1 水性丙烯酸涂料目前很少研究单组分纯丙体系,一般通过不同功能单体对纯丙体系进行改性,如采用苯乙烯改性,制得的丙烯酸/苯乙烯聚合物体系可配制坚硬的防腐蚀涂料。YanaiHidenor等人采用含环氧基和羟基的丙烯酸酯类单体先聚合,制得聚丙烯酸酯中间体,再与含缩水甘油基和可水解硅烷基的低聚硅氧烷缩合反应,制得涂膜致密的单组分低温固化硅丙涂料,其耐水性、耐候性、耐高温性、拉伸强度都有显著提高。美国Rohm&Hass公司开发的水性双组分环氧/丙烯酸涂料系列MAINCOTEAE-58,以环氧树脂E-12为基料,过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,在丙烯酸聚合中将环氧树脂接枝到丙烯酸酯分子链中,且环氧基不开环,固化反应为双键加成反应,所得双组分乳液稳定性好,贮存时间长,涂膜致密,耐水性佳、耐磨性和耐候性好,光泽度高。德国不久前也开发出一种新型性能优异的防锈漆,是一种环氧改性的丙烯酸防腐蚀涂料。我国的学者、研发工作者对丙烯酸酯的研究也从未间断。潘祖仁等人研究了某些含氨基的高聚物作为交联剂的聚合物乳液,如氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等,涂膜具有优异的致密性、耐水性、耐候性、保色性和保光性。杨新革选用丙烯酸和丙烯酸正丁酯自由基聚合,制得丙烯酸酯乳液,并加入纳米TiO2,制得水性纳米丙烯酸抗菌涂料,具有优异的防腐蚀性、耐候性、耐菌性和耐溶剂性,抗污能力强。2 水性环氧涂料水性环氧防腐蚀涂料的研究经历了几个阶段:第一代水性环氧体系直接用乳化剂进行乳化,主要以聚乙烯醇为乳化剂,并开始研究用多酰多胺与环氧化合物的加成物、聚乙氧撑醚等作为乳化剂。第二代水性环氧体系是采用含环氧基的水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂,并出现自乳化型环氧树脂。第三代水性环氧体系是由美国壳牌公司经多年研发成功的,这一体系的环氧树脂和固化剂都接上了非离子型表面活性剂,由其配制涂料的性能指标可达到或超过溶剂型涂料。从20世纪70年代开始,国外已经不断有新的合成技术及防腐蚀涂料产品推出,如德国Henkel公司的水性环氧树脂系列WATERPOXYl401、1455等,水性环氧固化剂WATERPOXY751、755等;美国Shell公司的EPIREZ3510-W-60及EPI-REZW-5l等;美国DEVOEMAREN涂料公司的Devran230、240QC和Devchem252和Devran188都是卓有成效的无溶剂环氧树脂的代表。我国很多高校和科研院所对水性环氧防腐蚀涂料进行了研究,华南理工大学宋蓓蓓等人用超支化树枝状聚酯BoltornTMH20(B-OH)与乙酰乙酸叔丁酯(t-BAA)进行酯交换反应,制备成乙酰乙酸封端的B-OH,使得BBA的乙酰乙酸基的亚甲基发生接枝共聚反应,合成了以BBA为核的超支化聚合物,使涂膜具有更高的交联度、更高的玻璃化温度、更好的热稳定性,从而使涂料具有优异的防腐性。燕山大学任宇红等人用自乳化法制备了丙烯酸酯改性水性环氧树脂,漆膜的致密性好,防腐蚀性、耐候性、耐水性和拉伸强度都比未改性的有显著提高,并已经开始用于石油化工、冶金、五金交电、汽车、船舶等领域的防腐。3 水性无机富锌涂料水性无机富锌防腐涂料经历了70余年的发展历程,主要有3个阶段:第一阶段,热固化无机富锌涂料。无机富锌涂料最早诞生于20世纪30年代的澳大利亚,其发明人是工程师VictoeNightingale。第二阶段,后固化无机富锌涂料。无机富锌涂层的处理工艺于1949年被介绍到美国,并于1952年开发成功后固化无机富锌涂料。第三阶段,自固化无机富锌涂料。随着对锌/硅酸盐化学研究的深入,开发了具有自固化特性的水性富锌涂料,即不必喷洒后固化液,固化后也不必另行清除涂层表面固化反应产物,而自固化后的涂层硬度又与后固化的涂层硬度相当。JohnBSchutt从20世纪90年代开始进行了一系列的研究工作,制备成可商业化使用的水性无机富锌涂料。澳大利亚Morgan-Wyalla油管,长达250km,采用水性无机富锌防腐涂料,效果很好。以色列、韩国采用环氧富锌底漆代替热喷漆用于地下管道防腐,也取得了良好效果。在我国,天津化工研究院自20世纪80年代初开始对水性硅酸锂富锌涂料进行研发并使之工业化,成为我国最早生产、推广、应用该产品的单位之一。90年代起,我国自行研制的水性无机富锌涂料得到了长足发展,如上海高科推出的LW-I型无机富锌涂料、天津灯塔的E53851、重庆三峡的E06-1、武汉现代的E777-1、台湾的TC-799等。目前,我国对水性无机富锌涂料的研究主要是在其改性研究上,华南理工大学彭刚阳等人采用低模数硅酸钾溶液、碱性硅溶胶为主要原料,以有机硅氧烷作为改性剂,制备成稳定的高模数硅酸钾溶液,配制成粒径均匀、贮存稳定、耐水性和耐候性优异的高性能无机富锌涂料。天津大学研发的水溶性硅酸锂富锌涂料具有耐高温、耐候、导静电、长效防腐蚀等特性。山东大学吴波以水溶性硅酸锂-硅酸钠、硅酸锂-硅酸钾、硅酸锂-甲基硅酸钠、硅酸锂-甲基硅酸钾4种硅酸盐复合物作为基料,通过分析和研究,开发出一条新的制备硅酸锂富锌涂料的工艺路线,制成耐高温、附着力好、耐盐雾性优异的无机富锌涂料。扬州市金陵特种涂料厂研制的ET-98无机磷酸盐富锌涂料属国内首创,制备的涂层坚牢,耐磨性、耐油性、耐水性和耐热性优良,对黑色金属表面具有优异的隔热和阴极保护作用。水性无机富锌涂料广泛适用于海洋大气、高温等各种环境下的钢结构,如海洋平台、船舶、集装箱、大型钢铁构件、输油管线、各种化学贮槽内衬的长效防腐。4 水性聚氨酯涂料在聚氨酯树脂中,除了含有大量的氨酯键外,还有脲键、酯键、醚键、酰胺键等,这些特殊的键结构赋予涂层优异的黏结性、耐磨性、柔韧性、回弹性、耐化学腐蚀性、耐溶剂性、光泽等,从而集装饰性与防腐性于一体。20世纪90年代,Jacobs成功开发出能分散于水中的多异氰酸酯固化剂,从而使双组分水性聚氨酯防腐蚀涂料进入实用研究阶段。美国ARCO化学技术公司,采用含重复的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇单元的水分散聚合物、TDI、HDI等多异氰酸酯开发了双组分聚氨酯涂料,具有卓越的柔韧性、机械强度、耐磨性、耐化学品性和耐久性。等人用有机硅MTMS(甲基三甲氧基硅烷)和GPTMS(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)改性水性聚氨酯涂料,增强了水性聚氨酯涂料的弹性和机械应力,其降解温度升高到约206℃,热稳定性得到较大的提高,使其适用于航天、海洋、汽车等领域的防腐。在我国,华东理工大学借助DSC、FTIR等方法讨论了扩链剂对聚氨酯脲-聚甲基丙烯酸甲酯水分散液的分子链结构和性能的影响。