摘要：近年来，涂料抗老化技术问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了水性涂料的分类及化学配方等内容。在探讨水性涂料的发展应用前景的同时，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面研究了纳米材料在丙烯酸酯涂料改性中的应用，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：涂料；抗老化；技术；研究
1概述
早在1995年，德国都芳涂料便率先进入中国涂料市场，这一市场的开拓也使得我国在水性环保涂料方面的创新之门被打开。之后，山东亚力美公司于1996年将国内第一次通过研发并获得成功的水性土器涂料推出来。然而前景并不明朗，于2000年此类涂料的应用前景未能得到有效开拓。到了2003年，我国伸展宝华公司对水性漆的质量进行了改进，同时在一定程度上使成本得到了有效节约。到了2015年，深圳的禁油漆令的颁布，使得水性涂料的发展具备了很明朗的市场；到了2017年，水性涂料的应用范围领域非常广泛，然而在当时的环境下，消费者还不够了解水性涂料，使得水性涂料的市场发展前景未能按照计划顺利发展下去。从现状来看，我国已经具备了很强的水性涂料研发技术，并已经研发成功的水性涂料在种类上非常之多，可以产品需求为依据，进一步推出多类配方。并且，我国涂料工业协会还数次这对“水性涂料发展”这一课题展开了深入了研讨会议，其目的是对水性涂料的研发进行加强以及推广。
2水性涂料的分类及化学配方等内容分析
2.1水性涂料分类
结合目前研发出来的水性涂料，主要将其分为三类，包括：（1）水性环氧树脂涂料。对于此类水性涂料来说主要讲环氧树脂作为基质，在水中分散，并呈现一定的分散方式，其无有机溶剂，在有机化合物含量上偏低，具备绿色环保的功能。从操作方面来看，此类水性涂料施工简单，施工工具可采取水直接进行清洗。此外，此类水性涂料的固化性很强，可以和其他水性聚合物体一同应用，在经济价值上较高。（2）水性聚氨酯涂料。基于聚氨酯分子结构当中，具备很小的氨基甲酸脂链节聚合物，它的分子之间能够使氢键以及范德华力得到有效形成，具备优良的内聚力以及粘结力，并且其分子结构能够灵巧地调节。和一般的乳胶涂料比较，此类涂料在低温成膜特性上非常突出，同时其对通常使用到的塑料产品均具备很优化的耐久性以及附着性。（3）水性丙烯酸脂涂料。基于丙烯酸树脂当中，具备丙烯酸、乙烯系单体以及甲基丙烯酸等，能够确保水性丙烯酸酯涂料具备良好的热塑性，与此同时还能够展现出非常好的保色保光的能力。
2.2水性涂料配方及优势
对于水性涂料来说，在配置过程中，需要使用到一些成膜物，比如水溶性树脂、无机高分子水性树脂以及水性环氧树脂等，成膜之后水性涂料主要呈现乳化乳液状态。与此同时，对于水性涂料来说，其成膜是随水分的挥发高分子颗粒相互挤压最终交联而形成，因此水性涂料的VOC等排放量偏低，属于一类安全性高，并且不会造成污染的绿色涂料，无论是对自然环境，还是对人的健康，均不会产生影响。总结起来，水性涂料配方的主要优势包括：（1）安全性高。由于水性涂料将水作为稀释剂，因此其不具爆炸以及燃烧等风险；同时，在生产、操作以及运输环节，均不会对人产生伤害；（2）实用价值高。由于水性涂料具备特殊的成膜方法，所以其具备很好的延展性以及透气性，基于应用期间手感舒适，并且附着力强，不容易开裂脱落，这样便增强了产品的外部美观；（3）环保。水性涂料将水作为稀释剂，水分占了70%到90%，无甲醛、铅等有害物质，对人体健康不会造成影响，因此其环保价值颇高。
3.丙烯酸酯类水性木器涂料的性能特点
