20年专注抗紫外线、抗黄变

 
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    汇总下水性涂料中的广泛应用使用的那些涂料助剂
              助剂作为生产涂料必不可少的原材料之一,其使用量随着水性涂料的市场份额不到扩大而持续增长。应用于水性涂料的助剂主要包括有生产过程中添加的助剂、施工过程中添加的助剂、改善成膜性能的助剂以及其他一些功能助剂。其中生产过程中助剂主要包括乳化剂、消泡剂、润湿剂以及分散剂等;施工过程中的助剂主要包括有成膜剂、流平剂、附着力促进剂;功能性助剂主要包括有防霉剂、杀菌剂、防污染剂、紫外线吸收剂等。以下分别对这些不同类别的助剂加以简介。       一、在水性涂料生产过程中的发挥功效的助剂主要包括乳化剂、消泡剂、润湿剂以及分散剂等。       乳化剂的主要功能是在制备水性涂料时为涂料成膜物乳液聚合提供胶束状颗粒,是确保聚合物稳定的重要原材料。但是乳化剂直接加入水性涂料中会导致涂料在涂装后在其表面容易出现小空隙的相分离状态,从而导致水分渗入涂料所形成的膜中,降低了涂膜的耐水性。为了解决传统乳化剂提供了胶束状颗粒有利于水向涂膜渗透的问题,高分子乳化剂和反应性乳化剂将成为未来乳化剂的发展方向。       润湿剂和分散剂的主要功能是减少涂料生产过程中分散工序所需的时间和能量,进而确保涂料的分散体更加稳定。润湿剂能有效降低固体和液体之间的界面张力,使得固体能够更高效的被液体所润湿。在水性涂料配方中,润湿剂与乳化剂类似均为表面活性剂,而且常用的表面活性剂类型为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。分散剂能够确保被润湿剂润化后的颜填料颗粒保持相对稳定,确保颜填料不会出现结块、絮凝的情况。目前应用于市面上的分散剂可分为无机分散剂和有机分散剂。其中无机分散剂主要包括磷酸盐和硅酸盐;有机分散剂主要包括有机丙烯酸盐和聚异丁烯顺丁二酸盐等。       为了确保水性涂料的性能和质量,在其各个环节均需加入一定量的表面活性剂。因此在其生产、使用等环节均会产生一定量的泡沫。消泡剂的主要功能是抑制并消除涂料在生产过程中或者成膜过程中的泡沫。       二、施工过程中的助剂主要包括有增稠剂、固化剂以及催干剂。       在水性涂料施工过程中,施工人员可以根据施工地点、对象的不同添加对应量的增稠剂,进而实现对水性涂料粘度及其流变性的调节。避免在工程施工中出现滴流、流挂的现象;固化剂能够确保涂料在施工完成并且成膜的亲水性能降低或消除成膜后的亲水团。目前,应用于水性涂料施工过程中固化剂类型有水溶性三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂以及脲醛树脂,且应用*为广泛的固化剂为水溶性六甲氧甲基三聚氰胺。       三、改善成膜质量的助剂主要包括成膜剂、流平剂、附着力促进剂等。       水性涂料中高聚物的成膜一般要求在其成膜温度以上才能实现,且其成膜效果*佳。一般情况下高聚物的成膜温度均高于室温。成膜剂的主要功能是将高聚物粒子变形,进而降低高聚物的成膜温度,确保高聚物成膜的实现,提升其成膜质量。由于成膜剂在高聚物成膜完成后挥发至空气中,因此要求成膜剂是无毒、环保的。成膜剂主要可以分为疏水性烃类、亲水性两类。其中,疏水性烃类成膜剂价格低廉,但其改善高聚物的成膜效果较差,且还会增大涂料的气味。亲水性成膜助剂常与防冻剂配合使用,主要用于改善乳胶的冻融稳定性和涂刷性。目前,DPOA成膜剂具有在室温成膜且无挥发,不会污染空气,能够改善水性涂料的硬度和亮度等优势被广泛应用。      流平剂能够有效调节水性涂料成膜工艺的失水速率,进而保证水性涂料具有较佳的流平性。流平剂在水性涂料成膜完成后能够自行挥发,不会对涂料*终的使用效果造成影响。此外,流平剂还能够作为防冻剂使用,实现对涂料施工*低温度进行调节。       附着力促进剂的主要功能是确保水性涂料能够有效附着于施工对象上,避免水性涂料的脱落和掉漆现象的发展。附着力促进剂还能够改善水性涂料的水溶性和润湿性,进而提高涂料的耐损伤性和耐腐蚀性。       三、应用于水性涂料中的功能助剂主要有防霉剂、杀菌剂、紫外线吸收剂等。       杀菌剂和防霉剂的主要功能是抑制微生物在涂料中繁殖或杀死涂料中的微生物,以防止水性涂料被微生物所污染,进而降低涂料的性能和应用效果。防霉剂和杀菌剂选用的首要原则为对人体无害,其次才考虑杀菌效果。此外,还需定期对涂料中的杀菌防霉剂的产物进行清理,避免其产物对环境造成污染、降低后续的杀菌效果。紫外线吸收剂可以有效保护漆膜受到户外紫外线的破坏,延长漆膜使用寿命。
