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    涂料理论—谈谈涂料罐内浮色发花与漆膜的浮色发花现象
           浮色发花是涂料常见的弊病,分为罐内的浮色发花及漆膜的浮色发花,其产生原因各异。通过采用合适的分散剂、添加控制絮凝型分散剂、加入合适的防沉剂、有机硅流平剂等方法,可以解决这类问题。浮色发花,二者有共通之处,也有差异,本文就这两个现象进行讨论。       一、罐内的浮色发花。       我们经常会遇到涂料在罐内呈现颜色不均一的状态,此称为罐内浮色发花。上下层颜色存在明显的差异称为浮色,表面产生花斑状的颜色不均一称为发花。罐内浮色发花是很常见的弊病,对漆膜的性能、颜色均一性都可能会造成很大的影响。罐内浮色发花多数与颜料的沉降相关,不同的颜料,如钛白粉、碳黑、无机颜料、有机颜料,其结晶形式不同,表面特性不同,原生粒径也差别很大。       两种颜色混合就有可能产生罐内浮色或发花的现象。采用红色颜料浆与钛白浆混合后,既有可能产生浮白的现象,也有可能产生浮红的现象,如左图1所示。       酞菁蓝浆与钛白浆混合后,有些基本无浮色发花,有些会产生浮蓝,有些会发生浮白,有些则浮白及浮蓝同时存在,如左图2所示。多种颜色的混合体系,情况可能会更加复杂。       Stokes定律指出,球形颜料粒子在液体中的沉降速率主要与粒径有关:       式中,v 为沉降速率;ρ1为颜料的密度;ρ2为树脂基料的密度;r 为颜料粒子半径;η为树脂基料黏度;g 为重力加速度。该公式说明粒径越大,沉降速率越快。不同的颜料粒径差异很大,沉降速度也就存在明显的差异。例如上述的天蓝色浆中含有钛白粉和酞菁蓝两种颜料,钛白粉的粒径明显大于酞菁蓝,密度也比酞菁蓝大。通过计算可知钛白的沉降速率大约是酞菁蓝的100倍,蓝白颜料混合如果处理不当就会有浮蓝的倾向。但是,相对于钛白粉而言,酞菁蓝颜料的比表面积更大,更容易产生絮凝,当酞菁蓝颜料产生严重絮凝,而钛白粉没有絮凝,絮凝的酞菁蓝粒子粒径可能会超过钛白粉的粒径,这时更容易沉降的是酞菁蓝粒子,就会显现出浮白的现象。而且不同颜料粒子还有各自的运动特性,一般是密度低、比表面积大、粒径小的粒子运动速度快,例如,酞菁蓝的运动速度比钛白颜料要快很多,这时可能就会产生浓度差,造成浮色。所以图2的天蓝色涂料,颜料和树脂体系是相同的,但罐内外观就差别很大。所以,不同颜料本身性质(如粒径的大小、极性、密度等)以及颜料是否产生絮凝,是造成罐内浮色发花的主要原因。       二、漆膜的浮色发花。       漆膜的浮色与发花是略有区别的,浮色是指涂料涂装后,湿膜中的颜料呈水平方向层状分离,也就是漆膜中多种颜料的一种或几种以较高的浓度集中于表层,呈均一的分布,但却与原配方的颜色有明显的差别;发花则指涂料涂装后漆膜中存在多种颜料的不均匀分布,通常呈条斑或蜂窝状,可以理解为颜料垂直方向的分离。      漆膜的浮色可以通过指研试验来测试。如左图3所示,指研试验是指将研磨好的色浆用线棒刮涂在黑白纸或其他基材上,漆膜半干后在漆膜上轻轻指研,直至漆膜近似表干。观察和测量指研区域和其他区域的颜色变化,若观察不到色差或色差很小,表明浮色不严重。而当指研区域与非指研区域颜色差异很大时,则表明漆膜的浮色很严重。碳黑浆与钛白浆混合时,既有可能发生表面浮黑,也可能发生表面浮白。图3显示了黑浆与白浆混合后分别产生了浮白(指研区域变黑)、不浮色(指研区域与非指研区域颜色没有差异)、浮黑(指研区域变白)3种现象。       漆膜的发花可以通过成膜(喷涂、刷涂、辊涂)后观察漆膜表面颜色的均一性来判断。漆膜的浮色发花产生的原因很多,一般认为,贝纳尔涡流、颜料粒子运动速度的差别、颜料粒子絮凝等是主要原因,但颜料组合匹配不当、分散剂选择不当、容积不匹配、树脂拼合不合理等也会造成浮色发花。       涂料中颜料粒子的絮凝是造成漆膜浮色的主要原因。颜料团粒经研磨分散后,若采用了不当的分散剂,或是分散剂的添加量不足,其中的一种或几种颜料就会产生絮凝的现象。