Водные отвердители завоевали значительную популярность в различных отраслях промышленности благодаря своей экологичности, низкому уровню выбросов летучих органических соединений (ЛОС) и отличным эксплуатационным характеристикам. Меня, как ведущего поставщика отвердителя на водной основе, часто спрашивают о химическом составе этих средств. В этом блоге я подробно расскажу о том, из чего состоят отвердители на водной основе.
Общий обзор водорастворимых отвердителей
Водные отвердители — это вещества, используемые для инициирования процесса отверждения или отверждения покрытий на водной основе, клеев и композитов. В отличие от традиционных отвердителей на основе растворителей, их формула рассчитана на диспергирование или растворение в воде, что делает их более экологичными и удобными для использования.
Ключевые химические компоненты
Полиамины
Полиамины являются одним из наиболее распространенных химических компонентов водных отвердителей. В их молекулярной структуре содержится несколько аминогрупп (-NH₂). Эти аминогруппы реагируют с другими функциональными группами, такими как эпоксидные группы, с образованием сшитых полимерных сетей. Например, в системах эпоксидных смол полиамины действуют как отвердители. При смешивании с эпоксидными смолами аминогруппы полиаминов раскрывают эпоксидные кольца, что приводит к химической реакции, в результате которой образуется трехмерная полимерная матрица.
Тип используемого полиамина может варьироваться в зависимости от конкретных требований применения. Алифатические полиамины, такие как диэтилентриамин (ДЭТА) и триэтилентетрамин (ТЭТА), известны своей быстрой скоростью отверждения и высокой реакционной способностью. Однако они могут иметь некоторые недостатки, такие как относительно короткий срок годности и склонность поглощать углекислый газ из воздуха, что может вызвать явление, называемое «покраснением» на отвержденной поверхности.
С другой стороны, ароматические полиамины обладают лучшей термостойкостью и химической стойкостью. Например, м-фенилендиамин (MPDA) и диаминодифенилметан (DDM) представляют собой ароматические полиамины, которые часто используются в приложениях, где необходимы высокие эксплуатационные свойства, например, в промышленных покрытиях для химически устойчивых сред.
Блокированные изоцианаты
Блокированные изоцианаты являются еще одним важным классом химических веществ в водных отверждающих средствах. Изоцианаты (-NCO) представляют собой высокореактивные группы, которые могут реагировать с активными водородсодержащими соединениями, такими как гидроксильные группы (-ОН) и аминогруппы. Однако изоцианаты также очень чувствительны к влаге и могут бесконтрольно реагировать с водой. Чтобы решить эту проблему, изоцианаты «блокируют» блокирующим агентом.
Блокирующий агент временно маскирует реакционную способность изоцианатных групп. При повышенных температурах блокирующий агент диссоциирует от изоцианата, высвобождая реакционноспособные группы - NCO, которые затем могут вступать в реакцию с другими компонентами системы, например с полиолами. Это позволяет более контролировать процесс отверждения, особенно в системах на водной основе.
Общие блокирующие агенты включают капролактам, фенол и оксимы. Выбор блокирующего агента влияет на температуру диссоциации и общую эффективность водного отвердителя. Например, блокированные капролактамом изоцианаты обычно имеют относительно высокую температуру диссоциации, что делает их пригодными для применений, где требуется стадия высокотемпературного отверждения, например, при нанесении порошковых покрытий или некоторых промышленных процессах обжига.
Полиолы
Полиолы – это органические соединения, содержащие несколько гидроксильных групп. Они играют решающую роль в системах водных отвердителей, особенно в сочетании с изоцианатами. Когда полиолы реагируют с изоцианатами, они образуют полиуретановые полимеры. Полиолы можно разделить на различные типы, такие как полиэфирполиолы, полиэфирполиолы и акриловые полиолы.
Полиэфирполиолы синтезируют реакцией многоосновных кислот и многоатомных спиртов. Они обладают хорошими механическими свойствами, химической стойкостью и адгезией. С другой стороны, полиэфирполиолы получают путем полимеризации эпоксидов. Они обладают превосходной гибкостью, низкой вязкостью и хорошей растворимостью в воде, что делает их пригодными для водорастворимых систем. Акриловые полиолы получают путем полимеризации акриловых мономеров и обладают хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям и сохранением блеска.
Катализаторы
Катализаторы используются для ускорения реакции отверждения водных отвердителей. Они позволяют значительно сократить время отверждения и повысить общую эффективность процесса. Обычные катализаторы, используемые в системах водных отвердителей, включают третичные амины и катализаторы на основе металлов.
Третичные амины, такие как триэтиламин (ТЭА) и диметилэтаноламин (ДМЭА), могут катализировать реакцию между изоцианатами и полиолами. Они действуют путем активации изоцианатных групп, делая их более реакционноспособными по отношению к гидроксильным группам полиолов. Катализаторы на основе металлов, такие как дилаурат дибутилолова (DBTDL), также широко используются, особенно в полиуретановых системах. Однако из-за экологических проблем наблюдается растущая тенденция к использованию более экологически чистых катализаторов, таких как катализаторы на основе висмута.
Роль разбавителей в системах водных отвердителей
Разбавители часто используются в сочетании с отвердителями на водной основе для регулирования вязкости покрытия или состава клея. Они помогают лучше применять и распространять продукт. Для конкретных применений доступны различные типы разбавителей.
Для систем на основе винила вы можете использоватьРазбавитель специально для винила. Этот разбавитель разработан для совместимости с виниловыми полимерами и может эффективно снижать вязкость водорастворимых покрытий на виниловой основе или клеев, содержащих водные отвердители.
Если вы работаете с износостойкими покрытиями,Разбавитель, специально разработанный для высокой износостойкостиэто отличный выбор. Он может сохранить эксплуатационные характеристики износостойкого состава, одновременно облегчая его нанесение.
Для систем на основе фторуглеродовРазбавитель, специально предназначенный для фторуглеродаразработан с учетом химической совместимости с фторуглеродными полимерами. Обеспечивает правильное диспергирование и нанесение продуктов на водной основе на основе фторуглеродов, отвержденных водорастворимыми отвердителями.
Заключение и призыв к действию
Понимание химического состава водных отвердителей необходимо для выбора подходящего продукта для вашего конкретного применения. Как поставщик отвердителя на водной основе, мы предлагаем широкий ассортимент высококачественной продукции, адаптированной к различным отраслям промышленности и требованиям. Если вам нужен быстроотверждаемый агент для быстрого выполнения проекта или высокоэффективный агент для сложных условий, у нас есть решение для вас.
Если вы заинтересованы в получении дополнительной информации о наших водных отверждающих средствах или хотите обсудить возможные закупки, свяжитесь с нами. Наша команда экспертов готова помочь вам найти лучший продукт для ваших нужд и сопровождать вас в процессе закупок.
Ссылки
- «Технология нанесения покрытий на водной основе», Джон В. Тейлор.
- «Справочник по полиуретанам» Гюнтера Эртеля
- «Эпоксидные смолы: химия и технология», Клейтон А. Мэй.