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水性涂料中如何选择中和剂

发布时间:2021年07月23日    点击:[8]人次

水性涂料中如何选择中和剂?

中和剂也叫pH调节剂,能明显影响树脂的水溶性、稳定性、黏度、固化速度及涂膜的泛黄性,因此选择中和剂十分重要。

树脂的品种不同,所用中和剂也应不同,常温干燥的水溶性漆需选用低沸点的中和剂,浅色漆则选用变色性小的中和剂。还应考虑的有:气味小、对树脂稳定性好等中国机械网okmao.com。

在不同场景下的选择

制备阳离子型丙烯酸树脂,一般采用有机酸为中和剂,如甲酸、醋酸、乳酸等,最常用的为醋酸。

在阴离子型水性丙烯酸酯树脂中,碱性的碱金属盐、胺和氨等都可以用作树脂的中和剂。

实际应用中,常采用氨或胺为中和剂,很少用碱金属盐。因为用碱金属盐作中和剂,树脂成膜后,金属离子留在漆膜中会影响其性能。而氨或胺在成膜过程中会挥发掉,对漆膜无不良影响。

胺中和剂

氨和胺进行比较,胺更适于电泳涂料用树脂的中和剂。因为采用胺类中和剂能使羧基成盐而提高水稀释性。

胺的结构对在水中的溶解性和碱性强度有影响。碱性强度增加,胺的用量减少,因此对于下述三种胺的用量的关系是:

2-甲基乙醇胺(DMAE)<三乙胺(TEA)

<三丙胺(TPA)

胺的选择不仅要考虑对分散体稳定性的影响,对于氨基树脂交联的热固性水稀释性丙烯酸酯树脂,还要考虑对贮存稳定性和固化性能的影响。

使用较小甲醛/三聚氰胺比的氨基树脂,需选用叔胺。

使用较高甲醛/三聚氰胺比的氨基树脂,则伯胺和仲胺都可选用。

在贮存期间,胺能降低氨基树脂的反应活性,提高涂料的稳定性。

DMAE、TEA与NEM

① DMAE是常用的胺中和剂,但存在缺点,主要是丙烯酸酯树脂上的酯基和DMAE上的羟基之间会发生酯交换反应,使一部分胺以共价键形式键合到树脂上。而键合的胺在施工和烘烤过程中不会挥发,因而抑制了酸催化的交联反应。

② 用TEA作为中和剂,得到的是低光泽的涂料,因为在固化过程中,表面比内部干燥得快,表皮出现细微的皱皮现象。当内层涂膜固化时收缩,使已固化的漆膜表面起皱,此时胺不在漆膜表面。起皱的情况随着厚度的增加而增加。起皱概率的次序:

TEA>DMAE>NEM

影响次序的主要原因是各自挥发性的差别,挥发性慢的胺成分在漆膜中更趋一致,因此表面和深层的固化速度相似,起皱现象减弱。

③ N-乙基吗啉(NEM)与DMAE具有一样的沸点,但前者不会与水稀释性丙烯酸酯树脂上的酯基团发生酯交换反应,因此其固化速度更快。

AMP

2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)可与较高甲醛/三聚氰胺比的氨基树脂一起使用,尽管其沸点较高,但可提供稳定的分散体。

与NEM中和的涂料相比,AMP中和的涂料固化速度更快,因为体系中伯胺能与一种丙烯酸酯树脂反应形成酰胺,降低碱性。

一种酰胺的形成及与AMP伯羟基团酯交换形成交联,使AMP可表现交联剂的角色,辅助氨基树脂的交联反应。

AMP还可与甲醛反应,在固化条件下成为噁唑烷,降低碱性,提高固化速度。

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