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水性树脂的类别和成膜机理汇总!

发布于:2023-07-07 13:18:07 来自:环保工程/水处理 [复制转发]
关于水性树脂,经常有人会发出这些疑问:    
①水性树脂的分类有哪些?    
③ 不同水性成膜机理有什么不同?       
   
下面就逐一梳理下:    
一、水性树脂分类    
首先,先介绍一下水性树脂的分类~       早期的分类方法是按照        溶解性和 粒径       ~       水性树脂主要分为三大类:      
   


1、水溶性树脂    
在水中有一定的         溶解性       树脂液外观通常呈         透明状       通过在树脂中引入亲水基团以增加其在水中的溶解性。特点是涂膜有较好的外观,但是由于分子量较小,干燥性、耐水性耐溶剂性较差。如水性纤维素衍生物,水性改性聚丁二烯均属水溶性树脂。    

   
因高分子聚合物会在水中完全溶解,会使体系粘度变得很大,所以水溶性树脂是不能作为成膜物质,而水性涂料用树脂在水中是部分互溶或不溶的。    

   
2、水分散性树脂    
树脂以微小的软质胶粒状形式         分散        于水中,其分散粒径在         0.01-0.1um       这些树脂在水溶液中一般都是         呈透明或半透明乳白色状态       水分散型树脂的涂层固化后较紧密,光泽度及透明性好,耐水、耐溶剂、耐腐蚀性均较好。这些树脂的水溶性很小,涂膜干燥后的耐水性远优于水溶性树脂,如将其与交联剂混合固化后,某些品种的耐水性可与溶剂型树脂同类产品相当。    


   
3、水乳型树脂    
树脂以较小的软质胶粒状形式        分散        于水溶液中,其分散粒径         大于0.1um 在水溶液中呈   乳白不透明状       乳液型树脂的分子量较大,因此具有较好的力学性能、干燥性、耐水性、耐腐蚀性。这类树脂在合成乳化时需加入大量的乳化剂,对其最终涂膜的耐水性会产生一定的影响,其耐水性通常不及水分散型树脂。    


   
对于上述的分类:    
① 水溶性树脂呈透明状,为分子级分散状的真溶液,这个概念已经达成共识~    
② 但对于水分散性和水乳型树脂,随着乳液分散技术的发展,按照粒子尺寸界定遇到了许多新问题,二者中有些品种的粒子尺寸是相近的,难以清晰区分。       所以上述的分类也就不准确了。    

   
对于水分散体,有的资料定义是:
   
水分散体的定义:    
凡是用水作为主要分散介质而制得的分散体称为水分散体(water dispersion),包括水乳液型(aquous emulsion)分散体和 水稀释性(water reducible)分散体          

1、水乳液型分散体的制法    
I. 由单体乳液聚合制备
II. 后乳化分散的制法
III. 自乳化分散的制法

2、水稀释型分散体的制法
I. 带有氨基的聚合物,以羧酸中和成盐基      

     
II. 带有羧基的聚合物,以胺中和成盐基      

   
     

   
树脂的水性化是关键技术,必须在合成树脂的时候使树脂亲水。使树脂亲水就必须引入亲水基团,或者加入乳化剂等。 对于水性树脂来说,并不是越亲水越好,太过亲水会造成涂膜耐水性差,太疏水树脂不稳定,必须做好亲水性和疏水性平衡            
   

成膜机理  
成膜过程较复杂, 要经历一个从分散的聚合物颗粒到相互聚结成为整体的过程。 其施工后, 水分挥发, 球状颗粒必须相互融合才能形成连续的涂膜。 成膜分以下几个过程:  


1. 颗粒逐渐靠拢填充过程

球状颗粒在乳胶漆中以双电层和屏蔽稳定的作用保持着分散状态, 在水性涂料施工后,水分逐渐挥发,原先以静电斥力和空间位阻稳定作用而保持分散状态的聚合物颗粒和颜料、填料颗粒逐渐靠拢,但仍可以自由运动。 在该阶段,水份的挥发与单纯水的挥发相似,为恒速挥发。


2 .颗粒融合过程

随着水分的进一步挥发,聚合物微粒表面吸附的保护层破坏,裸露的微粒相互接触,其间隙愈来愈小,漆膜的体积收缩,当水份挥发将尽时, 其推动力也将消失,至毛细管经大小时,由于毛细管效能作用,其毛细管压力高于聚合物微粒的抗变形力,颗粒稳定性破坏并变形,最后凝集、融合成连续的涂膜。

这一过程是能否成膜的关键,若乳液聚合物的玻璃化温度(Tg)较高(为了使涂膜具有良好的机械性能,耐候性和沾污性,Tg值一般不能太低),在较低环境温度下,就很难变形,从而会使融合过程受阻,导致不能成膜,这时需要用成膜助剂协助成膜。 成膜助剂可以使乳胶粒子溶胀变软,因此,很容易使他们融合在一起形成连续的膜。


3 .聚合物链段相互扩散渗透交联成膜过程

随着时间的推移, 残留在水中的助剂逐渐向涂膜扩散, 并使聚合物分子长链段相互渗透、扩散,缠绕形成具有良好性能的均匀涂膜,随着成膜助剂从漆膜中逐渐挥发,最后形成理想的性能优异的涂膜。 

全部回复(2 )

只看楼主 我来说两句抢地板
  • 白云也悠悠

    多学点理论知识,有收获

    2023-07-10 08:20:10

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    赞同0
  • yj蓝天
    yj蓝天 板凳

    好资料,对于学习树脂知识有很大的帮助,学习啦,谢谢楼主分享

    2023-07-08 07:34:08

    回复 举报
    赞同0

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