⑴ 塗料成膜有哪幾種方式簡單說出其各自的影響因素
塗料的構成,由於基料的不同,科冠塗料成膜機理也就不同。如以乾性油為主要基料的油性漆,和以乾性油及樹脂為主要基料的磁的磁性漆,它們干結成膜的過程,都以氧化和聚合化學反應為主要的成膜機因;不含乾性油的樹脂漆類,就不會有氧化聚合性的化學變化,只要塗料中溶劑全部揮發,即可凝結成膜;還有依靠固化劑固化或加熱烘烤才引起塗料結構變化干結成膜的,如環氧漆、聚氨酯漆就屬於固化劑固化類型的漆,像氨基醇酸漆則是屬烘乾聚合型塗料。不過所有這此塗料成膜,無論是哪種反應機理,從塗層形成開始到逐步老化、破壞,始終是不間斷進行著的,只是這些塗料在成膜後,反應速度大幅度減緩,它的減緩速度,則以塗層成膜物不同性能差異而已。
1.2塗膜的保護性由哪些重要因素決定:
1)漆膜本身的機械性質和化學性質。
2)漆膜的附著力,即漆膜和被塗物表面的牢固聯結。
第一個因素,實際決定於塗料各個組分的物理性質和化學性質。第二個因素,既決定於被塗物基體的物理性質和化學性質及塗漆前表面預處理狀態,又決定於基體和塗料之間的附著力。
金屬的物理性質,是指金屬表面由於原子運動的關系,總是吸附其它物質的分子、原子和離子。這種吸附性,往往使得金屬表面發生各種變化,如吸附空氣中的氧,會逐漸轉化為氧化層。除氧以外,還會吸附其它物質的分子、原子和離子,這就會引起金屬表面的更大變化,這些變化無疑是會影響與塗層的關系。
從化學性質方面講,由於種種原因,基體表面有氣也和裂縫存在,即使經過良好加工過和,當用高倍顯微鏡觀察金屬表面時,仍布滿了氣孔和裂縫。產生這些氣孔和裂縫原因會是很多的,有可能是金屬結晶形成的;也有可能是由於已經生成結晶因受應力作用而變形而產生的。不管是何原因,這些氣孔和裂縫肯定是要對塗層與金屬之間的關系起著微妙的作用。至於塗料與基體表面之間的附著力,實際是塗料濕潤性和基體本身結構及金屬表面有污垢等的關系。假如塗料本身存在濕潤性不良,或金屬表面存在過深的孔隙,塗料只能潤濕到凸起處,無法潤濕到谷底,塗層沒有形成連續膜層,凸起處的塗層也就容易被剝離和損傷。假如金屬表面又有油污,即使是極輕微的油污,也會使塗層與基體之間受到阻隔。上述所有這一切都是影響附著力的因素,也是塗層無法發揮其對基體保護作用的重要因素。塗漆前做好表面處理是極其重要的。
1.3塗膜的抗腐蝕作用:
主要決定於塗料中主要成膜物質的性質,也和塗料中的顏料的性質有關。抗腐蝕性能好的主要成膜物質,其質量應該是:1、對介質應有良好的穩定性;2、必須有不被介質溶解特性;3對金屬或其它基體有良好的附著力。塗料中顏料和防銹顏料三大類,雖然著色顏料和體質顏料在塗料中的作用是多方面的,但真正能起到獨特防腐蝕效果的還是防銹顏料。塗層的抗腐蝕作用,主要取決於塗料中的主要成膜物質和顏料的特性。若再配以完善的施工工藝,就更能使塗層抗腐蝕效果得到充分發揮。
1.4塗料的粘度與施工有何關系:
