水性银粉

这是一篇关于专利水性银粉的思维导图，水性银粉，又称水性铝银浆或水性铝银粉，是一种由铝粉颗粒通过特殊工艺处理并分散在水性介质中的颜料。主要内容包括：电镀银漆，排列，快干，活化期，问题。

专利水性银粉

• 问题
  • 1. 银排效 果与金属感
    • 难点
      • 银排效果+金属感
        • 呈现上往往难以达到油性银粉漆的水平
      • 因为水性树脂与银粉的相互作用机制与油性体系存在差异
    • 解决方案
      • 选择
        • 高银排效果的树脂和匹配的银粉
        • 添加银排助剂如毕克的8421+海名斯的5020w等→改善银粉的排列和金属感。
      • 调整配方+施工工艺
        • 如优化喷涂技术和干燥条件，一定程度上提升银排效果。
  • 2. 施工性能
    • 难点
      • 施工性能相对较差
        • 施工黏度控制困难、触变性大、喷涂时易产生飞溅和流挂
    • 解决方案
      • 施工黏度
        • 适合喷涂+在湿膜表面形成轻微湿润层
      • 选择
        • 雾化效果好的喷枪
        • 优化喷涂工艺参数
          • 喷涂距离+速度+角度等
          • 以减少飞溅和流挂现象。
      • 添加
        • 流变助剂→改善触变性
  • 3. 干燥速 度与成膜性
    • 难点
      • 干速相对较慢
        • 且成膜性
          • 受温度+湿度等环境因素影响较大
      • 可能导致
        • 涂层在干燥过程中产生缺陷
          • 如针孔、缩孔等
        • 并影响涂层的最终性能。
    • 解决方案
      • 开发快干型银粉漆=添加快干助剂+成膜助剂种类*用量
      • 优化干燥工艺如提高干燥温度、延长干燥时间等
      • 注意控制施工环境的温度和湿度等条件，以减少对成膜性的不利影响。
  • 4. 储存稳定性
    • 难点
      • 容易出现分层、沉淀、发黑和胶化等问题→使用效果和品质
    • 解决方案
      • 选用
        • 亲水性好=助溶剂+增稠剂
          • 保证体系的相溶性和稳定性
      • 分散
        • 水性银浆的分散和防止堆叠，以减少分层和沉淀现象
      • 发黑和胶化
        • 分析具体原因：如调整配方pH值+原材料选择
  • 5. 环保与成本
    • 难点
      • 优势
        • 环保方面
      • 劣势
        • 生产成本+市场接受度→面临经济压力和市场竞争压力
    • 解决方案
      • 创新
        • 技术创新+工艺改进
          • 降本+质量和性能↑
      • 教育
        • 市场推广+宣传教育
          • 提高消费者认知度和接受度
      • 政策
        • 出台相关政策措施：鼓励和支持，发展和应用。
• 活化期
  • 影响
    • 酸值
      • 成反比
        • 加速=OH+NCO反应，导致活化期变短。
    • 分子量
      • Mn小
        • 热运动能力强，反应速度快，可能使活化期缩短。
      • Mn
        • 分子间相互作用复杂
          • 氢键、范德华力等非共价键
          • 减缓了交联反应的速度
        • 扩散限制
          • 分子链更长，分子间的空隙可能相对较小
        • 交联点分布
          • 缠结、物理交联等，形成更稳定的网络结构
    • 交联度
      • 交联度高的树脂，其交联网孔小，树脂强度高， 但对水的溶胀性差，反应速度慢，可能有助于延长活化期
      • 然而，这并非绝对，因为交联度过高也 可能导致树脂内部反应受阻，影响活化期。
  • 增加活化期
    • 1.水性固化延缓剂
      • 特性
        • 在常温下，阻止或减缓，关键反应基团（如NCO+OH）之间的反应。
      • 实例
        • 佛山市伯士德新材料，水性固化延缓剂6200，且不影响：表干和实干
    • 2.反应型稳定剂
      • 延长活化期+参与固化反应
        • 树脂/固化剂反应的官能团
      • 通过竞争反应或形成稳定的中间体来延缓主反应的进行
    • 3.物理屏障型稳定剂
      • 之间形成一层物理屏障
        • 延缓它**接触和反应
      • 高分子化合物+胶体粒子
        • 在混合体系中形成微小的分隔区域
        • 降低反应基团之间的有效碰撞频率。
    • 4.pH调节剂
      • 改变=电离状态+反应活性
      • 例如，在某些情况下，降低pH值可以显著延长活化期
    • 5.温度控制剂
      • 间接影响
      • 夏季高温=冰水稀释
    • 6.特殊助剂
      • 离子
        • 活化期=非离子型＞离子型，固化剂（通常）
        • 非离子
          • 反应活性较低
      • 新型的复合稳定剂或多功能助剂，结合了上述多种机制的优点
    • 不利影响
      • 降低硬度+耐磨性+耐水性
    • 子主题
  • 结构影响 同一羟值
    • 1.分子链
      • 长度：越短→活性越高
        • 末端羟基更容易与固化剂接触
      • 分支：多→延长