另外几种不同的颜料浆混合在一起时,也会产生分散剂的争夺吸附,例如蓝色与白色混合后,钛白粉将酞菁蓝表面吸附的分散剂夺走了,就容易产生絮凝的现象。絮凝的颗粒展色性大大减弱,没有絮凝的粒子颗粒更小,颜色展色性更强,更容易浮在漆膜表面。通常来说,有机颜料及碳黑的原生粒径要比其他无机颜料更小,但有机颜料和碳黑的表面的活性吸附基团少,树脂聚合物对其的润湿性差,加之其粒径小,运动速度快,碰撞的频率高,更容易产生絮凝。而无机颜料表面一般具有反应活性中心,容易与树脂和助溶剂的活性基团产生反应,使其锚定在颜料表面上,起到良好的润湿分散的作用。漆膜的发花则与贝纳尔涡流有很大的关系。       三、罐内浮色发花的防止或减轻。       罐内浮色发花主要是由颜料粒子的沉降速度不一、颜料的絮凝等因素引起的。所以可以采用合适的分散剂来解决颜料的絮凝问题;或者使用受控絮凝型的分散剂,控制颜料粒子的运动,都可以有效地防止罐内浮色发化。同时,添加合适的防沉剂或增稠剂,控制所有颜料粒子的运动和沉降,对于防止罐内浮色发花也有一定的帮助。       四、漆膜浮色发花的防止或减轻。       漆膜的浮色同样与颜料粒子运动速度的差别、颜料粒子絮凝相关,通过采用合适的分散剂,可以解决颜料的絮凝问题,也可以明显解决漆膜的浮色问题。使用控制絮凝型分散剂,添加合适的防沉剂或增稠剂,也可以改善漆膜的浮色现象。漆膜的发花则与贝纳尔涡流有更大的关系。使漆膜的表面张力均一,就可以减少涡流的存在,同时也就具有防止发花的作用。在配方中加入合适的有机硅流平剂,它们能快速迁移到漆膜表面,形成单分子膜层,降低漆膜的表面张力,使漆膜的表面张力趋于平衡,贝纳尔涡流无法把内部富含溶剂的涂料推到表面张力比较低的漆膜表面上来,从而无法把下面的颜料推上来,因此达到防止发花的效果。
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    谈谈水性工业漆与普通水性漆的差别,及水性工业漆的主要应用领域
           水性工业漆用水来做稀释剂的新型环保防锈防腐涂料。水性工业漆的应用范围极为广泛,桥梁、钢构、船舶、机电、钢材等可处处见到其身影,凭借其节能环保等特性,近些年来得到快速发展,市场份额也不断增长。本文简述水性工业漆和普通水性漆的主要差别,及水性工业漆的主要应用领域。       一、水性工业漆与普通水性漆的区别。       1、涂料配方中树脂体系的差别。普通水性漆主要以苯丙、纯丙的乳液树脂体系制成,多为单组分产品;水性工业漆体系包括水性醇酸,水性环氧酯,水性环氧,水性丙烯酸聚氨酯以及不同种类树脂改性和拼合的树脂体系产品。       2、性能特点差别。普通水性漆突出净味、环保等概念,具有耐擦洗性;工业水性漆需要更高的性能,如耐盐雾性、抗冲击性、较高的附着力等。工业水性漆一般大面积施工,根据工件不同,可适应浸涂、现场喷涂,机械手喷涂等施工工艺。       3、用途差别。普通水性漆多用于建筑外墙、木器、铁艺等涂装上;工业水性漆用于钢结构防腐,集装箱,桥梁,机械设备的涂装。       二、水性工业漆的主要应用领域。       1、钢构产品。钢结构行业用水性漆品种基本以水性丙烯酸、水性醇酸、水性环氧酯、水性无机富锌、水性环氧类为主,其中水性丙烯酸、水性醇酸、水性环氧酯以防锈为主,水性无机富锌、水性环氧漆可以达到中度耐腐蚀的要求,从产品性能和应用结果来看,总体效果不错,性能有保障。但是也暴露出一些问题,由于施工环境差,温、湿度难控制,室外作业和底材处理不到位等原因,漆膜易出现闪锈、开裂、干燥慢、防锈性变差等问题。       2、轨道涂装。轨道交通车辆用涂料的发展也趋于水性化,轨道车辆用水性漆基本采用自干或低温烘干双组份体系,涂层结构为水性环氧底漆+水性聚氨酯中涂+水性丙烯酸聚氨酯面漆。水性环氧底漆具有附着力好、耐腐蚀性优、配套性好的特点,水性聚氨酯中涂具有封闭腻子层缺陷、提高被涂物表面平整度、易打磨的优点,同时与底、面层的配套性良好;水性丙烯酸聚氨酯面漆具有耐老化、光泽高、耐污染的特点,兼具保护性和装饰性于一体。