粘度是液體分子間相互作用而產生阻礙其分子間相對運動能力的量度,也表示液體流動時所產生的摩擦力即內摩擦的大小。在粘度表示方法中,有絕對粘度,也叫動力學粘度;條件粘度也叫相對粘度,運動粘度,比粘度等。在塗料生產和施工中,一般都以條件粘度表示方法為多。最簡便的塗料粘度測定儀器是塗-4粘度計。對於塗料施工來說,塗料粘度過高會使施工困難,刷塗拉不開刷子,或留下刷痕,噴塗時,會堵塞噴嘴,漆料霧化差、流平性差、表面不平滑等;塗料粘度過低,會造成流掛,形成上薄下厚的不均勻塗膜,起不到塗膜應有的保護作用。或乾燥後因塗臘太薄不蓋底,增加噴塗次數。所以塗料施工時,必須嚴格控制和測定施工粘度。塗-4粘度計用於測定條件粘度不高於150s(塗-4杯)的塗料產品粘度,並必須按國家標准GB/T1723—93塗料測定法規定進行。用塗-4粘度計測粘度,應將待測塗料和流量杯的溫度調到(2±0.5)0C,測試時,用手指堵住流量杯的漏嘴,慢慢倒入試樣,用直尺沿杯邊緣刮一下,以使杯正好裝滿試樣颳去多餘塗料;在流量杯下放一適宜容器,使漏嘴出口到容器接受試樣表面的距離大於100mm;放開手指,同時開動秒錶,當試樣流束第一次中斷時即停住秒錶,記錄流出時間。這樣,以同樣方法,測試兩次,兩次測定誤差不應超過平均值的2% 。
1.5塗料的細度與塗膜質量有何關系:
塗料細度,是指色漆內顏料顆粒粗細或分散均勻程度的指標,以向來微米來表示。按國家GB/T1724—89塗料細度測定法規定,用刮板細度計來測定塗料細度。方法是:取少量塗料放置在細度計上,用刮刀均勻地刮下,觀察微粒有數顆同時出現的位置,讀出刮板上該位置的數字,即為所測塗料的細度。
塗料中除清漆外,色漆(包括底漆)都有一定量的有機顏料、無機顏料和體質顏料,這些顏料的使用,由於選用的品種和研磨等到關系,就必須對塗料的細度提出要求,通過對色漆細度的測定,可看出顏料在塗料中的分散程度。顏料在漆料中的分散度對色漆漆膜的光學性質和保護性能以及貯存穩定性有很大的影響,所以塗料的細度,是塗料廠出廠產品的重要指標之一。
一般使用單位,對塗料的細度是不再作檢驗的,但有時也會發現,新打開一桶漆,雖經150~180目過濾網數次過濾,但塗層表面仍有粗粒密布,無論再採取什麼措施,也無法改進,這就可能是生產廠家,塗料研磨出了問題或漏檢細度指標。處理這種情況,若粗粒程度尚好,可作底層漆使用,乾燥後,經打磨再噴面漆。若粗粒太嚴重,就只能退回生產廠重新研磨返工了。
1.6塗料的「三防」性能:
指防濕熱、防鹽霧、防黴菌。這是為塗層在濕熱帶環境條件下長期使用防老化而制定的技術要求。高溫、高濕是濕熱帶地區最重要的特點之一。我國的福建、台灣、廣東、海南等幾個省,就具有濕熱氣候的特點。在那兒的工業產品,最易長霉和被腐蝕。因此為保護在這些地區的工業產品不受破壞,產品的膜層必須具備「三防」要求,特別是出口到東南亞、非洲等熱帶、亞熱帶地區或要經遠洋航運的機械設備、儀器等,必須具備這些要求。塗層包括底漆、膩子、面漆能否經得起濕熱條件的考驗,可以先進行人工加速模擬試驗,即潮濕、鹽霧、黴菌試驗。對於這種模擬試驗的評定,有人認為可相當於使用實際條件的一年半,也有人認為相當於3年,甚至有認為相當於7年。這種模擬試驗,潮濕試驗周期一般是30天左右,鹽霧試驗為6~8天,黴素菌試驗28天,能不能與實際使用的環境條件一年半或3~7年相比,科學性還是不足,因為實際使用環境條件,有地區差異,它們的光照時數、溫差和大氣中鹽分含量都有不同、室內和室外更不相同,較科學的方法是將製作的各種塗層樣板,送到廣州、海南、福建等地作室內外曝露試驗3~7年,時間雖然長一點,但得到的數據才是可信的。
1.7塗膜的破壞因素:
