有机助剂与涂料技术一有机助剂与涂料技术一何东均

有机助剂与涂料技术(一),有机助剂与涂料技术(一)

典型的涂装材料(我们通常定义为“涂料”)含有四种成分： 1．成膜树脂(然后形成涂料的母体相)； 2.一种或多种颜料，赋予涂层遮盖力和颜色(有时也有体质颜料和填料来增强机械及隔离性质)； 3.载体成分—把所有成分结合在一起，并给予流动性(指有机溶剂、水或粉末涂料中的空气)； 4．功能助剂。 功能助剂(或简称“助剂”)—指涂料配方中的一类专门成分的总称，含量相对很少，但具有下列功能： ●强化并控制生产油漆和涂料的工艺过程(如颜料研磨、树脂在水中的乳化作用、油漆与基材间的相互作用等)； ●增强各种涂膜特性(附着性、耐划痕性、防水性等)，因而也就增强了涂膜性能； ●稳定液体涂料(防止沉降、分离、生物降解等)、涂料使用时(以免形成涂层缺陷、闪蚀 腐蚀等)和涂层(防止受太阳光、紫外线辐射和热的破坏等). 在某些情况下，助剂可用于排除故障。有时会发生这样的事况：工厂中或发送到客户手上的某一种现成的油漆偏离了正常条件或在储存或在涂覆中出现问题，或者该油漆不能形成具有所需要性能的涂膜，或者客户想要非正常使用该油漆(如涂覆不规则基材或改变干燥条件等). 这时，可向涂料中搅拌进一种适当的助剂，以便改善原始涂料的性能(如为了提高涂膜附着力，或消除涂覆过程中出现的涂膜缺陷，或为了控制pH值等). 商用助剂在油漆和涂料中可起30多种的不同功能今天，任何优质油漆的配方都包含有几种类型的助剂(从2-5种，有时更多)，用量占可达10％(一般，常规溶剂型油漆中占1-3％，水性乳胶漆中占5-8％)，而价值却可高达30％.助剂在所有类型涂料中都需要：高固性涂料、任何分散型涂料(尤其它们存在于乳胶漆配方中)、粉末涂料、空气干燥和UV光固化涂料、许多特种涂料等.当然，各种不同类型涂料的配方包含有不同类型和不同组合的助剂(表1).表1：常用类型助剂消泡剂 0.1-0.2流变控制剂 0.5-1.0分散剂 0.3-0.5乳化剂 1.0-3.0润湿剂 0.2-0.3抗缩孔剂 0.02-0.05成膜助剂 2.0-4.0表面调理剂 1.0-3.0紫外光稳定剂 0.3-1.0 目前，美国油漆市场使用约3.5亿磅的各种助剂，价值约在8亿美元。助剂表现出的各种不同的功能 大多数商业化助剂可按不同方式分类：按照化学本质、按照分子量大小(小分子量或聚合物类)、按照使用助剂的涂料类型(例如：粉末涂料用助剂、环氧涂料用助剂、卷材涂料用助剂等)，但目前常用的分类方法是依据它们在涂料配方及涂装工艺中的功能来划分的。 按照这种方法，所有类型的涂料助剂都可分成两大功能类别：工艺过程助剂 控制涂料生产、储存、涂覆到基材和成膜过程：●强化(润湿剂、分散剂、干燥剂和催化剂等)；●控制(流变改性剂、传导控制、成膜助剂等)：●保护(消泡剂、抗起皮剂、罐内防腐剂、腐蚀抑制剂等)；●稳定(抗沉降剂、UV光稳定剂、中和剂、在聚氨酯涂料中的潮湿控制剂等)。●表面调理剂(增强涂层性能)；●附着力促进剂(增强并稳定附着耐久性)；●表面改性剂(消光剂、防粘剂、防水剂等)：●稳定助剂(热稳定剂、UV光稳定剂、腐蚀抑制剂等)。 而某些类型的助剂还包括许多分类别。例如，不同分类别的表面调理剂的作用是产生不同的涂膜特性，尤其是：●防滑控制助剂(防表面低摩擦)；●耐划痕改进剂；●耐磨损增强剂；●耐擦伤、耐金属刻划；●抗结块特性；●表面导电性(防尘)；●表面外观改性剂(软感、浮雕助剂)等。 一般地，每种助剂等级在某一单独类型的涂料中是有效的，有时仅在一种涂料中是有效的。尤其，不同等级但却发挥相同功能的的助剂被推荐用于水性和溶剂性油漆、高固性涂料和粉末涂料中(如流变控制助剂、分散剂、稳定剂等)。 因此，商业化助剂的供应商宁愿按照应用领域对他们的产品系列进行分类，例如：汽车涂料用助剂、卷材涂料用助剂、工业涂料用助剂等。大多数功能类助剂都包含有几种等级，每种等级基于不同的(有时是变化很大的)化学组成。例如，以下化学组成被用于表面调理剂：硅树脂、蜡(天然和人工蜡—聚乙烯、石蜡、酰胺蜡)、金属皂和金属有机化合物、季铵盐。表2：构成美国涂料市场的主要助剂系列流变控制剂 25%UV稳定剂 15% 分散剂 11%生物杀伤物 10% 润湿剂 8%

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