溶剂型醇酸由于其在应用和成膜性能上的平衡，继续得到广泛的应用。许多树脂供应商已经开发了水性醇酸、分散体或乳液，但都达不到溶剂型性能。性能差距包括干燥时间、光泽度、附着力、耐腐蚀性和耐湿度。低voc法规继续推动醇酸市场远离传统的溶剂型醇酸。免溶剂有助于扩大其用途，但水性醇酸技术未能填补低voc涂料性能要求的空白。波林特开发的新技术弥补了这一性能差距，在接近零VOC的情况下提供快速干燥和优异的腐蚀性。这种DTM醇酸乳液弥补了目前水性醇酸技术的性能差距，使涂料配方商有机会开发出接近零VOC的高性能水性醇酸涂料。2022世界杯八强水位分析

低voc的司机

由于环境问题和对低voc涂料的需求，溶剂型醇酸的使用量每年继续减少2%。KNG预测溶剂型醇酸的使用量将从2011年的约8.59亿磅下降到2016年的约7.81亿磅。¹水性醇酸的消费量一直在增长，预计每年将增长3%，从2011年的约4900万磅增长到2016年的5550万磅。然而，6.5 MM磅的水性醇酸的增长并不能取代在同一五年期间约7800 MM磅的下降。因此，溶剂型醇酸被其他低voc技术(很可能是丙烯酸乳液树脂)取代的速度比水性醇酸快得多。由于目前市场上醇酸树脂的性能不足，我们认为可以通过提高性能来加速水性醇酸的增长。

目前的技术

溶剂型醇酸由于其多功能性、易于应用、与金属(甚至是制备不良的金属)良好的附着力和较低的成本而继续受到欢迎。高固体醇酸是为了满足低VOC的需求而开发的。为了在合适的粘度下获得更高的固体，降低了醇酸树脂的分子量。这种低分子量对干燥时间和涂层的整体性能(包括防腐)有负面影响。

水溶性醇酸的开发提供了比高固体醇酸更低VOC的选择。可水还原醇酸通常利用三聚酸酐或其他原料，在醇酸主链上添加羧基。它们在亲水溶剂中以70-75%的NV供应，酸基用胺中和，使醇酸水可分散。水溶性醇酸涂料的VOC可配制为250-320 g/L。然而，水溶性醇酸涂料也有有限的货架寿命，因为醇酸由于水解而亲水，这降低了涂料的性能。多年来，高固体和水还原剂都被用于实现传统固体醇酸无法实现的低voc涂料。

目前市场上有两种形式的水性醇酸:醇酸乳液和核壳分散体。醇酸乳液是通过在熔融的醇酸树脂中加入表面活性剂，阴离子和/或非离子，然后在剪切下加水形成的。醇酸乳液含有很少或不含有机溶剂，从油包水混合物转化为油包水混合物。通常使用5-10%的表面活性剂水平形成醇酸乳液。这些较高的表面活性剂水平对干燥时间、光泽度、耐腐蚀性和耐湿度都有负面影响。由于醇酸周围的表面活性剂，醇酸乳液具有更好的水解稳定性(图1)。

市场上的第二种水性醇酸技术是在醇酸核周围聚合高tg丙烯酸壳;这种技术被称为核壳醇酸分散(图2)。在制造过程中，极低分子量的醇酸与高tg、耐水解的丙烯酸单体共聚，将丙烯酸接枝到醇酸上。丙烯酸外壳内置了酸功能，然后用胺腌制，使丙烯酸改性醇酸水分散。丙烯酸壳包裹着醇酸，防止其水解，使核心壳杂化分散体比典型的可还原醇酸更稳定。由于具有高tg丙烯酸壳，这种核壳杂化分散液的干燥时间比醇酸乳液快。不幸的是，在聚合过程中，发生了许多丙烯酸单体的均聚物(不附着在醇酸上)。丙烯酸均聚物的高酸值和醇酸芯的分子量比典型的低，导致水敏感性和耐腐蚀性差。

2014年采访了10位目前使用水性醇酸的客户。他们报告说，商用水性醇酸要么干得快，但腐蚀性能差，要么干得太慢，不适合最终用途，但腐蚀性能好。低光泽和水敏性也被认为是目前水性醇酸技术的问题。我们的目标是缩小这一性能差距，超越现有的水性醇酸产品。该产品开发的目标是通过这些客户访谈确定的:

