环保聚糖树脂技术在醇酸涂料中的应用

涂料娃娃

好像有较多的人对在醇酸树脂中加水的技术感兴趣，给大家一篇文章看看
0引言
中国涂料市场潜力巨大，近年来外资企业在华建厂占据了涂料中高端产品的一大部分市场，而中国本土一大部分企业所生产的通用溶剂型装饰漆则占据了涂料市场相当大的比例，其中醇酸漆就是一大类，市场需求量大。但化工原料价格连年攀升，尤其是有机溶剂石油产品，致使中国涂料厂商面临利润空间缩小的市场压力，不得不改变策略，寻求降低成本的途径。如何能在维持产品质量不变的前提下降低成本，已经成为涂料工业面临的挑战之一，同时，政府对涂料的环境保护要求逐年提高，很多中国的大型涂料厂已经开始未雨绸缪，寻找降低VOC的方法。
加拿大乐华玛有限公司(LORAMAINC.)早在27年前就开发了专有的聚糖树脂技术(LPRT)，为醇酸涂料的生产厂家提供在维持产品质量不变的前提下降低成本和降低VOC的最佳解决方案。该技术已为国际涂料行业普遍采用，将能够帮助中国涂料生产厂商，向低污染、降成本、维持质量不变的道路发展。目前，中国涂料行业某些情况如现行标准条令、法律法规颇有不甚合理之处，不恰当技术途径依然存在，阻碍良险发展和同国际涂料接轨的因素，因此必须从根本上加以解决，才能加速此行业的健康发展。
1关于醇酸树脂涂料
溶剂型醇酸树脂涂料属于通用涂料，有近百年的历史，至今在国际涂料业仍在使用，尤其是在中国。它具有丰满度好、遮盖力好、柔韧性好、光泽高、施工简单、颜色鲜艳等特点。中国醇酸树脂涂料的年产量和销售量位居世界第一，几年来的销量都在百万吨以上，深受中国消费者欢迎。
基于醇酸树脂涂料的利润率低，早在20世纪70年代，一些涂料厂就开始尝试采用普通乳化剂或表面活性剂加水的方法生产改性醇酸树脂涂料以降低成本，然而，实验的结果均不理想，面临很多技术问题难以解决。其中一企最大难题是涂料的储存稳定性，市场上反映的问题很多，如油水分离、颜料沉淀、颜料絮凝、颜料返粗、干燥时间过慢、低光泽或失光泽、漆膜不光滑(出现小针孔)、黄变、硬度差、开罐效果差等，质量根本达不到原标准漆的各项指标。
事实上，市场销售的大部分乳化剂和某些表面活性剂都有可能将水临时乳化在溶剂型醇酸树脂里，但如何能达到原标准的各项性能指标且维持长期储存稳定性，却是困扰很多企业的技术难题。如果此技术难题不解决，既影响涂料的储存稳定性，又降低涂料的性能，这无异于偷工减料、以次充好、欺骗消费者。
乳化过程通常是由乳化剂和机械能来实现的。从化学结构看，乳化剂分子都是由极性的亲水基团和非极性的亲油基团两部分组成，两部分分处分子两端，形成不对称的结构，这样的分子结构使得乳化剂分子一部分可溶于水，另一部分易于和油相结合。乳化的目的是要通过表面活性剂的作用去改变表面张力和引入能量，将水分散成小液滴，产生连续相一油相和非连续相一水相。因为在这过程中产生大量的界面，所以在热力学上，乳液是不稳定的，会随着时间、温度的变化而产生变化。此种乳液较脆弱，也会受到很多其他因素(不同的涂料原料的亲水或亲油性和醇酸树脂的不同性能，甚至产品运输当中的颠簸等)的影响，这些因素容易破坏两相的均衡而导致不稳定性，严重的还会破乳。加拿大乐华玛有限公司(LORAMAINC.)的聚糖树脂技术能够解决此项难题，既能乳化又能稳定，同时又不降低涂料的质量。
2聚糖树脂技术(LPRT)
2.1关于聚糖树脂技术
聚糖树脂技术(LPRT)的商业应用始于1980年，英文名Lorama Polysaccharide Resin Technology(LPRT)。是乐华玛有限公司(LORAMA INC)开发的独具创新的乳化技术，从根本上解决了油包水乳液在醇酸树脂涂料中的稳定性，并为涂料配方的改良优化提供全套技术解决方案，现已在全球80多个国家的溶剂型醇酸涂料生产企业中应用了近27年，在世界涂料行业排名前50位的企业中，有70%的企业均已采用聚糖树脂技术用于改性醇酸树脂涂料的规模生产，聚糖树脂技术已获得国际涂料行业的认同和普遍推行。应用聚糖树脂技术的最大好处是在维持醇酸涂料质量不变的前提下，降低原料成本5%一12%和降低10%一25%的VOC。其主要应用方向是建筑装饰用自干溶剂型醇酸树脂涂料，包括磁漆、调和漆、底漆和木器涂料。聚糖树脂技术发挥高效乳化、高效稳定的优势，工艺要求严谨简单，应用快、见效快。