        • 羟基被包裹，难以与NCO充分接触
    • 2.官能团
      • 分布：过于集中→缩短
        • 局部反应过快，形成热点
      • 排列
        • 氢键+范德华力，相用互作→影响羟基的反应性
    • 3.交联结构
      • 较低的交联度→缩短
        • 使分子间的距离增加→有利于接触和反应
    • 4.纯度与杂质
      • 反应抑制/催化
    • 5.物理状态与形态
      • 乳液状态→缩短
        • 分散性更好，易混合均匀，反应
    • 2.1羟基排列
      • 1.邻位效应
        • 与酯基、羧基等相邻时
          • 形成氢键或发生其他相互作用
        • 缩短活化期
          • 邻位是另一个羟基或强极性基团
          • 相互作用可能增强，使得羟基更难与NCO反应
        • 延长活化期
      • 2.间隔排列
        • 交替排列，如羧基、酯基等
        • 缩短活化期
          • 间隔排列可能使得树脂分子更加有序
        • 延长活化期
          • 其他情况下，则可能阻碍反应
      • 3.立体构型
        • 官能团在三维空间中的排列方式（即立体构型）
        • 缩短活化期
          • 羟基位于分子链的末端或侧链的末端
        • 延长活化期
          • 被包裹在分子内部+其他基团的屏蔽
      • 4.序列分布
        • 共聚物树脂中
          • 不同单体的序列分布也会影响官能团的排列和反应性
        • eg：丙烯酸-丙烯 酸羟乙酯共聚物
          • 丙烯酸羟乙酯单元在 分子链中呈现无规分布
            • 那么羟基的排列将是随机的
          • 以嵌段或交替 的方式排列
            • 羟基的反应性可能会受到这种序列分布的影响
            • 特定的序列分布可能有利于固化反应的均匀进行
            • 某些情况，特定的序列分布有利于固化反应的均匀进行
            • 缩短活化期
      • 应用
        • 官能团 排序影响
          • 通过合成 工艺来控制
            • 影响控制
              • 调整单体的投料比、聚合温度、反应时间等
            • 可能影响
              • 后处理工艺（如提纯、改性等）
        • 类别
          • 聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂
            • 耐高温、耐化学腐蚀
        • eg1
          • 邻位效应导致的活化期延长
          • 情况描述
            • 1.在羟基丙烯酸树脂的合成中，如果羟基的邻位是另一个强极性 基团（如羧基），它们之间可能形成强烈的氢键相互作用。
            • 2.这种氢键作用会稳定羟基，使其更难与固化剂发生反应，从而延长活化期
          • 具体例子
            • 1.考虑一个丙烯酸-丙烯酸羟乙酯-丙烯酸共聚物
            • 2.其中丙烯酸羟乙酯单元（含有羟基）的邻位是丙烯酸单元（含有羧基）
            • 3.在这种情况下，羟基和羧基之间的氢键作用可能会阻碍羟基与固化剂的有效接触，导致反应速率降低，活化期延长。
        • eg2
          • 间隔排列与立体构型共同导致的活化期延长
          • 情况描述
            • 1.在树脂分子链中，如果羟基被其他非反应性基团间隔开，并且这些基团在三维空间中形成了一种屏蔽效应
            • 2.使得羟基难以与固化剂接触，那么这将导致活化期延长。
            • 3.此外，如果羟基位于分子链的内部或受到其他基团的立体阻碍，也会降低活性
          • 具体例子
            • 1.设想一个复杂的丙烯酸共聚物，其中包含丙烯酸 羟乙酯单元、甲基丙烯酸甲酯单元.和苯乙烯单元
            • 2.如果羟基（来自丙烯酸羟乙酯）被甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯单元间隔开
            • 3.并且这些间隔基团形成了紧密的堆积或屏蔽层，那么羟基将受到抑制
            • 3.此外，如果羟基位于分子链的弯曲或折叠部分，其立体构型可能使得固化剂难以接近，进一步延长了活化期。
        • 总结
          • 1.在这两个例子中，邻位效应、间隔排列和立体构型都通过不同的机制影响了羟基的反应活性，从而导致了活化期的延长。
          • 2.需要注意的是，这些影响通常是相互关联的，并且在实际树脂体系中可能同时存在多种因素共同作用。
          • 3.因此，在设计和优化树脂结构时，需要综合考虑各种因素的影响
• 快干
  • 1. 固含量
    • 固含高，因此距离表干的临界值就越近
    • 导致树脂颗粒间距离过小，流变性能变差，影响施工性能。
  • 2. 乳液颗粒大小
    • 成膜（颗粒小）
      • 同等工艺下，间距就越小，表干临界值就越低，干速越快
      • 1.成膜均匀性
        • 减小空隙和缺陷