塗層在一般條件下,致命的破壞因素是光和水,但在大自然條件下,對塗層的破壞因素不單是光和水的作用,還有很多其它因素伴隨著同時進行,如熱的作用、氧化作用、催化劑的作用,大氣因素作用、機械作用等。光的作用表現為對樹脂和某些顏料解聚分化,如環氧樹脂在紫外線作用下,就會很快被分解。水的作用如水解和對可溶物的沖刷帶走,同時由於各種介質的親水性,實際成了只要有水分(水蒸氣)的地方,就有對膜層破壞的介質存在,可以說水的破壞因素是無處不在。另外由於水的強滲透性,也是膜層受破壞的致命點。濕熱帶地區的氣候條件特點是高溫、高濕、日照時數多和日照強度大,空氣中鹽分大,這些都是一般膜層所不能承受的,所以在濕熱帶地區使用的膜層,必須能長期經受高溫、高濕、日照和雨淋交替作用以及鹽分氣體的侵蝕,達到能防濕熱、防鹽霧、防黴菌的「三防」要求。
1.8環境溫度和相對濕度與塗料施工有何影響:
塗料可以隨溫度變化改變其粘度,如環境溫度在300C左右時,塗料的粘度就會比常溫下的粘度有所下降,超過350C時,又會是另一種變化,因為氣溫太高,塗料中的溶劑揮發增快,又會使塗料增稠,尤其是含低沸點溶劑多的塗料,由於溶劑揮發太快,施工時膜層表面乾燥太快,會出現嚴重桔皮、針孔、干粒等弊病。溫度低於50C時,塗料出現假稠,給施工以誤導,因多加稀釋劑而造成流掛或干膜太薄等,氣溫低於00C時,水性塗料會凍冰、報廢,壓縮空氣中的沒水分離器也因結冰而影響施工,為保證施工順暢和塗層質量、環境溫度15~250C才是最佳條件。相對濕度與施工和膜層質量也是有直接的關系,對塗料施工來說,最佳的相對濕度應該是45%~65%,相對濕度超過65%時,材料固體表面上就會附著厚約0.001~0.01um的水膜,濕度增厚,有資料表明,固體對氣體有吸附力,材料不同吸附力不同,由於一般材料毛細孔直徑為10-6~10-8cm(0.01~0.0001um),而水蒸氣的顆粒更小,因此水氣易被吸附進去。
液體能潤濕固體,在潤濕過程中,固體分子與液體分子間的吸引力,要比液體自身分子間的吸引力強,這就意味著固體的親水性透水性。這些附著於固體表面的水氣,起著與膜層的隔離作用。對塗料來說,不僅有固體對氣體吸附作用,還因為它含有溶劑,尤其是含低沸點溶劑。溶劑的揮發要吸收固體表面的熱量,使固體表面溫度下降,當相對濕度超過80%時,水氣會在固體表面凝結成「白霜」,使膜層質量嚴重受損。當相對濕度低於45%時,氣候太乾燥,噴塗時又因為由於塗料吸附塵埃。這些塵埃造成的後果,不僅是膜層外觀的不美,而且是使膜層加速粉化、破損的重要因素。
1.9塗膜老化和延緩老化:
油漆塗層在長期使用過程中,它的物理性質及化學性質都會發生質的變化,這種變化一般被稱為老化。塗層老化原因主要受空氣中的氧及水的作用所致,在日光和溫度變化頻繁影響下,破壞作用會成倍增長。據有關資料介紹,隨著溫度每升高100C,分解速度大約要增加一倍。也就是說塗層老化主要是氧化分解、水的侵蝕、紫外線破壞和高熱的加速分解四大因素所造成。要延緩塗層老化,在塗覆全過程中每一關節都不可忽視,必須注意做到的:
1)合理的塗料配套,底漆要選用附著力好的如環氧類底漆,中間層應選用與底漆和面漆有良好的配套性,如硝基二道底漆、過氯乙烯二道底漆等,面漆則應根據使用環境條件選用具有良好的耐大氣腐蝕、抗紫外性能的塗料。如氨基醇酸塗料、過氯乙烯塗料、聚氨酯塗料等。
2)正確的工藝方案,認識每一道工序的重要性,從塗漆前處理、底漆、膩子到面漆,都要嚴格按工藝規范進行。
3)施工環境一定要避免日照、高溫(320C以上)、低溫(50C以下)、高濕(相對濕度超過90%以上,溶劑揮發型塗料相對濕度應低於75%)。
