嘉宝莉联手华南理工大学研发高性能聚合物乳液制备新技术

来源:嘉宝莉 华南理工大学  ·  时间:2020-04-02 11:27:19  ·  11458 浏览

中国涂料50%以上为传统溶剂型涂料,每年向空排放约600万吨有机溶剂污染环境。

涂料水性化是世界涂料工业的发展方向,发达国家在本世纪初相继立法禁用溶剂型木器凃料。中国生产全球75%以上木质家具、玩具和工艺品,用国产溶剂型涂料涂装不能出口,用外国的水性涂料产品存在成本高、性价比低的缺点。


项目组从水性木器凃料性能受温度、湿度、水质、材质等因素影响分析,从研制高性能聚合物乳液出发,经过十余年产学研合作,开发出了符合欧美标准的15种高性能聚合物乳液和50多种水性木器涂料产品,实现了大规模生产和应用。产品在涂膜硬度、耐水、耐化学品和防涨筋等方面都有良好表现,解决了水性木器涂料出现的粘连和脱漆的难题。

该项目开发的主要关键技术有:大分子乳化、pH值可控交联、溶剂驱使溶胶-凝胶、程序乳化与聚合-分离一体化过程等。概括为以下3个方面的创新:

1、开发高固体含量聚合物水分散体的制备新工艺。采用含有羧酸盐的聚合物乳化分散不含羧酸盐的聚合物,制备固含高达50%以上的聚合物水分散体。开发pH值可控交联技术,提高涂膜的交联密度,消除涂膜中残留亲水羧基/胺基对涂膜耐水性的影响,解决聚氨酯水分散体(PUD)涂膜耐化学品和耐沾污性差的难题,PUD涂膜耐沾污性达到10级(国外是6-8级)。

2、发明了丙烯酸聚氨酯共聚物乳液(PUA)制备方法。以水性聚氨酯为大分子乳化剂和反应物制备PUA,通过环氧、丙烯酸和聚氨酯的化学复合提高涂膜硬度至0.66(国外0.54);开发程序乳化与聚合-分离一体化过程技术,实现年产1万吨PUA乳液的产业化稳定生产。

3、开发了高性能聚丙烯酸酯乳液(PA)制备新技术。开发室温自交联高固体含量PA乳液,提高其封闭性达到10级(国外最好是5级);开发溶剂驱使溶胶-凝胶技术,制备玻璃状坚硬涂膜,解决了水性涂料使木材涨筋的技术难题,底漆防涨筋性能达到10级(国外只有8级),抗热粘连性能达到10级(国外为7级),同时提高了涂膜硬度和打磨性。
该项目产品通过国际权威机构SGS(瑞士通用公证行)和LGA(产品安全性和可靠性)检测,超过欧美国家的相关标准;产品在全国推广应用,近3年累计销售收入5.07亿元,利润5959万元,年节约三苯溶剂1万余吨。

该项目产品被国内外厂商大量应用,成为国际家具业巨头宜家公司的定点供应产品,用其涂装的木、竹制品已出口到欧美等国。该项目已获授权发明专利15项(7项有效),曾获第十届和第十八届中国专利优秀奖;参与制订国家标准6项,发表SCI收录论文60余篇。该技术发明还可用于水性皮革涂饰剂和胶黏剂、纺织品、纸张涂层和建筑、金属、塑料涂料等领域。

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