        • 硬度+耐磨性
      • 2.成膜质量
        • 致密+连续
        • 耐久性+防护性
    • 光泽（颗粒小）
      • 小颗粒的树脂通常具有更好的成膜性和光泽度
      • 1.表面平整度
        • 光滑+细腻
      • 2.光线散射
        • 降低散射+漫反射，高的光泽度
  • 3. 玻璃化转 变温度（Tg）
    • Tg越高，最终成膜的性能就越好
      • 如硬度、耐磨性等。
    • 矛盾
      • Tg高→成膜助剂（多）→挥发会延长
      • 促进高分子在乳液颗粒间的相互渗透
    • 分析
      • 成膜过程，成膜助剂的影响
      • 初期
        • 促进渗透+融合→加速干燥
      • 后期
        • 挥发吸热→延长干燥
  • 4. 表面活性剂
    • 隔离和保护颗粒的作用
      • 防止颗粒聚集
        • 表面形成一层保护膜
      • 提高分散性
        • 亲水基团和疏水基团桥梁
        • 水中分散性，更加均匀细腻
    • 对成膜助 剂的影响
      • 不同类型表活+（树脂中）溶解度→影响成膜助剂，从而影响干燥速度。
      • 1.改变表面张力
        • 降表→成膜助剂更容易渗透→融合和固化
      • 2.调节溶解度
        • 表活，在树脂中的溶解度不同→影响成膜助剂的分布和作用
        • 主要影响成膜速度，来影响干速
      • 3.影响成膜速度
        • 适量表活
          • 促进成膜助剂的快速渗透和分布→加速成膜
        • 过量表活
          • 阻碍成膜助剂的作用→减慢成膜
    • 间接作用
      • 成膜助剂+稳定性
      • 改善分散性+促进成膜渗透→加速
• 排列
  • 金属感（2-1）
  • 金属感（2-2）
  • 树脂选择
    • 1.玻璃化温度（Tg）
      • 过高Tg→施工难度增加（平衡点）
      • 高低Tg树脂混拼
        • 良好硬度又不失柔韧性
    • 2.酸值与透明性
      • 酸值低
        • 通常具有更好的透明性和耐水性
        • 展现银粉的更好金属光泽
      • 透明性好
        • 在漆膜中的色彩和光泽得到充分展现
    • 3.分散性与相容性
      • 好的分散性
        • 均匀分散，避免团聚和沉淀
      • 有助于银粉在漆膜中形成稳定的排列
    • 4.树脂的类型
      • ASE
        • 耐候性+耐化+附着力
        • 机硅改
          • 硬度+耐磨性
          • 保持=柔韧性+透明性
      • PU
        • 优异=柔韧性+耐磨性
        • 耐候性
          • 可能略逊于ASE
        • 体使用环境权衡
• 电镀银漆
  • 区别
    • 电镀银
      • 概念
        • 纯银或银合金通过电解作用沉积在工件表面的表面处理方法
      • 机理
        • 电化学沉积的过程，以及电镀液、电流、电压等参数的调控
        • 1.将含有银离子的电镀液与待镀金属表面接触，
        • 2.并通过外加电源形成电场，
        • 3.使银离子在电场作用下向阴极（即待镀金属表面）迁移，
        • 4.并在阴极表面被还原成银原子，进而沉积形成银镀层。
      • 特点
        • 优点
          • 1.优异的附着力
          • 2.高硬度和耐磨性
            • 固化后，其表面硬度很高，能够抵御外界撞击和刮擦
          • 3.出色的防腐蚀性
            • 保护金属表面免受腐蚀和氧化
            • 光泽度、导电性能和表面光洁度，不易生锈腐蚀
          • 4.装饰性
            • 银白色的光泽，提升产品的美观性和档次。
            • 现代感和高级的时尚感
          • 5.导电 导热性
            • 提高金属表面的导电和散热效果
          • 6.广泛应用
            • 电镀银可用于多种高档消费品的表面处理
            • 如珠宝、手表、钢笔等，电器、仪器、仪表和照明用具等制造工业
        • 缺点
          • 1.成本较高
            • 复杂工艺
              • 电镀银需要专业设备和技术来完成，工艺相对复杂，因此价格较高。
          • 2.环境污染
            • 制作和应用过程中，可能会产生一定的环境污染问题
          • 3.易产生缺陷
            • 孔洞、不均匀
          • 4.易腐蚀 变色问题
            • （如潮湿、高温等），银镀层可能会受到腐蚀或变色
    • 电镀银漆
      • 概述
        • 过涂刷或喷涂在工件表面，以达到类似电镀银效果的涂料
      • 特点
        • 1. 成本较低
          • 成本更低，施工也更方便，能快速实现镀银效果
        • 2. 施工门槛低
          • 施工不需要专业装备和技术，施工门槛相对较低
        • 3. 耐久性一般
          • 表面容易受划伤和腐蚀，需要定期维护
