水性樹脂

水性樹脂是使用水而不是有機溶劑作為介質的聚合物，通常包含所有以水為主要載體的樹脂，其可以是水溶性的、或分散在水中[1][2]。水性樹脂常用於塗料、粘合劑、密封劑、彈性體和複合材料[3][4]。

發展

大多數塗料有四種基本成分—樹脂、溶劑、顏料和添加劑，但主要成分是樹脂[5]。隨著許多國家建立環境保護法規以及石化原料供應問題，促使越來越多化學家及企業轉向開發水性塗料技術，並且由於樹脂／聚合物是塗料中最重要的部分。 水通常是一種低成本（但不是免費）的商品，供應充足，沒有毒性問題．因此以水作為載體來生產油漆、油墨、粘合劑和紡織品施膠劑等的需求一直存在。1960 年代以美國為首開始，水性塗料的用量開始增長，其理由是：1) 降低塗料的可燃性（安全因素）； 2) 減少排放到大氣中的揮發性有機物； 3) 成本[6]，以上都有助於減少對石油衍生溶劑的依賴。近年來，從立法層面導致的開發壓力導致了水性樹脂越來越受到關注。[7][8][9]

水性樹脂種類

水性環氧樹脂
条目：環氧樹脂

環氧樹脂系統一般由固化劑和環氧樹脂組成，固化劑和環氧樹脂都可以製成水性的。以助溶劑和表面活性劑的乳化的水性環氧樹脂（分子量 >1000）分散乳液很容易可從市場取得。環氧樹脂主鏈經常被修飾增加親水性以確保乳化性。

乾燥過程中，樹脂顆粒隨著溶劑揮發凝結聚集成膜，為了固化樹脂並使其交聯，通常添加胺基固化劑，稱為雙組分系統[10]。

水性聚氨酯

水性聚氨酯係指分散在水中的聚胺酯樹酯，分為陰離子、陽離子、非離子型，其中以陰離子型最為常見[11]。水性聚氨酯藉由引入親水基團使樹脂能被分散在水中，但親水性基團會導致製成之成品防水性不佳，研究者們正在針對此問題進行開發研究[12]，如引入聚二甲基矽氧烷等結構[13]。水性聚氨酯也有二組份版本，由於二組分聚氨酯由多元醇與異氰酸酯及水與異氰酸酯反應固化，因此需要特殊的配方跟合成技術[14][15]，例如利用磺酸鹽改質異氰酸酯[16]。

參見
  1. Bicak, Niyazi; Gazi, Mustafa; Karagoz, Bunyamin. . Designed Monomers and Polymers. 2006-01-01, 9 (2): 193–200. S2CID 101639021. doi:10.1163/156855506776382646.
  2. . Allnex. [2020-03-24]. （原始内容存档于2020-03-25）.
  3. Padget, John. . JCT Journal of Coatings Technology. 1994, 66 (839): 89–105.
  4. Annable, T; Brown, R A; Padget, J C; van den Elshout, A. . Surface Coatings International. July 1998, 81 (7): 321–329. ISSN 1356-0751. S2CID 59152908. doi:10.1007/bf02700556.
  5. . Karsa, D. R., Davies, W. D., Royal Society of Chemistry (Great Britain), Society of Chemical Industry (Great Britain). Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry. 1995. ISBN 0-85404-740-9. OCLC 33164476.
  6. Jackson, K. . Surface Coatings International. 1999-07-01, 82 (7): 340–343. ISSN 1356-0751. S2CID 135613088. doi:10.1007/BF02720130 （英语）.
  7. Thames S.F. “Conversion to Water-Soluble/Water-borne polymers” February 1996 Lecture notes from the University of Southern Mississippi  short course
  8. . www.coatingstech-digital.org. [2021-07-22]. （原始内容存档于2022-01-28） （英语）.
  9. . www.coatingstech-digital.org. [2022-07-07] （英语）.
  10. Richardson F.B “Water-borne Epoxy Coatings: Past, Present and Future”    Modern Paints and Coatings April 1988 pages 84-88
  11. . www.linkedin.com. [2020-03-24]. （原始内容存档于2018-11-10） （英语）.
  12. Xu, Liangfeng. . Journal of Coatings Technology and Research (American Coatings Association). July 2021, 18 (4): 989–998. ISSN 1547-0091. S2CID 233176697. doi:10.1007/s11998-021-00476-y.
  13. He, Xiaoling; He, Jingwei; Sun, Yangkun; Zhou, Xiaopei; Zhang, Jingying; Liu, Fang. . Journal of Coatings Technology and Research. 2022-07-01, 19 (4): 1055–1066. ISSN 1935-3804. doi:10.1007/s11998-021-00584-9 （英语）.
  14. EP 2523987,Nachshon-Galili, Nitsa & Reut Sussan,「Two-component water-based polyurethane compositions and coatings」,发表于2012-11-21
  15. . www.pcimag.com. [2020-03-25]. （原始内容存档于2020-03-25） （英语）.
  16. Peng, Zhongkang. . J. Coat. Technol. Res. 2020, 17 (2): 345–359. S2CID 207989601. doi:10.1007/s11998-019-00277-4.

延伸閱讀
  • . Paul F. Bruins, Polytechnic Institute of Brooklyn. New York: Interscience Publishers. 1968. ISBN 0-470-11390-1. OCLC 182890.
  • Flick, Ernest W. . Park Ridge, NJ. 1993. ISBN 978-0-8155-1708-5. OCLC 915134542.
  • Lee, Henry. . Kris Neville [2nd, expanded work]. New York: McGraw-Hill. 1967. ISBN 0-07-036997-6. OCLC 311631322.
  • Philip Sherman; British Society of Rheology. . Macmillan. 1963. ISBN 9780080102900.

外部連結
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