4)經塗覆後的產品除特殊需要處,不應長期置於日曬、雨淋和潮濕環境條件下,不應經常遭受碰撞,摩擦和被劃傷等。
1.10塗膜光澤與塗膜質量關系:
塗膜光澤是為膜層表面的鏡面反射能力。如果表面粗糙,反射的光線凌亂,膜層光澤就低,如果表面平滑如鏡,反射出整齊劃一的光線,光澤就高。塗料產品除有特殊要求外(必需半光、無光)外,一般都要求有較高的光澤。水和塵埃是各種腐蝕介質的載體,漆膜光澤的檔次,實際是塗層粗糙程度的反映,這種粗糙狀態意味著表面容易積存帶有腐蝕介質的水和塵埃。這不僅影響膜層的外觀,同時也將嚴重降低膜層的耐久性。由於膜層光澤越高,表面越平滑,對膜層抗大氣和其它腐蝕因素有利,另外,光澤高,對日光的反射能力也強,受紫外線破壞因素也就減少了。所以一般無光和半光塗層,適宜用於較潔凈的有空調的機房、試驗室;經常暴露於大氣和日光、雨水侵蝕的產品、設備以及鋼結構等,應選用高光澤塗料,才能發揮塗料的真正保護作用。
1.11塗膜乾燥和方式:
塗膜的乾燥是液體成膜物質轉變成固體薄膜的過程,稱為乾燥。塗料的乾燥性質基本分兩種:(1)物理性乾燥,即塗層中揮發分的全部揮發。它的乾燥速度,完全取決於成膜物質中溶劑的揮發速度;
(2)化學性乾燥,液體狀膜層與空氣接觸,經過氧化及聚合而形成干膜。或者雙組分塗產由兩組分化學反應(即固化反應),而干結成膜,這類塗料的成膜速度,主要取決於成膜物質的化學反應的速度。塗料的乾燥形式,根據性能的不同,一般分揮發乾燥、熔融冷卻乾燥、氧化聚合乾燥、烘烤聚合乾燥、加熱觸媒聚合乾燥、催化乾燥、光固化乾燥、輻射聚合乾燥、氧化乾燥等。從乾燥進程可分為四個階段:
1)凝結或綳緊:溶劑差不多完全揮發,漆的粘度顯著提高,漆膜仍繼續發粘,沾塵土。
2)表面不沾土:手摸不留痕跡,對輕微力作用抵抗力弱。
3)實際乾燥:手壓膜層不留痕跡,塗膜堅硬,能抗機械作用。
4)完全乾燥:整個塗膜干硬,硬度不再增加。
1.12何謂化學腐蝕和電化學腐蝕:
曝露於大氣中一切金屬會受到自然破壞,都是由於外部介質在金屬表面上所發生的化學作用或電化學作用所引起的,這種現象叫腐蝕。由於外部介質與金屬表面的相互作用所引起的腐蝕稱化學腐蝕,如果在這一化學作用的同時還發生從金屬一部分通到另一部分的電流,就稱電化學腐蝕。這兩者腐蝕的最大差別是:化學腐蝕是在非電解質中或乾燥氣體中進行,電化學腐蝕是在電解質溶液中或潮濕氣體中進行。
冠牌塗料電化學腐蝕是金屬與電解質的溶液相接觸時發生的腐蝕,這種腐蝕的特點是兩種過程同時進行,即氧化過程和還原過程同時發生。這種腐蝕還伴有電流的產生。
腐蝕過程是金屬與外界介質相互作用的結果,因此它既決定於金屬結構,也決定於介質的特性。在金屬腐蝕的破壞過程中,正如任何化學反應一樣,均會發生物質中化學鍵的重排:某種鍵破壞,另一種新鍵形成。
特別要說的是電化學腐蝕是在溶於水中的電解質的作用下進行的,這種腐蝕也可以在經常含有一定濕氣的空氣中進行,因為空氣中含有水分及一定量的鹽類,在工業區,除這些外,空氣還被工廠、汽車尾氣排放出的能溶於水的物質所污染。因此電化學腐蝕是無處不在、防不勝防。所以,防止化學和電化學腐蝕,是個永不會完結的課題
⑵ 請問誰知道,「環氧樹脂」這種粘合劑使用在什麼行業
應用的領域很寬,輕工業、電子、電器工業、建築工業,以及日常生活方面都會用到「環氧樹脂」膠黏劑
⑶ 浸潤劑的五大類浸潤劑
