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成膜助劑在VOC限制趨嚴條件下的發展趨勢

放大字體  縮小字體 發布日期:2016-01-08  瀏覽次數:1360
中國新型涂料網訊:
0 前言
        生產具有優良使用性能的建筑乳膠漆,要求乳液具有盡可能高的玻璃化溫度,但涂裝時,人們又要求乳膠漆具有盡可能低的最低成膜溫度,以便在較低環境溫度下也能涂裝成膜。于是就有了成膜助劑,調節這對矛盾的調和劑。在建筑乳膠漆中,常用的成膜助劑有Texanol、醇酯12、Lusolvan FBH、Coasol、DBE-IB、DPnB、DOWANOLPPh等,而Texanol常被作為標桿。在我國大多數企業使用Texanol和醇酯12。
        盡管成膜助劑對乳膠漆的成膜有很大促進作用,但成膜助劑是有機溶劑,對環境有負面影響。隨著環境污染加劇和人們環保意識提高,法規和標準對其限制越來越嚴。在此條件下,成膜助劑具有以下一些發展趨勢。
1 向高沸點發展
        法規和標準的要求使成膜助劑向高沸點發展。
        法規和標準對VOC的限制越來越嚴。但是否符合法規和標準的要求是通過規定測試方法的測試結果來衡量的。即使同一種涂料,不同的測試方法會得到不同的結果,有的甚至相差很大。
        我國建筑墻面涂料目前有3個關于VOC要求標準,分別是GB 18582—2008《室內裝飾裝修材料 內墻涂料有害物質限量》、GB 24408—2009《建筑用外墻涂料中有害物質限量》和HJ 2537—2014《環境標志產品技術要求 水性涂料》。其中,GB 18582—2008和GB 24408—2009是強制標準,HJ 2537—2014是推薦標準。它們對VOC的定義都采用在101.3 kPa標準壓力下,任何初沸點低于或等于250 ℃的有機化合物。它們具體要求如表1所示。
建筑墻面涂料3個標準關于VOC的要求
        從表1可以清楚看出,VOC限制不斷趨嚴。我國對涂料揮發性有機化合物VOC的測定方法也有3個標準,分別適用于VOC含量不同的涂料測試,如表2。
涂料VOC測試方法
        HJ 2537—2014《環境標志產品技術要求 水性涂料》規定,揮發性有機化合物(VOC)檢測按照GB/T23986—2009規定的方法進行。GB/T 23986—2009規定,應使用一種純度已知,其沸點在限定值附近±3℃的標記物。示例:如果沸點限定值為250 ℃,沸點為252.6 ℃的十四烷可作為非極性樣品體系的標記物,沸點為251 ℃的己二酸二乙酯可作為極性樣品體系的標記物。
        GB 18582—2008《室內裝飾裝修材料 內墻涂料有害物質限量》在GB/T 23986—2009之前發布,GB24408—2009《建筑用外墻涂料中有害物質限量》和GB/T 23986—2009同年發布。因為制定GB 18582—2008和GB 24408—2009時還沒有GB/T 23986—2009,所以這2個標準都規定按各自的附錄測試方法測試VOC。其附錄規定的水性涂料VOC測試方法基本與GB/T 23986—2009相同。
        因為把沸點等于或低于250 ℃的有機化合物定義為VOC,沸點超過250 ℃的那些物質不歸入VOC的范疇,這就促使成膜助劑向高沸點發展,以規避VOC的限制。高沸點成膜助劑如表3所示,其性能如表4。
高沸點成膜助劑

成膜助劑的性能參數
       在涂料配方中加入高沸點成膜助劑,能促進涂料成膜,根據我國目前的測試方法又不計入VOC,從而既能較好地達到涂料的性能要求,同時又滿足VOC限制趨嚴的要求,甚至還能生產零VOC涂料。高沸點、低蒸氣壓的成膜助劑揮發速率比較低,在涂膜中保留時間比較長,對涂膜的硬度和耐沾污性會有一定的負面影響。
2 向多功能發展
       成膜助劑的多功能化是其另一發展趨勢,如非離子成膜表面活性劑,不僅能降低表面張力、低泡,而且還能降低涂料的最低成膜溫度,同時也能符合VOC限制要求。其實,這也是非離子表面活性劑的多功能化。這類產品如Surfynol AD01、Dynol 360、Loxanol CA 5086、Loxanol CA 5087、Loxanol CA5120、Loxanol CA 5130等等。
       陶氏公司以伊士曼的Texanol成膜助劑為基準,比較高低分子量仲醇聚氧乙烯醚(secondary alcoholethoxylates)表面活性劑對不同乳液降低最低成膜溫度的作用,結果如圖1所示。
仲醇聚氧乙烯醚表面活性劑和Texanol降低最低成膜溫度比較
3 降低氣味
        氣味雖沒有寫入標準要求,但降低涂料氣味是用戶對涂料生產企業的要求之一,氣味也屬于環境友好的范疇。因此涂料生產企業也要求成膜助劑盡量低氣味,或無氣味,降低氣味自然也是成膜助劑發展方向之一。
4 多組分化
       一般來說,多組分成膜助劑性能比單組分成膜助劑能較好地達到平衡。可以看出,成膜助劑還有向多組分化發展的趨勢。
5 低毒、安全、可接受的生物降解性
       在環境友好要求越來越高的條件下,低毒、安全和生物降解性也是成膜助劑發展趨勢之一。
6 結語
        從以上分析可以看出,成膜助劑發展受法規和標準影響最大,其發展方向應該是配制的涂料符合相關性能和環境標準要求的高性價比的成膜助劑,最好是不使用成膜助劑的零VOC涂料。
 
 
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