Wodorozcieńczalne żywice epoksydoweEdit

patrz także Epoksydy

System żywic epoksydowych składa się zazwyczaj z utwardzacza i żywicy epoksydowej. Zarówno środek utwardzający, jak i żywica epoksydowa mogą być wykonane jako wodorozcieńczalne. Dostępne są dyspersje żywicy epoksydowej w postaci stałej (masa cząsteczkowa >1000), które składają się z żywicy epoksydowej zdyspergowanej w wodzie, czasami z pomocą współrozpuszczalników i środków powierzchniowo czynnych. Rdzeń żywicy jest często modyfikowany w celu zapewnienia dyspersji w wodzie. Żywice te wysychają same z siebie poprzez odparowanie wody/współrozpuszczalnika i koalescencję cząsteczek. Aby utwardzić żywicę i usieciować ją, zwykle dodaje się środek utwardzający na bazie aminy. W ten sposób powstaje system dwuskładnikowy. Alternatywą jest użycie standardowych płynnych żywic epoksydowych o średniej lepkości i emulgowanie ich w rozpuszczalnej w wodzie żywicy poliaminowej lub poliaminoamidowej z utwardzaczem, co również daje system dwuskładnikowy. Poliaminoamidy otrzymuje się w wyniku reakcji amin etylenowych z dimeryzowanymi kwasami tłuszczowymi, w wyniku której powstaje gatunek z wiązaniami amidowymi, ale nadal posiadający funkcje aminowe. Podczas reakcji kondensacji uwalniana jest woda. Żywice te można następnie uczynić rozpuszczalnymi w wodzie poprzez dalszą reakcję z lodowatymi kwasami organicznymi lub formaldehydem. Żywice tego typu są zazwyczaj pozostawiane z dalszą funkcjonalnością aminową na szkielecie polimeru, aby umożliwić ich utwardzanie i sieciowanie z żywicą epoksydową. Następnie można z nich wytwarzać farby, pigmentując albo żywicę epoksydową, albo część utwardzacza aminowego, a nawet obie te części. Żywice poliaminowe utwardzane, w odróżnieniu od żywic poliaminoamidowych, są generalnie wytwarzane poprzez częściową addycję amin wielofunkcyjnych z żywicą epoksydową i/lub rozcieńczalnikiem epoksydowym i pozostawienie resztek aminowych. Ten addukt może być następnie rozpuszczony w wodzie i użyty do emulgowania żywicy epoksydowej i znowu albo część lub obie mogą być pigmentowane. Zaletą tych systemów jest to, że nie wymagają one lodowatych kwasów organicznych do ich rozpuszczania. Jest to korzystne, jeżeli powłoka ma być stosowana na podłożu silnie alkalicznym, takim jak świeży beton, ponieważ zasady pochodzące z cementu będą neutralizować kwas i powodować niestabilność przy wielokrotnym zanurzaniu pędzla w puszce. Chociaż woda jest obecna i jest paliwem dla korozji, można również formułować wodorozcieńczalne powłoki metalowe na bazie wodorozcieńczalnych epoksydów.

Wodorozcieńczalne żywice alkidoweEdit

zobacz też artykuł Alkidy

Redukowalne wodą żywice alkidowe są w zasadzie konwencjonalnymi żywicami alkidowymi, tj. poliestrów na bazie nasyconych lub nienasyconych olejów lub kwasów tłuszczowych, kwasów polibenzoesowych i alkoholi zmodyfikowanych w celu nadania mieszalności z wodą. Typowymi składnikami są oleje roślinne lub kwasy tłuszczowe, takie jak olej lniany, sojowy, rycynowy, odwodniony rycynowy, krokoszowy, tungowy, kokosowy i łojowy. Kwasy obejmują kwasy: izoftalowy, tereftalowy, adypinowy, benzoesowy, bursztynowy oraz bezwodnik ftalowy, maleinowy i trimelitowy. Poliole obejmują glicerol, pentaerytrytol, trimetylolopropan, glikol etylenowy, glikol propylenowy, glikol dietylenowy, glikol neopentylowy, 1,6-heksanodiol i 1,4-butanodiol. Typowe metody wprowadzania różnych stopni mieszalności z wodą są podobne do metod stosowanych w innych systemach żywicowych. Metody te zasadniczo polegają na wprowadzeniu centrów hydrofilowych, takich jak grupy kwasowe, które następnie mogą być neutralizowane w celu utworzenia soli. Inną metodą jest wprowadzenie grup polarnych do szkieletu. W przypadku alkidów typowe metody obejmują maleinizację nienasyconych kwasów tłuszczowych za pomocą bezwodnika maleinowego. Polega to na wytworzeniu adduktu Dielsa-Aldera w pobliżu miejsc wiązań podwójnych. Wprowadzone grupy kwasowe mogą być następnie poddane dalszym reakcjom z poliolami. Reakcja Dielsa-Aldera zachodzi tylko wtedy, gdy mamy do czynienia ze sprzężonym układem wiązań podwójnych. W przypadku braku sprzężenia następuje prosta addycja. Inne techniki obejmują syntezę żywicy z oligomerami o funkcji hydroksylowej, np. zawierającymi glikol etylenowy, a następnie dodanie pod koniec reakcji określonych substancji zawierających kwas lub hydroksyl. Inną techniką jest wytwarzanie akrylowego alkidu funkcyjnego za pomocą mieszaniny monomerów akrylowych bogatych w grupy kwasu karboksylowego.

