过去20多年来，涂料配方商不得不遵守新的VOC(挥发性有机化合物)法规，但选择有限，以满足这些需求。新的树脂开发是昂贵的，而且仍然没有达到完美的树脂系统。农业综合酯(大豆酸甲酯、棕榈酸甲酯和椰子酸甲酯)是一种新的低成本的替代品，可以乳化旧的溶剂型树脂(珠状丙烯酸酯、油基醇酸酯和聚萜烯)，为配方剂提供新的替代品。这些乳剂是完全可持续的，因为它们主要是由可再生资源制成的。这种新的生物基乳剂已经提供了教育效益，将帮助配方重新获得竞争优势。
联合大豆理事会的新用途委员会于1997年开会，审查增加工业应用大豆的技术选择。来自润滑、油墨、涂料、燃料添加剂和清洁剂等10多个市场的行业专业人士参加了会议。结果发现，作为原料基础的甲基大豆具有上述市场所追求的许多特性。最明显的分类是润滑类(金属切削液、曲轴箱油)、清洁类(油漆剥离剂、脱脂剂)和燃料类(最显著的是生物柴油)，它们都是显而易见的赢家。涂料和油墨是有问题的，因为甲基大豆酸盐不挥发(基本上是零挥发性有机化合物)，负的是可能留下油腻的薄膜(如植物油)。
新世纪涂料(NCC)承担了研究大豆酸甲酯作为涂料原料的挑战。2001年，NCC获得了一项专利，用于制备含有大豆酯和其他非水物质的乳剂。摘要用大豆酸甲酯溶解或降低醇酸树脂、固体丙烯酸树脂和聚萜烯等传统溶剂树脂的粘度，制备了新型乳液。这些乳剂首先作为染色剂用于混凝土、木材，最终用于所有多孔表面。
一个基本的科学原理是把吸收作为一种干燥方法。表面吸收性越强或越多孔，更多的液体会渗透到基质中(本质上就像海绵)。仔细检查机油和刹车液是如何污染混凝土的，从而形成了为市场提供更持久的混凝土污渍(真正的污渍，而不是稀释的油漆)的想法。
具体的污点
第一代混凝土着色剂使用4%中油醇酸盐(无干燥剂)、14%甲基大豆酸盐、2%表面活性剂和80%水(表1)。有人会说，将醇酸酯乳液涂在碱度很高的混凝土上会导致皂化。如果这是一个真实的陈述，那么失败的机制会是什么样的呢?由于豆酸甲酯像机油(一种植物油替代品)一样渗透，而醇酸主要用作对石头和沙子的增粘剂，天富登录所以没有形成薄膜。由于没有形成薄膜，所以没有观察到剥落破坏。
着色剂-零voc，酯分散，无水
着色是最困难的挑战，因为商用着色剂含有太多的表面活性剂，而且不参与酯的渗透。随着时间的推移，酯被吸收，商用着色剂留在表面。由于着色剂中的丙烯酸树脂过度增塑，这些着色剂会变得粘稠，或者容易被水冲走(表面活性剂含量高，没有稳定的树脂将颜料封在表面)。结果发现，着色剂必须与酯更相容，以促进颜色渗透。为了解决这一问题，以大豆酸甲酯为分散剂，在大豆油中加入70%的中油醇酸，配制了新型着色剂。然后使这种分散膏体与水混溶，但不完全溶于水。一旦水蒸发，污渍就完全回到油相，类似于机油污渍。这些着色剂产品以AgriStain®的形式在市场上测试了三年多，最终由ECO Safety产品在SoyCrete品牌下商业化。这对承包商来说是一个神奇的优势。在最初的24小时阶段，如果项目不能被客户接受，他们能够用多种颜色着色并去除污渍。使用商用洗涤机、肥皂和水，可以去除污渍，重新开始。这是一个巨大的优势，而丙烯酸乳液染色干燥快，形成薄膜。
木材染色
