【技术前沿】支化结构的新功能添加剂
支化聚合物结构以受控的方式制备,需要复杂的聚合方法和特殊的原材料。然而,具有定制支化聚合物结构的添加剂提供了新的特点,如低粘度、高流动性和高效率。
作为流平添加剂
如图1 所示,标准的聚醚- 改性的线性聚丙烯酸酯在一个液体涂料体系中,相比支化聚醚- 改性聚丙烯酸酯添加剂具有更高相容性。换句话说,新型的定制支化聚合物结构具有更高的向空气/涂层界面迁移的倾向。这些类型的聚丙烯酸酯在作为流平剂使用时更为有效。另一方面,支化、高表面活性的结构允许设计出亲水性聚醚侧链的流平添加剂。
图1:具表面活性的传统型改性聚丙烯酸酯和更有效的、支化改性聚丙烯酸酯结构的比较。
链结在支化聚丙烯酸酯流平剂的聚合物主链上的亲水性聚醚侧链,形成了一种亲水性表面效果,如图2。当含有改性支化聚丙烯酸酯流平剂的固化涂层进行下一道涂覆时,将观察到第二道涂层具有优良的润湿和铺展性。
图2:支化聚丙烯酸酯添加剂的聚醚侧链强烈促进该涂层表面的润湿。
支化改性聚丙烯酸酯的亲水性效果已经在水性固化OEM底漆中得到验证。除了涂层优异的流平性和高光泽,根据Owens-Wendt-Rabel 和Kaelbe 的方法,由水、甘油、乙二醇、正辛醇和正十二烷这五个标准液的接触角测定的表面能被观察到显著的提高。如表1所示,标准的聚丙烯酸酯添加剂不影响固化涂层的表面能。通过应用0.3% wt 的支化聚醚- 改性聚丙烯酸酯添加剂,固化膜的总表面能已增加到52.4 mN/m。与不含添加剂的对照物相比,涂层表面能的色散部分已经减少到50% 以上,至10.0 mN/m。与此相反,固化涂层表面能的极性部分已经显著增加到42.4 mN/m。水接触角非常低(30°),表明了该液态涂料具有更好的润湿性。
表1:通过使用少量定制的支化聚丙烯酸酯助剂,提高了水性OEM 底漆的表面极性和亲水性。
图3显示,在另一个水性聚酯- 三聚氰胺树脂的OEM 底漆里, 添加有支化丙烯酸酯助剂,水平和垂直地静电喷涂于CED 底板上, 都能获得优异的流平性。而添加标准聚丙烯酸酯流平剂,通过对照,观察到固化涂层的表面能轻微下降2.2 mN/m 到41.3 mN/m。与此相反,通过使用0.2% wt 的亲水性添加剂,得到固化涂层的表面能增加18.1mN/m 到61.0 mN/m。通过水性底漆,高表面能有助于下一道底色漆更好的润湿。这里,着色的底色漆(红色)被应用到涂覆有标准底漆和涂覆有改性底漆的两个CED 面板(图4 右边,左面板:标准和右面板:改性底漆)。通过静电喷涂(ESTA),红色OEM 底色漆的厚度已从面板顶端的0μm 增加到面板底端的25μm。
图3:在CED 面板上水平和垂直方向静电喷涂水性聚酯- 三聚氰胺底漆,用毕克化学双扫描波检测含有亲水性添加剂的流平性能。
在低膜厚区域,与没有添加剂的对照面板相比,涂覆有改性底漆的面板上,红色水性OEM 底色漆,显示出更好的润湿和铺展性。
图4:相对于对照面板,经过支化聚醚- 改性聚丙烯酸酯添加剂改性的红色OEM底色漆,在右边....
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