        • 4. 广泛应用
          • 在家装、电子产品等领域
  • 仿电镀银
    • 银粉
      • 浮银
        • 较大的径厚比（即直径与厚度的比值）
        • 自由漂浮并平行排列于涂膜表面
      • 径厚比？
        • 越大=漂浮性+平行排列→金属光泽（越好）
        • 过大
          • 能导致银粉在涂料中分散不均或沉淀
      • 自由漂浮？
        • 1.片状结构
          • 径厚比（即直径远大于厚度）
        • 2.表面张力
          • 包覆=降表→易于分散+漂浮
        • 3.定向排列
          • 自然漂浮+旋转
          • 找到能量最低的稳定状态
    • 设计
      • 1. 溶剂
        • 溶解+分散：成分
        • 保持浮银片的稳定漂浮状态
      • 2. 粘度调节
        • 确保不会迅速沉降也不会过度分散
        • 而是能够保持稳定的漂浮状态
      • 3. 添加剂使用
        • 漂浮性和稳定性，如分散剂、稳定剂等
        • 改善成分之间的相互作用，防止浮银片团聚或沉降
    • 树脂
      • 官能团增加
        • -COOH
          • 极性+反应性→结合力
        • -OH
          • 亲水性+润湿性→均匀分散
            • 在基材表面的铺展和渗透
            • 附着力和流平性，使涂层更加均匀光滑
        • -COO-
          • 调整种类和数量→改变 溶解性、硬度
          • eg
            • 甲基丙烯酸甲酯（MMA）
              • 硬度+耐磨性
            • 丙烯酸丁酯（BA）
              • 柔韧性+耐冲击性
        • -NH2
          • 交联能力+耐候性
            • 碱性官能团→较强的反应活性
          • 过多
            • 脆性增加
      • 结构特点
        • 高分子量
          • 附着力+成膜性
            • 意味分子链较长，分子间相互作用力较强
            • 能够形成连续且致密的涂层结构
        • 交联结构
          • 自交联官能团→三维网络结构→硬度+耐磨性+耐候
        • 特殊链段
          • 柔顺/刚性→调节：柔韧性+硬度
            • 柔顺=如聚醚链段
              • 柔韧性和耐冲击性
            • 刚性=如芳香族链段
              • 硬度和耐热性
      • 类型
        • 1.醋酸纤维素改 性树脂（CAB）
          • 参比：特点
            • CAB
              • 加速溶剂释放+改善流平性+增强耐磨性和颜色稳定性+提高附着力
            • CAB改
              • 特殊的定位漂浮性
                • 发挥金属感→电镀效果
              • 耐酒精擦拭
                • 高档电子产品的面漆
              • 稀释性
                • 相溶性=多种树脂+溶剂
          • 甲基丙烯酸甲 酯MMA改性
            • 由于共聚时的空间位阻小，常被选作改性单体
            • MMA单体通过自由基引发，在CAB分子链上发生接枝反应
            • 改性提高了CAB的附着力、耐水性、耐溶剂性、光泽度和硬度
        • 2.纤维素混合 型丙烯酸树脂
          • 协同效应
            • CAB+ASE=混合→相互作用
              • 形成更稳定的共聚物结构
              • 有利于银粉的均匀分布和定向排列
              • 从而提升涂层的镜面效果和光泽度
          • 润湿与分散
            • ASE树脂
              • 润湿性+分散性 好
            • 促进=均匀分散+减少团聚→平整度+光泽度
          • 特点
            • 颜料定位性
              • 缩小闪光粒径，增加金属感白亮度
            • 附着力
              • 对ABS等底材附着力极佳
            • 耐醇性
              • 良好
        • 3.聚酯改性树脂
          • 改性方法
            • 共聚改性、交联改性
          • 交联反应
            • 聚酯树脂在改性过程中可能引入交联剂，形成三维网络结构。
            • 提升：硬度+耐磨性
            • 同时也有利于：银粉的固定+定向排列
              • 颜色稳定
          • 耐候性与 耐化学性
            • 改性进一步提高=耐候性+耐化学性→延长寿命
          • 良好的成膜性
            • 聚酯树脂易于成膜，且膜层光滑、平整
            • 有利于形成高质量的仿电镀银效果