合成树脂木材应用| PCI杂志 - 2022年世界杯分组表

涂料对木材涂料领域有良好的信誉,提供一个巨大的各种各样的基质,应用程序和涂层技术。2022世界杯八强水位分析这个领域的发展主要是通过增加驱动的应用程序和成本效率;此外,环境问题对溶剂排放或有害成分正变得越来越重要。

即使在高度发达和成熟市场,如欧洲,solventborne木材涂料仍占78%的工业木器涂料;剩下的部分是同样由水性紫外光固化系统共享。solventborne部分分散成许多不同的漆系统概述如图1所示。多达6%的紫外光固化系统都包含在lacquers.1——和聚氨酯

强大的一直努力降低挥发性有机废气排放。例如,欧洲的总排放量减少在过去的三分之一。排放的主要来源来自交通和溶剂的使用;38%的溶剂排放总量与涂料行业。这些数据可能是类似的其他地区。VOC排放相关涂料行业来自不同来源,如图2.2所示

很明显从巨大的图涂料应用网站,例如汽车OEM工厂,首先实现VOC-reduction措施。因此,他们的比例相对较小。为中小规模工业和DIY行业应用广泛,改善只是实现如果涂料技术——即树脂系统排放的主要来源,改变环保系统。这提出了一个挑战树脂供应商与定制服务市场价值主张来满足不同的市场需求。

木材工业涂料

solventborne工业木器涂料的主要部分是基于聚氨酯,NC-lacquers。两个系统的技术性能可以制定展示:

快速物理干燥速度;
阻塞电阻;
良好的外观;
容易处理;
很好的润湿;
好的价格和成就之间的比率。

这些系统将最有可能取代了水性。由于干燥速度的要求,主要的粘结剂系统的一部分,必须基于丙烯酸分散体。

在亚太地区,木材涂料的配方树脂供应商创建一个挑战因为通常所谓的油性木材类型在使用。木材原料倾向于迁移到顶部的表面涂层,导致变色和变黄。酸、丙烯酸分散体已经使用在过去为了防止这种迁移。

当前的发展导致了一个新的水性,urea-modified amine-epoxy加合物含有阳离子稳定。应用实验,它渗透到木材表面,显示了良好的润湿和干燥速度快。实验室测试证实了迁移的优越的预防。人们可以推测是否阳离子电荷在聚合物增强亲和力的聚合物基质中的纤维素纤维,这就是从cationic-stabilized methylolmelamines纸和织物行业。

特殊丙烯酸分散体与低co-solvent内容,无溶剂和羟基官能团开发制定一个,双组分用电吹风(并强制干燥)涂料底漆、填料、高级实验,如表1中所示。

丙烯酸分散体的使用,特别是对引物和填充物,提供了一个好处,那就是可以制定为单组份涂料系统。因此,他们可以像数控应用油漆,干燥速度在一定范围内是最优的。为实验相反,基于纯分散体系不符合外观的油漆(光泽、流出),薄膜的硬度和抗化学腐蚀要求。为便于处理,特殊self-crosslinking丙烯酸粘合剂系统已经开发能够关闭之间的差距1 k和2 k系统(图3)。

self-crosslinking机制是基于一个国米和分子内缩合反应与亲核胺羰基化合物,如图3中列出。水存在于大型过剩作为粘结剂提供的,因此反应收益只起期间和之后物理干燥过程。

这个额外的交联过程显著提高了薄膜硬度和耐化学性。进一步的增强可以通过异氰酸酯固化剂进行完成。基于这样的车辆使油漆配方采用较符合DIN 68861的抗化学腐蚀要求家具行业标准。

另外,聚氨酯分散体开发用电吹风和self-crosslinking 1 k配方能够提供额外的灵活性和韧性的电影如果应用为唯一与丙烯酸乳液粘结剂或混合。

通常混合了聚氨酯乳液与丙烯酸分散在3:7的比例,计算固体,将粘结剂类的积极方面和满足经济的需要。一个新的发展导致polyurethane-acrylic混合动力车内置丙烯酸改性。这些乳液适合1 k和2 k配方,提供优越的干燥速度和硬度。

