0 引言
隨著中國對環(huán)保的日益重視,涂料水性化逐漸成為大家的共識,塑膠涂料也不例外。近些年水性塑膠涂料逐漸成為了研發(fā)的重點(diǎn),吸引了越來越多的關(guān)注。 特別是近年來,國內(nèi)大型家電廠商已形成了對水性塑膠涂料的現(xiàn)實(shí)需求, 但是實(shí)際上國內(nèi)水性塑膠涂料的應(yīng)用規(guī)模極其有限。
丙烯酸酯乳液具有良好的耐候性、透明性、耐化學(xué)性和力學(xué)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),而且價(jià)格低廉、合成工藝簡單、應(yīng)用廣大且符合環(huán)保要求,是目前水性樹脂中銷量較大的一種樹脂,廣大地應(yīng)用在建筑涂料,工業(yè)涂料等領(lǐng)域。然而在水性塑膠漆領(lǐng)域,目前市場上的丙烯酸乳液普遍存在著附著力不好、耐水差、銀粉排布差等缺點(diǎn),使得塑膠漆的水性化還達(dá)不到要求。
1 材料介紹
我司新近開發(fā)了一款乳液STUNNING®2150,本乳液擁有較好的粒徑,其平均粒徑≤80nm,且含有較多的極性基團(tuán),對多種基材均有較好的附著力。本品另外一大特點(diǎn)是在低玻璃化溫度下,也有較好的硬度,區(qū)別于常規(guī)丙烯酸乳液需要提高玻璃化溫度來提**膜硬度。
STUNNING®2150基本介紹
型號 |
STUNNING®2150 |
樹脂類型 |
自交聯(lián)丙烯酸一級分散體 |
外觀 |
乳白色半透明 |
離子型 |
陰離子 |
固體含量 |
42±2 |
pH值 |
7.0-8.5 |
粘度mPa.s |
<100 |
羥基含量(固體計(jì) ) |
1.5% |
2150具備出色的熱儲及凍融穩(wěn)定性,同時在多種基材上擁有優(yōu)異的附著力,特別是ABS、PC等塑膠基材上。由于乳液中含有較多的特殊極性基團(tuán),所以本品具備較好的鋁粉定向效果。2150的最低成膜溫度較低,所以在制備清漆和色漆時,可以用較少的成膜溶劑便得到很好的成膜性。
2 結(jié)果和討論
(1)2150的基礎(chǔ)機(jī)械性能
使用以下清漆配方,在70℃的情況下,干燥30min后測試性能
2150基礎(chǔ)清漆配方 |
|
STUNNING®2150 |
50 |
氨水 |
0.5 |
乙二醇丁醚 |
4 |
消泡劑 |
0.1 |
防閃銹劑 |
0.5 |
增稠劑 |
0.5 |
水 |
2.8 |
性能測試結(jié)果如下:
測試項(xiàng)目 |
STUNNING®2150 |
附著力 |
1級 |
硬度 |
H |
抗沖擊 |
50cm正反沖通過 |
柔韌性 |
1mm通過 |
耐水性(金屬基材) |
7d無變化 |
耐水性(塑膠基材) |
>10d無變化 |
2150通過核殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將大部分的疏水單體集中于內(nèi)部的核,而在殼的部分加入親水的軟單體,使得聚合物本身不僅在水中有良好的穩(wěn)定性,而且成膜時疏水鏈段可以“外翻”提高耐水性。
2150的軟單體比例較多,有效降低了聚合物本身的玻璃化溫度,我們通過工藝調(diào)整提高了大分子聚合物的占比,因此2150的平均分子量較高,這樣做使得乳液的成膜性更加的出色。在制備清漆的過程中,只需加少量的成膜助劑即可得到較好的漆膜。同時一些小分子量的聚合物可以提高對基材的潤濕性,增強(qiáng)在金屬基材上的濕附著力。
(2)2150與異氰酸酯固化劑制備雙組分面漆的性能
STUNNING®2150中所含的羥基活性較高,也可與異氰酸酯固化劑混合制備雙組分面漆,通過清漆配方的調(diào)節(jié)可制備成各種光澤的漆膜。
測試項(xiàng)目 |
STUNNING®2150+HDI三聚體異氰酸酯固化劑 |
附著力 |
1級 |
硬度 |
H |
抗沖擊 |
50cm正反沖通過 |
柔韌性 |
1mm通過 |
耐乙醇擦拭 |
>100次 |
光澤度 60°(白漆) |
87 |
目前我們的STUNNING®2150乳液,產(chǎn)品對于金屬基材的附著力較好,無論是否添加異氰酸酯固化劑,其在金屬基材上的性能都較為不錯。當(dāng)使用異氰酸酯固化劑時,可通過配方的調(diào)節(jié),來調(diào)整清漆漆膜的光澤,并且隨著交聯(lián)密度的提升,耐乙醇擦拭的性能大幅度提高。
(3)2150制備水性銀粉漆的狀態(tài)及性能
本乳液對鋁粉定向效果好。與普通銀粉漆用乳液的高玻璃化溫度不同,本乳液無需提高玻璃化溫度就擁有不錯的表干特性,并且可以幫助銀粉涂料定向。如果配合特定的鋁銀漿使用,不但可以達(dá)到較好的銀粉排布,而且在施工的過程中,操作簡單,無需大幅度增加其觸變性。同時在成本上也非常有競爭力。
目前我司在水性鋁粉漆上使用的參考配方主要成分為STUNNING®2150乳液和預(yù)制鋁漿,少量流變助劑,pH調(diào)節(jié)劑,水。
測試項(xiàng)目 |
STUNNING®2150 |
競品1 |
競品2 |
光澤度 60° |
90 |
75 |
65 |
耐水性(常溫) |
7d無異常 |
3d漆膜嚴(yán)重發(fā)白 |
7d無異常 |
單涂附著力(塑膠基材) |
0級 |
0級 |
0級 |
復(fù)合涂層附著力(塑膠基材) |
0級 |
鋁粉涂層與底涂 層間附著力差 |
鋁粉涂層與底涂 層間附著力差 |
鉛筆硬度 |
H |
HB |
H |
通過觀察,可以看出在漆膜有較好的流動性的情況下也要有較好的鋁粉排布,我們不再需要控制水性漆的流動性來提高鋁粉的排布效果??梢宰屍崮ぴ诟稍锏倪^程中,通過自身流平讓鋁粉排布平整,呈現(xiàn)出“自漂”的銀粉排布效果。
以上四圖分別為:**排:噴濕狀態(tài)(左)、常溫自干5分鐘(右);第二排:常溫自干10分鐘(左)、常溫自干30分鐘(右)
3 結(jié)論
對比目前市場上常用的丙烯酸乳液,無錫洪匯開發(fā)的STUNNING®2150具備以下幾個優(yōu)勢:
1.具備較好的粒徑分布和儲存穩(wěn)定性。
2.聚合物中的羥基活性高,不但可以增加聚合物的極性,而且可以與異氰酸酯進(jìn)行良好的反應(yīng)并通過調(diào)整制漆配方來調(diào)節(jié)漆膜的光澤。
3.乳液具備較好的機(jī)械性能以及較好的基材附著力。
4.STUNNING®2150的開發(fā)和使用彌補(bǔ)了目前水性鋁粉漆用基料的不足,其通過特殊極性基團(tuán)的引入提高了鋁粉的定向效果,而非通過提高玻璃化溫度來促進(jìn)干性,而Tg低的樹脂相較于Tg高的樹脂在成模性以及附著力方面的表現(xiàn)更優(yōu)異。