STW-301 (75%)乙二醇丁醚氨水(25)消泡劑Foamex 810去離子水流平劑BYK-333流平劑RM-2020增稠劑RM-8W防結(jié)皮劑Anti Skin 0445防閃銹劑 瑞寶-60攪拌下慢慢加入第一步色漿水性醇酸鐵紅防銹底漆參考配方底

12、漆的制備方法如下：1 研磨色漿階段（1）在分散釜中加入配方量的乙二醇丁醚和去離子水，在攪拌情況下慢慢加入水性醇酸樹脂，使之稀釋；然后加入氨水，調(diào)整PH值為78；（2）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的Foamax 810和水性催干劑；（3）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的CMS-555、沉淀硫酸鋇、ZP-10、Alcophor 827和氧化鐵紅，然后用砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，直至細(xì)度小于30微米；（4）達(dá)到細(xì)度要求后，放出色漿，并用計(jì)量的去離子水分三次沖洗砂磨釜，并將該部分沖洗水用于后面的配漆中。2 混合階段（1）在調(diào)漆釜中加入配方量的乙二醇丁醚和去離子水（包括研磨色漿階段的沖洗水），在攪拌情況下慢慢加入水

13、性醇酸樹脂，使之稀釋；然后加入氨水，調(diào)整PH值為78；（2）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的Foamax 810、BYK-333、RM-8W和RM-2020；（3）在攪拌情況下，攪拌下慢慢加入第一步色漿。（4）檢測PH值，用氨水調(diào)整PH值為78，可加適量的去離子水調(diào)節(jié)粘度；（5）用80120目的濾網(wǎng)過濾，即得到水性醇酸鐵紅防銹底漆。水性醇酸鐵紅防銹底漆性能指標(biāo)水性醇酸鐵紅防銹底漆性能指標(biāo)項(xiàng) 目指 標(biāo)施工性漆膜平整光滑、無針孔、流掛，涂刷兩道無障礙容器中狀態(tài)攪拌均勻無硬塊，呈均勻狀態(tài)對面漆的適應(yīng)性對面漆無不良影響儲存穩(wěn)定性（50，15d）無沉降細(xì)度，m50遮蓋力，g/m280干燥時(shí)間（25） 表干

14、2 實(shí)干24耐沖擊性， cm50附著力，級（劃圈法）1柔韌性，mm1鉛筆硬度BVOC含量，扣除水（g/L）303耐鹽水，96 h表面無起泡、生銹及脫落現(xiàn)象耐鹽霧，96 h表面無起泡、生銹及脫落現(xiàn)象7% ZP-101.4% Alcophor 827水性醇酸鐵紅防銹底漆（耐鹽霧168h）空白自干型水性醇酸裝飾性面漆自干型水性醇酸裝飾性面漆原料實(shí)施例白色漆黑色漆中灰漆藍(lán)色漆中綠漆黃色漆紅色漆水性醇酸樹脂40404040404040鈦白粉30140.7 碳黑 30.2 中鉻黃 5.316 華藍(lán) 1.4 大紅粉 5.5酞菁藍(lán) 3 乙二醇丁醚6666666氨水（25）1.81.81.81.81.81.81

15、.8421催干劑1.51.51.51.51.51.51.5BYK-1901.50.91.40.61.41.61.1BYK-3330.40.40.40.40.40.40.4RM-8W0.20.20.20.20.20.20.2RM-20200.40.40.40.40.40.40.4Foamex 8100.30.30.30.30.30.30.3去離子水53503556564349各色常溫干燥水性醇酸面漆參考配方 常溫干燥水性醇酸白色面漆參考配方名稱質(zhì)量第一步 研磨色漿細(xì)度至20微米以下 水性醇酸樹脂（75%）12乙二醇丁醚1.8去離子水23氨水，25%0.6消泡劑(Foamax 810，迪高化學(xué)公司

