中國新型涂料網訊： 0前言
       涂料、油墨行業消耗的溶劑占全球用于工業產品的有機溶劑總量的一半。今天消費者已經認識到涂料及家用洗滌清潔劑中所含的溶劑會污染環境并影響人體健康，因此可持續發展的理念已逐步成為影響行業發展的重要因素。隨著環保法規日趨嚴格，消費者更加理智，原料供應商不得不推出符合生態的解決方案，旨在滿足大多數終端用戶的訴求。事實上，可持續發展和健康意識已成為革新的動力。這樣就使制造商力圖找到能滿足消費者需求的低氣味無毒的產品。與此同時，涂料行業的生產商正在尋找降低原料成本的途徑，他們期待著具有較寬的應用范圍，多功能的添加劑問世。
 
1.voc的潛在來源
       涂料中的很多成分會形成voc。在水性涂料中，voc可能主要源自成膜助劑。涂料施工后，水分開始蒸發，乳膠粒子開始融合成膜(圖1)。        voc的另一個主要來源就是二醇類助溶劑，其主要作用為:在貯存時提高抗凍融性;在施工時保濕，改善搭邊性。其它添加劑，諸如分散劑、表面活性劑、流變改性劑及殺菌劑等均為次要因素，但亦是不能忽略的voc來源。
       由于上述原料含有被嚴格限制的voc成分，迫使裝飾涂料配方設計師必須尋找新的解決方案。旨在可以靈活開發產品，使之既可滿足施工及涂膜性能，又可符合新的環保法規。
 
2不揮發型成膜助荊(EFC系列)
       3年前，1種基于可再生油酸的高純度丙二醇單油酸( Loxanol EFC 100 )，由于其能滿足嚴格的voc要求，在全球被引人裝飾涂料領域。按照客戶的反饋，第2代含有C-18脂肪酸混合物的丙二醇單酯(Loxanol EFC 200)已經面世。其各項指標得到了改進，并具有較淺的顏色。第3代產品是基于可再生技術的高純度線性短鏈脂肪酯(Loxanol EFC 300)，其符合歐洲無voc定義。但是按照美國EPA 24測試方法voc則超過90%。 EFC 300與傳統的三甲基戊二醇單異丁酯(TMB)在許多通用乳液中進行比較，效率可提高30%。除此之外還提高了涂膜的硬化速度，改善了抗沾污性。EFC 200和EFC 300均為源于天然原料的低氣味成膜助劑，適用于所有水性裝飾涂料，有助于滿足環保要求苛刻的涂料的制備及施工性能。這兩種成膜助劑已在多個國家注冊。其技術參數見表1.        對EFC 200在不同市售乳液中的相容性及最低成膜溫度的評估結果見表2.     EFC 100和200主要用于需要符合美國EPA 24檢測方法的涂料制備。而EFC 300則用于除此之外的其它目的。表3所列的是EFC 300與TMB(2, 2, 4-三甲基一1, 3一戊二醇單異丁酸酯)在不同市售乳液中的對比實驗數據。多數情況下，由于EFC 300在涂膜干燥過程中的快速釋放效應使其在用量減少1/3時的硬化效果與TMB相當。

 

3 EFC系列符合可持續發展理念的主要因素

3.1減少voc的揮發
    EFC 200基于可再生的C-18脂肪酸，其可以明顯減少建筑涂料中voc的揮發。
    檢測涂料中VOC的方法之一是計算可揮發分的總量。然后分別計算出每一揮發物在體系中的的量。另一種是美國EPA 24方法。不同成膜助劑按照EPA24方法檢測voc的結果見圖2。由圖2可見:工業級成膜助劑TMB的voc含量為100%。而同等條件下EFC-200 VOC含量約為2%.

不同成膜助荊按照EPA24方法的voc檢測結果

不同成膜助劑制備的內墻涂料的voc對比見圖3。由圖3可見:使用TMB的內墻半光乳膠漆中所含的voc計算值為150g/L。如用EFC 200按濕重量替換TMB，由于EFC 200的添加量較TMB低并且配方中不再需要二醇類溶劑，voc可大幅降低。

不同成膜助劑制備的內墻涂料voc對比

 

3.2可滿足性能要求
      在外墻和內墻涂料中將EFC 200與工業級成膜助劑TMB的性能進行對比評估。進行54℃, 2周熱貯實驗，模擬長期貯存穩定性。實驗配方分別見表4, 5.

外墻平光丙烯酸涂料

內墻半光丙烯酸涂料

3.2.1流變性

研究證明:使用了EFC 200的涂料的流變性，高剪切粘度(ICI)和低剪切粘度(KU)與使用TMB的涂料相比均得到了明顯改善(圖4, 5).

C18硬脂酸混合物制備的成膜助劑EFC 200與C12-14脂肪醇基的聚合用表面活性劑或TMB相比較，使乳液粒子的疏水性大大提高，這使得締合型增稠劑顯示出更好的締合作用。也意味著與TMB相比，可降低10%--15%的締合型增稠劑的用量。

EFC 200與TMB對涂料中高剪切粘度(ICI)的影響;EFC 200與TMB對涂料中低剪切粘度(KU)的影響

3.2.2改善光澤

研究還發現:EFC 200與TMB相比，賦予涂料更好的流平性但不會產生流掛。由于EFC200良好的成膜效果，使涂膜不管是20º還是60º的光澤都可明顯提高。即使在5℃低溫條件下(圖6)，在高PVC平光涂料中將TMB替換成EFC 200也未降低光澤。

5℃條件下的光澤對比

3.2.3耐濕擦性

EFC 200還明顯改善了涂料的耐濕擦性。在內墻涂料測試中，與TMB相比可提高20%(圖7)。這也佐證了EFC 200良好的成膜性。

在內墻涂料中的耐擦洗性

4結語

我們發現:高純度脂肪酸醋及其混合物氣味很低，無voc，可再生，故可用于制備較低voc的涂料。在不執行EPA 24檢測標準而僅考慮可再生、低氣味時，EFC300有助于改善恢復硬度的速度及耐沾污性。當準備嚴格執行全球的最高voc標準，TMB不被接受，而同時又渴望使用可再生成膜助劑時，EFC 200則是最佳選擇。此外，可再生技術制備的成膜助劑還可以改善流變性.提高光澤和耐濕擦性。