Rășini pe bază de apă
Rășini epoxidice pe bază de apăEdit
vezi și Epoxidice
Un sistem de rășini epoxidice constă, în general, dintr-un agent de întărire și o rășină epoxidică. Atât agentul de întărire, cât și rășina epoxidică pot fi realizate pe bază de apă. Dispersii solide de rășină epoxidică (greutate moleculară >1000) sunt disponibile și constau dintr-o rășină epoxidică dispersată în apă, uneori cu ajutorul unor co-solvenți și agenți tensioactivi. Coloana vertebrală a rășinii este adesea modificată pentru a asigura dispersabilitatea în apă. Aceste rășini se usucă de sine stătător prin evaporarea apei/co-solventului și coalescența particulelor. Pentru a polimeriza rășina și a o reticula, se adaugă de obicei un agent de polimerizare pe bază de amină. Astfel se obține un sistem bicomponent. O alternativă este de a utiliza rășini epoxidice lichide standard cu vâscozitate medie și de a le emulsiona într-o rășină întăritor poliaminoamidă sau poliaminoamidă solubilă în apă, ceea ce dă, de asemenea, un sistem cu două componente. Poliaminoamidele se obțin prin reacția aminelor de etilenă cu acizi grași dimerizați pentru a obține o specie cu legături amidice, dar care are în continuare funcționalitate de amină. În timpul reacției de condensare se eliberează apă. Aceste rășini pot fi apoi făcute solubile în apă prin reacția ulterioară cu acizi organici glaciali sau cu formaldehidă. Astfel de rășini sunt de obicei lăsate cu o funcționalitate amină suplimentară pe coloana vertebrală a polimerului pentru a le permite să se întărească și să reticuleze o rășină epoxidică. Din ele se pot obține apoi vopsele prin pigmentarea fie a părții epoxidice, fie a părții de întăritor amină sau chiar a ambelor. Rășinile de polimerizare cu poliamină, spre deosebire de rășinile de poliaminoamidă, se obțin, în general, prin aditivarea parțială a aminelor polifuncționale cu o rășină epoxidică și/sau cu un diluant epoxidic și lăsând speciile cu funcționalitate amină reziduală. Acest produs de adiție poate fi apoi dizolvat în apă și utilizat pentru a emulsiona mai multă rășină epoxidică și, din nou, o parte sau ambele pot fi pigmentate. Avantajul acestor sisteme este că nu au nevoie de acizi organici glaciali pentru a le solubiliza. Acesta este un avantaj în cazul în care stratul de acoperire urmează să fie utilizat pe un substrat puternic alcalin, cum ar fi betonul proaspăt, deoarece alcaliul din ciment va neutraliza acidul și va cauza instabilitate la scufundarea repetată a unei pensule în recipient. Chiar dacă apa este prezentă și este un combustibil pentru coroziune, pot fi formulate și acoperiri metalice pe bază de apă pe bază de epoxidice pe bază de apă.
Rășini alchidice pe bază de apăEdit
vezi și articolul Alchid
Alchidicele reductibile în apă sunt în principiu rășini alchidice convenționale, adică poliesteri pe bază de uleiuri saturate sau nesaturate sau acizi grași, acizi polibazici și alcooli modificați pentru a conferi miscibilitate cu apa. Componentele tipice sunt uleiurile vegetale sau acizii grași, cum ar fi uleiul de in, de soia, de ricin, de ricin deshidratat, de șofrănel, de tung, de cocos și de tall. Printre acizi se numără acizii izoftalic, tereftalic, adipic, benzoic, succinic și anhidrida ftalică, maleică și trimelitică. Printre polioli se numără glicerolul, pentaeritritolul, trimetilolpropanul, etilenglicolul, propilenglicolul, dietilenglicolul, neopentylglicolul, 1,6-hexanediolul și 1,4-butandiolul. Metodele tipice de introducere a diferitelor grade de miscibilitate în apă sunt similare cu cele utilizate pentru alte sisteme de rășini. Metodele presupun, în principiu, introducerea unor centri hidrofili, cum ar fi grupele acide, care pot fi apoi neutrazate pentru a forma o sare. Introducerea de grupe polare pe coloana vertebrală este o altă metodă. În cazul alchidelor, metodele tipice includ maleinizarea acizilor grași nesaturați cu anhidridă maleică. Aceasta implică realizarea unui produs de aducere Diels-Alder în apropierea locurilor de dublă legătură. Grupele acide introduse pot fi apoi reacționate în continuare cu polioli. O reacție Diels-Alder are loc numai în cazul în care există un sistem de legături duble conjugate. Dacă nu este conjugată, are loc o simplă adiție. Alte tehnici includ sintetizarea rășinii cu oligomeri cu funcții hidroxilice, de exemplu, care conțin etilenglicol, apoi adăugarea de substanțe specifice care conțin acid sau hidroxil spre sfârșitul reacției. O altă tehnică constă în fabricarea unui alchid cu funcție acrilică cu un amestec de monomeri acrilici bogat în grupe de acid carboxilic.
