1、催干劑及催干機理
干性油醇酸樹脂在常溫下干燥固化成膜,其實質(zhì)是干性油醇酸樹脂的不飽和碳 碳雙鍵在氧的作用下氧化聚合固化的過程。干性油醇酸樹脂的氧化聚合固化過程由 過氧化氫鍵開始的,屬連鎖反應(yīng)機理。
CH=CH—CH
Z—CH=CH (RH)
OOH
-CH=CH—CH—CH=CH (ROOH) —►
O •
I
•CH—CH—CH—CH—CH (RO •) +• OH
()0 •
[或 CH—CH—CH—CH—CH (ROO •) +• H]
RO • +R'H— ROH + R' •
HO • +RH — H
2O+R •
體系中形成的自由基通過偶合方法彼此結(jié)合,形成交聯(lián)體型結(jié)構(gòu)。
R' • + • R—► R'—R
R'O • + • R—R'O—R
R'O • + • OR—~ R'O—OR
R'OO • + • OR— R'OR+Oz
上述過程中,過氧化氫物分解的步驟為速率控制步驟。加入少量的有機酸金屬皂, 能促進這一過程的進行,加快涂膜的固化,縮短干燥時間。把能加速漆膜氧化、聚 合、干燥的有機酸金屬皂叫做催干劑。目前,催干劑已形成主催干劑和助催干劑互 相配合的使用方法。
(1) 主催干劑
也稱為表干劑或面干劑,主要是鉆、鎰、機和鋪的環(huán)烷酸(或異辛酸)鹽,以 鉆、鎰鹽最常用,用量以金屬計為油量的0.02%〜0.2%。其催干機理是與過氧化 氫構(gòu)成了一個氧化還原系統(tǒng),可以降低過氧化氫分解的活化能。
ROOH + Co2+―► Co3+ +RO • +HO-
ROOH + Co3 +—► Co2 + +ROO •十
H+
H+ +HCT—► H2 O
同時鉆鹽也有助于體系吸氧和過氧化氫物的形成。主催干劑傳遞氧的作用強, 能使涂料表干加快,但易于封閉表層,影響里層干燥,需要助催干劑配合。
(2) 助催干劑
也稱為透干劑,通常是以一種氧化態(tài)存在的金屬皂,它們一般和主催干劑配合 作用,作用是提高主干料的催干效應(yīng),使聚合表里同步進行,如鈣、鉛、錯、鋅、 鑰和飆的環(huán)烷酸(或異辛酸)鹽,助催干劑用量較高,其用量以金屬計為油量的 0. 5%左右。
2、醇酸樹脂的應(yīng)用
醇酸樹脂是涂料用合成樹脂中產(chǎn)量最大、用途最廣的一種。它可以配制自干漆 和烘漆,民用漆和工業(yè)漆,清漆和色漆。醇酸樹脂的油脂種類和油度對其應(yīng)用有決 定性影響。
干性油醇酸樹脂中加入催干劑等助劑即構(gòu)成自干性涂料,其利用自動氧化干燥 交聯(lián)成膜。干性油的短、中、長油度醇酸樹脂都具有自干性。
醇酸樹脂還可作為一個組分(羥基組分)與其他組分(亦稱為固化劑)涂布后 交聯(lián)成膜。該類醇酸樹脂主要為短、中油度不干性油醇酸樹脂。
(1) 干性油短油度醇酸樹脂
油度為30%〜40%,鄰苯二甲酸酊含量>35%,用亞麻油、豆油、脫水麓麻 油、紅花油、梓油等制成,漆膜凝聚快,有良好的附著力、耐候性、光澤和保光 性。烘干干燥迅速,烘干之后比長油度醇酸樹脂的硬度、光澤、保色、耐磨性等方 面要好,可以用于汽車、玩具、機器部件的面漆和底漆。也可與脈醛樹脂合用,制 備以酸催化干燥家具漆。
(2) 干性油中油度醇酸樹脂
油度45%〜60%,鄰苯二甲酸酊含量為30%〜35%,是醇酸樹脂中最主要的 品種,也是用途最多的一種,漆膜干燥極快,有極好的光澤、耐候性及柔韌性。
但與短油度醇酸樹脂相比,保色、保光性差一些,加入氨基樹脂后的烘干時間 要長些?芍谱愿苫蚝娓纱牌、清漆、底漆膩子等。用作金屬制品裝飾漆、機械用 漆、建筑用漆、家具漆、船舶漆、卡車用漆、汽車修補漆、金屬底漆等。由季戊四 醇代替部分或全部甘油制得的醇酸樹脂漆膜干速更快,耐候性更好,但韌性略差。
(3) 干性油長油度醇酸樹脂
油度60%〜70%,鄰苯二甲酸酊含量為20%〜30%,漆膜有較好的干燥性能 和彈性,以及良好的光澤、保光性、耐候性,但在硬度、韌性、耐摩擦方面較中油 度醇酸樹脂差,用于制備鋼鐵結(jié)構(gòu)涂料、室內(nèi)外建筑用涂料。
(4)不干性油醇酸樹脂
由椰子油、菌麻油、叔碳酸、月桂酸、壬酸以及其他飽和脂肪酸和中、低碳合 成樹脂酸等制成。不干性油醇酸樹脂本身不能固化成膜,只能與其他樹脂拼用。
中、短油度醇酸樹脂與硝基纖維漆共溶(約1: 1),可以改善硝基纖維素的以 下性能:增加附著力;增加光澤;增加豐滿度;提高固體含量;增加漆膜厚度;防 止漆膜收縮;提高耐候性。用于制造汽車和高檔家具用硝基纖維素漆。
醇酸樹脂分子上的游離羥基和拔基與氨基樹脂分子上的羥甲基、環(huán)氧樹脂中的 環(huán)氧基起縮合反應(yīng)。短油度醇酸氨基樹脂漆漆膜堅硬,有良好的保光、保色性,并 有一定的抗潮性、耐溶劑性和抗中等強度酸、堿性以及耐油、耐污染和耐洗滌劑等 性能,主要用于電冰箱、自行車、汽車、機械、電器設(shè)備等。