在涂料工业中,尤其是水性涂料领域,CAPS 缓冲液基于其与活性基团树脂的兼容性、能生成优良乳化剂、可提高改性多异氰酸酯贮存稳定性以及助力水性涂料性能提升等多方面,为涂料的性能提升、稳定性保障要求的满足等多方面提供了支持。
一、与活性基团树脂的兼容性
1、稳定共存:CAPS 可在常温下与含活性基团(羟基、羧基、胺基、环氧基等)树脂长期稳定共存,这是其在涂料应用中的一大优势。在水性双组分聚氨酯涂料的配方体系中,常常包含多种具有不同活性基团的树脂成分。CAPS 不会与这些活性基团发生不必要的化学反应,从而保证了涂料在储存期间的稳定性。如果缓冲液与树脂活性基团发生反应,可能会导致涂料的粘度变化,甚至失效无法正常使用。而 CAPS 的兼容性使得涂料在生产后能够方便储存、运输和销售,减少了因涂料变质而造成的经济损失。
2、对涂料配方的灵活性:由于其良好的兼容性,CAPS 可以更自由地选择不同类型和比例的含活性基团树脂来调配涂料,以满足不同应用场景下对涂料性能的多样化需求。比如,在需要提高涂料硬度的情况下,可以增加含有环氧基树脂的比例;在需要增强涂料柔韧性时,则可以调整含羟基多元醇树脂的用量。CAPS 能够适应这些配方的变化,始终保持在体系中的稳定存在,确保涂料的整体性能不受影响。
二、反应生成优良乳化剂
1、温和条件下的反应特性:CAPS 与脂肪族多异氰酸酯在温和条件和叔胺中和剂的存在下能够发生反应,生成磺酸脲衍生物。这种温和的反应条件对于涂料生产过程具有作用。相比于一些需要高温、高压或强酸碱催化的反应,温和条件下的反应更容易控制,对生产设备的要求相对较低,降低了生产成本和生产过程中的安全风险。在涂料工业大规模生产中,能够在较为温和的环境下进行反应,可以提高生产效率,减少能源消耗,并且有利于保证产品质量的一致性。
2、磺酸脲衍生物的乳化功能:所生成的磺酸脲衍生物是极好的乳化剂。在水性涂料体系中,乳化剂能够使涂料中的有机相(如树脂、颜料等)和水相均匀混合,形成稳定的乳液。良好的乳化效果可以确保涂料在涂刷过程中均匀分散,避免出现颜料沉淀、涂层厚度不均等问题,从而提高涂料的装饰性和防护性能。CAPS 反应生成的磺酸脲衍生物能够有效地降低油水界面的张力,促进乳液的形成和稳定。与传统的乳化剂相比,它可能具有更好的乳化效率、更低的用量要求以及更广泛的适用性,能够适应不同类型水性涂料的乳化需求,进一步提升了涂料的质量和性能。
三、改性多异氰酸酯的贮存稳定性
1、防止浑浊与沉淀:CAPS 改性的多异氰酸酯具有出色的贮存稳定性,不会出现浑浊现象。如果多异氰酸酯发生浑浊或沉淀,可能会导致其活性降低,无法在使用时与其他组分正常反应,影响涂料的固化效果和最终性能。CAPS 改性后的多异氰酸酯能够有效地抵抗储存过程中的各种因素干扰,如温度变化、湿度影响等,保持其化学结构和物理状态的稳定,确保涂料在长时间储存后仍能保持良好的使用性能。
2、良好的水分散性:即使含有较少的磺酸盐基团时,CAPS 改性的多异氰酸酯也可在水中得到分散很好的乳液。这一特性使得涂料在使用前的调配更加方便快捷。在水性双组分聚氨酯涂料的施工过程中,需要将多异氰酸酯组分与其他水性组分混合均匀,形成可涂刷的涂料体系。CAPS 改性多异氰酸酯的良好水分散性能够保证其在水中迅速均匀地分散,与其他组分充分接触并发生反应,形成均匀、致密的涂层。这种良好的分散性还有助于提高涂料的固化速度和固化程度,使涂层具有更好的机械性能、耐化学性和耐久性,从而提高涂料的整体质量和使用寿命。
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