2.2什么是聚糖树脂(LPR)
乐华玛聚糖树脂技术核心产品是乐华玛聚糖树脂LPR88(以下简称聚糖树脂)，其既是乳化剂，又是稳定剂，同时又是成膜物质。同市场上的乳化剂和表面活性剂等有着本质的区别。
聚糖树脂是纯天然环保型树脂，可作为一种特殊的添加剂，应用于溶剂型醇酸涂料。它是一种特殊的水性液态树脂，在水中分散良好并结合成胶质悬浮物。聚糖树脂源于植物，是纯天然环保型树脂，以独特方式加工而成，是具有耐水解、氢键键合的成膜树脂。聚糖树脂与大多数普通的树脂氢键键合成膜并留在涂膜中帮助成膜，例如醇酸树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂等。
2.3聚糖树脂的技术原理和氢键键合在高速搅拌下将水分散到醇酸树脂中，聚糖树脂上的经基位点与醇酸树脂上的拨基位点氢键键合，聚糖树脂进人水的颗粒当中，在水的颗粒之间产生排斥水的强烈界面，使水颗粒无法再聚合，因此它能够形成稳定的油包水乳液。
也是由于氢键键合，聚糖树脂作为成膜物质在涂膜干燥后留在涂膜当中，并帮助成膜，改善涂膜丰满度。聚糖树脂的用量取决于水的用量，同醇酸树脂没有比例关系。
在有聚糖树脂的油包水乳液里，分子缔合使醇酸树脂分子量比单独的聚糖树脂或醇酸树脂分子量增大，涂膜的性质有所改进。
玻璃化温度提高，维持或改善涂膜硬度(添加聚糖树脂后，醇酸涂料体系的Tg由80℃左右提高到110℃左右，说明树脂间产生氢键键合，而不是彼此独立脱水)。
经聚糖树脂技术改良的醇酸树脂涂料虽然含有油包水乳液，但其连续相依然是油，它维持了原溶剂型醇酸树脂涂料的所有功能，施工效果没有任何改变，同样可以涂刷、喷涂和滚涂。稀释仍需采用石油溶剂类。
2.4配方改良的基本原则
(1)运用聚糖树脂技术，并不是用聚糖树脂去替代醇酸树脂。
(2)降低成本是通过降低醇酸树脂固体分来实现
的。一定要在保持原有光泽度和其他性能指标不变的前提下，减少一部分醇酸树脂固体分，运用聚糖树脂技术，对配方进行最优化组合。
(3)最终白磁漆的颜料体积浓度(PVc)不要超过19%，调和漆的PVC值可略高些。
(4)醇酸树脂固体分降低7%左右(视各厂家原原始配方及涂膜表现而定)。
(5)不同厂家生产的醇酸树脂，对水的“亲和力”是有差别的。同时，不同厂家的涂料配方和各种原料质量也千差万别。这也会造成对水的“亲和力”差别。从而影响到涂料的性能及稳定性。
乐华玛公司通过对客户原始配方的综合分析和多种实验方法，对症下药，能够将配方进行重新优化组合改良，使其能够完全达到原标准涂料的各项性能指标且维持长期储存稳定性，让客户10%满意和放心。
2.5改良后涂料的性能
用聚糖树脂技术的醇酸树脂涂料，在光泽、保光性、钻度、防流挂性、开罐效果、降低黄变性及附着力、柔韧性、耐候性、防沉淀等方面都达到原醇酸涂料标准指标，且在某些性能方面亦有改善。
2.6储存稳定性测试验证
热贮存实验(60℃烘箱放置1周或50℃烘箱放置4周和冻融实验一18℃低温冷冻)是验证涂料的储存稳定性的有效方法。应用聚糖树脂技术的醇酸树脂涂料，其贮存稳定性可达到1一3a(视各厂家原原始配方及醇酸树脂而定)，可通过最多5一6个循环的冻融实验。
3聚糖树脂技术和VOC含量
LPRT聚糖树脂技术的应用，可以降低10%-20%的醇酸树脂用量，使水作为一种载体稳定地存在于涂料中，当涂料在施工中涂刷后，随着涂膜的干燥，水分也自然蒸发到空气中。醇酸树脂一般都含有45%左右的200#有机溶剂。减少醇酸树脂用量也就是减少了200#有机溶剂的用量。从而涂料的VOC总量减少10%一25%，在此意义上讲，水替代了一部分有机挥发溶剂。聚糖树脂技术的成功应用，仍保持醇酸树脂涂料的溶剂型涂料特点，又降低VOC值是对醇酸树脂涂料的一次革命性技术成果。