16、) 0.2水性催干劑（421，OMG公司）1.5潤濕分散劑（BYK-190，畢克化學(xué)公司）1.5鈦白粉（R595，杜邦公司）30沖洗水15第二步 混合 水性醇酸樹脂（75%）28乙二醇丁醚4.2去離子水15氨水，25%1.2消泡劑(Foamax 810，迪高化學(xué)公司)0.1BYK-333（畢克化學(xué)公司）0.2RM-8W（羅門哈斯公司）0.2RM-2020（羅門哈斯公司）0.4攪拌下慢慢加入第一步色漿 白漆的制備方法如下：白漆的制備方法如下：1 研磨色漿階段研磨色漿階段（1）在分散釜中加入配方量的乙二醇丁醚和去離子水，在攪拌情況下慢慢加入水性醇酸樹脂，使之稀釋；然后加入氨水，調(diào)整PH值為78；（

17、2）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的Foamax 810、水性催干劑和BYK-190；（3）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的R595鈦白粉，然后用砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，直至細(xì)度小于20微米；（4）達(dá)到細(xì)度要求后，放出色漿，并用計(jì)量的去離子水分三次沖洗砂磨釜，并將該部分沖洗水用于后面的配漆中。2 混合階段混合階段（1）在調(diào)漆釜中加入配方量的乙二醇丁醚和去離子水（包括研磨色漿階段的沖洗水），在攪拌情況下慢慢加入水性醇酸樹脂，使之稀釋；然后加入氨水，調(diào)整PH值為78；（2）在攪拌情況下，慢慢加入配方量的Foamax 810、BYK-333、RM-8W和RM-2020；（3）在攪拌情況下，攪拌下慢慢加入第一步色

18、漿。（4）檢測PH值，用氨水調(diào)整PH值為78，可加適量的去離子水調(diào)節(jié)粘度；（5）用80120目的濾網(wǎng)過濾，即得到水性醇酸白漆。 水性常溫干燥醇酸面漆主要性能指標(biāo)水性常溫干燥醇酸面漆主要性能指標(biāo)項(xiàng)項(xiàng) 目目指指 標(biāo)標(biāo)漆膜顏色及外觀顏色符合要求，漆膜平整光滑。細(xì)度，m20粘度，KU90-120不揮發(fā)物，35干燥時(shí)間/ 表干，h2 實(shí)干，h24附著力（1mm劃格），級1彎曲試驗(yàn)，mm1杯突試驗(yàn)，mm6抗沖擊性，cm50鉛筆硬度B光澤（600）85項(xiàng)項(xiàng) 目目指指 標(biāo)標(biāo)耐水性， 360h不起泡、不脫落，允許輕微變色 耐鹽水性， 96h不起泡、不脫落，允許輕微變色 耐汽油性，150，6h合格耐H2SO4，3

19、，15min合格耐HAc，5，15min合格0510152025300.200.240.280.320.360.40 HardnessTime(day)水性醇酸干燥性能0.00.20.40.60.81.01.21.41.66008001000120014001600 Viscosity( mPa.s)Concentration of Octa-Soligen 421(%)水性催干劑對涂料粘度的影響0.00.30.60.91.21.575808590200600 Gloss(%)Concentration of Drier(%)催干劑對光澤的影響0510152025301.01.52.02.53

20、.03.5 Viscosty( Pa.s)Time( day)水性醇酸漆儲存過程中粘度的變化（ 40 30天）檢驗(yàn)項(xiàng)目 檢驗(yàn)結(jié)果STW 300 STW 301 說 明1表干,h 0.5 0.5 1）3、4、5項(xiàng)目的養(yǎng)護(hù)期分24小時(shí)、48小時(shí)和72小時(shí)。2）表干、實(shí)干項(xiàng)目由儀器測試。3）第6項(xiàng)的測試分105和120。2實(shí)干, h 10 2.5 3沖擊,cm （24h） 50 50 沖擊,cm （48h） 40 40 沖擊,cm （72h）40 40 4柔韌性,mm （24h） 11柔韌性,mm （48h） 11柔韌性,mm （72h） 115附著力,級 （24h） 11附著力,級 （48h）11