Rășini poliesterice pe bază de apăEdit
vezi și Rășină poliesterică
Rășinile poliesterice saturate conțin multe dintre materialele utilizate în rășinile alchidice convenționale, dar fără componentele de ulei sau acid gras. Componentele tipice pentru aceste rășini sunt componentele policarboxilice și polihidroxilice. Cei mai frecvent utilizați poliacizi sunt acidul ftalic, izoftalic, tereftalic și adipic. Se pot utiliza, de asemenea, anhidride ftalice și anhidride trimelitice. Poliolii tind să fie neopentylglicol, 1,6-hexanediol și trimethylolpropane. Pentru a le face pe bază de apă se adaugă acizi organici sau anhidride într-un proces în două etape, dar există și alte metode.
Rășini poliuretanice pe bază de apăEdit
vezi și Dispersie poliuretanică
Rășinile poliuretanice sunt disponibile pe bază de apă. Versiunile cu un singur component sunt denumite de obicei dispersii poliuretanice. Acestea sunt disponibile în versiuni anionice, cationice și neionice, deși fracțiunile anionice sunt cele mai ușor disponibile în comerț. Poliuretanii pe bază de apă sunt, de asemenea, disponibili în versiuni cu 2 componente. Deoarece un poliuretan bicomponent este format din poliol(i) și un izocianat, iar izocianații reacționează cu apa, este nevoie de tehnici speciale de formulare și producție. Poliizocianatul care este dispersabil în apă poate fi modificat cu sulfonat, de exemplu.
Rețele pe bază de apăEdit
vezi articolul principal Latex
Un latex este o dispersie stabilă (emulsie) de polimer în apă. Latexurile sintetice sunt de obicei realizate prin polimerizarea unui monomer, cum ar fi acetatul de vinil, care a fost emulsionat cu agenți tensioactivi dispersați în apă.
Rășini pentru depunere electroforetică pe bază de apăEdit
vezi articolul Depuneri electroforetice
Rășinile utilizate pentru depunere electroforetică sunt de obicei de tipul rășinilor epoxidice, acrilice sau fenolice. Acestea sunt formulate cu grupe funcționale care, atunci când sunt neutralizate, formează grupe ionice pe coloana vertebrală a polimerului. Acestea conferă polimerului solubilitate în apă. Acestea sunt disponibile ca versiuni anodice, care se depun pe catodul unei celule electrochimice, sau catodice, care se depun pe catod. Predomină rășinile de electrodepunere catodică, care au revoluționat protecția împotriva coroziunii în industria auto. Acestea sunt aplicate ca OEM (Original Equipment Manufacture) mai degrabă decât ca sistem de refinisare. Rășinile catodice conțin amine pe coloana vertebrală a polimerului, care sunt neutralizate de grupuri acide, cum ar fi acidul acetic, pentru a obține o dispersie apoasă stabilă. Atunci când se trece un curent electric printr-o caroserie de mașină care este scufundată într-o baie care conține o vopsea pe bază de rășină de electrodepunere catodică, ionii de hidroxil formați în apropierea catodului depun vopseaua pe caroserie. Curentul electric necesar pentru acest lucru este determinat de numărul de centri ionici. Dispersiile de rășini pe bază de apă pentru electrodepunere conțin, de obicei, unii co-solvenți, cum ar fi butilglicolul și izopropanolul, și au, de obicei, un conținut foarte scăzut de substanțe solide, de exemplu 15%. De obicei, acestea au greutăți moleculare în jur de 3-4000. Vopselele pe baza lor tind să aibă PVC-uri mai mici de 10, adică un raport foarte mare între liant și pigment.
Rășini hibride pe bază de apăEdit
Multe rășini sunt disponibile pe bază de apă, dar pot fi hibride sau amestecuri. Un exemplu ar fi dispersiile poliuretanice amestecate sau hibridizate cu rășini acrilice. Rășinile epoxidice pe bază de apă pot fi modificate cu acrilat și apoi modificate în continuare cu lanțuri laterale care au mulți atomi de fluor pe ele. Există, de asemenea, rășini pe bază de apă care utilizează atât apă, cât și materii prime regenerabile. Un alt exemplu este combinarea rășinilor alchidice cu cele acrilice pentru a le face pe bază de apă. Utilizând alchide hiperbranșate și modificându-le cu monomeri acrilici și folosind mini-polimerizarea în emulsie, se pot forma hibrizi adecvați. La fel ca și hibridizarea rășinilor, se poate folosi o combinație de tehnici. De exemplu, se pot produce acoperiri cu întărire la ultraviolete care pot fi electrodepozitate și care sunt hibrizi pe bază de apă de rășini epoxidice și acrilice.
.