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涂料助剂的发展方向---多功能助剂

常州亚邦亚宇公司总经理 高级工程师:朱冠生
一. 概况
随着我国涂料工业的发展和涂装技术的进步,涂料助剂的研究、开发与应用日益为人们所重视。尽管它在涂料中的用量不大,却往往对提高和改善涂料和涂膜的性能起到至关重要的作用。涂料助剂的应用和应用水平已成为衡量涂料生产技术水平的标志之一。
我国涂料工业开始较广泛地使用涂料助剂至今已有廿余年,对涂料助剂的应用已经非常普及。多种 型的高、中、低档助剂也较为齐全,但是国内生产的助剂和国外的相比性能尚有差距。今后几年,希望国内生产助剂的同仁能够开发出更多的新助剂品种,尤其在中、高档助剂品种上能赶上跨国公司水平。
 
二. 多功能助剂的开发及应用
由于多功能助剂可以全面提升涂料的整体性能、降低成本,因此多功能助剂将会是助剂的一个发展方向。我公司在有关大学及研究院的支持下,在产品开发应用机理及实际应用中推出了溶剂型及水性的几个多功能助剂。多功能助剂往往具有两种或多种功能,分别在涂料生产、涂料施工和涂膜 应用中发挥作用。
1. 机理:
采用多种优良的新型界面材料,进行复配应用试验,使其达到1+1>2的功能,各种界面材料具有不同界面功能,具有多个锚定基因,它使能使无机填料和有机聚合物之间形成化学桥键,并在填料表面形成单分子层而不会形成多分子层,使助剂具有表面改性效果,和聚合物通过反应基转移反应形成交联,达到改善涂料多种性能的目的。
2. 多功能分散防沉剂YB-201A(溶剂型)功能介绍:
(1)      分散性能优良:可以分散炭黑、酞菁蓝等难分散的颜料,对珠光颜料、铝粉及各类有机、无颜填料都有良好的分散性能。
这是由于本品的特殊界面性能,改善了有机物与无机物(颜、填料)的相容性,有利于控制备高固体分涂涂料, 特别是有利于提高炭黑、酞菁系列等易引起触变的颜料的固含量,改善加工工艺。
表1   YB-201A分散炭黑效果的比较
 
羧酸盐分散剂1#
磺酸盐分散剂2#
YB-201A
YB-104A
用量 g / 每100g炭黑
100
30
10
10
研磨时间 / h
1
1
1
1
细度 / um
25
20
20
15
20°光泽
60
85
90
88
分散剂成本  元/kg
100
110
60
80
(2)      具有良好的助磨作用,能缩短研磨道数和研磨时间;能防止返粗;能提高各类颜料的色彩鲜艳度、防止浮色、发花、掉粉现象。
因为本品具有良好的色覆效果,能以化学键和颜、填料结合。没有迁移现象,有效防止了颜、填料的团聚,在砂磨时更能将磨细的颜、填料重新色覆,保持颜、填的微细颗粒,所以色彩鲜艳度能提高。
 
(3)      能有效提高油漆的防沉性能和贮存稳定性。
由于本品能以化学桥键将颜、填料和有机聚合物结合起来,这样就形成了一种防沉功能,贮存期达数年也只是软结底,稍一搅动就能均匀,下面是采用易沉淀的钼铬红颜料制漆进行实验,比较了传统防沉剂与本品的防沉效果。效果如表2所示。
表2  几种传统防沉剂与本品的防沉效果比较
比较项目
有机膨润土
氢化蓖麻油
超细二氧化硅
YB-201A
防沉机理
片状结构,含有氧和羟基,在漆液中产生氢键,形成网状结构
漆液中膨润溶胀后,在粒子间产生氢键,形成网状结构
表面含硅醇基,充分搅拌分散硅醇基间形成氢键,增加系粘度
具有多种化学键,能与颜、填料表面化学结合,并与有机聚合体交联而增加粘度
加入方式
制成予凝胶加到成品漆中
制成予凝胶加到成品漆中
予分散后再加入成品漆中
在研磨前分散时加入,不需予分散
加入量/g
0.5
0.5
0.5
0.5
结   果
予凝胶固体分低,增加溶剂用量,液体固体分难保证,贮存不稳定
对温度敏感,贮存温度高时返粗
未充分分散时漆膜有颗粒、失光
无限制,可以增加光泽,贮存稳定
 
