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涂料树脂的混合技术分类

 周工解涂 2023-02-12 发布于上海




涂料就是一种配方技术,一种混合技术。

当采用一种涂料树脂不能满足要求时,就要考虑采用混合树脂,来弥补主树脂的不足。

当采用混合树脂时,请首先关注以下两点:

①涂膜的外观

共混树脂涂料,在干燥过程中、由于脂收缩的不同,可能重新产生相分离,使干燥涂膜产生橘皮、涂膜不平整、消光等漆病。

②涂膜的抗冲击强度、硬度、划伤性与防腐蚀等性能

树脂共混的目的是期望能产生性能上的正协同效应,达到满意的综合性能,如共混效果不佳,可能产生负协同效应,结果适得其反,这对功能性涂料尤为重要。

与高分子材料应用的聚合物相比较,涂料用树脂有其自身的特点。一般来说,热固性树脂分子量比较低,通常在1万以下,分子链上带有官能团,常为非结晶聚合物,固化过程中通过官能团之间化学反应交联成膜,这些都有利于不同树脂间共混,提高其相容性,从几种不同聚合物共混的相容性考虑,大致可有以下3种情况:

①完全不相容体系

无论采用何种方法进行混合,如混炼或溶液混合,最终得到的共混物都是分相的,只能体现各自聚合物的性能,不产生协同效应。在高分子材料中常作为复合材料使用。

涂料产品中,利用这种性质开发出自分层涂料,一次施工可同时得到底漆和面漆,避免使用中涂,有利于节能和环保。

②完全相容体系

也称均相体系。不同树脂之间达到分子水平接触,是可将一种树脂视为溶剂,另一种视为溶质的溶液体系。由于高分子之间的相互溶解很困难,这种体系在高分子材料中比较少,典型的有聚苯醚/聚苯乙烯、聚氯乙烯/丁腈橡胶等共混物。这种体系往往产生协同效应,是开发新材料的途径。可是这种体系在涂料中已经应用了几十年,最典型的就是醇酸/氨基体系。

由于涂料树脂分子量比较低,分子中带有很多极性基团,分子间相互作用力强,比较容易达到均相体系。

醇酸树脂就是具有容易与多种树脂相混合的特点,广泛应用于与其他树脂配合,产生好的协同效应,提高涂料的综合性能。

③部分相容体系

这是最复杂的也是最值得研究开发的一类体系。

很多情况下二组分体系,当其中一个组分含量很少时,可以形成均相,随着含量的增加,相容变得困难,导致相分离。

相容性与温度有关。一般情况下,温度升高,相容性好,低温时容易相分离。研究的目的是寻找室温下的亚稳态区的比例,及其与性能的关系,以产生正协同效应,获得优良的涂膜性能,这种体系形成微观相分离的合金结构

不同树脂间的混合,亚稳态区的组成是不同的,即使在树脂比例相同的情况下,采用不同的助剂配方和不同的工艺技术,得到的共混效果也会有很大的区别,从微观结构(形态学)上可观察到这一点,在性能上也就有差别。

以上说明涂料工艺稳定的重要性。

表征聚合物共混的相容性,常用的方法有测定玻璃化温度(Tg)和电镜观察。

提高不同树脂间的相容性还有多种方法。在涂料树脂制备或配方中,可利用加人增容剂(涂料助剂)来提高相容性,它是一种界面剂,结构中两头分别亲不同的2种树脂,使一种树脂很好地分散于另一树脂中。使用不同类型的固化剂,使两种树脂分别交联,形成互穿网络树脂,得到多相结构,可避免进一步相分离,从而获得性能上正协同效应,提高涂料的物理性能。

涂料科技的发展为涂料产品质量与性能的提高提供坚实的基础。近些年来,在涂料基础研究上取得了跳跃式的进步,主要表现在从性能要求出发,进行合理的分子设计。应用现代的仪器设备对结构进行表征,深入了解结构与性能的关系,从材料科学的角度,研究干燥涂膜的物理性质,如静态与动态的黏弹性、表面抗划伤性、防腐蚀性以及光性能和电性能等,势必推动涂料产品的开发与性能的提高。

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