厨房用具,要求最高水平的机械和化学电阻,最好涂最初2 k配方;记者涂料必须制定车辆包含高羟值(即。140毫克KOH / g)结合合适的异氰酸酯硬化剂。

表面的分子设计专业花了相当大的努力在优化记者丙烯酸多元醇为这个应用程序。3最初发展是根据建立过程的合成醇酸乳液在图4中所描述的一个多步骤的过程。

在第一步中,两个独立的中间体与过量合成羟基或羧基功能,汇集了在控制co-condensation一步导致carboxyl-functional pre-polymer。这个pre-polymer溶解成水后中和步骤。

这种多步合成的优点在于一个巨大的各种各样的选项为个人中间体引发多方面的表现。商业化产品通过这个过程序列仍然显示一些技术缺陷的膜硬度、应用方面和耐化学性。

一个新的单步合成显示在图5。根据定制聚合物这一概念设计是可行的,和一些性能改进涂料,包括:

抗化学腐蚀;
电影硬度;
针孔(适合应用在更高的膜厚度);
下垂的(在垂直的表面);
挥发性有机化合物(VOC)排放。

快速增长的木材涂料部分是基于紫外光固化系统。这种技术也建立了平的服务也更加复杂,三维基质在家具行业。一个原则的劣势在于调整应用程序的相应配方的粘度。这通常是通过蒸发率和更高的活性稀释剂,由于他们的毒理学资料,他们可以创建应用程序过程中安全与健康问题。

因此,一个更新的发展趋势是朝着100%和水系统。通常,在紫外光固化分散聚合物的分子量本身可以改变或多或少的自由没有对粘度的影响。因此更高层次的抗化学腐蚀是可行的,可以优于solventborne同行。另外一个优势就是,这些分散体可以与兼容的丙烯酸混合或环氧乳液和醇酸树脂乳剂提高特定的技术特性超出了通常的水平。这些分散的原理结构显示在图6.4中

在水性表面专业以来长期的经验技术,重点是把分散的发展,满足客户的期望的贮存稳定性,因为这往往是一个问题。

应该注意的是,水必须从这部电影完全删除之前可以进行紫外光固化过程。紫外光固化线必须相应修改。另一个重要方面是超范围的收藏价值,可以回收通过一个超滤过程。

另一种方法是使用紫外光固化或ultra-low-curing粉末涂料。5这一技术提供了最低的对环境的影响和超范围的回收,因此能够建立涂层材料的近100%的利用率。

粉末涂料,应用程序之后,可以通过红外燃烧器提供能量瞬间融化的聚合物材料以减少温度影响木底物和有机层的接口。这可以防止湿度的排放。一定的弛豫时间后外流的粉,它将被紫外线辐射在几秒钟之内就能治愈。虽然看起来很难匹配各种基质类型的技术要求,这种技术肯定会捕获一个了不起的木材工业涂料领域的份额在未来。

DIY段

DIY段约占欧洲的溶剂排放总量的15%;另外15%将来自室外涂层的应用程序。此外,安全卫生注意事项涂抹器和最终用户鼓励树脂供应商研发部门寻求环保和安全的解决方案和粘结剂系统。

与水性同行关注取代solventborne特殊的发展可以追溯到几十年,并导致了特殊的核壳醇酸乳液的贸易名称下Resydrol.6这些乳剂生产根据描述的多步合成的丙烯酸分散。醇酸树脂乳液的结构原理如图7所示。

结合丙烯酸改性的醇酸树脂聚合物得到最佳的稳定性和干燥速度是成功的。在这个self-emulsifying醇酸乳液,疏水核心是由醇酸部分包围更亲水,non-saponifiable丙烯酸-丙烯壳。

