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    水性涂料知识—简述水性涂料的常见性能指标及检测方法
           水性涂料的表观性能一般能比较直观的感觉到,如其流平性、抗流特性、干燥性、砂磨性、颜色的准确度等性能;水性涂料的内在性能的评价是决定水性漆质量优劣的重要指标。本文以下列举些常见的水性涂料性能指标及其检测方法。       一、有效固含量。此指标是指水性涂料中有效成分的含量。       检测方法:T=160℃/烘烤检测2小时。漆样取样3-5克,注意均匀铺开漆样。       二、粘度。通过粘度测定可观测漆料的聚合程度及助剂的使用情况。水性涂料粘度随温度变化而会有较大的变化幅度,因此冬、夏、雨季粘度差异较大。       检测方法:在产品配方调试完毕20分钟后取样,调节漆样温度(冬季15℃,夏季25℃)后,用岩田2#杯测试;隔天用同样方法再测试一次。       三、硬度。涂料硬度分为6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、2B、3B、4B、5B、6B等14个等级,普通漆膜硬度一般介乎于B-3H之间,漆膜硬度高低是表征漆膜性能的一项简单指标。水性漆单组份产品的硬度约HB,双组份产品的硬度约1H。       检测方法:按GB/T6739规定进行,铅笔为中华牌101绘图铅笔测试。       四、光泽度。涂膜光泽度是评估涂层表面视觉印象的一个指标,是光线与涂膜表面发生物理光学作用的结果。光线照射到涂膜表面将产生光反射,如果表面不平滑,反射光不会朝一个方向,而是朝各个方向漫射,成像质量低,给人的感觉不再是明亮,而是模糊的,因此涂膜光泽就低。       检测方法:黑玻璃板刮膜厚250微米,45℃烘烤2小时,先校准测光仪,再测试产品。产品首次生产时需以喷板效果为准。       五、附着力。水性涂料的附着力是水性漆膜与基材密着程度的重要表征,是水性漆的重要表征指标之一。       六、抗粘连性。       将六块板堆积(板材为150mmx70mm),从上到下放置,顺序为:一块面朝上、两块面朝下、一块面朝上、两块面朝下。保证两块面对面接触、两块背对背接触,在样板上施加直径约70mm、质量为500g的砝码。      干燥条件:常温25℃—30℃表干20分钟,然后70℃干燥4小时;*后常温25℃—30℃冷却60分钟,置于50℃烘箱中4小时,除去压力后使样板分离,检查分离时的难易程度以及涂膜表面的破坏程度(可见痕迹),结果的判断以“粘连等级”和“表面破坏等级”两种形式表示,每一种形式又根据不同程度分为六个等级,具体如下表。      七、细度。细度是检查水性漆中颜料颗粒大小或分散均匀程度的标准,以微米(μm)表示。细度越小,其涂膜越平滑,反之则粗糙。      检测方法:分散时间足够时,取适量产品用刮板细度计刮涂,在十秒之内读出细度数据。      八、耐冲击性。也是表征漆膜柔韧性的一项重要指标,该指标对金属漆意义特别明显,抗冲性越好,则漆膜越不容易在撞击条件下出现发白、离层现象。      九、耐热性。此项性能的通过是保证漆膜在一般使用条件下对热水、茶壶等日常用品的受热要求。      十、耐寒性。指漆膜在低温条件下的抗寒能力。此项性能是决定水性家具漆能否在中国大陆北方等冬季寒冷地区使用的一项先决条件。      十一、耐温变性。此项指标对漆膜要求较高,只有能经受住冷热循环试验的漆膜,才能获得在任何气候下正常使用的基本条件。      十二、耐黄变性。是对漆膜在使用过程中保色性能的表征指标,一般使用UV灯照或日晒前后的色差值,来定量表征变色的程度。色差值越小,保色性越佳,设计合理的漆膜在测试条件下应有较小的色差变化。水性漆配方中添加合适的抗黄变剂能够有效增加涂膜的耐黄变性能。
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    以涂料配方中常用的丙烯酸树脂为例来简述其玻璃化温度(Tg)的重要性