处理木材污渍的方法是镜像溶剂型木材污渍。标准的溶剂型木材着色剂是少于15%的固体，由80%的矿物酒精，15%的醇酸和5%或更少的颜料色散组成。大豆油的Kauri丁醇值为53，与矿物酒精的值相同。用大豆酸甲酯代替矿物油后，新型醇酸农业酯乳液的组成与传统木色相似。用于评价的初始着色剂为混凝土着色剂。
在对染色应用的实验室评估中，有一个惊人的发现。酯渍渗入或围绕着木头表面，不到一小时，樱桃木边缘就下降了1/8英寸。在另一项实验中，研究人员在直径为4英寸的未处理雪松木桩外涂上一层涂料，并将其暴露在阳光下，结果发现，酯类物质已经迁移到栅状细胞(干燥的树液)中，并为木材提供了新的树液。目前获得渗透的技术是使用纳米尺寸的丙烯酸乳液。要确认这种穿透需要昂贵的分析设备。通过酯渗透，只需观察就可以验证(图1)。
目前市场上销售的木材水基污渍是稀释的油漆，掩盖了自己的污渍。由于渗透速度慢，农酯乳剂可能还不能用于生产线上的高档家具。由农酯乳剂制成的木材污渍已经在DIY客户中获得成功，用于甲板、壁板、橱柜和古董家具。
实验室和现场测试
随着豆粕和TimberSoy(生态安全产品的商标)销量的增长，全国各地越来越多的涂料实验室开始测试这些新的豆粕衍生的乳液，以检测混凝土和木材上的污渍。他们的实验结果比预期的要差，最终被认为是成膜性能差。由于缺乏了解，以及该行业趋向于使用稀释的油漆而非真正的污渍，污渍的定义可能会永远改变。现在，形成污渍的薄膜需要早期的抗水性(24小时的水斑测试，之后水从表面被擦去)，这不是消费者感兴趣的特性，而是一种验证产品的方法。暴露在阳光下是一种有效的方式来实现吸收的甲基大豆酸盐乳剂，并允许更多的水蒸发从木材表面。现实生活中的暴露已经表明，更多的阳光和表面的连续加热有助于更快的水珠。无论是木材还是混凝土，吸收需要时间才能真正穿透多孔表面。
无论是在高沙漠地区(亚利桑那州、内华达州、犹他州、科罗拉多州的四季气候)还是从佛罗里达州到德克萨斯州的南部地区，暴露在甲板、外部木梁、护墙板和混凝土上的野外暴露(现在已经有8年的历史)仍然没有恢复。在中西部严寒的冬季使用醇酸酯乳液是不可接受的，但事实证明，使用一些基于聚萜烯(熔体温度135°C)的新型农基酯乳液(木材)(表2)和珠丙烯(混凝土)(表3)的新型农基酯乳液效果更好。
轻便外套兼容性
下一阶段是用密封剂保护污渍。真正的污渍树脂含量有限，类似于木材的溶剂污渍或混凝土的酸性污渍。这种低含量的树脂并不能保护污渍免受紫外线或磨损。因此，需要考虑的问题是，“溶剂或水基密封剂会起作用，并附着在酯类染料上吗(感觉太油了)?”由于混凝土比木材具有更好的吸收性，人们惊讶地发现，无论是水性面漆还是溶剂型面漆，附着力都很好。由于吸收速度较慢，在使用密封剂之前，密封木材污渍需要更长的干燥时间。值得注意的是，外部的木头污渍不一定要密封。最好不要把污迹封在木头上，因为它会导致薄膜失效，然后要求从甲板或壁板上剥离薄膜。木材的密封主要用于室内应用。
解决木材粘着问题的方法是用一句老话:“喜欢喜欢喜欢”。如果密封剂的成分更接近污渍，它可能会迁移到污渍处，提高附着力。