孙道兴等人以环氧树脂与含硅的聚氨酯树脂接枝共聚制得水性聚氨酯,再以其来改性环氧丙烯酸树脂作为防腐蚀涂料的基料,钛铁粉为防锈颜料,制得综合性能优异的水性防腐蚀涂料。吴校彬等人通过原位乳液聚合制备了用环氧丙烯酸树脂双重改性的水性聚氨酯乳液,乳液贮存期超过10个月,耐冻融循环超过5次,涂膜摆杆硬度超过,拉伸强度大于10MPa,耐水性、耐酸碱性、耐溶剂性和防腐性都比未改性的有明显提高。合肥工业大学的吕建平教授采用低聚聚酯多元醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)反应,用新戊二醇(NPG)和三羟甲基丙烷(TMP)等小分子扩链,采用二羟甲基丙酸(DMPA)引入亲水基团,最后采用TEA(三乙醇胺)中和,在快速搅拌下分散,制得具有良好贮存稳定性、耐水性和物理性能的聚酯型水性聚氨酯,并已经用于室外场地铺装的防腐蚀涂料。目前水性聚氨酯涂料已经广泛应用于飞机、船舶、车辆、建筑物的表面防腐涂装,以及其他一些要求较高的表面防腐涂装领域。5·存在的问题和技术动向经过研发工作者们多年的努力,水性防腐蚀涂料已经取得了很大进步和发展,目前水性防腐蚀涂料存在问题和今后的技术走向,主要有以下几个方面:(1)目前水性防腐蚀涂料普遍存在固含量低的缺点,固含量低将使生产厂家的成本加大,因此,开发高固含量的防腐蚀涂料是科研工作者的重点。(2)单一体系的防腐蚀涂料功能比较单一,在应用上存在一些缺点,研发两种或者两种以上体系的复配防腐蚀涂料,可以增加涂料的多功能性,并可弥补单一体系防腐蚀涂料的缺点。(3)涂料性能有待提高。通过研究水性涂料成膜交联机理,寻找新型交联剂、添加剂,使树脂具有更好的致密性,从而提高涂料的机械性能;研究乳液聚合原理,寻找新型乳化剂,使乳液聚合更加均匀,单体转化率更高,减少传统乳化剂用量,提高涂料的耐水性。(4)不断更新和改进生产工艺流程及生产设备,对生产人员进行专业培训。(5)施工性能有待提高。水性涂料对底材表面清洁度和施工过程的要求较高,因水的表面张力大,所以污物易使涂膜产生缩孔。水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差,输送管道内的流速急剧变化时,分散微粒被压缩成固态微粒,使涂膜产生麻点。(6)水性防腐蚀涂料从根本上说是借助于成膜树脂的亲水化。树脂亲水化途径有自乳化与外乳化两种。无论哪种途径都必须引进含亲水性官能团的物质,在自交联体系中,涂料成膜一般亲水官能团依然游离,并没有交联转化成疏水链段,这样不可避免会影响涂膜的耐介质性、耐腐蚀性等性能。如何将这些亲水官能团在成膜后转化为疏水基团是当前研究工作需要高度关注的问题之一。(7)环保方面有待提高。由于水性体系中使用了乳化剂和其他小分子助剂,可能对环境存在一定的影响,有待寻找新型高性能乳化剂和其他助剂使涂料在使用过程中更加环保。
塑料涂料的研究现状与展望摘要:从塑料涂料的成膜基料、涂料性能、施工应用等方面,阐述了国内外塑料涂料的研究现状,并提出了塑料涂料研究存在的问题与发展要求。关键词:塑料涂料;涂料性能;涂料应用;现状与展望0引言随着石油化工与煤化工的发展,高分子材料的合成技术与新材料的推广应用不断延伸,塑料作为新型非金属材料,在抗张强度、韧性、尺寸稳定性等方面取得一系列进展。传统的塑料制品表面抗老化、抗静电、耐划伤、颜填料印痕等问题与新型塑料制品的功能化、装饰性、安全性等问题共同成为塑料涂料与涂装的中心内容。塑料的一个重要发展课题就是合金化。所谓合金化,实际上是多种高分子材料的物理混合,利用各种高分子材料的优点,互相补充。然而合金化给涂装带来了新的问题———涂层材料的成膜物树脂与塑料底材之间的匹配性,正因为如此,目前塑料涂料采用的成膜树脂将日趋多组分、多官能团化,同时塑料涂料的环境影响也日益受到关注,加之新型功能性颜填料与助剂的采用,塑料涂料已以全新的面貌呈现在人们面前。1成膜基料的官能化趋势鉴于塑料底材结构的复合化,与传统的塑料相比,单纯从氢键值、溶解度参数等角度考察单一树脂与塑料底材之间的相容性已十分困难。作者在塑料涂装厂对ABS塑料进行涂装过程中发现,厂方声称的ABS基料耐溶剂性能极差,当涂料中含有一定的芳烃溶剂时,涂膜干燥过程中出现细细的“银纹”。经了解,塑料本身掺入大量高抗冲聚苯乙烯改性,而这种情况目前在塑料涂装市场上非常多见,现在能遵循的规律是表面张力与结构相似程度,只有成膜物的表面张力比底材低,且成膜树脂与底材相比具有一定的相容性,涂膜才能附着在塑料表面。因此,具有低极性的聚丁二烯、聚丙烯酸酯与醇酸改性氯代烃聚合物等对很多塑料乃至塑料合金都具有极佳的亲合性。对于聚乙烯与聚丙烯塑料,氯化聚烯烃的改性仍是目前较佳的选择。Muenster等[1]用混有高密度聚乙烯的聚亚乙烯基氯化物作为成膜基料对聚乙烯复合塑料具有极好的粘附性。Lami等[2]直接采用氯化聚乙烯涂敷在聚乙烯表面,然后与聚氨酯配套。Menovcik等[3]利用羟基官能化烯烃聚合物与可与羟基反应的化合物反应制得对烯烃具有良好附着的附着力促进树脂。巴斯夫公司则利用对聚烯烃进行聚氨酯改性,在确保对聚烯烃底材附着力的同时,与其他树脂的配套相容性也得到保证[4]。上述改性树脂从某种意义上说,解决附着力的根本原因在于结构的相似相亲。Eaztman公司的cp343系列产品、中海油常州涂料化工研究院的P-18系列等产品均为氯化烯烃的接枝改性物。目前氯化聚烯烃的丙烯酸酯、马来酸酐等改性极其活跃,而王小逸等[5]以双戊烯烃聚合物为母体,丙烯酸单体在引发剂作用下接枝形成苯乙烯-双戊烯烃共聚物,实际上是利用聚戊二烯在结构上与聚烯烃塑料的相似性和低表面能状态,所以说,成膜物主体结构与塑料基体结构的相似性仍是塑料涂料成膜树脂合成追寻的重要手段。在研究中曾发现,某些羟基丙烯酸树脂作为基料的涂料,利用脂肪族异氰酸酯作为交联剂在特定的ABS塑料表面涂覆(目前市场多为合金)几乎没有附着力,而当交联剂改为芳香族异氰酸酯时,附着力却十分优异。笔者认为,根本原因在于交联剂转变为芳香族异氰酸酯时,由于成膜后树脂中苯环结构增多,结构的相似性(多体现在溶解度参数与氢键值上的相近)增强,所以附着牢度增大。同样作为结构的相似相亲,环氧-聚酰胺在尼龙底材上的润湿就是利用涂膜中的聚酰胺与尼龙结构的相似性而产生强附着[6]。而各种聚氨酯成膜物(丙烯酸聚氨酯、聚酯聚氨酯等)在聚氨酯塑料上的附着同样与结构相似相关联[7-8]。除传统的溶剂型合成方法外,等离子聚合[8]、乳液聚合也成为塑料涂料成膜树脂合成的新方法,而乳液聚合技术是伴随水性化技术的发展而发展的,在塑料涂料水性化方面起了相当大的作用。作为与光固化配套的底漆,塑料涂料用基体树脂除传统的羟基丙烯酸类外,高软化点、耐溶剂侵蚀的热塑性丙烯酸树脂成为人们关注的焦点之一。为了提高热塑性树脂的耐溶剂性,—CN基或微交联特征的硅氧烷的存在是必要的,有时为了解决配套性,可能在树脂中掺入纤维素类树脂。总之,塑料涂料用成膜树脂如同塑料本身的复合化一样,基料组分从单一结构向多组分结构拓展,甚至采用不同软化点的同类型树脂复合体。