Wodorozcieńczalne żywice poliestroweEdit

zobacz też Żywica poliestrowa

Nasycone żywice poliestrowe zawierają wiele materiałów stosowanych w konwencjonalnych żywicach alkidowych, ale bez składników olejowych lub kwasów tłuszczowych. Typowymi składnikami tych żywic są składniki polikarboksylowe i polihydroksylowe. Najczęściej stosowane polikwasy to kwas ftalowy, izoftalowy, tereftalowy i adypinowy. Mogą być również stosowane bezwodniki ftalowe i trimelitowe. Poliole to najczęściej glikol neopentylowy, 1,6-heksanodiol i trimetylolopropan. Aby uczynić je wodorozcieńczalnymi, kwasy organiczne lub bezwodniki dodaje się w procesie dwustopniowym, ale istnieją również inne metody.

Wodorozcieńczalne żywice poliuretanoweEdit

zobacz też Dyspersja poliuretanowa

Żywice poliuretanowe są dostępne w postaci wodorozcieńczalnej. Wersje jednoskładnikowe są zwykle określane jako dyspersje poliuretanowe. Są one dostępne w wersjach anionowych, kationowych i niejonowych, chociaż w handlu najłatwiej dostępne są odmiany anionowe. Wodorozcieńczalne poliuretany są również dostępne w wersji dwuskładnikowej. Ponieważ dwuskładnikowy poliuretan składa się z poliolu(ów) i izocyjanianu, a izocyjaniany reagują z wodą, wymaga to specjalnych technik recepturowania i produkcji. Poliizocyjanian, który jest dyspergowalny w wodzie może być modyfikowany na przykład sulfonianem.

Wodorozcieńczalne lateksyEdit

zobacz główny artykuł Lateks

Lateks jest stabilną dyspersją (emulsją) polimeru w wodzie. Syntetyczne lateksy są zwykle wytwarzane przez polimeryzację monomeru, takiego jak octan winylu, który został zemulgowany środkami powierzchniowo czynnymi rozproszonymi w wodzie.

Wodorozcieńczalne żywice do osadzania elektroforetycznegoEdit

zobacz artykuł Osadzanie elektroforetyczne

Żywice stosowane do osadzania elektroforetycznego są zwykle żywicami epoksydowymi, akrylowymi lub fenolowymi. Są one sformułowane z grupami funkcyjnymi, które po neutralizacji tworzą grupy jonowe na szkielecie polimeru. Nadają one polimerowi rozpuszczalność w wodzie. Są one dostępne w wersji anodowej, która osadza się na katodzie ogniwa elektrochemicznego lub katodowej, która osadza się na katodzie. Dominują żywice do elektrodepozycji katodowej, które zrewolucjonizowały ochronę antykorozyjną w przemyśle motoryzacyjnym. Są one stosowane raczej jako OEM (Original Equipment Manufacture) niż jako system renowacyjny. Żywice katodowe zawierają aminy na szkielecie polimeru, które są neutralizowane przez grupy kwasów, takie jak kwas octowy, aby uzyskać stabilną dyspersję wodną. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez karoserię samochodu, która jest zanurzona w kąpieli zawierającej farbę na bazie żywicy do elektrodepozycji katodowej, jony hydroksylowe powstające w pobliżu katody osadzają farbę na karoserii samochodu. Potrzebny do tego prąd elektryczny zależy od liczby centrów jonowych. Dyspersje żywic wodorozcieńczalnych do powlekania elektrolitycznego zawierają zwykle pewne współrozpuszczalniki, takie jak glikol butylowy i izopropanol, a ich zawartość substancji stałych jest zwykle bardzo niska, tj. 15%. Zazwyczaj mają masę cząsteczkową w zakresie 3-4000. Farby na ich bazie mają zwykle PVC poniżej 10, tj. bardzo wysoki stosunek spoiwa do pigmentu.

Wodorozcieńczalne żywice hybrydoweEdit

Wiele żywic jest dostępnych na bazie wody, ale mogą być hybrydami lub mieszankami. Przykładem mogą być dyspersje poliuretanowe zmieszane lub zhybrydyzowane z żywicami akrylowymi. Wodorozcieńczalne żywice epoksydowe mogą być modyfikowane akrylanem, a następnie dalej modyfikowane łańcuchami bocznymi o dużej liczbie atomów fluoru. Dostępne są również żywice wodorozcieńczalne, które wykorzystują zarówno wodę, jak i surowce odnawialne. Innym przykładem jest połączenie żywic alkidowych z akrylowymi, aby uczynić je wodorozcieńczalnymi. Stosując hiperrozgałęzione alkidy i modyfikując je monomerami akrylowymi oraz stosując polimeryzację mini emulsyjną, można utworzyć odpowiednie hybrydy. Oprócz hybrydyzacji żywic, można również stosować kombinacje technik. Przykładem mogą być powłoki utwardzane w ultrafiolecie, które można nakładać elektrodą i które są wodorozcieńczalnymi hybrydami żywic epoksydowych i akrylowych.