Armin Michel, Corbion

　　醇酸涂料一直廣泛應(yīng)用于建筑和裝飾涂料中。在醇酸樹(shù)脂中接入生物質(zhì)丙交酯單體可明顯縮短干燥時(shí)間。其他優(yōu)點(diǎn)還包括可降低VOC含量，減少碳排放以及提高某些方面的性能。

　　確保醇酸涂料能快速干燥是面漆質(zhì)量的關(guān)鍵因素。不僅影響整體外觀，還能防止涂料在干燥過(guò)程中不受外界因素的影響方面起到了不可或缺的作用。同時(shí)，縮短干燥時(shí)間能使專業(yè)的油漆工極大提高作業(yè)效率， 在較短的時(shí)間內(nèi)涂裝更多的工件。

　　預(yù)計(jì)在未來(lái)20年中，在美國(guó)、中國(guó)和印度經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的推動(dòng)下，全球建筑業(yè)將會(huì)迅速發(fā)展。涂料的干燥時(shí)間將日益成為一個(gè)重要因素，尤其在揚(yáng)塵場(chǎng)所或空氣質(zhì)量較差的地方。

　　同時(shí)，對(duì)于提高其他性能的要求也日益增加，例如：提高光澤、保光性和使用方便性等，，同時(shí)涂料體系必須滿足日趨嚴(yán)格的有關(guān)揮發(fā)性有機(jī)物方面的法規(guī)要求。

　　因此，越來(lái)越多的涂料配方設(shè)計(jì)者都在尋求其它代用樹(shù)脂，既可方便高效地用于現(xiàn)有配方中，還能提高干燥性能，同時(shí)還能滿足其他性能要求。

　　為什么干燥時(shí)間對(duì)裝飾涂料至關(guān)重要

　　干燥時(shí)間是一個(gè)影響裝飾涂料總體外觀質(zhì)量十分重要的因素。干燥時(shí)間較短的涂料能快速免遭臟污、灰塵顆粒以及昆蟲(chóng)等對(duì)其造成的沾污，從而提高被涂物件涂裝的整體性能。

　　此外，縮短干燥時(shí)間還能提高專業(yè)和個(gè)體油漆工的作業(yè)效率。較快的干燥速度意味著可在較短的時(shí)間內(nèi)涂刷第二道涂料，從而縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，最終為承包商和終端用戶節(jié)約成本。

　　影響涂料干燥時(shí)間的因素有很多，在研發(fā)任何油漆或涂料配方時(shí)，必須對(duì)每一個(gè)因素都進(jìn)行全面考慮。這些因素包括：空氣的流動(dòng)、膜厚、溫度以及相對(duì)濕度。因此，有時(shí)候油漆工可以使用不同的干料組合來(lái)控制這些參數(shù)，為完美無(wú)瑕的面漆實(shí)現(xiàn)最佳干燥條件。另一種方法是選擇干燥時(shí)間較短的涂料配方。

　　丙交酯改性樹(shù)脂的使用及其優(yōu)點(diǎn)

　　多年來(lái)，由于油類單體在涂料應(yīng)用中性能和屬性方面的價(jià)值，聚合物和樹(shù)脂一直采用油類單體制備。特別是醇酸樹(shù)脂是最常見(jiàn)的一類樹(shù)脂。然而，隨著對(duì)提高性能的要求日益增加，涂料配方設(shè)計(jì)者可能會(huì)尋求新的結(jié)構(gòu)單元和原材料，以最低的成本提高現(xiàn)有涂料的性能。

　　這些新技術(shù)還為正在尋求符合日趨嚴(yán)格的VOC法規(guī)要求的配方設(shè)計(jì)者提供了其他有利條件。例如，隨著創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，工業(yè)上越來(lái)越多地采用雜化醇酸樹(shù)脂體系或助劑來(lái)重新設(shè)計(jì)配方。然而，當(dāng)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行改性時(shí)，不僅要使該體系在性能方面明顯提升，還要盡可能保持與原樹(shù)脂相近。

　　目前已進(jìn)行了大的量研究，以確定能加入到聚合物和樹(shù)脂中的單體，提高樹(shù)脂和涂料的性能。具有獨(dú)特性能的生物質(zhì)丙交酯結(jié)構(gòu)單元就是一個(gè)例子，其優(yōu)點(diǎn)為能使涂料干燥時(shí)間縮短，硬度高和保光性優(yōu)異。此外，丙交酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)能使涂料性能至少與石化產(chǎn)品制備的相同，同時(shí)還降低了溶劑型涂料帶來(lái)的環(huán)境影響。

　　數(shù)據(jù)顯示，與參照樹(shù)脂相比，丙交酯改性樹(shù)脂的干燥時(shí)間明顯縮短了。例如，丙交酯改性的中油(大豆油)醇酸樹(shù)脂的干燥時(shí)間縮短了10%，而丙交酯改性的中油(葵花油)醇酸樹(shù)脂的干燥時(shí)間縮短了30%(見(jiàn)圖1)。

