新丙烯酸多元醇低voc涂料| PCI杂志

图1 /树脂管理概念(RMc)
固体和液体树脂混合来实现传统解决方案树脂的性能。

丙烯酸双组分(2 k)聚氨酯技术经历了一个逐渐演变的过程,在过去的20年。增量变化丙烯酸多元醇与异氰酸酯交联剂,在大多数情况下,由低VOC含量限制和提高性能的要求。然而,丙烯酸多元醇的基本化学成分没有显著改变。今天市场上几乎每一个丙烯酸多元醇通过自由基聚合的丙烯酸酯,丙烯酸丁酯和苯乙烯。介绍了羟基功能通过添加hydroxy-functional丙烯酸酯单体混合(HFAs)。

由于丙烯酸多元醇的分子量和溶液粘度高于异氰酸酯交联剂,努力降低聚氨酯涂料的挥发性有机化合物含量的需求主要集中在降低溶剂丙烯酸多元醇。通常,降低分子量(Mn)或硬度(Tg)多元醇降低溶剂的需求,但也有一个负面影响涂层的性能和易用性。这个性能下降的主要原因是多元醇的功能与分子量线性减少。因此,Mn下降,交联的能力多元醇,涂层的性能降低。

在过去的几年中,我们一直在努力克服这个固有的限制通过开发一个新类丙烯酸多元醇烯丙醇。利安德烯丙醇的主要生产国,它产生氧化丙烯异构化。这导致了液体和固体多元醇的发展与改进功能和降低溶剂比传统多元醇由HFAs.1需求

此外,我们发现使用一个混合的硬、软树脂而不是单个树脂有一些意想不到的好处,包括低挥发性有机化合物的仪器,改善外观,锅寿命更长,更短的治疗时间。2固体和液体混合多元醇允许采用树脂库存最小化,同时最大化涂料配方和技术。2022世界杯八强水位分析下面是描述这个新的丙烯酸多元醇技术和它的好处。

图2 /烯丙基的单体用于ACRYFLOW丙烯酸多元醇

树脂管理理念(tm)

DSM涂层聚酯涂料树脂最近推出了一个混合的概念。3固体适合粉末涂料聚酯混纺low-Tg聚酯给解决方案聚酯混纺适合可以和线圈的应用程序。low-Tg聚酯,然而,没有在100%固体和液体中提供解决方案。

同样,我们开发了基于烯丙基醇的固体和液体丙烯酸多元醇,可以混合和交联与uv—或三。结果涂料通常有较低的挥发性有机化合物的仪器,和改善外观和性能相比,涂料的配方单一HFA-based多元醇。然而,由于low-Tg多元醇液体,它们还可以用来准备100%固体水分,光固化树脂。固体多元醇可以制定为storage-stable粉融化,流动比商用系统在较低的温度。我们已经成功地开发了少量的丙烯酸多元醇,可用于solventborne粉,和100%固体涂层系统使用紫外线,水分、异氰酸酯、三聚氰胺交联技术(见图1)。2022世界杯八强水位分析

图3 / AP1.0-Based丙烯酸多元醇更好的维护其功能作为分子量降低

这种多功能性有其他潜在的优势。产生更少的树脂可能最终导致了生产运行,导致更好的产品一致性和降低制造成本。在必要时将提供多元醇溶剂,但可以提供无溶剂液体或固体。这也有可能进一步降低制造成本。

构建也受益于较低的库存需求,降低原料和开发成本,缩短上市时间。新树脂不再需要为每个新涂料的应用程序开发。构建可以把困难和液体多元醇混合他们所需的涂层规范。因为他们已经熟悉每个树脂的性质和他们的表现在其他混合,采用可以快速到达正确的制定和有信心,涂层将执行根据预期。

今天这发生在某种程度上。大多数采用树脂修饰符添加到他们的配方基础树脂的性质时达不到要求。例子包括使用聚酯多元醇丙烯酸三聚氰胺烘焙效果瓷釉为柔性基板和高固体含量的丙烯酸多元醇的使用减少medium-solids树脂的挥发性有机化合物含量。然而,他们混合的树脂可能来自不同的供应商,可能是不兼容的。克服这些问题常常扩展所需的时间制定和测试新的涂料配方和最终的商业化。

图4 /溶剂/ Mar抵抗色素2 k聚氨酯工业
维护配方基于ACRYFLOW混合多元醇(A, B, C, D)与商业丙烯酸多元醇(1、2、3)。混合B和C维持优越性能即使在异氰酸酯指数降至0.8。

ACRYFLOW多元醇

传统丙烯酸多元醇是由自由基聚合的丙烯酸酯和HFAs提供聚合物交联的网站。因为所有的丙烯酸酯有大约相同的反应,羟基功能聚合物的分布是随机的。因此,聚合物的分子量降低,它将包含一个交联网站的概率减少。

这是不幸的,原因有两个。首先,低分子量是可取的,因为它减少了溶液粘度的树脂,因此,涂料的挥发性有机化合物含量。丙烯酸多元醇生产商试图减少树脂,溶剂需求的功能性聚合物多元醇增加。的随机分布在聚合物交联的网站是一个不规则的交联网络。这减少和交联密度不均匀影响涂层的性能,尤其是硬度和化学和耐磨性。