           玻璃化温度(Tg)是高聚物链段能够运动的*低温度,Tg的高低与分子链的柔性有直接关系,分子链柔性越大,玻璃化温度就低;分子链刚性大,玻璃化温度就高 。对涂料配方中常用的丙烯酸树脂而言,由于在其玻璃化温度以上时涂膜就会变软,故通常在玻璃化温度以下使用,这样我们也就希望使用的丙烯酸树脂玻璃化温度高些 。丙烯酸树脂的玻璃化温度(Tg)是相当重要的一项技术指标,必须设计合理 、选择正确,其重要性主要表现在以下几个方面。        一、工程师在设计涂料配方用丙烯酸树脂时,一旦根据涂料品种 、性能等综合要求确定了丙烯酸树脂的玻璃化温度Tg后 ,基本上也就确定了合成树脂所选择的单体,也就基本决定了丙烯酸树脂的性能和制漆后涂料的性能。丙烯酸树脂Tg值越高,制漆后涂膜耐溶剂 、耐腐蚀性越好;反之,树脂Tg值越低,其制漆后涂膜耐腐蚀性 、耐溶剂性越差 。所以在丙烯酸树脂诸多技术指标中,Tg值对树脂 、涂膜性能的影响较大。        二、在同样的丙烯酸树脂合成反应条件下,树脂的Tg越高,树脂反应的*终黏度越大 ,即平均分子量越高 ;反之,树脂Tg越低,树脂反应的*终黏度越低,即平均分子量越低。       三、丙烯酸树脂的Tg值决定了其制漆涂膜的硬度和抗划伤性 。Tg值越高则成膜越硬,抗划伤性越强,但要注意调整制漆配方而不能使涂膜发脆;反之Tg值越低,其涂膜硬度越低,其抗划伤能力越差 。我们经常会遇到夏天温度较高时涂膜易变软,回粘,易受污染的现象,这就是成膜树脂Tg的高低影响涂膜硬度和抗划伤力的直观表现。       四、丙烯酸树脂的Tg越高,其涂料的溶剂释放性越好,制漆后涂膜干率越好;反之,其溶剂的释放性越差,树脂制漆后涂膜干率越差 。 
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    产品小知识—简述ETPU材料的优异性能及其制备
                  ETPU,即聚氨酯热塑发泡颗粒,其自诞生以来,被业界公认为“神奇的颗粒”。在2007年,由 adidas 与巴斯夫合作研发而成,即巴斯夫InfinergyTME-TPU;并在2013年,adidas采用该款材料研制出了回弹、减震优异的跑鞋 Energy Boost。Boost*初一经问世便火爆全球,人们亲切的称它为“爆米花”。       ETPU应用领域广泛,它除了做为高品质鞋底材料外,近年来已经逐渐被应用于体育用品、休闲健身、家具用品等多个领域。在众多应用中,抗黄变剂在高品质ETPU材料成品中被大量使用,尤其在白色和浅色制品中更是需要。       本文归纳下ETPU材料的优异性能及制备。       一、先来看看ETPU材料的特性。       1、高回弹性。ETPU发泡材料回弹性可达61%以上,材料由无数个弹力十足的PU发泡小球组成,弹性优异;       2、密度小、超轻量,耐磨性优。业界可制备密度在0.15-0.25g/cm3的发泡TPU颗粒,高防水性,透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线等性能;ETPU材料的磨耗测试值低于53mm3。       3、耐折性好,低温性好,安全环保。测试TPU发泡材料的耐折性,对样品开口,经过12万次折叠开口不增长;在零下20℃的时候,ETPU发泡材料依然保持良好的韧性。ETPU材料及整个制作过程均是绿色环保的。        二、再来看看ETPU材料的制备。       1、将热塑性聚氨酯、改性聚丙烯、非晶态α-烯烃共聚物以及发泡剂、交联剂和加工助剂按比例投入混料机,充分混合;        2、将混合物料用密炼机进行混炼10-15min,落料温度165℃;        3、密炼混合后的混合物进行开炼再混合,并进行束薄,束薄层厚度为1~1.2毫米;       4、将步骤(3)所得混合物在130℃下造料颗粒,制得发泡粒料;       5、将步骤(4)制得的发泡粒料均匀搅拌,加入接枝助剂进行接枝改性,经加料口投入长径比为55的双螺杆挤出机,挤出机各段温度设定为135℃,145℃,170℃,180℃,180℃,180℃,经过直径1.1mm的圆孔口模,在出口处切粒,通过吹风机进入收集装置得到ETPU发泡微球,发泡倍数为15倍。       6、将发泡后的ETPU微球放置于铁质容器,加入10-15%水性聚氨酯溶剂常温下均匀搅拌,后将粘合微球倒入设定好的模具中,模具尺寸根据实际所需设定,在80-100℃下恒温压制6分钟制得15倍数发泡成品。
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    谈谈常用的交联单体在丙烯酸乳液合成中的应用及其功能