丙烯酸酯涂料是由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物制成的涂料，这类产品的原料是石油化工生产的，其价格低廉，资源丰富。为了改进性能和降低成本，往往还采用一定比例的烯烃单体与之共聚，如丙烯腈、丙烯酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等。不同共聚物具有各自的特点，所以，可以根据产品的要求，知道出各种型号的涂料品种。它们都有很多共同的特点。
水性涂料是以水为溶剂或分散介质的涂料。以水代替了有机溶剂它有利于环境保护和防止火灾，且改善操作环境和劳动条件。传统的水性丙烯酸溶液，往往存在着干燥时间较长，涂膜硬度建立速度慢以及与溶剂体系相比在抗堆叠性能差距较大的缺陷。但是木器涂料特别是工业木器涂料通常是需要出色的硬度和抗堆叠性，以满足工厂流水线操作施工的要求。针对不同的应用，赋予产品不同的性能，使得丙烯酸酯类涂料不仅具有很好的耐水性，而且具有优秀的柔韧性和硬度。由于聚丙烯酸酯的溶解度参数与未固化环氧树脂的溶解度参数相差不大，两者有很好的互溶性。又因为聚丙烯酸酯主链不含双键，所以它具有良好的抗热氧化作用。具体性能特点如下：
①具有优良的光泽，可制成透明度极好的水白色清漆和纯白的白磁漆。
②可制成中性涂料，调入铜粉、铝粉，则具有金银一样光耀夺目的色泽。
③耐光耐候性好，耐紫外线照射不分解或变黄。
④耐热性好。
⑤保光、保色，能长期保持原有光泽。
⑥可耐一般酸、碱、醇和油脂等。
⑦长期贮存不变质。
性能参数如下表所示：
丙烯酸酯类水性木器涂料用于底涂和面涂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过底涂树脂提供涂层封闭性、高丰满度、高附着力、光泽度，通过面涂提供涂层高硬度、高抗划伤性、高耐化学品性等。以水性光固化树脂制备的涂料性能主要通过丙 烯酸酯双键的固化交联来实现其涂料的各种功能，合成光固化底涂树脂时，可以通过调整聚氨酯丙烯 酸酯低聚物分子量等方式，使得底涂树脂获得更好的流平、润湿、渗透性，从而使得以其为底涂的涂料 具有较好的暖色、封闭等性能；而通过调节双键密 度、交联密度，可以得到更优异的耐性、抗刮伤等性能。水性木器涂料的涂装效果，与环境温度、湿度、施工工艺、涂装基材等因素密切相关，其施工宽泛性要远比溶剂型木器涂料为差：再者，丙烯酸酯类水性木器涂料的干燥时间也要明显长于溶剂型木器涂料。因此，丙烯酸酯类水性木器涂料的施工成本要比溶剂型木器涂料贵。
4.纳米材料在丙烯酸酯涂料改性中的应用研究
可以说我国的涂料行业发展很快，日新月异，尤其是纳米材料在行业中应用，让涂料行业迎来了勃勃生机，也让行业迎接着巨大的机遇与挑战，纳米材料的介入使得传统涂料行业拥有了令人眼前一亮的特殊性能，这应该算是涂料行业的一次全新的革命，技术上的一次飞跃，更多功能的展示让很多民众也都看到了涂料行业一步步走向了健康、环保与绿色，相信在纳米材料的帮助下，丙烯酸酯涂料会成为一种不可或缺的优质涂料。
4.1纳米CaCO3在丙烯酸酯涂料改性中的应用
纳米CaCO3属于一种特殊的纳米材料，它可以当做软质填料来应用，除了应用在丙烯酸酯涂料方面，还可以用于其它涂料，这就是它的一大优势与特点。纳米CaCO3本身没有毒，也没有刺激性的气味，跟各种聚合物都能够很快地相容，因此应用方面就非常突显。
关于纳米CaCO3在丙烯酸酯涂料改性中的应用，笔者也进行了简单试验，得出了以上的结论。主要试验原料为：纳米CaCO3粉末：粒径59nm；分散剂；二甲苯：工业级：Z-26；丙烯酸树脂：含量50%；钛白：R902。主要试验设备：新型砂磨机，双槽刮板细度计，电子分析天平等。