使用高Tg丙烯酸乳液(40-60°C Tg)，本实验室研究了这些新型的甲基大豆酸盐乳液是否会对丙烯酸乳液进行增塑。结果表明，它们不仅增塑了丙烯酸酯乳液，而且其涂膜与石化版的密封剂相似(也更疏水性)。这些薄膜也不油腻和清晰。该酯的确在石化配方中使用的30-35%的聚结溶剂中对丙烯酸乳液进行了增塑。这些新的密封剂基本上是零VOC，含有30%的生物基含量，是可再生和可持续的。
室内外油漆
在涂料中使用农酯乳剂为配方剂提供了选项。简单的选择是AgriEster乳液添加到一个丙烯酸乳液(Tg 60 - 70°C),提供一个新的车辆失望一个标准的颜料分散在水中(表4)。第二,更令人兴奋的,选择是驱散AgriEster乳液中的色素和使用的热分散帮助塑化丙烯酸乳液生产过程(表5)。这减少了中间步骤的准备一个新的树脂如选项1所述,需要第二个柜。分散过程可以用几种不同的农酯乳剂来完成。这些包括聚萜烯，珠丙烯，碳氢化合物，环氧树脂和醇酸。在这些乳液中分散可以保护颜料免受紫外线的伤害，减少颜料的染色，并最终提供一个更稳定的分散。配方将有新的选择，而不是标准的水，表面活性剂和颜料分散。
独特的好处
在联合大豆委员会的资助下，NCC得以研究农酯乳剂预防霉菌和霉菌生长的效果。采用中油醇酸乳状液制备木材(松木)试材。结果(对照木材中的霉菌和变色真菌-用两种试验方法进行评价)表明，农酯乳液抑制霉菌和霉菌的生长，但随着时间的推移会被木材吸收，因此不再出现在表面。时间范围无法确定，因为它随木材种类而变化。另一个变量是涂抹后污渍暴露在阳光下的数量。
在油漆的开发过程中，人们意识到，在超过七年的时间里，这些污渍不含杀菌剂或罐装防腐剂。如果污渍对霉菌有一定的抵抗力，为什么还要使用杀菌剂呢?也许答案比我们想象的要简单。记住，大豆酯的Kb值与矿物酒精相似。这么多的酯(30-40%的树脂固体)难道和我们用同样数量的石油化学物质制成的工业水基涂料不一样吗?这些产品没有使用罐装防腐剂。
一些商业污渍的包装标签上标明“含有危险的乙醇”。农业酯乳液替代了涂层的流动和流平，提供了湿润的边缘，改善了研磨问题，减少了石化消耗，增强了生态友好性。美国农业部项目下的生物基标签是可用的，因为这些产品是该项目开始时首批批准的产品。潜在的防腐剂，霉菌和霉菌添加剂是未来油漆和涂料的一个选择。
作为一种溶剂，大豆酸甲酯的未来可能包括提高知识库值的改性，允许其他溶剂型树脂被溶解和乳化(CAB，虫胶，更多的固体丙烯酸树脂)。酯类化合物可能被开发成具有潜在的反应位点，并与树脂体系结合以提高性能。
应该指出的是，棕榈和椰子中的酯类物质已经在制药和化妆品中使用了几十年，但还没有在涂料中得到评价。成本更高，但一些好处已经显示出其他独特的属性。
结论
是时候让我们的想象力引领涂料的发展了，而不是我们的财务账簿。我们需要扩展产品开发过程，使之包括这些涂料所处的环境，而不仅仅是实验室标准。太阳可以是固化过程的一部分(紫外线和热量)，所以我们需要保留一些可用的选项。我们需要更多地了解客户正在应用这些涂层的基板。更多的图表，天富登录注册混凝土铸件，新鲜木材和乙烯基板使实验室测试更容易，但它们可能为未来涂料的发展提供错误的信号。我们的开发工作需要更多的真实的衬底评估，所以我们不会错过机会。一个树脂不能满足所有的要求，所以我们需要更多的混合选择。珠状丙烯酸树脂、聚萜烯类、碳氢化合物和CAB树脂从未被用于水性涂料。我们不知道这些新配方产品的未来性能将如何。