依靠单一成膜树脂已很难满足现代塑料涂料的发展要求,而通过合成技术一次性将同一树脂中掺入多组官能团且在同一种树脂中实现软、硬段的高度分离都极其困难,不同结构、不同属性的基料通过物理混合的方法要简单得多,但是物理混合往往出现相容性问题,这是在塑料涂料的配方设计过程中需高度关注的。2环保型塑料涂料2·1粉末涂料一般来说,粉末涂料由于采用静电涂装,且需高温烘烤交联成膜,所以在通常情况下塑料并不适合采用粉末涂料涂覆。然而由于粉末涂料高交联特征,在耐介质等许多方面具有特定的优势,所以近年来,在如冰箱、空调、小家电等众多领域,粉末涂料成了新宠。为了实现静电涂装,一般在塑料中注入导电纤维,比较常见的如尼龙、聚丙烯、玻璃纤维增强塑料等,涂料品种主要涉及氨基丙烯酸、氨基聚酯等。2·2水性涂料在玩具领域,出于健康、安全方面的考虑,水性化是大势所趋。Patil等[9]利用亲水性淀粉、水性环氧树脂、蜡乳液、三聚氰胺-甲醛树脂及氟化表面活性剂等混匀涂覆于聚乙烯膜表面, 80℃加热24 h后,由于热交联的缘故,涂膜强度、耐水性及附着力均显著提升。Park等[10]通过氯化聚丙烯与丙烯酰胺在引发剂作用下接枝共聚,得到的共聚物在聚丙烯表面具有很好的附着力。利用VeoVa 10 (叔碳酸乙烯酯)与丙烯酸酯共聚,内、外乳化并存,亲水性的二丙二醇丁醚作成膜助剂,所得涂料涂覆于聚丙烯板上,涂膜附着力、耐水性均十分优异[11]。利用磷酸酯与丙烯酸酯反应,用碱中和的方法得到的聚合物配制铝粉漆,不仅铝粉漆分散、贮存稳定性好,而且对塑料底材的润湿性好[12-13]。在研究过程中发现,利用二双键或三双键的丙烯酸酯与其他柔性丙烯酸单体进行乳液共聚,得到弹性的丙烯酸共聚物,不仅强度与普通乳液对比明显增强,而且耐水性十分突出,甚至在PC表面涂覆干燥后在去离子水中煮沸2 h仍不起泡,而一般的溶剂型聚丙烯酸酯均难达到这种要求。笔者认为,这些亲水型聚合物表面均含有一定量的亲水性官能团,水分子可以借助于这些亲水性官能团,十分容易地在膜两边自由进出,而高聚物本身与塑料底材之间的作用远大于高聚物与水及塑料底材与水之间的作用,所以即使在煮沸状态下,水分子对高聚物与塑料底材之间的破坏作用仍比较缓慢,以致耐水煮时间较长。而一般溶剂型树脂多有一定的耐水性,但涂层中的缝隙仍能让水分子缓慢进出,随着水温的升高,水分子运动的动能加大,水分子通过涂膜向底材表面扩散加快,但在加热状态下水分子向涂膜外表面扩散时,由于缺乏亲水性官能团的水合化转移,水分子不断向涂膜冲撞,致使涂膜易于被冲撞而剥落形成气泡。当然水性高分子涂膜的耐水性也仅局限于不被锈蚀的非金属塑料或玻璃表面,而金属材料由于易被氧化产生锈蚀而引起涂层疏松导致起泡。目前,见诸于报导的用于改性水性聚合物成膜后耐水性的研究主要集中在对聚合物进行疏水性改性(降低表面张力)、聚合物内交联、立体结构(如二丙烯酸酯与多丙烯酸酯)、聚合物成膜后自交联(有机硅、酰胺等改性)等[14-15]。为了改善涂膜成膜后的耐溶剂性,在树脂结构中引入耐溶剂的官能团如腈基(—CN)等,或采用交联单体。Kosugi和陈伟林等[16-17]利用苯乙烯与丙烯腈、丙烯酸酯共聚,涂膜的耐水、耐酸性均得到提高。而王玉香等[18]则利用水分散型的多异氰酸酯与水性羟基丙烯酸树脂外交联用于ABS及PC、PVC等塑料的涂装,涂膜的力学性能、耐水性、耐化学性十分理想。Zie-gler等[19]则在水性双组分体系中引入亲水性的助溶剂辅助成膜,由于树脂本身的水溶性相对下降,树脂在硬度等方面调节的空间非常大,以致得到的涂膜综合性能优异,可适应各种塑料底材涂装要求。目前水性塑料用涂料的研究十分活跃,但真正进入工业化生产的规模尚很小,笔者只在汽车、玩具、家电等少数领域发现有使用水性塑料涂料的情况,而且品种主要集中在聚氨酯水分散体、丙烯酸乳液与水性双组分丙烯酸酯涂料,究其原因在于涂料水性化后涂膜综合性能与溶剂型涂料相比尚存在一定的差距,然而无论从环境方面考虑,还是从节能、节约成本角度出发,水性体系是关注的重点,随着新的合成技术、新原材料的拓展,水性塑料涂料的发展空间会相应增大。2. 3光固化涂料相比于粉末涂料和水性化塑料涂料,光固化涂料在塑料涂装领域的发展显得异常迅捷。目前在摩托车、电动车与家电等领域,光固化塑料涂料已得到了广泛的推广,相应地推动了光固化涂料技术本身的进步,包括从单体到助剂与合成技术的进步。Hamada等[20]利用甲基丙烯酸甲酯的均聚物与氨基丙烯酸酯、甲基丙烯酸氧基酯等在光敏剂的引发作用下,得到在ABS表面涂覆的快干涂层。Yaji等[21]采用含三环癸烷结构的光敏剂引发聚丙烯酸酯配制丙烯酸涂料,涂覆在聚苯乙烯底材上,涂层的透光性与表面流平性均非常突出。在聚碳酸酯表面,采用热与光同时激发固化的双重固化模式,涂膜耐紫外光性能得到显著改善[22]。而降冰片烯烃聚合物薄膜表面采用UV固化的聚氨酯改性的氨基丙烯酸酯,在膜中引入二氧化硅不会影响涂层的透明性,且涂层的耐划伤性优异[23]。在树脂中引入弹性链段可提高涂膜的附着力与耐冲击性[24];分子链段中引入含氟的硅氧烷与A-174(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)及胶体二氧化硅,涂膜的透明性、流平性、防污性、耐磨性均因交联和表面张力的降低而得到明显改善[25]。UV固化涂料目前在聚碳酸酯、ABS、聚苯乙烯、聚丙烯等塑料表面应用较为普遍,但仍存在一些问题:(1)涂料与底漆(本色漆或金属漆)之间的附着力问题;(2)罩光漆涂膜放置一段时间易出现雾影,耐湿热性能较差;(3)与聚氨酯等体系相比,涂层耐水性往往显得不够; (4)涂料目前主要用于清漆,通过颜料着色对光固化过程影响较大。光固化残留的自由基影响涂膜的耐黄变性等。3功能化涂料塑料涂料除对塑料制品具有保护功能外,近年来在装饰及功能化领域取得了一系列进展。利用硅氧烷与环氧-硅酸酯共聚物与叔胺作用,得到的涂层在聚酯切片上不仅附着力好,而且耐磨性突出[26-28]。同样对于聚酯片,用丙烯酸-β-羟乙酯酯化二苯基四羧酸二酐,再与甲基丙烯酸缩水甘油酯和邻苯基苯基缩水甘油醚反应,涂膜不仅折光指数高,而且耐磨性好[29]。而利用增滑剂如石蜡或润滑剂,对于含氨基甲酸酯改性聚亚烷基二醇聚(甲基)丙烯酸酯与氨基甲酯改性的聚(甲基)丙烯酸酯混合物在光敏剂存在时,利用UV光照射,得到的涂膜不仅耐划伤、耐候,而且防雾性能好[30]。同样,为了改善防雾性能,Konno等[31]则利用外乳化法,得到的聚丙烯酸酯与胶体二氧化硅、具有阴离子特征的碳酸酯-聚氨酯复合,得到的涂膜对聚烯烃不仅润湿性好,而且具有优良的防雾性。Brand等[32]发现用低氧透过性的聚硅氧烷涂覆在PET膜上,氧透过值只有14 mL/(dm2bar);Yamazaki等[33]发现部分锌中和的聚丙烯酸具有对氧的阻隔性。