中国涂料的总产量已跻身世界前列,并在品种、质量、技术装备水平方面有了长足的进步。但是随着人们环保意识的不断增强,涂料工业面临着前所未有的挑战,涂料的水性化研究越来越被重视。目前,应用于建筑涂料、玻璃涂料、木器涂料、塑料涂料及水性油墨等领域的水性树脂主要包括以下几种:水性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂、水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂;从包装类型来分还可以分为单组份和双组份型。
其中,水性环氧树脂存在硬度低,耐水性差等问题,并且由于结构中含有苯环,涂膜易黄变;水性聚酯树脂的性能难以调节,硬度和耐水性等性能差;水性聚氨酯虽然综合性能好,性能可调,但需要添加固化剂;常规的水性丙烯酸树脂一种是通过乳液聚合法得到的,由于反应体系中有大量的乳化剂,施工时会产生泡沫,同时小分子的乳化剂迁移导致涂膜的附着力下降;为获得较硬涂膜需要加入大量的成膜助剂,VOC高;且由于树脂的分子量高,存在涂膜光泽度低、对木材的渗透性差,对颜料的分散性和包裹性差等问题;常规的水性丙烯酸树脂另外一种是通过溶液聚合法制备,该制备过程引入大量的羧基,中和成盐后加水稀释得到,该方法得到的树脂含有大量的有机溶剂,不安全环保,需要加入固化剂,成本高(加NCO固化剂)或者需要高温烘烤(加氨基树脂固化剂),限制了它的应用。
具有高硬度、耐水性好、附着性好、稳定性好的室温自交联胶乳互穿网络聚合物树脂,该树脂在室温下自交联固化,无需添加固化剂。但是,该树脂同样采用乳液聚合法制备,在制备过程中添加大量的乳化剂,为避免施工时导致泡沫,以及乳化剂迁移导致涂膜的附着力下降需要添加消泡剂;且由于树脂的分子量高(约几十万),存在对木材的渗透性差,对颜料的分散性和包裹性差等问题,需要添加润湿剂。
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