專家介紹:
吳曉天,曾從事汽車制造及 PVC 加工行業的工作, 1990 年加入德國漢高香港公司。在漢高塑膠/涂料部負責 PVC 加工助劑, 銅版紙, 白板紙涂料助劑, 涂料助劑的推廣及應用技術服務。后來科寧從漢高分離并逐步成為獨立的公司。 本人自然成為科寧化工中國公司的員工并擔任科寧化工中國涂料部市場經理。2011 年 7 月本人科寧在公司退休, 同時科寧完成被巴斯夫并購的程序, 又被巴斯夫聘為 2 年全職顧問, 于 2013年 7 月 31 日終止。同年 8 日 1 日受聘沈陽順風集團,擔任總工程師。二十余年來,接受了漢高/科寧公司持續的技術培訓,并在服務中國客戶的過程中將理論與實踐相結合, 在涂料生產及應用領域中盡量實現將國外技術產品與中國國情相結合。
助劑在熱反射涂料中的作用
在建筑節能外墻保溫系統設計中,應用較多的為白色熱反射隔熱涂料,以 空心微珠和高折射率 TiO2 為主要功能顏填料,對太陽光的熱反射比可達 80%以 上。隨著建筑節能的需求日益迫切,單一白色熱反射涂料已不能滿足多色彩的外 墻涂料要求。選擇紅外反射性好的顏料,通過補色原理調色制備的灰色系涂料, 成為節能涂料發展的主流。巴斯夫公司推出了彩色熱反射涂料,克服了在可見光 波段的高吸收性和顏料耐候性差的弊端。
熱反射涂料為功能性涂料,在配方設計上與裝飾建筑涂料類似,但是要更多 地考慮到最大程度地發揮功能顏料的作用并提高涂膜的抗性及耐久性。此外仍然 需要保留涂料固有的儲存穩定性,流變性 ,可施工性,裝飾性及涂膜抗性。由 于熱反射顏料與通用建筑涂料的顏料有一定的區別,所以需要采用一些專用助 劑,特別是分散劑。
熱反射涂料要求耐久性,所以顏填料與樹脂要有良好的相容性甚至錨定作 用,所形成的涂膜還要求與基材有較高的附著力,這就涉及反應型型的助劑。由 此看出,熱反射涂料較裝飾涂料有本質的差別。本文將就此展開討論。
1. 環保型功能涂料的發展趨勢
1.1 水性涂料的主要特點
隨著人類對環保意識的提高,用水取代溶劑制備高分子液體涂料已大勢所趨。但是在向水性化轉型的過程中,需要更多地關注水的特點,使之可以更好地 為行業服務。本章主要討論表面活性物質在水性涂料中的兩親平衡及其對配方的 影響。
水的特點為高表面張力低粘度,水蒸發時雖然不會污染大氣,但是水需要與表面 活性物質協同使用。水性涂料助劑多為表面活性劑及其衍生物,其隨水排放可能 對土壤及水源造成影響。盡量降低配方中的水含量,有助于減少表面活性物質的 總用量,有利于環保,也有助于配方的兩親平衡。
水性涂料必須抗水,但是所有的成膜物質都需要分散在水相中。這就涉及表 面活性物質的篩選及平衡。在涂料制備,貯存及施工,甚至在脫水成膜過程中出 現的問題,乃至干燥后的涂膜的抗性都與我們曾經加入的表面活性物質----助劑 相關。所以對兩親平衡的原理進行深入的探討很有必要!
水與極性溶劑可以互溶,但水與非極性溶劑是不能互溶的。如果要強制混合, 也不會形成均一的混合物,最終會分離為水油兩相,被稱作懸濁液;蛘呦蛴拖 中加入適量的乳化劑,入水后形成水包油或油包水的均一乳狀液體。
在水性涂料中,助溶劑為極性溶劑,成膜助劑為非極性(或弱極性溶劑)。高聚物極性較低,在水中需要被乳化分散或中和成鹽。
1.2 提高水性涂料涂膜抗性的主要環節
水性涂料用水來實現液化并取代溶劑,但是最終涂膜還必須抗水。只有落實以下環節才有可能提高水性涂料成膜后的綜合抗性。
•顏料體積濃度 PVC:
--通過提高 PVC 降低樹脂體積份并提高無機物的體積份
--通過適當的潤濕/分散劑制備高固低粘的無機漿料
•體積固含:
--最大限度地降低助溶劑及水的體積份
--選擇合適的締合增稠流變體系
•輔之適當的消泡劑,基材潤濕劑
•樹脂與無機物之間的混融性:有機/無機物/基材之間的偶聯
•樹脂間的交聯與樹脂與無機物的面活性處理劑之間的偶聯