下面就浸潤劑五大類成膜劑即環氧、聚酯、PVAC、丙烯酸酯及聚氨酯合成製造技術的近期發展結合浸潤劑配方技術分項介紹。 環氧成膜劑分為兩種:一種是乳液型,一種是水溶型,其性能與其環氧樹脂分子量、環氧樹脂的類型和添加劑、改性劑、乳化劑有關。
環氧乳液是由不同性能的環氧樹脂與適當的乳化劑、溶劑經過專用的乳化裝置進行機械乳化形成一定粒徑的乳狀液體,配製浸潤劑時乳液能夠均勻地分散在水溶液中。
水溶性環氧樹脂是以環氧樹脂為基料,與醇類、酸類或胺類的反應物進行縮合反應,生成能溶於水的透明液體,也可以直接用環氧氯丙烷與多元醇或帶其他親水基團的反應物,在催化劑存在的條件下,直接進行開環反應製成環氧樹脂。直接法工藝步驟少,生產規模大,產品成本低,質量穩定,近年來世界上著名的各大環氧樹脂生產廠如道康寧、DSM、錦湖等廠均採用了此類生產工藝。
環氧樹脂是高分子主鏈上含有醚鍵和仲醇基,同時兩端含有環氧基團的一類聚合物的總稱,按類型大致可分為雙酚A、環氧鹵代雙酚A、環氧雙酚S、環氧雙酚F環氧、酚醛環氧、乙二醇、丙三醇或季戊四醇環氧、丙烯酸環氧等。國內生產的浸潤劑用水性環氧,其環氧原料及乳化劑大部分為進口原料,但在合成配方和乳化合成裝備及工藝控制方面與國外還存在著一定的差距,國外生產的環氧樹脂乳液典型的如日本花王生產的KE-002,其乳液顆粒直徑分布狹窄,控制在0.4~0.6微米范圍內,而且絕大部分分布在0.5微米左右,以保證環氧乳液成膜均勻,粘結力強,拉絲時浸潤劑甩出率小,利用率高,同時在原絲筒或直接紗紗團烘乾時,遷移率小,表面潔白光亮。又如大日本油墨生產的K-70水溶性環氧,色澤淺,粘度變化范圍小,粘結力強。國內水性環氧及纏繞浸潤劑配方技術透明度高已趨於公開化,不利於各玻纖廠形成自己玻纖產品的特色化,且對浸潤劑原材料的成本依賴性越來越大。因此國內浸潤劑行業有必要對環氧成膜劑及纏繞浸潤劑配方技術作進一步深入的研究和提高,研製出滿足高強度、高性能的纏繞、拉擠方格布浸潤劑專用的高性能水性環氧,以提高玻纖產品的技術檔次和售價。國內水性環氧的基礎原料為雙酚A型環氧,國外已向雙酚F、雙酚S及丙烯酸環氧拓展,雙酚F、雙酚S環氧突出的優點是耐高溫性好,復合材料界面結合好,製品強度高,美國一玻纖公司已將雙酚F環氧乳液用於生產軍工用耐高溫復合材料的玻纖製品,其技術嚴格保密,拒絕轉讓及合作。又如丙烯酸環氧或甲基丙烯酸環氧又稱乙烯基樹脂,此類樹脂由於在環氧鏈段上接上了親水性的丙烯酸及甲基丙烯酸,在特定的合成配方及合成工藝條件下製成水性環氧。由於產品中未添加對界面結合起不利影響的乳化劑,加之乙烯基樹脂,相對分子量大、粘結力強、透明度高的特點,此類乙烯基水性環氧可廣泛應用於纏繞、拉擠、方格布、短切氈、噴射紗等浸潤劑中,尤其是應用於短切氈浸潤劑中,氈片浸透後透明度極高。
另據專利介紹國外浸潤劑用環氧乳液,也使用下列環氧為起始材料:
(1)、環氧雙環戊二烯環氧,此環氧作為浸潤劑成膜劑使用,具有優異的耐高溫性和電性能,耐溫可達300℃以上,可用於層壓板基布浸潤劑。
(2)、3,4-環氧基-6-甲基環已烷甲酸-3,4-環氧基-6-甲基環己烷甲酯環氧,此環氧樹脂分子量小,紗線浸透快,耐熱性較高,可達250℃。
(3)、三聚氰酸環氧,用此環氧製成浸潤劑後,拉制出玻纖製品可用於增強軍工用耐高溫PEEK樹脂。
有專利資料表明國外對水性環氧用乳化劑也進行了深入的研究,大量陽離子
乳化劑,EO-PO嵌段化合物等各種新型的乳化劑被大量採用,新型乳化劑可使添加量更少,同時乳化劑本身具有良好的滑爽性,從而使無捻粗紗成帶性、懸垂性、滑爽性更好,極大地降低了毛絲的數量,同時復合材料界面性能更好,製品強度及耐候性更好。