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    以部分品牌鞋材为例谈谈超临界发泡工艺在鞋材弹性体上的应用
           超临界发泡工艺是一种物理发泡成型技术,是以超临界二氧化碳或氮气替代有机发泡剂,在一定压力、温度下进行发泡的工艺技术,可以在汽车、运动鞋等领域进行应用。其中在运动鞋领域主要是用在鞋中底的发泡上,超临界发泡鞋中底*常见的就是采用釜式发泡的TPU材料制成。很多知名品牌运动鞋都有采用ETPU中底方案,如阿迪达斯的boost中底科技、PUMA IGNITE,索康尼everun材料,altra的Ego以及Salomon的VIBE,还有特步的动力巢X中底科技等。其次这两年流行起来的PEBA(尼龙弹性体)中底,也是采用了超临界发泡工艺,比如耐克的ZoomX中底科技、李宁䨻(beng,第四声)中底科技等。上海苍洪抗黄变剂在高端发泡鞋中底产品中具有广泛的应用。             超临界发泡工艺在鞋材弹性体上的应用日趋成熟,国内也涌现出众多的做超临界发泡鞋材和做超临界发泡设备的有实力企业,而可以应用的鞋材弹性体也从TPU、PEBA拓展到了EVA、TPE等,相信清洁环保的超临界发泡工艺将得到更为广泛的应用。以下就举几例盘点下超临界发泡成型技术在部分品牌鞋材中的应用。       斯凯奇Hyper Burst轻质中底。Hyper Burst轻质中底是2018年11月斯凯奇Performance部门研发出的中底材料,它轻达181克(6.4盎司),具有超轻量、高回弹、更强耐磨耗等。Hyper Burst轻质中底是将斯凯奇**特殊配方的EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物),透过压力、温度、氮气及二氧化碳,以超临界发泡制程技术,让空气与配方成分,在EVA材料中均匀形成无数个紧密贴合的密闭式球型气囊结构,紧密组合成宛如细胞体结构般独特的中底材料。       Hyper Burst是斯凯奇迄今为止所应用的*轻,*有弹性的中底泡沫材料,与当今市场上的大多数其他EVA泡沫材料大不相同,潜能更优。目前在斯凯奇2019年推出的GORUN Razor 3 Hyper 跑鞋、2020年5月推出的GOMEB SPEED 6 HYPER 竞赛型轻质跑鞋等均有采用。       361° Q弹超·跑鞋。2019年12月26日,体育品牌361°在上海艺仓美术馆发布了361°Q³(Q立方)科技家族系列跑鞋产品,其中一款采用特殊发泡材料制成的Q弹科技中底的Q弹超·跑鞋令人眼前一亮,倍感新颖。Q弹超·跑鞋的中底材质在官网上是显示MD+TPU,其中MD是MODEL或PHYLON飞龙的统称,意为模具成型的EVA组合橡胶大底,也就是说,Q弹超·跑鞋的中底材质是EVA+TPU复合发泡,而且采用的是超临界发泡工艺。         乔丹 巭PRO回弹中底。2020年8月18日,乔丹体育在天猫、抖音双平台开启“功夫实验室”直播,发布巭(gū)PRO回弹科技,以及搭载该科技中底的新品——乔丹质燥功夫鞋、首款碳板跑鞋竞速跑鞋飞影PB。据悉,该科技历时三年研发,突破了原有EVA材质的性能界限,选取行业先进的TPE(苯乙烯系热塑性弹性体)板材,通过超临界物理发泡工艺,打造巭PRO回弹科技材料中底,将材料密度控制在0.10~0.16g/cm3区间内,同时保证了37%的高压缩性能,能量反馈更达到80%以上,是全新性能材料。
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    理论动态—简述涂料、油墨、胶粘剂的粘合机理有哪些