试验方法：第一：选择分散剂。利用沉降试验法。将1g的纳米CaCO3样品放于带磨口的刻度量筒之中，加入一部分二甲苯之后，要让纳米CaCO3充分变湿润，再加入0.1g分散剂与二甲苯到20ml，然后将这些充分地胶板均匀，常温下放置，记录下各个时刻沉积物占有的体积。第二：优化分散工艺条件。将一定重量的丙烯酸树脂、分散剂、二甲苯、纳米CaCO3一起放置于500ml的砂磨杯中，还要称取质量为总质量1.3倍的锆珠放入其中，将砂磨机安装好，通水并进行冷却，砂磨的时间为5小时，一小时记录一次浆液的吸毒，砂磨之后进行过滤，然后观察稳定性。第三：制备纳米改性丙烯酸酯涂料。将一定数量的丙烯酸树脂、纳米CaCO3、分散剂、钛白、二甲苯一起掺入到砂磨杯中，取锆珠加入里面，砂磨机安装好后，对浆液进行砂磨，过滤之后就得到了纳米改性丙烯酸酯涂料了，然后对比原先的丙烯酸涂料，对二者的性能进行测试。对比测试结果如表1。
实验结果很明显，传统的丙烯酸酯涂料跟加入了纳米CaCO3的丙烯酸酯涂料相比较，无论是外观性、耐水性、耐污性还是稳定性方面加入纳米CaCO3的丙烯酸酯涂料要远远优于传统涂料，从这一点上可见纳米材料改性的重要性。
4.2纳米TiO2在丙烯酸酯涂料改性中的应用
在很多建成较长时间的高层建筑物外立面因为种种原因已经脱皮或者褪色了，其主要原因是因为涂抹在建筑物外墙上的涂料因为常年经受着风水雨打的侵袭，阳光的直晒，在空气中还存在着许多酸性的污染物，温度与湿度的双重影响等致命因素汇聚在一起，就造成了涂料涂膜出现了老化的情况，更重要的原因在于涂料难以抗拒紫外线的直射，这也是让涂膜加速老化的重要原因。纳米TiO2本身是具有很多优秀特性的，其自身就是一种非常好的抗老化剂，如果将其运用于丙烯酸酯涂料中可以提高涂料涂膜的耐候性，这是其当前被广泛应用的主要原因。
5常用的涂料抗老化技术方法
5.1选用抗老化性能优良的树脂作基料
涂料用树脂的品种很多，醇酸树脂、脂肪族聚氨酯、丙烯酸树脂、氨基醇酸树脂、有机硅树脂等作基料时，能够得到耐候性能优异的涂膜。
5.2添加抗老化剂
当涂膜与空气接触时，会与空气中的氧进行化学反应而被氧化，是典型的自由基反应，称之为“自动氧化”，热能加速和促进自动氧化。紫外光能破坏涂膜内高分子的键，若有氧存在，聚合物同时也被氧化（光氧化）。加入抗老化剂可以消除或降低这方面的影响。
5.3抗老化剂的协同效应与对抗效应
当不同抗老化剂结合使用时，通常可观察到协同效应或是对抗效应。
协同效应是指二者结合作用超过分别单独应用的效果；对抗效应是指二者结合作用效果差于分别单独使用的效果；若分别单独使用效果之和与结合使用效果一致，则称为加合效应。协同效应的一个典型的例子，是硫代二丙酸月桂醇酯（DLTDP）或硫代二丙酸硬脂酸酯（DSTDP）与受阻酚合用作为某些塑料的长效热稳定剂。另一个具有重要工业意义的实例，是受阻酚与亚磷酸酯或磷酸酯合用作为聚烯烃加工稳定剂。
6结束语
综上所述，加强对涂料抗老化技术研究的研究分析，对于其良好效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]唐奕扬，陈虹，陈绍峰，唐建勋.水性涂料在我国汽车工业中的应用及其发展前景[J].现代涂料与涂装，2013，02：9-11.
[2]代润泽.水性涂料的化学配方应用及其发展前景[J].化工设计通讯，2016，09：111-119.
论文作者:韩继强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/11
标签：涂料论文; 水性论文; 丙烯酸酯论文; 纳米论文; 树脂论文; 丙烯酸论文; 木器论文; 《基层建设》2017年第16期论文;