國外專業機構對玻璃鋼中氣泡形成的機理也進行了理論和應用研究,發現只要提高浸潤劑中環氧成膜劑對玻璃纖維的粘結力和其本身的表面張力,即可有效減少氣泡形成的數量,為此提出了相應的水性環氧合成配方及製造方法。 在浸潤劑中使用的聚酯成膜劑是由飽和或不飽和的二元酸與二元醇在高溫下經縮聚反應製成的一種高分子化合物,一般情況下分子結構為線性的,在一些特定的場合,可以製得由部分交聯即部分網狀結構的聚酯化合物,在分子主鏈上,同時含有許多重復的酯鍵,不飽和雙鍵和親水基團,親水基團有璜酸鹽、羧酸鹽或醚鍵等。使其具有典型的酯鍵和不飽和雙鍵特性外,還具有親水性和自乳化性。
水性聚酯成膜劑的性能隨選用的酸醇品種配比而變,可以根據成膜劑的軟、硬、韌性、浸透速度、耐鹼性、Tg等性能要求進行分子設計。
國內浸潤劑配方中常用的從DSM公司進口954/D聚酯乳液即為一個典型的例子,該聚酯乳液分子量高達6000左右,Tg適中,性能優良,效能較為全面的聚酯成膜劑。
為適應不同玻纖品種要求,國外浸潤劑原材料生產廠對聚酯成膜劑的研發開展大量工作。就噴射紗而言,國內通常一個廠家只生產一種牌號的噴射紗,而國外大玻纖公司往往生產8-9個牌號的噴射紗,以適應不同用途的需要,如造船用高TEX數噴射紗,要求噴得遠,散得開,並適合大供紗量無人化操作使用;又如衛生潔具用噴射紗,要求貼模性好,柔軟度高,浸透快等等。各種不同用途噴射紗的技術要求是大相徑庭的,國外已為此形成完整的聚酯成膜劑體系,如DSM公司的從951直至956聚酯成膜劑體系。
隨著化學工業的發展,各種聚酯成膜劑新型二元醇和二元酸不斷涌現,開始應用於聚酯成膜劑合成中並可賦以聚酯成膜劑以優異的性能,如硬挺性、韌性、抗拉強度、抗彎強度、苯乙烯中溶解性等,這些新的化工原料有雙環戊二醇、新戊二醇、HPHP、CHDM、CHDA三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、二羥甲基丙酸、四氟苯酐、二溴新戊二醇、四溴雙酚A等數十個品種,並形成數百個水性聚酯合成配方。同時國外各大公司在生產浸潤劑用聚酯成膜劑時,其合成工藝也趨向精細化,加料及溫度控制精度提高並實現數控化,合成工藝從一步法到多步法,使聚酯成膜劑分子鏈段結構更加合理、規整,分子量也可高達到一萬以上。近年來國內浸潤劑行業聚酯成膜劑的合成和生產也取得長足進步,部分產品技術性能已接近國外同類產品的水平,並在短切氈、噴射、BMC、SMC紗浸潤劑中得以廣泛應用。 聚醋酸乙烯酯簡稱為PVAc乳液是玻纖浸潤劑中使用最廣泛的成膜劑之一,其優點是價格低廉,粘結劑性能好,容易賦予原絲以良好的硬挺性和切割性。PVAC乳液成膜劑可用於短切氈、噴射、SMC、BMC紗用浸潤劑,PVAC乳液可以是非反應性的預交聯型的或自交聯型的,它的物化性能可以通過分子設計改變,如在分子結構中引入MMA、AA、MAA、MEA、EA、BA等單體製得二元、三元或四元共聚乳液。為增加該類的成膜劑韌性,還可以在合成好的乳液中添加BOP、DOP、磷酸三苯酯等增塑劑。