中国现在溶剂型醇酸涂料的VOC标准为5509/L，该标准已经不能满足国家对环境保护的要求。目前，欧盟对溶剂型涂料VOC排放标准为409/L(以施工黏度为基准测算VOC)，2010年该标准将改为300g/L。该地区的大中型涂料厂在醇酸涂料中都已经开始应用LPRT聚糖树脂技术以满足新的VOC标准。
如果不采用聚糖树脂技术，降低VOC的另外一种办法是使用高固分(85%以上固体分)低黏度的醇酸树脂，该类树脂的缺点是价格高、流平性差、涂膜硬度差，而且涂料的成本将增加巧%一25%左右。当然，从涂料的理论值上说，加填料也可以降低VOC，但欧美公司绝对不会采用，因为填料会降低涂料的装饰性、柔韧性、附着力。
4聚糖树脂技术对节约能源和资源的贡献
从能源消耗的角度看，醇酸树脂和200#有机溶剂都是石油化工产品，减少这些产品的消耗量，既是为国家节约了能源，也可降低环境污染。
填料对涂料的功能并未起到积极的作用，使用它的主要目的是降低成本和充当固体分。但同时，涂料的质量也随之下降。使用填料容易使涂料出现沉淀、失光、粉化、降低柔韧性等，所以，在欧美国家，调和漆都已很少使用或根本不使用这些填料。而通过聚糖树脂技术引人油包水乳液来降低成本却受到欧美公司的普遍欢迎。在欧美地区，调和漆和磁漆的主要区别是因底材深浅不同，要求涂料遮盖能力也不同，所以只在于钦白粉或其他颜料的用量不同，都使用了聚糖树脂做添加剂。
值得指出，对于中国的醇酸调和漆一大特点是PVC高，填料占很大比例，属于低端产品，聚糖树脂在中国醇酸调和漆的应用虽还有一定应用意义，但其降低成本空间要比醇酸磁漆小。
5阻碍醇酸涂料良性发展的因素
国内成品涂料常以质量为单位包装销售，但在外资公司的包装形式和国内国际招标项目中，要求涂料的涂刷面积是以公升为单位计算，成本核算也是以体积为单位计算，此法较为科学。中国已加人世界贸易组织，中国的涂料行业若要同国际接轨，采用体积包装计量是必然之举。
采用质量包装销售醇酸树脂涂料，在某种程度上也助长了在配方中多加填充料的不良行业习惯。因为涂料越重越好，越重越赚钱，另外，中国的国家标准，对醇酸树脂涂料也规定了固体分的指标。当时制定此标准的初衷是希望生产企业的产品货真价实，希望有足够的成膜物质和真正的颜料，然而，填充料的应用和用量有时却不当，以白调和漆为例，很多产品的成膜树脂固体分只有25%左右，钦白粉含量只有10%左右，两项总和才35%，如果不加填充料就达不到国家标准固含量50%的要求。欧美的涂料标准，就不要求固体分，因为此实在不能保证满足50%固体分要求的涂料就一定是好质量的产品，他们的标准更注重涂料的功能性。
对于中国涂料国家标准在制修订进程中，新制订涂料产品标准已不出现固体分和遮盖力指标要求，因为此属于经济指标，已不在技术指标中体现，但中国醇酸磁漆和醇酸调和漆技术标准未做过修订，故现仍保留固体分和遮盖力指标要求是不合理的，应及时修改，这样才是与时俱进与国际接轨，着重体现产品功能性技术要求。涂料行业在包装销售方面中国若改革与国际一致采用体积销售，这必将改善涂料行业整体产品结构和质量，提升行业产品档次，填充料的消耗量也将大大减少。
尽管中国醇酸涂料的固体分和遮盖力技术指标暂时无法取消，体积计量也一时无法普及实施，但加拿大的聚糖树脂技术对中国醇酸磁漆和醇酸调和漆的改变，在保证涂刷面积和涂料的性能、突出环保是有实际应用意义的。
6结语
国际原油价格依旧会不断上涨，这会直接影响到涂料企业原材料价格和运输成本上升，导致利润空间缩小。在此市场环境下，LPRT聚糖树脂技术会给中国生产溶剂型醇酸涂料的制造商带来新的契机，在保持涂料原始质量的同时降低5%一12%的原料成本，提高经济效益，同时降低15%一25%的VOC含量，将向低污染环保型涂料的良性循环发展。

