在不断从溶剂型涂料向水性涂料转变的过程中，醇酸盐顽固地抵制了这一变化，并有充分的理由。溶剂型醇酸具有成本效益和用途广泛，在建筑、工业和特殊应用领域具有悠久的历史。它们具有优异的附着力，硬度，光泽和耐腐蚀性。这些树脂还具有很高的粘性:它们最初是固体，因此如果不添加溶剂，很难配制出货架稳定的涂料。尽管有许多选择，包括水溶性醇酸、改性醇酸分散体和醇酸乳液，但目前只有10%的醇酸基涂料是水性的。1广泛采用的挑战包括延迟硬度发展，低光泽度和降低腐蚀保护。为了帮助配方商缩小性能差距并在这一领域生产差异化产品，陶氏涂料材料开发了一种新型分散技术，可用于配制水性醇酸，其性能与溶剂型醇酸相同或更好。

如果它没有坏?

据估计，醇酸的年价值为250亿美元，是油漆和涂料中应用最广泛的粘合剂之一。2在架构应用中，它们是需要低成本和高光泽度的首选。在金属基材上，它们提供优异的附着力，耐腐蚀性和光泽。尽管溶剂型粘合剂在这一类别中占主导地位，约占年消费量的60%，或30亿英镑，3.“市场之声”研究表明，大多数配方师更倾向于选择水性配方。4与溶剂型涂料相比，水性涂料具有更低的挥发性有机化合物能力，提高了人身安全性，肥皂水清洁和更容易处理。那么是什么阻碍了水上交通的发展呢?目前的选择分为三类之一。

如图1所示，可水还原醇酸树脂含有多余的酸基团，并与胺中和以实现水的分散性。由于它们以亲水溶剂提供，VOC水平仅略低于溶剂型醇酸(240-360 g/L vs. 450-650 g/L)。此外，由于酯水解，在水中还原后的保质期很短。这可能导致分子量的损失，并导致最终薄膜性能的损失。

相比之下，改性醇酸分散体在醇酸核心周围加入了丙烯酸壳，可以保护酯键不被水解;树脂用胺中和，以实现水的分散性(图2)。这种设计允许VOC水平<100 g/L。然而，在改性过程中会产生大量的高酸值杂质，这导致与溶剂型醇酸相比，腐蚀防护能力降低。

如图3所示，醇酸乳液是第三种水性醇酸。它们与阴离子/非离子表面活性剂稳定，可低至零VOC;然而，稳定乳液所需的高水平表面活性剂(5-10%/wt)会影响货架稳定性，并由于表面活性剂的迁移导致最终薄膜的水敏感性。降低耐水性和防腐蚀是常见的性能权衡。

如何解决

与上述三种商业方案相比，Dow开发的BLUEWAVE™分散技术是一种无溶剂体系，不需要聚合物改性，也几乎不需要表面活性剂。这些关键因素使水性醇酸涂料具有与现有溶剂型涂料相似的性能，但VOC水平接近零。如图4所示，采用BLUEWAVE技术开发的水性醇酸探针性能优于商用水性醇酸探针，与商用溶剂型醇酸探针相比，其抗腐蚀性得到了显著提高。水性醇酸探针的光泽度也高于商用水性醇酸，与溶剂型醇酸相当。水性醇酸探针及试验配方详见表1和表2。

技术如何工作

BLUEWAVE分散技术采用连续的无溶剂机械分散工艺，结合先进的界面和配方科学的应用。如图5所示，连续的高剪切混合产生了高内相乳剂(HIPE)，随后通过加水使其降低。这种新颖的专利工艺可在高粘度树脂的耐储藏乳液中提供可控的颗粒尺寸和高固体百分比，而不需要溶剂、亲水改性或高水平的表面活性剂。

为什么不同

目前市场上大多数水性醇酸都采用低分子量醇酸，并依赖亲水改性和/或高水平的溶剂来控制粘度。货架的稳定性是通过高水平的表面活性剂或中和在高酸含量。所有这些因素都会影响最终影片的表现。

相比之下，这项新技术不需要增加表面活性剂负荷或高酸值;它不需要亲水改性或低分子量;它是无溶剂的。所有这些因素都有助于获得性能更高的薄膜和非常低的VOC水平。如表3所示，采用BLUEWAVE技术的水性醇酸涂料VOC含量<5 g/L，与商业溶剂型醇酸相比，具有良好的性能平衡和等效或更好的防腐性能，以及与商业水性醇酸相比更好的防腐性能和光泽。

总结

大量的测试表明，BLUEWAVE分散技术使水性醇酸的性能水平大大超过目前可用的水性替代品，在某些情况下与溶剂型醇酸相当，甚至更好。配方商可以使用该技术生产水性醇酸涂料，该涂料具有优异的稳定性/保质期、快速硬度发展、高光泽和优异的耐腐蚀性。此外，这种无溶剂技术最大限度地减少了对表面活性剂和其他添加剂的需求，有助于将最终涂料配方的VOC降至10 g/L或更低。该技术还适用于中油和长油醇酸，分子量范围广。

参考文献

1 ISH化学评估，SRI醇酸表面涂料2013。

2 ISH化学评估，SRI醇酸表面涂料2013。

3 ISH化学评估，SRI醇酸表面涂料2013。

2011年SpecialChem市场研究之声。

Aknowledgement:

本文的其他贡献者包括Venessa Williams, Bob bill, Christina Ellison, Jaime Sullivan, Marty Beebe, Rebecca Ortiz, Jay Romick和Daryoosh Beigzadeh, Dow Coating Materials。