PVAc作為一種使用歷史較長的傳統浸潤劑成膜,在國外各大玻纖六、七十年代廣泛使用,隨著玻纖工業對浸潤劑成膜劑要求越來越高,近年不斷有PVAc新品成膜劑推出,如應用於SMC浸潤劑中的苯乙烯中不溶物達95%以上的高交聯度、高分子量的PVAc成膜劑。另一方面隨著化學工業的發展,各種新的合成單體、尤其是自交聯型的單體不斷推出,也為新型的PVAc成膜劑合成提供了廣闊的基礎平台,如帶羥乙基、羥丙基、異冰片酯的丙烯酸特殊單體,爽脂肪酸酯、月桂酸酯等等。
國外PVAc成膜劑發展方向或已研製成功新品種主要集中於以下幾方面:
(1)、將偶聯劑結構引入PVAC主鏈中,帶雙鍵的偶聯劑可與PVAc共聚,製得適合於玻纖使用性能優良的PVAc乳液成膜劑。但由於偶聯劑反應性低,共聚率r小,合成時需經專門的處理。
(2)、將環氧基團引入PVAc乳液成膜劑,使PVAc成膜劑具有良好的浸透性及與基體樹脂的基界面結合力。
(3)、合成聚氨酯改性PVAc乳液成膜劑使其具有良好的彈性韌性,賦予紗線以良好的切割性,對玻纖集束保護作用好。
(4)、合成極高分子量,極高膜強度的PVAc乳液,專用於SMC及BMC紗浸潤劑。
在PVAC合成時,其分子設計的精細化程度越來越高,通過設計好的滴加程序精確控制不同單體,不同時間段的滴加量,形成成膜劑性能所需的核殼結構及互穿網路結構。
美國國民澱粉幾年前在廣東東莞建廠,除生產塗料用通用的PVAC乳液外,也生產浸潤劑專用的PVAc乳液。國內浸潤劑生產廠家也開發出多種新型浸潤劑專用PVAc乳液,但相對國外同類產品,在分子量分布,乳液顆粒度分布方面還存在著一定的差距,在乳液耐機械剪切性方面尤為明顯,表現在拉絲時單絲塗油器上易結皮,易造成斷頭飛絲,影響拉絲作業穩定性。 國內目前丙烯酸酯乳液在浸潤劑中使用較少,主要應用網格布定型膠等產品。國外聖哥本、日東紡及中國台灣台玻將丙烯酸乳液用於增強熱塑性塑料用於玻纖短切紗浸潤劑,賦予玻纖以良好的切割性、分散性及流動性,並減少了聚氨酯的用量,降低了浸潤劑的成本。
國外,丙烯酸乳液合成時也採用了許多新型的反應單體,通過精確的工藝控制合成出質量有一的具有核殼及互穿網路結構丙烯酸酯乳液。 聚氨酯乳液以其優異的性能,成為浸潤劑成膜劑中發展最快的一種新型成膜劑,國內目前還無法大量生產浸潤劑專用高質量的聚氨酯乳液,基本上依靠進口,價格昂貴。
水性聚氨酯(PU)是以水作為分散介質的聚氨酯,它可製成水溶性的膠乳型的、乳液型的,它具有聚氨酯國有的高強度、耐磨性、高彈性等優異性能。由於其具有高極性及高化學性能的氨酯基團,對相對化學惰性大的熱塑性材料具有很強的粘結力及界面結合能力,所以廣泛應用於增強熱塑性塑料用玻纖短切紗浸潤劑。同時實踐證明,在浸潤劑配方中只要添加少量的聚氨酯乳液,即可有效提高玻纖紗的集束性、短切性和耐磨性。
聚氨酯乳液通常是由聚醚、聚酯、二元醇與異氰酸酯,先製成預聚體,並用擴鏈劑擴鏈,再加水分散製得。國外已形成聚氨酯生產行業,形成產業規模。通過採用不同結構的二元醇,不同品種的異氰酸酯及擴鏈劑,可以調節氨酯基在分子中的間隔大小及軟段硬段比例、合成性能差異很大的聚氨酯乳液。國外浸潤劑專用的聚氨酯乳液品種繁多,性能優異,在玻纖浸潤劑中應用領域日趨廣泛。其主要技術進展如下:
(1)、PU乳液分子量不斷提高,膜強度提高。
(2)、採用己內二酯二元醇等新型聚酯及聚醚二元醇,提高PU乳液性能。
(3)、通過採用連續乳化,超聲輔助乳化等新型乳化工藝,使PU乳化顆粒分布更為均勻,以適應浸潤劑遷移少,甩出率低的要求。
(4)、合成適合玻纖浸潤劑需求的非離子型及陽離子型PU乳液。