更好的方法是使用烯丙醇hydroxy-functional单体(参见图2)。烯丙醇的反应远远低于丙烯酸酯单体和作为链转移剂。5这提出了一个挑战和机会。缓慢的反应已经克服的问题在我们styrene-allyl酒精(SAA)树脂的过程。3 SAA树脂终端羟基含量高,在低分子量不失去功能。7 8我们现在进一步发展这一技术生产低分子量丙烯酸多元醇与改进的羟基含量和distribution.1

烯丙基醇的使用需要大量过程变化但收益率提高丙烯酸多元醇。改进包括一个更均匀分布的功能聚合物,终端羟基含量高和更少的非功能性的聚合物链。这是由于这样的事实,烯丙基醇基与分子量多元醇更好地维护他们的功能降低和醇作为链转移剂。

在传统的高固体含量的多元醇,生产商往往增加hydroxy-functional丙烯酸酯聚合物的140 - 175克KOH / g范围,以补偿的迅速丧失功能。然而,这增加了异氰酸酯的需求,传统上涂层的最昂贵的组件。所以,实际上,传统的丙烯酸多元醇贸易低挥发性有机化合物的仪器性能或成本。

相比之下,ACRYFLOW多元醇非功能性杂质较少,即使在较低的树脂哦。例如,一个HEMA-based商业树脂哦,数量144被发现含有大约25%的聚合物与小于2哦组和13%聚合物不到一组(参见图3)。一个AP1.0-based多元醇,另一方面,被发现包含只有13%聚合物小于2哦组和零非功能性材料尽管较低的哦,134的数量。

RMc在工作

来演示此概念和烯丙基醇基树脂的性能改善,我们比较混合的软硬ACRYFLOW与HFA-based丙烯酸树脂(见表1)在2 k聚氨酯多元醇,色素工业维护涂料。我们还开发了额外的树脂混合,在2 k实验测试白色最下面的一层。

低端市场维护要求低成本和低挥发性有机化合物的仪器,所以大多数商业丙烯酸多元醇卖这个应用程序是高固体含量低羟基树脂的功能。取舍往往是穷人溶剂和化学电阻由于减少了涂料的交联密度。需要高端使用,耐化学性,使用高功能多元醇。

表2列出了四个白色的成分和性质最下面的一层适合于维护,一般金属,或运输市场。涂料是sprayable不到340克VOC / l(每美国环保署定义)没有免除溶剂。涂料配方少于2.1磅/加仑(250 g / l)也可能使用的溶剂开发或者使用不同的应用程序技术,如辊或刷子。着色涂料的粘度是依赖于树脂混合Tg和数量哦。总的来说,涂料的粘度和挥发性有机化合物的仪器都低于商业控制和锅里的生活,在某些情况下,的两倍长。

锅的生活,以一倍的初始涂料粘度,都超过4小时。通过添加少量的醋酸或其他有机酸、贮存期可以增强的配方与6小时表面治疗* 24小时后仍然是液体。锅寿命更长扩展了应用程序窗口,减少油漆浪费和,因此,成本。

通过治愈速度远远超过商业控制但表面治愈,也被称为“开放时间,”了。时这是一个重大优势涂料大表面互相重叠的外套可以融入不可见的线。另一方面,快速通过治愈允许更大的生产力可以更快处理部分没有破坏和地板可以走后更快的应用程序。

最显著的改善达到ACRYFLOW混合在耐化学性。这些涂层经受住了200 MEK摩擦几乎没有划痕,完全基于商业多元醇的涂料在100年和200年之间MEK按摩抛锚了。这种优越的耐化学性保持即使异氰酸酯指数降至0.8与交联密度的商业系统(见图5)。良好的化学和耐磨性增加重新涂之间所需的时间,从而降低成本。

八聚氨酯实验配方基于四ACRYLFLOW树脂也被暴露在加速风化没有明显的失光或黄色增加。所有的树脂混合物很容易通过协会三级耐候性规范。这些要求小于30%光泽损失和增加不到2%黄色指数经过2000小时的QUVA暴露或佛罗里达48个月曝光

总结

无溶剂,液体丙烯酸多元醇是准备使用烯丙基monopropoxylate (AP1.0)和丙烯酸酯单体和固体丙烯酸多元醇溶液粘度较低是由烯丙醇,甲基丙烯酸酯单体和苯乙烯。这些软硬多元醇的混合交联与uv—给涂料相比,商业控制改进的属性。具体来说,树脂混合产生了较低的涂料挥发性有机化合物的仪器,锅生活和开放时间更长,但通过治疗更快。此外,完全治愈的涂料有优越的溶剂和耐磨性,硬度和柔韧性好,优秀的耐候性与商业控件。成本也降低了通过降低原材料成本,改进的贮存期和生产力,和更大的涂料耐久性。

基于烯丙醇混合软硬多元醇允许配方设计师“拨号”所需的属性,使涂料适合广泛应用和涂层技术。2022世界杯八强水位分析使用共有五个丙烯酸多元醇,这种混合概念,我们开发了起始配方工业维护、汽车修补,OEM烘焙瓷釉的金属和塑料。我们目前正在开发紫外线,moisture-curable基于液体丙烯酸多元醇成分和期望固体树脂还发现在粉末涂料使用。我们相信这些新丙烯酸多元醇构建和制定方法将帮助满足不断增加的性能、合规和经济需求的涂料。

或多元醇的建议配方的更多信息,联系利安德化学公司通过电子邮件发送到acrylflow@lyondell.com;访问www.lyondell.com。或圈数130。