为了增强水性丙烯酸聚氨酯面漆的耐老化性能,其配方中往往需要添加合适的紫外线吸收剂。       3、汽车涂装。汽车涂装是用漆大户,用量仅次于建筑涂料,汽车漆也是性能和涂装技术要求很高的品种。水性汽车漆的应用时间较短,经过了十多年的发展,其涂膜性能与溶剂型涂料日益接近,但受设备投资大、作业环境要求严格等制约,推广和普及还需要时间和过程。目前比较成熟的水性汽车漆配套体系为阴极电泳漆+水性中涂漆+水性底色漆,罩光清漆基本还采用溶剂型产品。其中水性中涂漆为水性聚酯氨基类产品,水性底色漆以水性丙烯酸氨基类产品为主。       4、汽车零部件、机械设备涂装。基于环保、降低工人危害、降低火灾隐患的要求,汽车零部件(车桥、传动轴等)、机械设备等的涂装越来越多的由溶剂型油漆更换成水性漆。应用的品种以水性丙烯酸漆、水性醇酸漆、水性环氧酯漆为主,根据不同的施工条件选用不同的产品。该类漆可以满足汽车零部件对油漆性能的要求,某些产品的性能甚至超过了溶剂型同类产品。但同样在施工环境方面需要改进,以适应水性漆的特点。
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    产业知识—谈谈EVA材料的发泡应用
           EVA全称为乙烯-醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯(VA)含量在5%~40%。与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域,一般来说,EVA树脂的性能主要取决于分子链上醋酸乙烯的含量。抗黄变剂在有耐候耐黄变的EVA成品配方中具有重要的应用。本文主要简述EVA材料的发泡知识。       衡量一种化学发泡剂好坏的主要技术指标有分解温度、发气量、分解速度和分解放热等。常见的EVA发泡剂简述如下。       一、发泡剂AC(ADCA)。       EVA发泡主要采用的发泡剂为偶氮二甲酰胺,该发泡剂发气量大,发气量稳定,分解速率快,在EVA发泡行业得到了广泛的应用。偶氮二甲酰胺为淡黄色粉末,无毒、无味、不变色、不污染,是一种稳定性较好的发泡剂。分解产生的N2、NH3、CO2(其中N2占65%;CO2占33%;NH3 3%);分解温度在195-200℃,发气量为200-220ml/g。目前常用的改性AC发泡剂按分解温度分为高温AC发泡剂(分解温度200℃)、中温AC发泡剂(分解温度165℃)、低温AC发泡剂(分解温度135℃)。       二、发泡剂OBSH/OT 。       4,4’-氧代双苯磺酰肼为白色粉末、无毒、无味、不变色、不污染,膨胀率较小,分解温度和硫化温度相近。不加发泡助剂就能形成较均匀微孔结构,收缩率比发泡剂H和AC都小,宜于制造尺寸要求比较严格的制品。对氯丁橡胶的硫化还具有活化作用,特别适用于氯丁橡胶的发泡剂。       三、发泡剂H(DPT、BN)。       为淡黄色粉末,不变色、不污染、有气味,在热和酸的作用下,会析出大量的气体和热量。所产生的甲醛可用发泡助剂使之消除,但残留的胺会使海绵橡胶带有鱼腥味。加入尿素、三聚氰胺和某些氨基化合物,可以部分地减弱这种气体。由于发泡剂H分解速度快、产生的气体(N2、NH3)量大,如胶料熔体强度不够,易使海绵橡胶的孔壁破裂,形成开孔,而且当内压减小时,收缩也较大。因此,使用时要注意其用量及发泡助剂的选择。       四、氧化锌在EVA发泡过程中起着至关重要的作用,其分散在EVA胶料中,炼胶时作为热传递导体,可使制品的发泡过程中各区域温度一致,缩短硫化时间,同时避免胶料局部过热而烧焦或老化。另外,交联剂、硬脂酸等功能性助剂也可以选择性添加。       EVA有几种不同的方式发泡,但发泡原理都是将气泡引入原料中。当EVA材料处于半液态时,将发泡剂作为固体引入,当组合被加热时,发泡剂将膨胀并产生气体,在整个塑料产品中留下气泡。