cao0037

据我所知,价钱不便宜:)

liutie1977

整体成本还是能下降不少的。

hubo

聚糖相对与加水来说是便宜很多了
但是聚糖现在在乳胶漆中做增稠剂得功用越来越多了

anla

聚糖树脂技术能形成稳定的漆膜，应用在醇酸油漆中能降低部分原料成本，还是不错的

jishuren

聚糖树脂的吧化学结构是怎样的

Resinking

应当是酯化的糖类

xhuaj

他们也来我们公司做过试验,我也亲自参与,但是效果并不是他们鼓吹的那样省事,而且水还是会析出的,时间一久,铁桶也生了锈.生产成本和贮存空间无形增大,所以单纯从材料成本上来计算是不准确的.而且国内陕西也有,我们也做了,效果也可以,还有德国一家,很多年前也盯上了我们,但是考虑到不稳定因素,我们一直只是小规模的试验,没有大批量生产,担心砸牌子.但是如果从环境角度去考虑,这是值得推广的一项技术方案.

shantuwang003

水性涂料技术太复杂，面临很多棘手问题

quedemao

xhuaj 发表于 2009-4-8 15:19
他们也来我们公司做过试验,我也亲自参与,但是效果并不是他们鼓吹的那样省事,而且水还是会析出的,时间一久,铁 ...

你可以试试我们的产品，我们代理的巴西的一家专业生产醇酸漆乳化剂的工厂，可添加水为20%树脂固含量。目前这个产品只有在美洲大陆销售较好，在国内还是空白。如果感兴趣，资料可以提供。

bear

收藏 学习