(4)      能改善漆膜的附着力,同时具有阻燃、耐腐蚀功能。
在使用本品时适当增加用量,可以改善底材润湿情况,使涂料完全润湿底材表面,而且本品具有与底材进行键结的活性化学基因,可使涂膜与底材形成良好的键结,增加对底材的附着力。
 
(5)      能够提高漆膜的耐侯性、耐水性及耐黄变性能,提高漆膜的抗冲击强度,增加漆膜的柔软性和改善漆膜的耐磨擦性。
当涂料中高聚物成膜时,其中颜、填料在高聚物膜中分散存在,并以物理力结合。所以高聚物涂料膜就存在薄弱点,处理不当,易形成龟裂、具耐候耐水性能差。当使用本品后,本品能以化学键将无机颜、填料和有机高聚物联结起来,使漆膜成一整体,提高各种性能。
 
(6)      适用性:
本品能以化学键和高聚物键合。当高聚物没有合适的键进行键合时,可以进行分子间的缠绕。这种缠绕比物理力强。所以本品可以适用于各类油漆树脂,如醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、氟碳树腰以及各类料、橡胶树脂。
本品可以用于面漆;也可以用各类底漆及防腐漆。
 
3. 其它类型多功能助剂
(1)  水性多功能助剂:
随着水性涂料的发展,作为主要助剂的湿润分散剂也得到了很大的发展。如本公司的YB-401多功能助剂,主要是用于各类水性涂料。它具有YB-201A的各项功能,在水中能很好地分散炭黑、酞菁系列难分散的颜、填料,并在水中与颜料表面化学键结,并与漆基亲和结,使水性涂料克服光泽低的固有缺陷,并具有溶剂型涂料所有的各种优异性能,尤其是用在水性防腐涂料中,性能尤为优异。它不仅可以提高颜料的分散效率、提高光泽度,而且具有一定的触变性能,可以提增稠性能、减少锈蚀、降低成本。
 
(2)  油墨多功能助剂
我们在油墨助剂中开发了一种特殊多功能助剂。该助剂既能在溶剂型油墨中使用,又能很好溶介于离子水,所以也能很好地适用于各类水性油墨及水性涂料。由于具有多结构型态的特殊结构,所以能显示出一系列优异功能:分散、防沉、提高鲜艳度、增加附着力等。
 
(3)  用于颜料、填料的多功能改性色覆剂
颜料是涂料的主要成分之一。颜料只有在充分分散的前提下才能和基料很好地混溶,才能防止浮色、发花,发挥出其最大的着色力、痨病力等性能,要使颜料具有各项满意的性能、除调和改进颜料和生产工艺外,还必须在生产过程的后期进行表面处理。
在这个领域,我们和有关院校及研究单位协作,作了大量有益的研究,完成了多个课题,推出了多个品种的超分散色覆剂,可以分别适用于不同颜、填料色覆处理,譬如日今比较流行的防锈材料铁钛粉,就是我们共同协作的成。它成功地将纳米材料分散于色覆好的基料中,以达到纳米的效果,极大地提高了防锈性能。另外在酞菁系列颜料及中铬黄等的色覆处理中,也取得了较满意的效果。
用多功能助剂色覆颜料后,可以达到几个目的:
①                   改进颜料在各种介质中的润湿性和分散性,降低吸油量。
②                   提高颜料的着色力和遮盖力。
③                   改善颜料的光泽和保色性。
④                   提高颜料的耐光性、耐候性和耐热性。
 
三.             结束语
涂料工业的发展,要求有各种新型的涂料助剂来配合。目前国外进口助剂大量涌入国内涂料市场。国内涂料助剂研究、生产单位要认清这种形势,不断开拓新产品,根据本身特点开发系列产品,以适应市场不同档次、不同类型及各种性能的要求,尤其是要做好助剂的应用研究工作,以利于新产品的推广。
 
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