EVA常见的发泡工艺阐述如下。       1、平板发泡(大发泡)。它是非常成熟的发泡工艺。EVA用这种发泡工艺做出来产品主要用于软垫、卷材等方面,鞋材方面也有,但较少。在鞋材方面,平板发泡工艺流程可概括为:发泡物料混合密炼-制成片材置于模具中发泡-发泡片材进行裁切、磨边等-鞋底成品。      平板发泡工艺优点主要是机器设备成本相对较低、工艺技术要求不高,缺点是边角料多,交联发泡后EVA难以回收,造成原料浪费,同时生产效率不高。       2、模压发泡(小发泡)。模压发泡又叫小发泡,是鞋材EVA发泡的经典工艺。它又分一次发泡和二次发泡,其中二次发泡出来的EVA鞋中底又叫PHYLON,俗称飞龙,在缓震性能和弹性方面远比一次发泡EVA鞋中底好。       模压发泡工艺可概括为:配方物料混炼造粒- 称重放入模具- 一次发泡成型。如有需要二次发泡成型,则将一次发泡粗胚磨掉表皮,压入成品模具内,通过加热和冷却两个步骤即产品成型。模压发泡工艺优点在于发泡条件灵活,工艺非常成熟,与平板发泡相比,减少了边角料的浪费。但和注射交联发泡工艺相比,其缺点主要在于生产效率较低,能耗高,工艺条件对产品物性影响大。        3、注射交联发泡。是目前较先进的EVA系鞋中底发泡工艺,目前鞋材大厂主流EVA发泡工艺都是注射交联发泡。该工艺可以极大地提高生产效率,且一次射出成型,几乎没有边角废料,但其处理伸缩的流程要比模压发泡复杂一些,由于尺寸伸缩会导致成品精确性有些许出入。       注射交联发泡工艺流程: EVA原料、改性料、化学助剂、填充料等在密炼机密炼好-倒料过轮台两次后投入造粒机造成颗粒- 检验好EVA原料进入注塑成型-EⅤA中底成品。       *后来讨论下EVA发泡中常见的问题分析。       一、产生针孔。       产生原因主要有:发泡剂分散不均匀,造成发泡剂集中,分解气体堆积形成粗孔; 其他物料(胶粒、填充料)中含有粗颗粒或杂质造成分散不良,而形成粗孔;助剂吸潮,水份过高,发泡过程形成蒸汽孔;氧化锌分散不均匀造成导热效果有差异,或导热不均匀造成AC分解不均匀形成粗孔;架桥不足或发泡太快都可能形成粗孔;交联剂过量会形成光滑的大孔。如果是粗孔也是分布比较均匀的(多余的交联剂在熔融状态下形成堆积,与蒸汽孔相似)。       二、发泡倍率不均一。       产生原因主要有:模具的温度不均匀,影响发泡剂分解和架桥剂起架桥作用的时间和程度,从而造成发泡倍率不均匀;架桥是否完全分解起交联作用,会影响到收缩比例;助剂的品质不稳定或分散不均匀,也会造成此情况。       三、出现色差。        产生原因主要有:AC发泡剂的残渣为深棕色,是造成色差的原因之一;AC的颗粒粗细不均匀,使粗颗粒的AC分解不完全,其没分解部分为土黄色,也会造成色差;制品泡孔密度不均匀也会造成色差,粗处颜色较深;氧化锌的含量高低,锌的金属光泽反射也会使颜色在视觉上的不同。
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    产品知识—简述MS胶的主要性能及生产MS胶的主要原料
          MS胶全称为改性硅烷聚醚胶,是聚硫胶、硅酮胶、聚氨酯胶之后发展起来的新一代建筑密封胶。MS胶具有突出的环保性,不含甲醛,不含异氰酸酯,无溶剂;同时还具有良好的施工性、粘结性、耐久性和耐候性,尤其是具有非污染性和可涂饰性,因此在建筑装饰上有着广泛的应用,主要应用于建筑工程和装饰装修的粘接、填缝、接缝、密封和防水、补强等领域。近年来,MS胶在冷藏车、集装箱、电梯等工业领域的应用也在不断扩展。本文简述MS胶的主要性能和生产MS胶的主要原材料有哪些。       一、MS胶性能简介。与硅酮胶相比,MS胶有着更多、更突出的优势。       1、环保性。MS胶生产中无溶剂添加、无甲醛、甲苯、二甲苯等对人体有害物质释放,无毒、无味、VOC含量低,VOC释放远远低于国家标准,环保绿色,是环保的建筑胶产品。