國外浸潤劑成膜劑新品種開發過程中,還藉助凝膠色譜、色質聯合分析儀、質譜-紅外分子儀、差熱分析儀、熱失重分析儀、莫斯堡爾譜圖分析儀、電子探針等大型分析儀器對合成產品進行測試分析,對開發的成膜劑進行分子量及細微結構的分析,如確定雙鍵密度、雙鍵分布、各基團在分子鍵中位置、各基團相互作用等,從理論層面對成膜劑研發予以指導。
除浸潤劑專用成膜劑外,國外專業機構對浸潤劑專用潤滑劑及有機抗靜電劑也開展了深入研究,並在國內中高端玻纖客戶中得到廣泛應用。
⑷ 水性環氧塗料的水性環氧樹脂的制備
根據制備方法的不同,水性環氧樹脂的制備方法主要有機械法、相反轉法、固化劑乳化法和化學改性法。
1. 機械法也稱直接乳化法,通常是將環氧樹脂用球磨機、膠體磨、均質器等磨碎,然後加入乳化劑水溶液,再通過超聲振盪、高速攪拌將粒子分散於水中,或將環氧樹脂與乳化劑混合,加熱到一定溫度,在激烈攪拌下逐漸加入水而形成環氧樹脂乳液。機械法制備水性環氧樹脂乳液的優點是工藝簡單、成本低廉、所需乳化劑的用量較少。但是,此方法制備的乳液中環氧樹脂分散相微粒的尺寸較大,約10μm左右,粒子形狀不規則,粒度分布較寬,所配得的乳液穩定性一般較差,並且乳液的成膜性能也不太好,而且由於非離子表面活性劑的存在,會影響塗膜的外觀和一些性能。
2. 相反轉法即通過改變水相的體積,將聚合物從油包水(w/o)狀態轉變成水包油(O/W)狀態,是一種制備高分子樹脂乳液較為有效的方法,幾乎可將所有的高分子樹脂藉助於外加乳化劑的作用通過物理乳化的方法製得相應的乳液。相反轉原指多組分體系中的連續相在一定條件下相互轉化的過程,如在油/水/乳化劑體系中,當連續相從油相向水相(或從水相向油相)轉變時,在連續相轉變區,體系的界面張力最小,因而此時的分散相的尺寸最小。通過相反轉法將高分子樹脂乳化為乳液,製得的乳液粒徑比機械法小,穩定性也比機械法好,其分散相的平均粒徑一般為l~2μm。
3. 固化劑乳化法是不外加乳化劑,而是利用具有乳化效果的固化劑來乳化環氧樹脂。這種具有乳化性質的固化劑一般是改性的環氧樹脂固化劑,它既具有固化,又具有乳化低相對分子質量液體環氧樹脂的功能。乳化型固化劑一般是環氧樹脂-多元胺加成物。在普通多元胺固化劑中引入環氧樹脂分子鏈段,並採用成鹽的方法來改善其親水親油平衡值,使其成為具有與低相對分子質量液體環氧樹脂相似鏈段的水可分散性固化劑。由於固化劑乳化法中使用的乳化劑同時又是環氧樹脂的固化劑,因此固化所得漆膜的性能比需外加乳化劑的機械法和相反轉化法要好。
4. 化學改性法又稱自乳化法,是水性環氧樹脂的主要制備方法。化學改性法是通過打開環氧樹脂分子中的部分環氧鍵,引入極性基團,或者通過自由基引發接枝反應,將極性基團引入環氧樹脂分子骨架中,這些親水性基團或者具有表面活性作用的鏈段能幫助環氧樹脂在水中分散。由於化學改性法是將親水性的基團通過共價鍵直接引入到環氧樹脂的分子中,因此製得的乳液穩定,粒子尺寸小,多為納米級。化學改性法引入的親水性基團可是以陰離子、陽離子或非離子的親水鏈段。
非離子型水性環氧樹脂:非離子型水性環氧樹脂可分為乳化劑乳化的非離子型水性環氧樹脂體系、自乳化非離子型水性環氧樹脂體系和非離子型水性環氧固化劑體系。用化學改性法制備的非離子型自乳化水性環氧樹脂乳液由於只含親水性聚氧乙烯鏈段,不含陰/陽離子基團,因此乳液對pH的變化適應性強,同時塗膜的柔韌性及耐水性也有較大的提升。故改性非離子型水性環氧樹脂體系的開發將成為水性環氧塗料領域新的研究熱點。