21、附著力,級 （72h） 116重量固含量,%（105） 40.1 40.3 重量固含量,%（120） 39.4 39.2 水性醇酸清漆性能比較05101520250.00.10.20.30.40.5STW300STW301 HardnessTime(day)水性醇酸面漆硬度變化曲線水性醇酸面漆硬度變化曲線 STW300STW301 時(shí)間（h）項(xiàng)目181300500181300500失光,級（失光率）3（35） 3（31） 2（18）2 （21）2 （23）1 （15）變色,級（E）1（2.3）1（2.7)1（2.9)2 （4.6）2 （5.4）2 （5.3）粉化,級000000開裂,級0000

22、00水性醇酸白色面漆耐人工老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果水性醇酸白色面漆耐人工老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果01002003004005000102030405060708090100BLACK RED Gloss 600（）Time（h）水性醇酸面漆耐人工老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果水性醇酸面漆耐人工老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果(紅色面漆與黑色面漆，光澤變化）紅色面漆與黑色面漆，光澤變化）施工配套方案1 水性醇酸防銹底漆/水性醇酸面漆2 水性丙烯酸防銹底漆/水性醇酸面漆3 水性環(huán)氧酯防銹底漆/水性醇酸面漆4 水性雙組分環(huán)氧底漆/水性醇酸面漆5 水性醇酸防銹底漆/水性聚氨酯面漆6 常規(guī)油性底漆/水性醇酸面漆環(huán)氧酯鐵紅底漆，40um；醇酸白色面漆，40um。 水

23、性醇酸鐵紅底漆，40um； 水性醇酸面漆，40um。500小時(shí)耐鹽霧性能比較小時(shí)耐鹽霧性能比較應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例活動板房汽車底盤電機(jī)基座礦井中鋼鐵支架農(nóng)用車輛船舶內(nèi)艙港口機(jī)械鋼鐵結(jié)構(gòu)：鐵紅防銹漆、各色醇酸瓷漆水電站廠房鋼結(jié)構(gòu)：鐵紅防銹漆、各色醇酸瓷漆儲油罐外部：鐵紅防銹漆、各色醇酸瓷漆。為什么要發(fā)展水性涂料？國民環(huán)保意識的增強(qiáng)限制VOC排放量的法律法規(guī)的制定石油能源的緊張向環(huán)?；图s化方向發(fā)展高固體含量涂料水性涂料UV/EB固化涂料粉末涂料可行性成本環(huán)境的可接受性1 主催干劑：主催干劑：它們一般是含有多氧化價(jià)態(tài)的金屬皂，能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。工業(yè)上常用的這類催干劑有鈷、錳、釩、鐵和鈰。2 輔催干

24、劑：輔催干劑：金屬皂，只存在單個(gè)價(jià)態(tài)，本身通常不起催干作用，但它們和主催干劑配合使用具有催化作用。包括鈣、鉀、鋰和鋅。 3 偶聯(lián)催干劑：偶聯(lián)催干劑：如果在加速反應(yīng)過程中的機(jī)理是基于金屬與連結(jié)料中羥基基團(tuán)或羧基基團(tuán)反應(yīng)，這種催干劑稱為偶聯(lián)催干劑，如鋯、鉛鋇、鋁、鉍、鍶。 催干劑的種類和用途催干劑的種類和用途催干劑（以鈷為例）在自動氧化過程的作用RH：非共軛的兩個(gè)雙鍵的亞油酸酯模型化合物ROOH ：氫過氧化物Co2+O2Co3+O2RH + Co3+R+ Co2+H+O21 O2eH+HOOR+1 O2+ RHROOH + RROOH + Co2+Co3+RO+OHROOH+Co2+Co3+ ROO+ H+RO+R1HROH