而Miyasaka[34]则发现聚乙烯醇和浮型二氧化硅混合物制成的涂膜(涂覆于双轴取向的聚丙烯膜)水蒸气与氧的渗透性极低,在20℃, 60%相对湿度及40℃, 90%相对湿度下,分别只有1·5 mL/(m2·24 h·atm)和4·9 mL/(m2·24 h·atm)(1 atm=101·325 Pa)。利用橡胶的减震性,将橡胶与聚硅氧烷、可固化聚氨酯等复合,成膜后由于物件与涂覆底材接触或移动产生的噪音,在一段时间内保持起始静态摩擦系数,具有减震性[35]。热固性或紫外光固化的树脂与含氟聚合物通过热固化或紫外光引发聚合,在聚酯膜上涂覆,具有防反射功能[36]。硅氧烷聚合物等具有低反射指数的涂料,同样具有防反射功能[37]。研究发现,氢氧化铝粒子与低玻璃化转变温度的树脂(Tg: -50~50℃)混合涂覆在聚酯膜表面,具有热辐射功能。4特种塑料涂料塑料涂料除了涂料与塑料之间的作用外,往往还可能存在与其他介质之间的作用,真空镀膜涂料即是如此,它除了与塑料接触外,还与金属镀膜层发生作用,这些涂料在金属膜与塑料底材之间起到桥梁作用。目前真空镀膜底漆主要涉及丙烯酸、氨酯油及改性聚丁二烯等,主要涉及灯具、塑料镀铬装饰,有时具有辅助塑料导电、导热之功能。而面漆则主要为丙烯酸、聚氨酯及聚乙烯醇缩丁醛。孙永泰[38]利用HDI与水作用形成的多羟基型聚氨酯涂覆在塑料镀铬件的外表面,涂膜丰满、坚韧,具有良好的耐磨性、耐冲击、耐化学品与耐湿热性。而氨基丙烯酸涂料、叔碳酸缩水甘油酯改性丙烯酸涂料、含氟丙烯酸酯聚合物等应用于真空镀膜涂料得到的涂膜往往具有高硬度、丰满、耐污染等特征[39-41]。近年来,紫外光固化涂料在真空镀膜领域中取得了较好的应用效果,为了降低涂膜表面的缺陷,改善涂膜的性能,通常在涂料中加入少量惰性溶剂。与此同时,热固化与光固化同时存在于真空镀膜涂料中,涂膜的交联密度、硬度与耐磨性均能得到改善,而且涂膜外观更好。环氧改性对塑料镀银附着力的提升十分有效,Ozu等利用四甲氧基硅烷部分缩合物(Me Silicate51)与缩水甘油(EpiolOH)酯交换反应,再与2-羟乙基乙烯二胺-异佛尔酮二胺-异佛尔酮二异氰酸酯-聚碳酸酯二醇(PlaccelCD220)共聚物反应,得到的底漆喷涂于ABS板上,在80℃干燥10 min,对ABS和镀银镜面附着力高[42]。5塑料涂料研究存在的问题到目前为止,塑料涂料研究大多数停留在配方性能测试阶段,由于塑料对溶剂的敏感性不同,对于溶剂型涂料,涂料中的溶剂或多或少对塑料底材存在侵蚀性,塑料与涂料界面之间容易发生互相渗透、扩散,导致物理与化学作用共存,加上多数塑料本身的使用寿命较短,塑料涂料的时效性和涂料对塑料本身应用改变的影响程度常被忽视,而这些对塑料制品的应用往往十分重要。一些高结晶度的工程塑料,如聚甲醛、聚砜等在没有对塑料进行表面处理时,直接涂覆涂料一般比较困难,有必要寻找到与这些材料之间亲和性较好的化合物,开发出能直接在塑料表面涂装的涂料,减少表面处理带来的环境与成本问题。
与环氧树脂胶在放一起的话起凝固的作用一般都起的是辅助作用
氟树脂又称氟碳树脂,是指主链或侧链的碳链上含有氟原子的合成高分子化合物。氟树脂可以加工成塑料制品(通用塑料和工程塑料),增强塑料(玻璃钢等)和涂料等产品。以氟树脂为基础制成的涂料称为氟树脂涂料,也称氟碳树脂涂料,简称氟碳涂料。
氟塑料模压成型氟塑料模压成型可加工板、棒、套筒、胶带、密封环、隔膜及带有金属嵌件的零件等。模压成型分预成型、烧结和冷却三个步骤。预成型是将PTFE粉末均匀加入模具内,在常温下加压成密实的预成型品(即毛坯);烧结是将预成型品加热到熔点以上,冷却是从烧结温度降到室温的过程。有些氟塑料是在熔点温度以上一次加压而成,这种成型模具,叫做热压模,与此对应的PTFE的模具叫冷压模。模压时应注意压缩比(一殷PTFE为4-6)和成型收缩率(一般PTFE为)对制品的影响。原料最好用悬浮法聚合树脂,粒径为20-500微米的松软细粉末最好。压制过程中必须“放气”,预成型压力为17-35兆帕,保压时间根据毛坯厚度而定,如100毫米厚的毛坯,应保压15分钟。烧结时应注意:升温速度可采用20-120℃/小时,制品越大,升温速度越慢,悬浮法树脂烧结温度高些,为370-380℃,而分散法树脂烧结温度低些,360-370℃,烧结温度高,收缩率和气孔率随之增大,烧结时间应适当控制。冷却,一般情况用慢速降温,速度为15-25℃/小时,在特殊情况时,如少数厚度小于5毫米的薄板或推压成型的薄壁管时,才用快速冷却。有时制品在100-120℃温度下,作4-6小时的退火处理。氟塑料滚压成型PTFE膜片是滚压成型的,滚压成型可分为单向滚压和多向滚压两种工艺,经过滚压处理,PTFE膜片由原来的不透明自色,变成半透明水晶色。单向滚压是将重新加热到透明状的膜片,迅速地通过压延机的两个相同旋转着的辊进行加工的。压延倍率控制在范围内,一般辊筒转速20转/分。多向滚压是将经过烧结淬火处理的膜片,放在压延机上,进行多方向的压延,逐渐减小膜厚的成型加工方法。其中压延比为范围。滚筒的温度应控制在150-200℃,蒸汽加热时,蒸气压力在兆帕。压延比是一个重要参效, 过大和过小对制品均不好。有时要反复进行多次滚压,才能压好一个产品。氟塑料注射成型PFA(四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物),即可熔性PTFE,可以注射成型。其加工温度较宽,最高可达425℃,其分解温度在450℃以上,一般控制加工温度范围为330-410℃。PFA的吸湿性很小,为,所以不用干燥,注射前,嵌件应预热到140℃左右,注射料筒三段温度为:200-210、300-310、350-410℃,,喷嘴温度略低于料筒最高温度,模具温度为140-230℃,注射压力40-90兆帕,注射速度应稍慢一些,保压时间不宜太长。冷却时间为40-150秒。氟塑料二次加工技术由子氟塑料的加工特性,使一些制品难于一次成型,还必须经过二次加工才能得到可使用的成品。二次加工技术有:切削、焊接、内衬、吹胀等。切削:类似于金属的切削方法,设备有车床、钻床、刨床等。注意在切削之前,必须将毛坯体放置24小时后才可进行。焊接:分热压焊接和热风焊条焊接两种。热压焊接,要在特制的钳具中,加热到327℃以上,同时加压才能焊接住。热风焊条焊接是采用PFA捍条,加热加压通过PFA而将两件连接在一起。内衬:一般用聚四氟乙烯和聚全氟乙丙烯(有写成F4和F46)塑料内衬黑色金属管及管配件,可用于化工防腐耐蚀材料。吹胀:制品为波纹管和热收缩管、热收缩膜等。又分为连续式吹胀和间歇式吹胀。如F46热收缩管的管坯采用水冷却真空定型方法制备,管材拉伸比为3-7,熔融锥体长度控制在10-20毫米,吹胀模温度80-160℃,吹胀压力兆帕,牵引线速度80-500毫米/分。其他还有吹胀F4螺旋管。如PTFE机床导轨软带:用悬浮法PTFE细粒料,捣碎后,过20目筛,青铜粉或铝粉粒度为200目,对于100毫米高毛坯保压5分钟,中间放气三次,烧结时升温速度50-60℃/小时,在320℃时保温1小时,降温至150℃时出炉。