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涂料樹脂的混合技術分類

2023-02-13 08:59:42

涂料就是一種配方技術,一種混合技術。


當采用一種涂料樹脂不能滿足要求時,就要考慮采用混合樹脂,來彌補主樹脂的不足。

當采用混合樹脂時,請首先關注以下兩點:


①涂膜的外觀

共混樹脂涂料,在干燥過程中、由于脂收縮的不同,可能重新產生相分離,使干燥涂膜產生橘皮、涂膜不平整、消光等漆病。

②涂膜的抗沖擊強度、硬度、劃傷性與防腐蝕等性能

樹脂共混的目的是期望能產生性能上的正協同效應,達到滿意的綜合性能,如共混效果不佳,可能產生負協同效應,結果適得其反,這對功能性涂料尤為重要。


圖片


與高分子材料應用的聚合物相比較,涂料用樹脂有其自身的特點。一般來說,熱固性樹脂分子量比較低,通常在1萬以下,分子鏈上帶有官能團,常為非結晶聚合物,固化過程中通過官能團之間化學反應交聯成膜,這些都有利于不同樹脂間共混,提高其相容性,從幾種不同聚合物共混的相容性考慮,大致可有以下3種情況:


①完全不相容體系

無論采用何種方法進行混合,如混煉或溶液混合,最終得到的共混物都是分相的,只能體現各自聚合物的性能,不產生協同效應。在高分子材料中常作為復合材料使用。

涂料產品中,利用這種性質開發出自分層涂料,一次施工可同時得到底漆和面漆,避免使用中涂,有利于節能和環保。


②完全相容體系

也稱均相體系。不同樹脂之間達到分子水平接觸,是可將一種樹脂視為溶劑,另一種視為溶質的溶液體系。由于高分子之間的相互溶解很困難,這種體系在高分子材料中比較少,典型的有聚苯醚/聚苯乙烯、聚氯乙烯/丁腈橡膠等共混物。這種體系往往產生協同效應,是開發新材料的途徑。可是這種體系在涂料中已經應用了幾十年,最典型的就是醇酸/氨基體系。

由于涂料樹脂分子量比較低,分子中帶有很多極性基團,分子間相互作用力強,比較容易達到均相體系。

醇酸樹脂就是具有容易與多種樹脂相混合的特點,廣泛應用于與其他樹脂配合,產生好的協同效應,提高涂料的綜合性能。


③部分相容體系

這是最復雜的也是最值得研究開發的一類體系。

很多情況下二組分體系,當其中一個組分含量很少時,可以形成均相,隨著含量的增加,相容變得困難,導致相分離。

相容性與溫度有關。一般情況下,溫度升高,相容性好,低溫時容易相分離。研究的目的是尋找室溫下的亞穩態區的比例,及其與性能的關系,以產生正協同效應,獲得優良的涂膜性能,這種體系形成微觀相分離的合金結構


不同樹脂間的混合,亞穩態區的組成是不同的,即使在樹脂比例相同的情況下,采用不同的助劑配方和不同的工藝技術,得到的共混效果也會有很大的區別,從微觀結構(形態學)上可觀察到這一點,在性能上也就有差別。


以上說明涂料工藝穩定的重要性。


表征聚合物共混的相容性,常用的方法有測定玻璃化溫度(Tg)和電鏡觀察。


提高不同樹脂間的相容性還有多種方法。在涂料樹脂制備或配方中,可利用加人增容劑(涂料助劑)來提高相容性,它是一種界面劑,結構中兩頭分別親不同的2種樹脂,使一種樹脂很好地分散于另一樹脂中。使用不同類型的固化劑,使兩種樹脂分別交聯,形成互穿網絡樹脂,得到多相結構,可避免進一步相分離,從而獲得性能上正協同效應,提高涂料的物理性能。


涂料科技的發展為涂料產品質量與性能的提高提供堅實的基礎。近些年來,在涂料基礎研究上取得了跳躍式的進步,主要表現在從性能要求出發,進行合理的分子設計。應用現代的儀器設備對結構進行表征,深入了解結構與性能的關系,從材料科學的角度,研究干燥涂膜的物理性質,如靜態與動態的黏彈性、表面抗劃傷性、防腐蝕性以及光性能和電性能等,勢必推動涂料產品的開發與性能的提高。



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