　　丙交酯可以通過(guò)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，加入到醇酸樹(shù)脂的合成中，不會(huì)降低樹(shù)脂或涂料的性能，成本也較低。通過(guò)使用丙交酯替換具有雙官能的二元醇(例如五甘醇)以及二元酸(例如聚酰胺)的混合物對(duì)配方進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)保持樹(shù)脂的性能(如：酸值和羥值以及分子量)不變。

　　降低黏度以降低VOC含量，提高施工性能

　　涂料的施工性能是大多數(shù)終端用戶考慮的重要因素，這是由于它決定了覆蓋規(guī)定面積涂料的消耗量。不管是對(duì)于專業(yè)油漆工還是工業(yè)使用來(lái)說(shuō)，大多數(shù)人都在尋求能瞬時(shí)涂覆底材的涂料。黏度很低的涂料往往含有較高的溶劑量，一般必須涂刷多道才能獲得高質(zhì)量和高覆蓋率的涂層。

　　丙交酯改性醇酸樹(shù)脂的黏度明顯的要比標(biāo)準(zhǔn)的參照樹(shù)脂低，但同時(shí)還保留了原來(lái)樹(shù)脂的流變性。試驗(yàn)結(jié)果表明，在中油醇酸樹(shù)脂中使用丙交酯，可在分子量大致相同的情況下黏度降低達(dá) 80%(見(jiàn)圖2)。這就提高了涂料的流平性和流動(dòng)性，從而涂覆更均勻。

　　可采用多種方法提高耐久性

　　保光性是耐久性的一個(gè)重要體現(xiàn)，是在裝飾涂料配方中另一個(gè)性能參數(shù)。隨著消費(fèi)者的眼光越來(lái)越挑剔，配方設(shè)計(jì)者必須研發(fā)符合客戶對(duì)涂層長(zhǎng)時(shí)間外觀保持不變期望的產(chǎn)品，從而可免去重復(fù)購(gòu)置或重新涂裝的麻煩。

　　這對(duì)戶外用涂料特別重要，經(jīng)常暴露在室外環(huán)境中，受紫外線和雨水等影響。同時(shí)，涂覆白漆的物件在戶外時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)發(fā)生黃變。為滿足消費(fèi)者對(duì)質(zhì)量的要求，配方設(shè)計(jì)人員正設(shè)法提供高附加值的涂料，確保室外白色涂料具有長(zhǎng)效的保光性和保色性。因此，配方設(shè)計(jì)者一直不斷地在尋找提高保光性、降低黃變性的配方解決方案。研究表明，丙交酯改性醇酸樹(shù)脂具有與參照樹(shù)脂相似的原始光澤。在儲(chǔ)存溫度為60 °C的情況下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)試涂料在4周后顯示相似的黃變程度(見(jiàn)圖3)。

　　同樣，硬度是涂料耐久性的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于日常家居用品(如家具)來(lái)說(shuō)，磨損是不可避免的。要保證終端應(yīng)用的質(zhì)量，確保日常用品不易受到尖銳物品的影響或者刮傷尤為重要。試驗(yàn)表明，使用丙交酯進(jìn)行改性后的中油醇酸樹(shù)脂具有較高的初始硬度，而且能長(zhǎng)時(shí)間地保持這一硬度。這樣，終端應(yīng)用制造商就能對(duì)其產(chǎn)品做出質(zhì)保承諾，使消費(fèi)者長(zhǎng)期受益。

　　丙交酯如何降低涂料的碳排放

　　盡管原始的聚合物樹(shù)脂黏度和流變性可保持不變，但丙交酯改性后樹(shù)脂的黏度較低，因此可以設(shè)計(jì)出較高固體分的涂料配方。所需溶劑量會(huì)明顯減少，單位體積內(nèi)的材料含量增加，在高固體分涂料配方中VOC含量是較低的。

　　在某些樹(shù)脂配方中，溶劑量降低百分?jǐn)?shù)可高達(dá)30%，有助于符合日益嚴(yán)格的VOC法規(guī)(見(jiàn)圖4)。此外，降低溶劑含量還能節(jié)約最終涂料配方的成本。

　　另外，與參照配方相比，通過(guò)在現(xiàn)有配方中加入丙交酯改性樹(shù)脂后，二氧化碳排放量的降低可高達(dá)21%(見(jiàn)圖5)。

　　總結(jié)丙交酯在涂料配方中使用的優(yōu)點(diǎn)

　　在涂料配方中加入丙交酯醇酸樹(shù)脂，不僅有助于配方設(shè)計(jì)確保快速干燥以獲得高質(zhì)量面漆，同時(shí)，還符合日益增加的對(duì)其他性能的需求，有助于降低VOC含量，降低碳排放。

　　Puralact B3適用于用于多種涂料樹(shù)脂中。除縮短干燥時(shí)間外，還提高硬度和保光性，并減少碳排放。丙交酯可在低成本情況下很容易的融于醇酸樹(shù)脂中。