毛坯车削前,应预热到80℃,保温一小时后再进行。软带应经萘钠处理,其中萘51克,四氢呋喃100毫升,金属钠适量,厚1毫米以下的软带在萘钠处理液中1-3分钟,然后用90℃热水冲洗。如PTFE可共混进聚苯、聚酰亚胺、聚对羟基苯甲酸酯,同时填充石墨、二硫化钼、青铜粉等可应用在水工闸门上、氟塑料46可用在耐腐蚀球阀上,其模压温度320-350℃、模压压力3-30兆帕、定型保温温度120-150℃。又玻璃纤维增强PTFE管作为钢管内衬,可解决管道腐蚀问题,其工艺流程如下:PTFE树脂→捣碎过筛→但压成型→烧结定型→管外圆车削→检测→表面活化处理→玻璃钢→装法兰→包法兰→固化→法兰头车削→脱芯棒→装垫片→翻边→成品如聚偏氟乙烯密封圈:加1份吸酸剂,混合球磨24小时,在模板温度为195-250℃压机中,徐徐加压至兆帕,中间放气1-2次,模温升至180-190℃时迅速移到冷压机在14兆帕压力下冷却,50℃时取出,修除毛边,再放进130℃烘箱,热处理24小时,即可检验包装。又氟塑料品种发展为:含氟环氧树脂(用于光通讯系统)、全氟弹性体(用于半导休设备)、热塑性氟弹性体(用于医疗、电缆涂层)、全氟聚醚(用于耐高低温的润滑脂)。还有聚氟乙烯进行无溶剂加工,只须添加9份润滑剂、4份热稳定剂、2份其他助剂即可成型加工。
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无污染水性涂料论文关键词:丙烯稀丁酯苯乙烯乳液聚合预乳液乳化剂引发剂 论文摘要 :本文叙述了,苯乙烯和丙烯酸丁酯在乳化剂:十二烷基硫酸钠,引发剂:过硫酸铵,存在的情况下利用连续滴加预乳液的聚合工艺,合成苯丙乳液的过程。并通过几组平行实验确定反应温度、搅拌速度、预乳液的滴速及不同时期反应时间对乳液合成及其性能的影响。通过观察反应现象及利用测定实验产物的数据,不断对实验进行改进,尽量减小不良因素对产物性能的影响。试验表明:温度在82-84℃,预乳液在两小时左右滴完,预乳液发生聚合的现象明显。温度50℃,强力搅拌一小时制得的预乳液的质量较好。引发剂的量应小于,用量过大乳液会发生破乳。Abstract :This text has been narrated, styrene and acrylic acid cube ester are in the emulsifier : 12 alkyl sulphuric acid sodium, initiator: Pass sulphuric acid ammonium , is it is it add craft of getting together of the cream in advance to drip in succession to utilize under the situation that exist, formate the course of third cream of benzene. And parallel experiment confirm temperature of reacting , mix speed, cream drip speed and react time impact on the cream is formated and performance with period in advance through several group. Through observing the phenomenon of reacting and utilizing determining the data which test the result , are improving the experiment constantly, try one's best to reduce the impact on performance of the result of the bad factor. The test shows : Temperature, in 82-84 degrees Centigrade, the cream is dripped in about two hours in advance, the phenomenon that the cream gets together is obvious in advance. 50 of temperature, brute force mix make one hour the quality of the cream is better in advance. The quantity of the initiator should be smaller than , the broken milk happens in the too big cream of consumption .Keywords: Propylene rare cube ester Styrene The cream getting together The cream in advance Emulsifier Initiator 第一章 绪论 建筑涂料的发展方向是无毒安全、节约资源、有利于环境保护的水性涂料和无公害低污染涂料。不断提高水性涂料的质量,开发新的品种,是巩固和发展水性建筑涂料的重要环节之一。国外对建筑物的外墙面装饰非常重视,,经常有计划地涂装建筑物外墙,有的国家高达90%。在我国,相当一部分建筑仍然采用面砖或幕墙进行装饰,而用涂料进行装饰的还不足10%。目前使用的外墙涂料品种主要为乳胶涂料和溶剂型涂料,前者大多为苯丙、纯丙薄质乳胶涂料及厚质复层涂料;后者使用较少,但随着最近推出的低毒溶剂型丙烯酸涂料的出现,使用量有所增加。因此,大力发展超耐候性及高性能外墙涂料来满足市场的需求是当务之急。 苯丙乳液是胶体分散体系,具有明显的胶体化学性质,当苯丙乳液与水泥或其他颜料混合均匀后,苯丙乳粒子向浆体内分散,被吸附在其他颜料、水泥凝胶及未水化的水泥粒子的表面上。聚合物粒子封闭了水泥凝胶及未水化水泥粒子的微孔和毛细管孔,水泥进一步水化由于聚合物粒子被吸附在水泥凝胶表面上,使水泥浆体内存在足够的水分,防止了水泥的结块现象,因此苯丙乳液水泥漆具有一定的贮存稳定性。苯丙乳液实际上是由苯乙烯和丙烯酸酯类单体共聚而成,本文从最终产品的性能比考虑,选定由苯乙烯和丙烯酸酯共聚体系,并加入少量丙烯酸作为交联剂。反应过程按自由基加成方式聚合。在施工后形成涂膜时,由于基材吸收了一定的水分和水分的蒸发,涂膜发生了物理机理干燥,分散于水相中的苯丙乳液水泥等复合物粒子就慢慢接近,以至相互接触。水的毛细管压力能够把分散的复合物粒子挤在一起,排列愈紧、压力就愈大,水分挥发愈快,复合物中的苯丙乳液树脂包围的水泥和填料同时呈在干硬的膜之中,构成一个三维空间,牢固结合密实的整体。 苯丙乳液聚合机理 乳液聚合的机理HarKins首先做了定性的描述了。