的外壳与颜料、填充剂和干燥剂,决定了乳液的流变性。不用说,粘附基质影响丙烯酸改性的很大一部分。核壳乳剂的想法携带醇酸部分内部和丙烯酸部分外部分有助于更好地理解醇酸的作用部分关于膜的形成,干燥特性,网状和电影阻力。

长期的经验和科学调查已经证明这种乳剂的渗透入木表面结构有明显的优越性和更强烈的与丙烯酸乳液。内部允许多方面的修改,比如异氰酸酯改善薄膜硬度和腐蚀和耐水性;通过环氧树脂提高灵活性,水和耐腐蚀性能;通过接枝丙烯酸单体进一步改善干燥性能和兼容性。

Self-emulsifying醇酸乳液显示非凡的抗剪应力和适合直接将颜料和填充剂。在户外暴露他们的表现并不不同于solventborne同行。

特殊的混合动力系统也已发展到结合积极属性的典型的醇酸树脂与丙烯酸分散体,导致更快的物理干燥速度和更低的泛黄的趋势。因为油漆的基础上制定这些Resydrol类型可以通过喷雾应用和刷子,他们代表了DIY行业的最佳选择。

有公共讨论是否水性系统的开发只是改变空气污染水污染的问题。因此,这些绑定的降解研究处于初级阶段,在所谓的Zahn-Wellens测试,证明了这些聚合物分解三到五天内。

应该牢记,水性系统主要由anionic-stabilized聚合物或,换句话说,是基于聚合电解质。官能团能与多种金属离子,这些离子形成的复合物可以破坏配方。使用de-ionized水是强制性的。此外,这些聚合物表面活性和水,溶剂,执行不同的有机溶剂。涂料制备,从传统的系统处理和应用程序都是不同的,学习时间是必要的。

添加剂

它不应该被忽视,水性配方需要添加剂开发这些绑定的真正潜力。去沫剂、润湿和水准代理所有配方的实质性部分。表面添加剂的专业提供了一个完整的包下的贸易名称Additol和Modaflow应对所有可能的问题。一个错误的选择在这个配方可能导致有害的表演的一部分。

湿固化系统

由于反应机理-异氰酸酯组与水的化学反应/湿度的环境氛围,我们不希望看到在未来水性版本。这些涂料仍然很受欢迎,因为他们结合快速固化,灿烂的光辉,优越的耐磨性和优异的附着力。

EHS方面,最大的问题,是由于自由异氰酸酯含量。除此之外,芳香族溶剂的内容,即二甲苯、是发展的一个主要目标。

概述可用的产品和correspondent-free异氰酸酯含量如表2中给出。

比较不同的镶木地板涂料粘结剂系统如图8所示。

Acid-Curing系统

Acid-curing木材涂料是基于特殊的醇酸树脂的组合与non-plasticized尿素或三聚氰胺甲醛树脂。这个类代表最快的干燥涂层类型。化学反应由在高浓度强酸硬化剂收益通过级联反应,很难控制之间的co-condensation醇酸氨基树脂和氨基树脂本身的自凝固。正如它的名字“尿素- /三聚氰胺甲醛树脂”所暗示的那样,今天的主要问题是基于自由甲醛的分裂,因为这些涂料通常在室内应用程序使用。

已经表明,水系统的发展并不是很有用,因为氨基树脂将经历一个快速水解过程,甚至在酸性条件下释放大量的游离甲醛比solventborne系统。可以优化的技术性能和甲醛释放如果纯co-condensation的比例可以增加自凝固。这是通过增塑的尿素树脂的发展co-condensation发生在树脂的合成过程。概述的增塑的脲醛树脂,对交流木材涂料在表3中给出。

聚合物可以自由甲醛的含量,提供,尽可能低,但实际上它更关注实际的数据相关的甲醛释放。共同使用的所谓室测试甲醛排放由气相色谱监测。

释放游离甲醛的电影在不同的干燥时间可以减少和控制低于规定的工业标准。

积累了甲醛排放的测量结果由图9.1为在一般情况下,立即释放甲醛排放总量的三分之一在应用程序;另外30%将这部电影在第一次发出24小时。