           粘接是不同材料界面间接触后相互作用的结果。胶接是综合性强,影响因素复杂的一类技术,被粘物与粘料的界面张力、表面自由能、官能基团性质、界面间反应等都影响胶接。现有的胶接理论都是从某一方面来阐述其原理,至今全面唯一的理论是没有的。本文介绍几个方面的粘接作用机理,这些粘合机理对于我们在研究涂料膜层在不同底材上的附着力及涂料配方中选择合适的附着力促进剂也同样有借鉴作用。       一、吸附理论。人们把固体对胶粘剂的吸附看成是胶接主要原因的理论,称为胶接的吸附理论。吸附理论认为,粘接力的主要来源是粘接体系的分子作用力,即范德华引力和氢键力。胶粘与被粘物表面的粘接力与吸附力具有某种相同的性质。       胶粘剂分子与被粘物表面分子的作用过程有两个过程。第一阶段是液体胶粘剂分子借助于布朗运动向被粘物表面扩散,使两界面的极性基团或链节相互靠近。在此过程中,升温、施加接触压力和降低胶粘剂粘度等都有利于布朗运动加强;第二阶段是吸附力的产生。当胶粘剂与被粘物分子间的距离达到5-10Å时,界面分子之间便产生相互吸引力,使分子间的距离进一步缩短到处于*大稳定状态。根据计算,由于范德华力的作用,当两个理想的平面相距为10Å时,它们之间的引力强度可达10-1000MPa;当距离为3-4Å时,可达100-1000MPa。这个数值远远超过现代*好的结构胶粘剂所能达到的强度。因此,有人认为只要当两个物体接触很好时,即胶粘剂对粘接界面充分润湿,达到理想状态的情况下,仅色散力的作用,就足以产生很高的胶接强度。可是实际胶接强度与理论计算相差很大,这是因为固体的力学强度是一种力学性质,而不是分子性质,其大小取决于材料的每一个局部性质,而不等于分子作用力的总和。计算值是假定两个理想平面紧密接触,并保证界面层上各对分子间的作用同时遭到破坏时,也就不可能有保证各对分子之间的作用力同时发生。       胶粘剂的极性太高,有时候会严重妨碍湿润过程的进行而降低粘接力。分子间作用力是提供粘接力的因素,但不是唯一因素。在某些特殊情况下,其他因素也能起主导作用。       二、化学键形成理论。化学键理论认为胶粘剂与被粘物分子之间除相互作用力外,有时还有化学键产生,例如硫化橡胶与镀铜金属的胶接界面、偶联剂对胶接的作用、异氰酸酯对金属与橡胶的胶接界面等的研究,均证明有化学键的生成。化学键的强度比范德华作用力高得多,化学键形成不仅可以提高粘附强度,还可以克服脱附使胶接接头破坏的弊病。但化学键的形成并不普遍,要形成化学键必须满足一定的条件,所以不可能做到使胶粘剂与被粘物之间的接触点都形成化学键,况且单位粘附界面上化学键数要比分子间作用的数目少得多。       三、扩散理论。两种聚合物在具有相容性的前提下,当它们相互紧密接触时,由于分子的布朗运动或链段的摆动产生相互扩散现象。这种扩散作用是穿越胶粘剂、被粘物的界面交织进行的。扩散的结果导致界面的消失和过渡区的产生。粘接体系借助扩散理论不能解释聚合物材料与金属、玻璃或其他硬体胶粘,因为聚合物很难向这类材料扩散。       四、弱界层理论。当液体胶粘剂不能很好浸润被粘体表面时,空气泡留在空隙中而形成弱区。又比如当配方中所含的杂质能溶于熔融态胶粘剂,而不溶于固化后的胶粘剂时,杂质会在固体化后的胶粘层中形成另一相,在被粘体与胶粘剂整体间产生弱界面层(WBL)。产生WBL除工艺因素外,在聚合物成网或熔体相互作用的成型过程中,胶粘剂与表面吸附等热力学现象中产生界层结构的不均匀性也会导致。不均匀性界面层就会有WBL出现。这种WBL的应力松弛和裂纹的发展都会不同,因而极大地影响着材料和制品的整体性能。       五、机械作用力理论。从物理化学观点看,机械作用并不是产生粘接力的因素,而是增加粘接效果的一种方法。胶粘剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处,固化后在界面区产生了啮合力,这些情况类似钉子与木材的接合或树根植入泥土的作用。机械连接力的本质是摩擦力。在粘合多孔材料、纸张、织物等时,机构连接力是很重要的,但对某些坚实而光滑的表面,这种作用并不显著。       六、静电理论。当胶粘剂和被粘物体系是一种电子的接受体-供给体的组合形式时,电子会从供给体(如金属)转移到接受体(如聚合物),在界面区两侧形成了双电层,从而产生了静电引力。       在干燥环境中从金属表面快速剥离粘接胶层时,可用仪器或肉眼观察到放电的光、声现象,证实了静电作用的存在。但静电作用仅存在于能够形成双电层的粘接体系,因此不具有普遍性。此外,有些学者指出,双电层中的电荷密度必须达到1021电子/厘米2时,静电吸引力才能对胶接强度产生较明显的影响。而双电层栖移电荷产生密度的*大值只有1019电子/厘米2(有的认为只有1010-1011电子/厘米2)。因此,静电力虽然确实存在于某些特殊的粘接体系,但决不是起主导作用的因素。
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    谈谈聚氨酯胶粘剂的特性和主要应用领域有哪些?