他认为,当乳化剂溶于水时,若其浓度超过临界胶束浓度时,则乳化剂分子聚焦在一起形成乳化剂胶束。在乳化剂溶液中加入难溶于水的单体并进行搅拌时,单体大部分分散成液滴,部分单体则增溶于乳化剂胶束中。当水溶性的引发剂加入后,引发剂在水中生成自由基并扩散到胶束中去,并在那里引发聚合反应。 HarKins将理想乳液聚合机理分为三个阶段:第一阶段: 乳胶粒生成期从诱导期结束到胶束耗尽这一期间为聚合第一阶段。在此阶段中,由于水相中引发剂分解出的自由基不断的扩散到胶束中,并在那里引发聚合反应,生成单体、聚合物粒子,既乳胶粒,随着反应的不断进行,新乳胶粒不断产生,使聚合反应进行一个加速期。另一方面,随着放映的进行,乳胶粒的体积渐渐的增大,其表面积也随之增加,这样越来越多的乳化剂分子从水相被吸附到乳剂粒表面上,因而破坏了乳化剂与胶束间的平衡。胶束中的乳化剂分子不断补充入水相,直到转化率达到一定程度后,水相中的乳化剂浓度下降到临界胶束浓度以下,胶束即告消失。此时,不再有新的乳胶粒生成,聚合体系中的乳胶粒不再变化,至此反应转入第二阶段。第二阶段:反应恒速期从胶束消失到单体液滴消失这一期间为第二阶段。此阶段由于胶束的消失,体系中不再有新的乳胶粒生成,总的乳胶粒数目保持不变。且随着聚合反应的进行,单体液滴中的单体不断扩散入乳胶粒中,使粒子中的单体浓度不变,所以此阶段聚合速率保持不变,直至单体液滴消失,聚合速率下降,反应转入第三阶段。第三阶段:降速期从单体液滴消失至聚合反应结束为第三阶段。此阶段由于单体液滴的消失,不再有单体经水相扩散进入乳胶粒,故乳胶粒中进行的聚合反应只能靠消耗粒子中贮存的单体来维持,使聚合速率不断下降,直至乳胶粒中的单体耗尽,聚合反应也就停止。 乳液聚合工艺 生产聚合物乳液和乳液聚合物有多种工艺可供选择。如间歇工艺、半连续工艺、连续工艺补加乳化剂工艺及种子乳液聚合工艺等。对同种单体来说,若所采用的生产工艺不同,则所制造的产品质量、生产效率及成本各不相同,因此具体应用中可根据对产品的性能要求和不同生产工艺的不同特点,来合理选择可行的生产工艺。 预乳化工艺 在进行连续或半连续乳液聚合中,常常采用单体的预乳化工艺。将去离子水投入预乳化罐中,加入乳化剂,搅拌、溶解,再将单体缓缓加入,在规定的时间内充分搅拌,得到稳定的单体乳状液。该工艺可使单体、乳化剂分散均匀,使以后的聚合过程中体系的稳定性提高,乳胶粒尺寸分布较均匀,共聚物组成均一。 种子乳液聚合 种子乳液聚合即先制取种子乳液,然后在种子的基础上进一步进行聚合,最终得到所需的乳液。种子乳液是在种子釜中制成的,其过程为:先向种子釜中加入水、乳化剂、水溶性引发剂和单体,再于一定温度下进行成核与聚合,生成数目足够大、粒度足够小的乳胶粒。然后,取一定量的种子乳液投入聚合釜中,还要加入去离子水、乳化剂、水溶性或油溶性引发剂及单体,以种子乳液的乳胶粒为核心,进行聚合反应,使乳胶粒不断增大。在聚合时,要严格控制乳化剂的补加速度,以免生成新的乳胶粒。采用种子乳液聚合工艺,可以克服连续乳液聚合过程中的不稳定瞬态现象,减小了聚合过程的波动。同时,用种子乳液聚合方法可以有效的控制乳胶粒直径及其分布。在单体量不变的情况下,增加种子乳液的用量,可使粒径减小;而减少种子乳液的用量,则可使粒径增大。由于种子乳液中的乳胶粒直经很小,年龄分布和粒径分布都很窄,这有利于改善乳液的流变性能。另外,采用种子乳液聚合方法可以生产出具有异形结构的乳胶粒的聚合物乳液,这将赋予聚合物乳液特殊的功能和优异的性能。 课题的意义 以上的文献综合了关于乳液聚合的机理、聚合工艺,从中我们可看出,尽管乳液聚合技术的开发始于本世纪早期,在许多聚合物的生产中己经成为主要的方法之一,每年世界上通过这种方法生产的聚合物以千万吨计,有着如此大的经济意义,如此悠久的生产发展历史工艺上也已经比较成熟,但是由于乳液聚合体系众多的影响因素,且各因素间复杂的互动效果,致使其定量的详尽的内部规律还没有完全被人们所掌握,乳液聚合的机理和动力学理论还远远落后于实践。在某种情况下提出来的数学模型,常常不能用于另一种条件和其他单体,不然就会出现很大误差。因此,对于不同的聚合体系、不同的生产操作条件都必须详细的考察各种影响因素和相互关系以求对该体系的特点进行准确的把握,以达到对生产过程和产品质量的有效控制。目前对于各种乳液共聚体系的实验性研究已多有报道,在国内也有多家生产企业,虽然各种乳液的聚合有许多相似之处,但想用类似的工艺制备出性能良好的不同乳液是不可能的。若想制备一种性能良好的乳液,就必须对它的合成工艺做具体详细的研究。苯丙乳液具有色彩丰富、美观大方、施工简便、工期短、工效高;特别具有保色性;耐污染性的优点。适用外墙涂料、彩色涂料、复层花纹涂料、内墙涂料、防水涂料等建筑装饰领域。本文对苯丙乳液的聚合机理、合成工艺、影响因素及产物的性能检测作了详细的介绍。这对于制备出高质量的苯丙乳胶涂料具有很大的科学和经济意义。第二章 苯丙乳液的合成 原料 表1 各种原料名称 级别 生产厂家 单体 苯乙烯 分析纯 沈阳试剂一厂 丙烯酸丁酯 分析纯 北京市兴京化工厂 丙烯酸 分析纯 天津市华东试剂厂 乳化剂 聚乙二醇辛基苯基醚(OP-10) 化学纯 沈阳合富化学试剂厂 十二烷基硫酸钠(SDS) 分析纯 沈阳市化玻站试剂厂 引发剂 过硫酸铵 分析纯 沈阳试剂一厂 缓冲剂 碳酸氢钠 分析纯 沈阳试剂厂 pH调节剂 氨水 分析纯 沈阳市试剂三厂 合成工艺 预乳化阶段 将十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10、24g苯乙烯、24g丙烯酸丁酯在一定量水中快速搅拌混合,使之预乳,得到预乳化液。 主反应阶段 把聚乙烯醇(PVA)、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10与一定量的水混合溶解,装到有搅拌器、回流冷凝管、温度计和两个滴液漏斗的多口烧瓶中,搅拌升温至75℃。加入1/3的预乳化液,控制温度在73~76℃,保温至液体呈蓝光。剩余的2/3的预乳化液和过硫酸钾、碳酸氢钠水溶液分别从两个滴液漏斗中缓慢滴入,在慢速搅拌下于1h内滴完,并在此温度下反应1h。 后处理阶段 升温至86~88℃,保温至无单体回流。降温至30~40℃,调pH值为8~9,过滤出料,即得苯丙共聚乳液。 实验产物性质测定 乳液固含量的测定 在己恒重的称量瓶中,取试样(准确至),放在105-110℃恒温干燥箱连续干燥3h时,取出称量瓶,盖上盖子,放入干燥器中冷却至室温,称重。平行测定三个样品求其平均值。计算公式如下:含固量= G1一称量瓶重(g)G2一称量瓶加试样重(g)G3一称量瓶加恒温干燥后试样重(g)凝聚率和乳液聚合稳定性 乳液的聚合稳定性用凝聚率MC来表示,凝聚率山称重法获得,反应结束后,称量体系产生的凝聚物,放入烘箱烘至恒重,MC越小说明聚合过程的稳定性越好。