水性涂料挑战污渍

犀利哥

作者： Julien Fischer，应用工程师，法国因泰聚合物; 程勇锋，应用技术经理，因泰聚合物贸易上海有限公司;
申德妍，应用技术经理，因泰聚合物贸易上海有限公司; 龚振琳，研发经理，因泰聚合物贸易上海有限公司

目前，向空气中释放VOC（挥发性有机物）的限制已经变得越来越严格了。在过去的十年中，尽管溶剂型涂料的市场份额已从40%下降至20%左右，但是VOC的释放限制会下降至绝对最小值。对油漆涂料工业而言，压力不仅来自法律法规，广大消费者对水性产品的需求也越来越强烈。溶剂所产生的气味具有很长的半衰期，无法避免。因此，对于使用溶剂型涂料的有限区域应该被临时关闭。然而，在实际应用中，在大多数情况下不能执行，因为居住场所或者公共区域需要立即给实际使用者使用 ；另一方面，翻新和重建或者维修等措施通常无法避免。

扩散问题
例如天花板的水渍，在大多数情况下，将这样的污渍遮盖住很费功夫。即使水渍干了，消除这种污渍通常需要非常长的过程，因为使用传统的乳胶漆进行翻新的目的是遮盖印迹，当和水蒸气或者水性涂料接触时，会导致这些渗出物溶解和扩散至表面，显示出黄棕色的斑点。这个过程也被叫做“渗色”，很难处理，并且不管涂布遮盖力再强的乳胶漆都无法解决。尼古丁残渣或者敞开式壁炉产生的烟渍存在着同样的问题。要去除这些污渍，传统的方法是使用溶剂型底漆和修补涂料。这些产品由于很难将水溶性污渍溶解，因此效力是毋庸置疑的。然而，从更大的环境看，存在着不协调性。

对于水性体系，只有使用重金属才能封闭水溶性污渍。它们依次被列入了环保黑名单。而且和溶剂型产品相比，这些产品就没有任何优势可言。

化学工业和环境保护之间将不再存在对立
目前，虽然环境保护的解决方案能达到要求，但是品质和效力同样重要。除了花费数十亿在最新科技用于降低污染物排放，许多公司都增加预算去研究开发可替代的环境友好产品。过去20年中，德国的化学工业在环境保护方面几乎充当着模范作用。例如，氮气或二氧化硫的排放大幅降低。同样，在一些地方的河流中，重金属的直接排放量比过去十年降低了超过50%。根据德国联邦统计局调查显示，在1995至2004年间，37亿欧元被用于环境保护。

用水性方案解决污渍问题
INTERPOLYMER水性环保体系发展的基础在于阳离子技术平台的发展。和传统的体系相比，使用这些特别开发的阳离子聚合物分散体作为污渍封闭和涂料翻新中的连接料，具有优异的污渍封闭性能，甚至可以不使用活性颜料。这些阳离子体系产品通过在聚合物链中引入质子化的胺基功能团制备而成。当用酸中和时，聚合物粒子开始溶涨，同时乳白色分散体将逐渐的转变为黄色透明溶液，见图1。关于中和过程，倾向使用挥发性酸，例如醋酸、蚁酸或者乳酸，目的是阻止成膜时形成盐和亲水性物质。

对不同基材所特有的附着力
污渍封闭有许多不同的机理：基于阳离子丙烯酸苯乙烯分散体SYNTRAN 6304和SYNTRAN 6305的配方，能与被污染基材的褪色的阴离子分子形成离子键（例如木材中的单宁酸），从而固定住它们。难去除的涂鸦或者潮湿的尼古丁残渣，餐饮场所、碱渍等被聚合物中的酸性基团所中和并固定。这就意味着即使封闭难去除的污渍，绝大多数情况只需要涂布一层即可。阳离子聚合物分散体封闭尼古丁渍的效果如图2所示；对涂鸦的封闭效果如图3所示。

另外，低pH值很大程度上阻止了污渍的溶解。而且，该溶液对木材或其它不同材质具有优异的附着力特性。对于木材，胺基基团可以和木纤维中的羟基形成氢键。

配方建议
考虑到产品的特殊性，在设计配方时需使用阳离子的粘结料。因为这类分散体是靠静电力稳定存在的，若在体系中使用阴离子的粘结料、色浆或助剂，体系将出现不稳定的现象。但是这类产品可以和非离子的润湿剂和增稠剂一起使用，例如聚氨酯类增稠剂或者聚醚聚醇缔合的增稠剂。基于SYNTRAN 6304的阳离子清漆推荐配方，见表1。


结论
SYNTRAN阳离子苯乙烯丙烯酸树脂分散体非常适用于环境友好的污渍封闭底漆或面漆。它们可以完全不使用或者使用很少量的成膜助剂。由于其污渍封闭性能是来源于树脂本身的官能基团，配方无需添加氧化锌或者其它的活性颜料便具有污渍封闭性能。因此鉴于其优异的性价比和环境友好性，目前阳离子体系是油性体系污渍封闭的最好替代产品。而且，当今环境保护不再是纯粹的口号，而是一个非常重要的课题。
小结
阳离子丙烯酸分散体非常适用于高品质的污渍封闭底漆和面漆；阳离子树脂在各种基材上均具有出色的附着力。(完)