           聚氨酯胶粘剂按用途与特性分类可分为通用型胶粘剂、食品包装用胶粘剂、鞋用胶粘剂、纸塑复合用胶粘剂、建筑用胶粘剂、结构用胶粘剂、超低温用胶粘剂、发泡型胶粘剂、厌氧型胶粘剂、导电性胶粘剂、热熔型胶粘剂、压敏型胶粘剂、封闭型胶粘剂、水性胶粘剂以及密封胶粘剂等。聚氨酯胶粘剂有哪些特性,它主要的应用领域有哪些?本文对此做一些简述。       一、先来看看聚氨酯胶粘剂的特性。       1、粘接力强,初粘力大,适用范围广。由于聚氨酯胶粘剂分子链中的-NCO可以和多种含活泼氢的官能团反应,形成界面化学键结合,因此对多种材料具有极强的粘附性能。它不仅可以粘接多孔性的材料,如泡沫塑料、陶瓷、木材、织物等,还可以粘接多种金属、无机材料、塑料、橡胶和皮革等,是一种适用范围很广的胶粘剂品种。       2、突出的耐低温性能。在极低的温度下,一般的高分子材料会转化为玻璃态而变脆,而聚氨酯胶粘剂即使在-250℃以下仍能保持较高的剥离强度,同时其剪切强度随着温度的降低反而大幅度上升。       二、聚氨酯胶粘剂的缺点及改进方法。       1、聚氨酯胶粘剂中游离的异氰酸酯单体具有较大的毒性,可采用端羟基多元环氧化合物与端异氰酸酯基聚氨酯预聚物制得环氧基聚氨酯,再与多胺化合物配制成聚氨酯胶粘剂。该胶粘剂兼具环氧树脂和聚氨酯的优异性能,而且几乎不含游离的异氰酸酯单体,固体份含量高。聚氨酯胶粘剂正朝着水性和无溶剂的环保绿色胶粘剂方向发展。       2、聚氨酯胶粘剂在室温下通常固化较慢,完全固化有时长达数天,如采用多组分复配可以明显缩短室温固化时间,更方便适用。       3、聚氨酯胶粘剂的耐高温性能远不如其耐低温性能,如用在食品包装复合薄膜中,则需要其具有耐蒸煮性。引人纳米粒子可显著提高其耐热性、拉伸强度、抗剪强度以及剥离强度等,但加入的纳米材料要适当,若加入过多则可能会破坏部分大分子中硬段的有序排列而使力学性能下降。       三、聚氨酯胶粘剂的应用。        1、汽车产业用聚氨酯胶粘剂。新型汽车结构中引入大量的轻质金属、复合材料和塑料,造成汽车用胶粘剂和密封胶的需求量持续增长。在汽车上应用*为广泛的聚氨酯胶粘剂主要有装配挡风玻璃用单组分湿固化聚氨酯密封胶、粘接玻璃纤维增强塑料和片状模塑复合材料的结构胶粘剂、内装件用双组分聚氨酯胶粘剂以及水性聚氨酯胶粘剂等。汽车内饰件也是胶粘剂用量增长快速的一个领域。抗黄变剂在这类聚氨酯胶粘剂配方中具有广泛的应用。       汽车装配应用的水性聚氨酯胶粘剂多是聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂,大多数水性聚氨酯是线性热塑性聚氨酯。由于其涂膜没有交联,分子量较低,因而其耐水性、耐溶剂性、胶膜强度等性能较差,必须对其进行改性以提高其性能。       2、木材用聚氨酯胶粘剂。小木材拼大板就要求胶粘剂粘接强度和耐久耐候等性能优于木材本身。过去人们用的木材胶粘剂多为以甲醛为主要原料的脲醛树脂、酚醛树脂及三聚氰氨甲醛树脂,但由于游离的甲醛存在,产品使用期间会逐渐向周围散发甲醛气体,造成环境污染。木材加工行业已开始将目光投向新型的环保胶粘剂聚氨酯胶,以期减少对环境的污染。木工行业使用的单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂是液态的,在室温下使用。