           丙烯酸乳液是由纯丙烯酸酯类单体共聚而成,它粒径小、用途广、性能卓著,适用于多种涂料配方,具有突出的耐水性和耐候性,特别是在高光和半光涂料中有优异的表现。在丙烯酸乳液生产中,为了增大分子量,或者提高乳液的附着力、耐水性、耐醇性等物性,常会添加一些交联单体来达到目的。常用的交联单体有AM、NMA、DAAM、AAEM、有机硅单体,环氧类等。以下分别予以阐述。          AM—丙烯酰胺,是一种白色晶体化学物质,常用的环保型交联单体,其主要应用机理是酰胺基团与羧基交联反应,常用于防水胶。       NMA —N-羟甲基丙烯酰胺NMA,是由丙烯酰胺加甲醛合成而得,故会残留一些甲醛在单体里面,对于环保要求高的产品,会避免使用这类交联单体。NMA可以混合滴加在丙烯酸单体中,双键可参与自由基聚合,羟甲基和羟甲基进行缩合反应。NMA对丙烯酸乳液分子量提高作用明显,防水胶中常引入该单体,用量在2-4%即可达到耐水要求。        DAAM—双丙酮丙烯酰胺DAAM,浅黄色粉末,溶于水,含有双键可以进行自由基聚合,其分子上的酮羰基与其α氢可以进行酮与活泼氢的多种反应,例如碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼,由于原料成本原因,常常选用己二酸二酰肼(ADH)。为了达到*优效果,经常使用核壳聚合,把DAAM的酮羰基集合在壳层表面或者在单体后段滴加,尽量使其在乳胶粒表面,这样与酰肼能更完全接触反应,ADH与DAAM的摩尔比为(0.8-1):1为优,ADH先用水溶好,在反应结束后降温到40℃添加为宜。DAAM改性的丙烯酸乳液常用于木器漆,使其具有高硬度、耐乙醇、附着力好的物性。       AAEM—乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯,是由甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和乙酰乙酸乙酯(AAA)进行酯交换而得的,浅黄色液体。其含有一个端基双键和一个端基乙酰乙酸基,故该单体极易进行自由基聚合,双羰基可以与其他基团进行反应。双羰基的共轭效应,烯醇与酮式互变现象,可能形成氢键内酯大环结构,该结构可以降低聚合物乳液的粘度,可用于合成高固低粘的乳液。双羰基上存在两对孤对电子,这个可以和金属离子的络合能力变强,即加强了对底材的附着力。常用的一个交联反应是与胺的反应,与伯胺反应生成烯胺,烯胺基团在可见光下进行二次交联,故AAEM可以制备光交联乳液。与肼生成腙,对比DAAM,AAEM有两个羰基,可以与ADH等肼反应,能加快反应速度,提高交联效率。这个可以用于常温自交联的反应体系,应用于木器漆、高性能外墙漆、金属漆等。       有机硅单体,即乙烯基硅氧烷,常用的有乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷,但由于其活性强,添加量不能太多、不然造成储存不稳定。双键可参与自由基反应,硅氧烷水解,提高对底材的附着力、耐水性、耐候性。市场上还有一些特殊的功能性长链硅单体,由于其特有的结构,硅氧键受其他基团的位阻效应,水解较慢,其添加量可加大到6-10%,可以应用在防返粘的皮革用丙烯酸乳液中。含双键硅油分子量比硅烷单体更大一些,由于其空间位阻大、双键位置特殊等原因,自由基反应活性低。也有选择端双键的、分子量低一些的硅油进行自由基聚合,所得乳液耐水效果好,可以应用在疏水疏油的涂层。       环氧树脂具有优异的防腐性能,在一些钢构涂料,常常采用环氧改性的丙烯酸乳液,环氧改性的*常用办法是和含有羟基、羧基酸酐和双键的化学物质反应,环氧基开环,酯化,引入双键,然后进行自由基聚合。环氧基功能单体,常见的有甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA、叔碳酸缩水甘油酯、环氧树脂等。GMA由于其环氧基活性大,容易和羧基等交联,所以具有优异的耐酸性,后期交联形成大分子,使漆膜具有良好的耐冲击等物性。叔碳酸缩水甘油酯的环氧基具有很强的反应性,与羟基、羧基和氨基容易反应,且副反应少,合成的分子量分布窄。市场上主要用于与醋酸乙烯酯单体合成醋丙乳液,因其有一个甲基和三个支链,空间位阻特别大,对醋酸乙烯酯单元具有很强的屏蔽作用,提高了耐水性能和耐侯性,常常用作内外墙涂料。