低VOC和零VOC乳胶漆的区别定义
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2022.08.15
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目前,还没有统一的低VOC和零VOC乳胶漆的确切定义。暂且将VOC低于30g/L定 义为低VOC乳胶漆,将VOC低于lg/L定义为零VOC乳胶漆。
(1)普通乳胶漆的分析生产乳胶漆最关键的组分是乳液。乳液聚合物的玻璃化温度 (Tg)和最低成膜温度(MFT)是乳液的两个重要参数。乳液生产者和乳胶漆制造者都对它 们予以极大的关注,因为Tg决定乳胶漆的硬度、耐磨性和耐沾污性等,MFT与乳胶漆的 最低施工温度和成膜助剂用量等密不可分。市场上有代表性乳液的Tg和MFT见表3-1-46
乳 液 | 类 型 | Tg/' | MFT/°C | 供应商 |
Primal AC-261 | 纯丙 | 27 | 20 | 罗门哈斯 |
Acronal 296 DS | 苯丙 | 22 | 20 | 巴斯夫 |
UCAR R-350A | 醋丙 | 28 | 16 | 联合碳化 |
UCAR R323 | 叔醋 | 21 | 20 | 联合碳化 |
由表3-1-46可以看出,通常,八在20°C以上,MFT比以低几摄氏度,但仍比要求的 最低施工温度5°C高许多。
为了满足最低施工温度的要求,乳胶漆生产企业的常规做法是加成膜助剂来降低MFT。 只有当乳液聚合物的MFT降至5°C以下时,才能使乳胶漆的MFT达到5 °C,因为乳胶漆中 贷有颜料和填料,它们对乳胶漆的MFT也有影响。目前成膜助剂的加量为1%左右,具体 视成膜助剂性能、乳液和乳胶漆的MFT而定。一般还加2%左右二醇變光也嚣 希望T尽量高些,在没有成膜助剂的条件下,希望MFT尽量低些,两者之间的距离尽錦 大些。赢的以在29°C以上(对内墙乳胶漆,可低些,比如19°C以上), 3笆以下。'这样成膜助剂和二醇类溶剂就不再需要了。这就是生产低VOC和零V / 的思M生产低VOC和零VOC乳胶漆用乳液生产低VOC和零VOC乳胶漆的关键就是 合成基本不需要或不需要成膜助剂和溶剂就能低温成膜的乳液。
① 选择合适单体由于醋酸乙烯酯具有水增塑性,即水能犹如成膜助剂J样降低醋酸 乙烯酯乳液的MFT,使其在低温下能形成完整的涂膜。乙烯的Tg为一 68°C,具有独特的 内增塑作用,其共聚乳液不仅在低温下成膜性能好,而且在高温下不回黏。再通过新的聚合 技术,调整聚合物组分,引入某些功能单体,控制聚合物的分子量,就能合成不需成膜助剂 而其性能完全满足要求的乳液。这种乳液的以在15°C左右,而其MFT为0°C左右。由该 类乳液生产的低气味无溶剂乳胶漆已成为广为销售的商品。
为了改善乳液的抗水解性,也有再引入部分丙烯酸酯单体,合成三元共聚乳液。这类乳 液生产的低气味无溶剂乳胶漆具有与加成膜助剂和少量溶剂的乳胶漆一样的性能。
Resolution (原壳牌)公司将醋酸乙烯和C11叔碳酸乙烯(VeoVa 11)以50/50配比, 将醋酸乙烯、VeoVa 10和丙烯酸2-乙基己酯以55/20/25配比,将醋酸乙烯、VeoVal。和 丙烯酸丁酯以60/20/20配比,分别制成不需成膜剂的乳液。这三种乳液的计算Tg和MFT 列于表3-1-47
乳 液 | Tg(计算)/C | MFT/°C |
VA/VeoVa 11(50/50) | _9 | <0 |
VA/VeoVa 10/2-EHA(55/20/25) | 0 | Mo |
VA/VeoVa 10/BAC60/20/20) | 5 | 5 |
据介绍,以这三种乳液配制的低气味无溶剂亚光乳胶漆,性能达到要求。未见兀测试 值和抗回黏性报道。
① 引进功能单体以具有空间位阻作用的二甲基一间异丙烯基节基异篙酸酯单体 (TMI)为交联剂,通过氧化-还原引发体系,合成醋丙、苯丙和纯丙乳液,以这些乳液配制 的乳胶漆,在相同的颜料体积浓度(PVC)下,性能与需成膜助剂乳液制成的乳胶漆相当, 而VOC可降至0. 5g/L以下。
② 硬乳液和软乳液共混 硬乳液和软乳液共混以获得零VOC乳胶漆,软乳液的Tg在室 温以下,即使与相当量的硬乳液相混,不加成膜剂,也能在室温干燥成膜。在此试验结果的基 础上,调整软硬乳液的T&值、粒径和用量等参数,就能生产低VOC和零VOC乳胶漆。
③ 核壳乳液聚合 乳胶粒子的结构形态对乳液的MFT有很大影响。以甲基丙烯酸甲酯 (MMA)单体和丙烯酸乙酯(EA)单体进行核壳乳液聚合为例。MMA和EA各50%,按 Fox方程计算,其Tg = 28.7°Co共聚乳液的MFT为30°C,而以PMMA为核,PEA为壳 的乳液的MFT为0笆。可见核-壳乳液聚合显著改变了乳液的成膜性。
(3)生产低VOC和零VOC乳胶漆 尽管不需要成膜助剂和溶剂就能成膜的乳液对于 生产低VOC和零VOC乳胶漆是至关重要的,但仅此是不够的,还要求这类乳液具有很低 的残余单体含量,比如说100mg/kg以卞,因为残余单体不仅提高VOC含量,而且还产生 难闻气味。同时要有不含溶剂、环境友好型的助剂和色浆与之配套。还要求乳液和色浆电不 含烷基酚聚氧乙烯醍(APE), APE降解性差,对人体内分泌有干扰作用。此外,防腐剂和 pH调节剂的释放物问题亦需考虑,防腐剂中防腐组分,即有毒有害物质,也应有控制。
在德国斯堪的纳维亚等地区,这类低气味无溶剂的亚光、有光内墙乳胶漆已是成熟的产 品,销售多年。
在我国,也有一些公司生产低VOC和零VOC的内墙乳胶漆。
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