通常其粘接强度高、柔韧性和耐水性好,并能和许多非木基材(如纺织纤维、金属、塑料、橡胶等)粘接。单组分聚氨酯胶粘剂在测试中所表现出的干、湿强度均要好于酚醛胶粘剂。粘接前,在粘接基材表面涂布羟甲基间苯二酚(HMR)偶合剂可以提高粘接强度,HMR可以加强所有热固型木材胶粘剂的粘接强度。当木材表面预涂HMR偶合剂时,单组分聚氨酯胶粘剂的强度和耐久性可以满足大部分严格的测试要求。       3、鞋用聚氨酯胶粘剂。近年来水性聚氨酯的制备工艺已日趋成熟。对于一些低极性鞋材如SBS等材质的粘接,聚氨酯胶粘剂的剥离强度达不到要求,可以通过添加增粘树脂等进行改性,可开发出具有结晶度高、结晶速度快、内聚强度大和剥离强度较理想等特点的聚氨酯鞋用胶粘剂。抗黄变剂BETTERSOL 1513在鞋用聚氨酯胶粘剂配方中具有优异的性能表现。       4、包装用聚氨酯胶粘剂。目前在国内外市场中,聚氨酯胶粘剂已经成为软包装用复合薄膜加工的主要胶粘剂。在国内胶粘剂市场中,包装用复合薄膜制造业中,聚氨酯胶粘剂用量仅次于制鞋业而居第二位。用于包装的聚氨酯胶粘剂品种繁多,如水基聚氨酯胶粘剂、热熔型聚氨酯胶粘剂、溶剂型聚氨酯胶粘剂、无溶剂型聚氨酯胶粘剂。其中常用的聚氨酯热熔胶又可分为两类,一类是热塑性聚氨酯弹性体热熔胶,另一类是反应型热熔胶。热塑性热熔胶的主要缺点是粘度较高,故对涂布表观质量的影响较大。反应型聚氨酯热熔胶粘剂是在传统热熔胶基础上发展起来的一类新型胶粘剂,它不仅有传统热熔胶初粘性好和后固化性能优的特点,又具有聚氨酯的组成结构多变和性能调节范围大的优点,对多种基材具有优良的粘接性能。在包装用水性聚氨酯胶方面,由于乳化剂的使用或分子中亲水性离子基团的引入,使其耐水性降低,近年来,对提高其耐水性的研究已成为热点。同时由于水的热容较大,故如何提高其固含量从而提高其干燥速度,也是目前亟待解决的问题之一。       5、油墨用聚氨酯粘接剂。水性油墨被列为环境友好型印刷**。常温交联水性聚氨酯胶粘剂可制得适合凹版印刷的单组分聚氨酯水性油墨,该水性油墨高光耐水、强附着、干性可调、色彩鲜艳、层次清晰、无毒不燃、耐侯、粘稠易控,与其它水性油墨相比,对各种承印物材料具有广泛的适应性。聚氨酯—聚丙烯酸酯作为水性油墨的连接料,在油墨薄膜印刷品干燥过程中,综合了聚氨酯胶粘剂和聚丙烯酸酯的性能,由此改性得到的乳液对薄膜也具有较好的附着牢度。       6、建筑用聚氨酯胶粘剂。聚氨酯胶粘剂有优良的耐低温、耐溶剂、耐老化、耐臭氧及耐细菌性能,在建筑铺装材料的应用中发挥着重要作用,广泛应用于弹性橡胶地垫、硬质橡胶地砖和铺设塑胶跑道运动场中。新型双组分聚氨酯胶粘剂突破传统胶粘剂剪切强度与剥离强度的矛盾,可使两者同时达到较高使用强度,在建筑用钢板的粘接中体现出优异的性能,粘接牢固且不易产生形变,而且室温可调固化速度,使该聚氨酯胶在使用上方便易行,应用广泛。聚氨酯胶粘剂在建筑用PVC材料粘接,夹心板生产以及建筑防水涂料中都得到广泛使用。       7、书籍装订用聚氨酯胶粘剂。在书籍装订中,热熔胶的应用已经获得了迅猛发展。聚氨酯热熔胶生产工艺简单,成本低廉,胶粘剂的弹性、韧性好,粘接强度高,胶粘剂可以反复熔化使用,产品利用率高,具有更广阔的应用前景。