MS胶不添加任何易挥发溶剂或易迁移增塑剂,不含硅油、硅树脂,不易吸附空气中的灰尘而造成污染。       2、粘接范围广,粘结强度高。生产MS胶的基础聚合物—端硅烷基聚醚,具有低表面能和高渗透力,使其对多数无机、金属和塑料基材具有良好的湿润能力,基材经简单处理即可产生良好黏附性。MS胶不仅适用于绝大多数建筑材料,对亚克力、ABS、有机玻璃等工程塑料和混凝土等多孔材料都有很好的粘结力,能够适应绝大多数建筑基材,无需底涂粘结。       3、良好的使用稳定性和兼容性。       MS胶经过室温湿固化会形成Si—O—Si键为交联点的,以柔性聚醚长链相连接的网络结构,这种结构不仅具有优良的耐候性、耐水性、耐老化和耐久性能,而且能有效地避免和抑制密封胶经长期使用后表面裂纹的产生;MS胶不会逸出油性分子物污染建材表面和接缝,能长久保持建筑物的美观,而硅酮胶会析出小分子物,与雨水和灰尘一起,在建筑物外观形成难以去除的污痕。       普通的硅酮密封胶表面不能刷漆上色,硅酮胶会因表面张力的收缩致使涂饰无法维持,只能根据用户需求调配成用户所需的颜色。而MS胶对大多数油漆和涂料相兼容,可以直接在胶体表面上色涂饰,能**实现外墙颜色的统一,保持建筑物的美观。       6、优良的机械性能。       MS聚合物(MS Polymer)主链为聚氧化丙烯醚柔性链段,采用特殊的分子设计和聚合工艺,分子量在12000-15000之间,性能稳定,兼有硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点。MS聚合物分子结构和交联特性决定了改性硅酮密封胶(MS胶)的性能和质量,模量较低,具备适宜应力缓和能力和高弹性回复率,能抵抗结构热胀冷缩、风荷载、地震作用、不均匀沉降等环境影响下产生的接缝伸缩和剪切变形。       二、简述生产MS胶的主要原料。       MS胶主要原料包括端烷基聚醚(MS预聚体)、增塑剂(邻苯二甲酸二辛脂,简称DOP;邻苯二甲酸二苄脂,简称DCP;邻苯二甲酸二丁脂,简称DBP等),气相白炭黑、硅烷偶联剂、催化剂、耐老化助剂,除水剂等。       1、MS预聚体本身强度不高,生产MS胶必须添加能起到一定补强作用的填料。填料的种类和用量显著影响密封胶的力学性能和流变性能,如在透明MS胶的制备中,通常采用白炭黑作为补强填料。       2、增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的范德华力,从而增加聚合物分子链的移动性,降低聚合物分子链的结晶性,增加了聚合物的塑形,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。但如果增塑剂加入过量会造成其迁移和渗出,并会影响MS胶的下垂性和力学性能。       3、MS胶催化剂主要有辛酸亚锡、丁酸锡、二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、螯合锡、二月桂酸二丁基锡、三烷基胺等,其中*常见的催化剂是二月桂酸二丁基锡。催化剂具有两大作用:室温下加速交联固化,缩短固化时间;赋予胶料良好的贮存稳定性。       4、硅烷偶联剂能在MS胶和基材之间形成一种类似于桥梁的功能,起到附着力促进剂的作用;同时硅烷偶联剂还能作为聚合物固化反应的交联剂,提高*终MS 胶产品的交联密度。       5、MS聚合物分子链主要由C—C 键及 C—O 构成,其键能相对 Si—O 键较低,易遭受紫外线的破坏断键,从而影响MS 胶的耐老化性能,因此往往需要在MS胶配方中加入耐老化助剂,提升其耐老化性能,如抗黄变剂BETTERSOL 1830就是一支常用的耐老化助剂。       6、常被用作密封胶除水剂的是乙烯基三甲氧基硅烷(WD-21)或乙烯基三乙氧基硅烷,因其烷氧基硅烷与水反应的活性较高,可以快速地消耗掉体系中的水分而提高密封胶的贮存稳定性。单组分MS密封胶的湿气固化机理决定了其体系中水分越少越好,以保证其在贮存期内的基本性能。