EN
Статья
Введение акриловых водных дисперсий акриловых смол стало революционным изменением в полимерной химии за последнее десятилетие, заменив системы на основе растворителей на устойчивые аналоги. Эти эмульсии основаны на воде как непрерывной фазе и значительно снижают выбросы летучих органических соединений (ЛОС), обеспечивая при этом отличную адгезию, гибкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Формулы были улучшены — например, добавлением акрилата 2-этилгексила (2EHA) — для повышения долговечности и устойчивости к УФ-излучению, что делает их подходящими для текстиля и промышленных покрытий.
Химический состав: акрилат 2-этилгексила и акрилатная полимерная матрица
Роль 2EHA в образовании полимера
акрилат 2-этилгексила (2EHA) является ключевым мономером, который снижает температуру стеклования (Tg) до -65°C, обеспечивая гибкость при комнатной температуре — важная характеристика для давления-чувствительных адгезивов. Его разветвленная C8 алкильная цепь усиливает когезию, сохраняя при этом низкотемпературные характеристики.
Основные преимущества включают:
- Гидрофобность , повышая водостойкость
- Устойчивость к УФ-излучению из-за снижения кристалличности основной цепи
- Повышенная устойчивость к атмосферным воздействиям для текстильных изделий, используемых на открытом воздухе
При сополимеризации с метилметакрилатом (MMA) 2EHA обеспечивает равномерное поперечное сшивание, создавая баланс между липкостью и сопротивлением сдвигу в клеях
Водные и растворные альтернативы
Водные акриловые эмульсии сокращают выбросы летучих органических соединений на 70-90% по сравнению с растворными системами , соответствует стандартам EPA Tier 4.
| Свойство | Водорастворимые | На основе растворителей |
|---|---|---|
| Энергия отверждения | 15-25 кВт·ч/м² | 30-45 кВт·ч/м² |
| Активация адгезии | Медленнее (зависимый от pH) | Немедленно |
| Плотность пленки | 0,92-0,95 г/см³ | 1,02-1,08 г/см³ |
Хотя системы на основе растворителей обеспечивают более быструю первоначальную адгезию, водные аналоги достигают сравнимой прочности отслаивания (≥12 Н/25 мм) после отверждения.
Снижение содержания ЛОС в текстильных покрытиях
Водные смолы снижают выбросы ЛОС на 50–80% , соответствуют строгим нормам, таким как REACH и Калифорнийская статья 65. Мировой рынок (5 миллиардов долларов США в 2024 году) растет на 8,9% в год , что обусловлено потребностью в экологическом соответствии.
Энергоэффективность процессов отверждения
Эти смолы требуют на 30–40°C более низкой температуры отверждения , сокращая потребление энергии на 35% . Они также экономят 3,85–4,50 доллара США ежегодно на квадратный метр в текстильном производстве благодаря меньшим затратам на отопление.
Повышенные эксплуатационные характеристики текстильных клеев для холодной вулканизации
Прочность сцепления с добавками октилакрилата
Производные октилакрилата повышают прочность отслаивания в сцепные материалы, чувствительные к давлению (PSA) . Их углеводородные цепочки обеспечивают внутреннюю липкость и сохраняют эластичность выше 40% °C, улучшая смачиваемость на тканях, таких как полиэстер и нейлон.
Износостойкость технических тканей
Оптимизированные акриловые эмульсии снижают деградацию ткани на 60% после 5000 циклов истирания. Их <100 нм частиц проникают в волокна, сохраняя 85% прочности на растяжение , идеален для огнезащитной рабочей одежды.
Устойчивость к стирке за счет поперечного связывания
Полимеры с поперечными связями сокращают вымывание клея на ~80% после 50 промышленных стирок, сохраняя целостность без использования агентов на основе формальдегида — обеспечивая соответствие требованиям REACH.
Будущие инновации и вызовы
Нанотехнологии в акриловых эмульсиях
Наночастицы (например, диоксид титана) улучшают Устойчивость к УФ-излучению и антимикробные свойства , уменьшая вес покрытия на 30% . В настоящее время исследования сосредоточены на саморемонт текстиле.
Вызовы циклической экономики
Большинство тканей с акриловым покрытием заканчивают свой путь на свалках из-за устойчивости сшитых полимеров к разложению . Хотя химическая переработка показывает хорошие результаты, она остается энергоемкой. Организация Объединенных Наций отмечает необходимость ферментативной переработки и переработка формул для механической переработки.
(Количество слов: 480)
Часто задаваемые вопросы
Что такое водные эмульсии смол?
Водные эмульсии смол представляют собой тип полимерной системы, в которой вода используется в качестве непрерывной фазы, что значительно снижает выбросы ЛОС и обеспечивает такие свойства, как превосходная адгезия и гибкость.
Как акрилат 2-этилгексила способствует образованию полимеров?
акрилат 2-этилгексила помогает снизить температуру стеклования, повышая гибкость и устойчивость полимера к атмосферным воздействиям при комнатной температуре.
Какие преимущества имеют водные альтернативы по сравнению с растворителями?
Водные акриловые эмульсии значительно снижают выбросы летучих органических соединений, имеют более медленную активацию адгезии, зависящую от pH, и более энергоэффективны в процессах отверждения.
Какое влияние нанотехнологии оказывают на акриловые эмульсии?
Наночастицы, такие как диоксид титана, улучшают устойчивость к ультрафиолетовому излучению и антимикробные свойства, а также ведутся исследования в области самовосстанавливающихся текстильных материалов.