乳液聚合结束后,用100目丝网过滤乳液,滤渣用水仔细洗涤后烘干至恒重,称其质量为W,聚合用单体及乳化剂总量为W0,计算凝聚物生成量百分比。则MC由下式计算:MC= (W/W0) × 100%乳液粘度的测定 采用涂-4杯,测试温度:25℃第三章 结果与讨论 纯丙乳液聚合共进行三种聚合工艺 单体全滴加法将所有的水、乳化剂、引发剂、助剂等全部投人三颈瓶中,搅拌、升温,将称好的单体混合后倒人滴加漏斗中,当温度升高到聚合温度时,滴加漏斗中的单体,在3h内滴定,然后恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。 种子聚合法将水、乳化剂、助剂,5%单体投人三颈瓶中,搅拌,升温至聚合温度,反应一lh后,再分别滴加剩余单体、引发剂3h滴完,恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。 预乳化法取4/5的水、乳化剂、引发剂、助剂全部单体投人三颈瓶中,在室温下快速搅拌乳化30min,然后将1/3的预乳化液和1/5的水投人另一个三颈瓶中搅拌,升温至聚合温度,反应一lh后滴加余下的预乳化液,在3h内滴完,恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。通过比较,我们认为:方法(1)在反应后期转化率上升缓慢,方法(2)滴加时,引发剂与单体较难控制同步,方法(3)操作方便,后期反应较快,转化率都达到98%以上。 反应温度的影响 表2 反应温度的影响温度/℃ 凝胶量 乳液外观 转化率/% 离心稳定性 65-75 无 乳白蓝光 <80 稳定 75-85 无 乳白蓝光 80-90 稳定 85-95 大凝 乳白色 >95 破乳由表2可看出,当温度高于900C和低于700C时,聚合反应效果均不理想。引发剂在较低温度下分解慢,形成的活性自由基少,反应速率慢,转化率低;反应温度过高时,反应速率过快,体系不稳定易产生凝胶和粘釜现象。这主要是因为高温下乳化剂的特性发生了变化,乳化效果变差。综合考虑,本实验分两阶段,采用不同温度聚合。前期滴加单体阶段,保持温度75-850C,使反应体系稳定;滴加完单体后再升温到85-900C进行保温,加快反应速率,缩短聚合完全的时间。当反应温度升高时,乳胶粒布朗运动加剧,使乳胶粒之间进行撞击而发生聚结的速率增大,故导致乳液稳定性降低;同时,温度升高会导致乳液稳定性下降,因为非离子型乳化剂遇水时将同水分子发生缔合形成水化乳化剂分子,可使其很好的溶解在水中形成透明溶液,并在乳胶粒周围形成很厚的水化层,但在反应温度升高时,水分子热运动加剧,水和乳化剂分子间缔合力减弱,会使乳胶粒表面上的水化层减薄,当达到某一温度时,水化层大幅度减薄,使乳化剂分子在水中的溶解度减小,以至于使之从水中沉析出来,溶液浊度突然升高,这一温度就是非离子乳化剂的浊点,此时乳化剂就失去了稳定作用,导致破乳。 搅拌强度的影响 表4 搅拌速度对乳液质量的影响搅拌速度 前期 中期(升温反应期) 保温期 慢速 乳白 乳白 蓝光充足 中速 微蓝 微蓝 蓝光充足 较快速 微蓝 蓝光充足 乳白 快速 蓝光充足 微蓝 乳白在乳液聚合过程中,搅拌的一个重要的作用是把单体分散成单体珠滴,并有利于传质和传热。但搅拌强度又不宜过大,否则会使乳胶粒数目减少,乳胶粒直径增大及聚合反应速率降低,同时会使乳液产生凝胶,甚至招致破乳。因此对乳液聚合来说,应采用适度的搅拌。第四章 结论 根据多组平行实验得出预乳液制备的好坏将直接影响乳液质量和性能。制备预乳液时,应在反应器中先加入引发剂、乳化剂再加入单体。这样反应器中就先具备了乳液发生聚合的条件,防止单体间自聚,并在50OC 强力搅拌(大约350转/分)40分,制得的预乳液比较理想。温度对乳液的聚合影响也很大,如果控制不好将出现破乳或凝聚。由实验得出乳液聚合的最佳温度为82 OC-84 OC,当温度高于900C和低于700C时,聚合反应效果均不理想。引发剂在较低温度下分解慢, 形成的活性自由基少,反应速率慢,转化率低 ;反应温度过高时,反应速率过快,体系不稳定 ,易产生凝胶和粘釜现象。这主要是因为高温下乳化剂的特性发生了变化,乳化效果变差。预乳液的滴加速度对聚合也有影响,如果滴加过慢乳液可能会破乳,过快预乳液反应不完全,可能发生自聚。在不同时期玻璃棒的搅拌速度一定要控制恰当, 预乳化阶段和主反应阶段较快(大约350转/分) ,后处理阶段较慢(大约150转/分).本实验中乳化剂的用量控制在左右 ,引发剂控制在,但每次制得乳液的质量都不太理想,可见乳化剂和引发剂的用量乳液聚合影响存在.乳液中的,酸性或碱性过强,或反应温度过高会破坏乳液体系的稳定性,产生凝胶,因此应严格控制乳液的 pH值和温度。本实验中一是加人适量的NaHCO3控制乳液的 pH值。苯丙乳液在制备过程中,内部反应及其复杂,如果反应过程中控制不当或选用的工艺、配方不合适等因素均可导致凝聚现象发生,凝聚的形态有多种,如产生一些粗粒子,或者可能在整个反应器内凝成一团。可见影响乳液质量的因素是多种多样的。
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取微乳化技术可制得粒径为10nm~100nm,性能稳定且透明的微乳液,以其特殊的结构性能,用于涂料可以显著提高涂膜的强度、附着力、平滑性和光泽度,而且使涂料保持较高的固含量,同时也具有较低的黏度,这种微乳液目前已经引起涂料界的重视,成为水性涂料新的发展方向。微乳液对环境的友好及其涂膜的优异性能,是一种很有前途的新型水性涂料基料。目前的微乳液大多还限于实验室研究,特别是在理论方面还很不完善,包括它的结构和性质、反应机理和反应动力学以及配制稳定的微乳液体系等。寻求高效率、低成本、易回收的乳化剂和引发剂等,这些均有待广大学者和研究人员的努力和探索。此外,微乳液技术从实验室阶段进人中试阶段,直至工业化生产,还是我们面临的一个艰巨的任务,相信不久的将来,微乳液技术会在涂料生产中得到更为广泛的应用。
