水性樹脂改性技術(shù)分析

蔣峰　徐曉虎

【摘? 要】本文針對水性涂料概述了其經(jīng)常使用的幾種水性樹脂，其中包括聚氨酯、醇酸樹脂等，并且著重探討了這幾種樹脂的改性方式，同時依次對其發(fā)展前景進(jìn)行了分析，以期能為相關(guān)人員提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】水性樹脂;聚氨酯;涂料;改性技術(shù)

引言：

水性涂料中包含著較多的成分，尤其是水性樹脂，屬于不可缺少的成膜物質(zhì)，與其性能有著很大的聯(lián)系，所以有必要研究水性樹脂，現(xiàn)如今可研究的水性樹脂有很多，比如醇酸、聚氨酯樹脂等。為深入優(yōu)化樹脂運用性能，業(yè)界人士已開展了很多的研究。

1.聚氨酯水性化分析

聚氨酯涂料存在著一系列的優(yōu)勢，即：硬度高、彈性理想以及耐磨等，伴隨技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，能夠很好控制其構(gòu)成以及結(jié)構(gòu)。這一材料被推廣于諸多領(lǐng)域，比如涂裝以及涂飾。通常情況下可以分成兩類，也就是單、雙組分聚氨酯。前者交聯(lián)度較低，硬度不高，屬于運用較早的涂料。后一類為現(xiàn)如今的研究重點。采取改變骨架結(jié)構(gòu)的方式，能夠制備水性聚氨酯。一般來講，可把水性化方式分成以下兩類，也就是內(nèi)、外乳化法。對于后一種方法，指先合成預(yù)聚體，通過進(jìn)行充分的攪拌，把其與乳化劑分散在水里，從而產(chǎn)生乳液。通過實施這一方式制備了聚氨酯乳液，不過穩(wěn)定性不夠理想、性能較差。現(xiàn)如今具體應(yīng)用中很少采取外乳化法。關(guān)于聚氨酯水性化，一般會選取內(nèi)乳化法。所制成的乳液穩(wěn)定性理想、粒徑不大。讓聚氨酯分散于基團(tuán)，會造成成膜容易吸水，所以需要持續(xù)改進(jìn)原料、工藝等。

（1）有機硅改性。其存在相對低的表面能，和聚氨酯進(jìn)行混合，可以提升聚氨酯的諸多特性，比如耐水性，彌補了該物質(zhì)的弊端，存在較大的發(fā)展空間，屬于高分子材料。針對環(huán)氧硅氧烷將其看成后交聯(lián)劑，與體系進(jìn)行融合，從而產(chǎn)生改性聚氨酯體系^[1]。通過實施羥烷基封端的舉措，可以產(chǎn)生硅氧烷，同時把其當(dāng)作擴(kuò)鏈劑。通過擴(kuò)鏈改性聚氨酯，得知接觸角并不高，防水性能極大提升。由于表面富集的取向，再加上有機硅鏈段，其極性變小，由此提高了憎水性。

借助有機硅改性聚氨酯，顯著提升了綜合性能，且能夠生產(chǎn)鋁合金涂層。（2）環(huán)氧樹脂改性。通過對環(huán)氧樹脂的使用，來對聚氨酯進(jìn)行改性，固化所需的時間較短，力學(xué)性能理想等，并且能夠提高剝離強度。選取環(huán)氧丙醇將其當(dāng)作原料，實施預(yù)聚體混合方式來合成聚氨酯，處理了柔韌性的問題。同時涂層存在一系列優(yōu)勢，即吸水率不高、硬度大等。為獲取更為理想的改性效果，選取環(huán)氧樹脂以及乙二胺，通過二者的反應(yīng)從而獲取擴(kuò)鏈劑，合成的涂膜存在相對高的硬度，顯著提升了力學(xué)性能。

2.醇酸樹脂水性化分析

醇酸樹脂存在著一系列的優(yōu)勢，即：柔韌性理想、涂層豐滿等，同時其單體價格不高、種類繁多、性能理想，也屬于發(fā)展歷史較為悠久的合成樹脂。該種樹脂很少依賴石油產(chǎn)品，所以存在突出的價格優(yōu)勢。現(xiàn)如今被推廣于諸多領(lǐng)域，比如涂料、建筑等。在該種樹脂水性化方面經(jīng)常會利用到成鹽法，現(xiàn)如今已達(dá)到了工業(yè)化。通過對三酸酐的使用來提供基團(tuán)，采取成鹽法制備醇酸樹脂。在這一方法之下，無論是漆膜性能還是水溶性，都是相對可觀的。然而常常有著一系列問題，即：硬度不高、耐水性不理想等，為了更好提高綜合性能，一般應(yīng)該對其實行改性，以下幾種物質(zhì)的改性效果較為突出，也就是有機硅與苯乙烯等。

（1）有機硅改性。通過有機硅改性從而制成的醇酸樹脂，多個性能均獲得了改善，比如耐候性以及耐熱性，并且體現(xiàn)出較好的外觀。現(xiàn)如今醇酸樹脂屬于研究的主要內(nèi)容，在完成改性之后有著諸多的優(yōu)點，尤其是保光性以及耐粉化。（2）苯乙烯改性。在苯乙烯改性之后所形成醇酸樹脂，存在諸多的優(yōu)點，比如耐水性理想、干燥所需時間較短，不過穩(wěn)定性相對差^[2]。通過改性醇酸樹脂，顯著提升了穩(wěn)定性。通過苯乙烯改性醇酸，所需費用相對少，延伸了樹脂涂料的運用范圍。

3.環(huán)氧樹脂水性化分析

水性環(huán)氧樹脂存在一系列的優(yōu)勢，比如穩(wěn)定性理想、防腐性能突出等，常常被推廣于諸多領(lǐng)域，即涂料與電器等。在乳化劑作用之下，再加上采取物理乳化的方式，能夠獲取水性環(huán)氧樹脂，結(jié)合乳化方式的差異一般可分成以下兩種，一是機械法，二是相反轉(zhuǎn)法。對于聚合型乳化劑來講，其中的鏈段為交替排列，且借助臥式方法吸附在表面，這樣可以避免顆粒聚集，顯著提高了穩(wěn)定性能。就環(huán)氧樹脂乳化劑來說，能夠和固化劑進(jìn)行反應(yīng)從而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由此防止了朝著涂膜表面遷移，這也極大提升了穩(wěn)定性能。新型乳化劑的制備屬于研究的核心內(nèi)容。在研究中，有關(guān)人員需要對穩(wěn)定性加以重視，并且基于以上探討，對穩(wěn)定性進(jìn)行提升。

結(jié)論：

伴隨環(huán)保意識的逐漸提高，對于涂料發(fā)展來說，高性能以及環(huán)境友好屬于必然的方向，所以樹脂水性化存在著較大的意義。現(xiàn)如今水性樹脂得到了大力的推廣，并且伴隨新制備方式的持續(xù)誕生，改性技術(shù)的不斷健全，水性樹脂會有著更大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]王光宇，溫紹國，王繼虎，等.納米二氧化鈦改性水性樹脂研究進(jìn)展[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2021，33（03）：219-224.

[2]周康帝，吳華東，郭嘉，程伊前，王萍.有機硅改性水性樹脂的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2020，22（07）：19-23.

作者簡介：

蔣峰（1991年7月）男，江蘇省江都市，漢族，工程師，研究生，研究方向：從事水性環(huán)氧樹脂、水性環(huán)氧固化劑、水性涂料研究。