• CRS盐雾300小时;
• 60°光泽度大于80%;
• 无粘干时间小于6小时;
• 干燥时间小于12小时;
• 硬度显影-大于40秒柯尼格。

获得了两种具有竞争力的醇酸乳液和两种具有竞争力的核壳醇酸分散体样品，并对其干燥时间、光泽、硬度、盐雾和冷凝湿度进行了测试，以与新开发的产品进行比较。第一个醇酸乳液的无粘时间约为2小时，完全干燥时间约为9小时(表1)。在1.5和2.0密耳DFT条件下，300小时后的盐雾性能对于划痕蠕变和起泡是边际的，并且出现了一些表面起泡。在QCT湿度下测试16小时后，薄膜出现严重起泡，并完全失去湿性附着力(图3)。

在相同的白色涂料配方中，也对第二种具有竞争力的醇酸乳液进行了上述测试。在相同的9小时的完全干燥时间下，3小时的去粘时间稍慢(表2)。光泽度也稍低，为76%。盐雾在300小时后的表现也是边缘的抄写蠕变，一些表面生锈。16小时的QCT湿度测试没有显示出起泡，但仍然没有湿附着(图4)。我们得出的结论是，高浓度的表面活性剂或多种表面活性剂会降低涂层的盐雾和耐湿性。

在相同的白色涂料配方中测试了两种竞争性的核壳丙烯酸改性醇酸分散体。由于采用了高tg丙烯酸改性，干燥速度极快，3小时或更短(表3)。然而，盐雾性能非常差。图5表示300小时的盐雾测试，但测试面板在仅100小时后看起来就这么糟糕。

目前的水性醇酸技术还不够成熟。2022世界杯八强水位分析醇酸乳液具有良好的防腐性能，但耐水性较差，干燥时间较慢。芯壳分散体干燥速度快，但腐蚀性能很差。提供水性醇酸涂料的涂料公司这样做是因为他们需要提供一种接近零voc的涂料，而不是一种性能出色的涂料。通常，当需要较低的VOC时，会牺牲一些性能。我们开发这款新产品的目标是缩小性能差距，超越现有的水性醇酸技术。2022世界杯八强水位分析

新技术

基于上述目标，Polynt开发了一种新的醇酸主链，以提高在水中的性能(表4和表5)。基于多年的醇酸知识和专业知识，研发化学家对醇酸主链进行了改进，以提高醇酸乳液的稳定性(酸功能至关重要)，硬度开发(使用高tg疏水多元醇和酸)和防腐蚀性能。为了提高耐腐蚀性，高tg疏水组分以及适当选择表面活性剂和表面活性剂水平(在保持热箱稳定性的情况下尽可能少使用)是至关重要的。许多新的表面活性剂和活性表面活性剂在市场上是专门为醇酸乳液。涂料配方中颜料分散剂的选择也是最佳耐腐蚀性的关键。最后，开发了一种工艺，成功地乳化所需的疏水、高tg、高分子量/粘度，使所述醇酸可以倒转成水，并可获得相对较高的固体。这些措施结合在一起，形成了一种短油链式止水醇酸，其性能可与商业溶剂基醇酸相媲美。

对新开发的DTM短油醇酸乳液进行了干燥时间、硬度发展、1.5和2.0 mils DFT盐雾300小时以及冷凝湿度测试。通过干燥约6小时，优于竞争对手的醇酸乳液(表6)。两周后的Koenig硬度为41秒，硬度发展优于竞争对手的醇酸乳液，但不如丙烯酸改性核壳分散体的硬度。在300小时后，盐雾性能表现突出，在16小时的冷凝湿度后，对附着力没有影响(图6)。研制中的DTM短油醇酸的性能与溶剂载性能相当。

基准测试研究

新型DTM醇酸乳液与四种竞争对手的醇酸乳液/分散体、一种商业可水还原醇酸、一种商业水醇酸涂料和两种商业常规固体链阻醇酸进行了测试。挥发性有机化合物、干燥时间、60°光泽度和柯尼格硬度的比较如表7所示。其他测试结果如图7-9和表8所示。

结论

将高tg、疏水、高mw醇酸与适当的表面活性剂和水平相结合，在与选定的颜料分散剂配制时，可生成高耐腐蚀的DTM醇酸乳液。将这种醇酸乳液配制成水性DTM涂料，在接近零VOC的情况下，可产生与溶剂型、常规固体型、链式醇酸相当的涂料性能。这种新型DTM醇酸乳液可以缩小商用水性醇酸与传统溶剂醇酸技术之间的性能差距，在接近零VOC的情况下，光泽度、附着力、耐腐蚀性和耐湿度。2022世界杯八强水位分析

参考

¹美国涂料行业，2011-2016 - Kusumgar, Nerlfi， & Growney。