应用化学学科创建于19——年,是隶属化学工程与技术学科的二级学科,目前有应用化学和化学工程与工艺本科专业、应用化学硕士点和应用化学博士点。应用化学博士点是化学学院唯一的一个工科博士点,为理科化学与工科化学、化工结合提供了研究领域。旨在培养富有创新精神、实践能力和国际视野的高素质应用化学专门人才。能从事功能材料设计、开发及计算机模拟,精细化学品化学的研究和开发;复合材料制备与设计等的研究、开发和管理工作。目前每年培养硕士生15-20人,博士生6-8人。本学科有教授4人,博士生导师4人,有博士学位的教师7人,已初步形成了老中青相结合的教学梯队和以王洪艳、甘树才博士生导师为学术带头人,中青年教师为骨干的学术队伍。多年来获省部级教学和科研奖励8项,编写统编教材8部。设有环境友好涂料设计、制备与计算机模拟,光电磁功能复合材料两个研究方向。方向一涂料设计、制备与计算机模拟该方向主要从保护环境、社会可持续发展角度探索既有良好性能和功能,又与环境协调较好的环境友好型涂料。研究涂料制备及成膜过程的多尺度效应,结合计算机模拟对涂层的部分力学性能和涂层组分进行设计;对乳液聚合过程进行计算机模拟;对有机/无机杂化材料合成过程中溶胶形成的原子模拟;对涂料性能进行预测,达到在一定理论指导下进行涂料配方设计,加速新涂料的筛选和开发,并以此提高涂料研究的科学性和目的性。方向二光电磁功能材料该方向的研究领域主要包括无机功能材料、稀土光电磁功能材料及应用、纳米材料与有机/无机复合材料化学等。在材料的分离、合成、表征与结构等基础研究方面进行深入的探讨。利用溶胶一凝胶法和高温固相方法制备了掺入稀土元素的M型、w型、Z型六方铁氧体,新合成的稀土铁氧体具有重要的学术和应用价值。在研究稀土光电材料与稀土吸波材料的理论基础,新型稀土荧光材料、稀土铁氧体吸波材料等方面已取得了很大进展。近年来,学科先后完成和承担着国家自然科学基金项目5项、地质矿产部和国土资源部项目3项,教育部项目1项,国家“973”子课题1项,吉林省科技厅基金项目2项,校基金项目4项。发表论文150余篇,SCI收录30篇,研究成果曾获地矿部科技成果二等奖,吉林省教委科技进步三等奖。
随着社会的不断发展与进步,大家生活水准的不断提高,我们身边经常接触的一些装修材料的要求也是越来越高,因为它直接关系到大家的生命健康,例如,地板,衣柜,以及涂料,涂料是家装里面大面积墙体涂刷最常用的一种,所以涂料的环保性至关重要,那么该如何鉴别绿色环保涂料,绿色环保涂料与传统涂料的区别又在哪来,今天我们一起来学习一下。
绿色环保涂料的定义
所谓绿色环保涂料即是指对人体和生活环境具有无毒无害、隔热阻燃、防紫外线、防辐射、防虫、防霉等特殊功能其硬度、光洁度、防潮、透气、抗冻、耐擦、抗湿、耐腐蚀以及附着力强等性能十分明显其使用寿命比传统涂料长达五年以上。尤其对人健康无害,特别适用于对气候、适度、日照较为挑剔的建筑物外墙的一种高性能涂料。绿色涂料并不是绝对不含有害物质,而是尽量减少对人体健康的危害,只是说其低污染而不是无污染。涂料中的有害物质基本来自添加剂,一般来说涂料原料是没有毒的,但产品必须添加一些挥发剂、溶剂等。而这些添加剂含挥发性有害物质。绿色环保涂料还可以减少废气排放和放射性污染,降低能耗,提高资源的再利用率。
传统涂料的定义
传统涂料一般是由高分子物质和配料组成的混合物,并能涂覆在基材表面形成牢固附着连续涂膜的新型高分子材料,由于传统涂料使用大量有机溶剂和一定毒性的各种助剂、防腐剂及含金属的颜料填料,在生产中产生“三废”造成环境污染,影响人类健康。由于溶剂价格的上涨和降低挥发性有机物排放量的要求日趋严重,要求低有机溶剂含量和消除有机溶剂的同时,尽可能降低能量消耗,这加速了绿色环保涂料的发展。传统涂料中所含有的有害物质主要来自添加剂,而添加剂大都具有毒性、刺激性,有的还会导致基因变异,对人体健康危害很大。室内有机污染对人体健康的影响通常有气味和其他感觉效应,黏膜刺激和其它系统毒性导致的病变、基因病毒和致癌性。等三种主要类型。
绿色环保涂料与传统涂料的区别
首先绿色环保涂料无毒无害,不污染环境,而传统涂料如溶剂型涂料、油性涂料等含有大量危害人体健康的有毒致癌物质,如甲醛、苯类物质等。其次绿色环保涂料一般为水性或水乳性物质,无异味,不燃烧,施工及运输不需特别要求。而溶剂型或油性涂料具有强烈的刺鼻气味,且易燃、易爆施工及运输过程中一旦操作不慎后果不堪设想。绿色环保涂料具有多功能型,如防霉、防辐射,防紫外线、阻燃等特点。而传统涂料比较单一。绿色环保涂料性能指标更趋合理,如光泽度、渗透性、防潮透气性能、耐热、抗冻性能、附着力等都较传统涂料有所提高。
现在装修市场的不断壮大,形形色色的涂料也不断涌出,绿色环保涂料的产生给我们的生活带来了新的体验,所以买涂料的时候一定要去专卖店,因为在质量售后上更有保障,传统涂料已经慢慢被绿色环保涂料所取代,所以当我们的新家已经刷漆完毕后,通风换气一段时间,可以找权威的一些检测公司来检验,看看我们的绿色环保涂料是否达到标准,以上就是绿色环保涂料与传统涂料的区别。
绿色环保型涂料是一种节约资源和能源,对环境无污染,对人类居住环境有益的健康型节能涂料。环境友好涂料的研究和开发是实现涂料的绿色化、高性能化和高功能化的基本要求。2018年7月1日正式实施的GB/T 35602-2017《绿色产品评价 涂料》在原先的环境友好型涂料的基础上,引入了“全生命周期”理念,将涂料产品的原材料获取、生产制造、运输、使用、甚至回收也纳了进来,既符合国家的要求,也顺应行业的需求。
环氧地坪是指在已经凝固好的水泥坪上覆涂环氧树脂涂料,覆涂厚度在1-5mm左右,形成一个密闭的有机物保护层。由于环氧树脂是有机物,所以这个保护层具有良好的耐水、耐油、耐酸碱、耐盐雾腐蚀等化学特性,且平坦无缝、易清洁、易维修,是现代工业广为使用的地坪材料,广泛应用于、食品(无菌生产)和电子、化工(防静电)等行业。硬度与耐磨性:有机材料在物理性能上不能与无机材料相媲美,最坚硬的树脂莫氏硬度为2-3。
生产车间、停车库、制造业等场所由于重的移动荷载比较大且频繁使用如汽车、叉车、移动小推车等,因此环氧树脂地面常常遭到严重划伤,引起起壳、脱落的现象。使用寿命:有机材料都是高分子聚合物,这就是说在辐射、光照、温度等正常条件下,高分子链会发生断裂,这就是人们常说的老化。最好的环氧树脂材料(环氧自流平)使用寿命可达5-8年,一般的工业环氧地坪使用年限约为3年。环氧地坪漆在养护期内,严禁任何人员、设备进入,并做好防雨、防水等措施,养护期一般至少7 天,到达养护期后,方可投入使用。一般7 天(温度25 度)后环氧地坪结构完全稳定,达到理想的物理和化学性能。坚硬的重物必须轻放,避免超重的机器、物件直接撞击地坪漆、避免尖锐的物件划伤。可用一般地板的清洁保养方法进行清洁保养,日常清扫可用柔软拖布和抹布清洁。
环氧树脂AB胶属于油性,不适合室外使用,经太阳爆嗮,48小时就会慢慢发黄
理论上来说树脂瓦的使用寿命是30年。如果当地的酸碱腐蚀较强,比如说有酸雨等,其使用寿命会更短。树脂瓦采用了ASA树脂、pvc树脂等材料制作而成的,ASA树脂具有耐腐蚀、超长耐候性、不宜褪色等优点,使用寿命也更长一些。2、树脂瓦属于新型建筑材料,被广泛的运用在住宅小区、商场、仿古建筑等场所。树脂瓦采用了高耐候材料制作而成,产品也具有超强的耐候性,其物理性能也很稳定,不容易出现褪色的情况。除此之外,它还具有优良的抗冲击耐低温性能、抗荷载性能、耐腐蚀性能等优点。
环氧地坪漆等系列的产品被广泛应用到人们的生活当中,那么对于环氧地坪漆的寿命是人们最关注的问题。对于它们使用寿命与多方面因素的影响,具有环氧地坪漆本身的质量、使用情况、保养情况以及它的施工情况。地坪漆对于环氧地坪漆的寿命只是个大概供大家作为参考。在地坪漆施工使用硬化剂的情况,一般厚度达到5毫米的环氧树脂工业地坪的使用年限可以达到20年,平常这种厚度的工业地坪常被应用在五金机械厂、模具厂、生产设备厂、物流仓库、大型超市等。