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  低成本水性防腐涂料的配方及制备要点(上)           
低成本水性防腐涂料的配方及制备要点(上)
作者:佚名 文章来源:不详 更新时间:2009-11-21 17:57:38

作者:刘兢科,刘 孝

摘 要 : 用 C5 石油树脂和顺丁烯二酸酐改性亚麻仁油 , 制得水性树脂 , 并以该树脂与核壳苯丙乳胶液复配作为成膜物质 , 磷酸锌 - 氧化锌 - 硅溶胶等作为活性颜料 , 研制出水性带锈涂料。分析了影响涂料性能的主要因素。该涂料原料资源丰富 , 成本较低。

关键词 : 水性防锈涂料 ; 带锈涂料 ; 防锈颜料 ; 改性亚麻仁油 ; 核 / 壳苯乳液

0 引言

水性涂料无毒、不燃烧、无环境污染 , 再赋予其带锈转化性能 , 则可省去除锈工艺 , 既克服了锈尘危害操作者健康的弊病 , 又提高了工效 , 降低了施工成本。水性带锈涂料可以说是理想的环保涂料 , 近 30 年国内外的报道较多。

本研究的目的是将国内丰富的较价廉的原料资源亚麻仁油和 C5 石油树脂用于水性涂料 , 同时提高涂料性能。乙烯生产的副产物 C5 石油树脂 , 价廉、耐老化、耐候、耐酸碱 , 但性脆、附着力差、亲水性能差。水性亚麻仁油亲水性、韧性好 , 但耐水性差。核壳苯丙乳液综合性能较好 , 价格适中 , 但不适于研磨操作。将三者有机结合作为成膜物 , 鲜见文献报道。将其作水性涂料成膜物质 , 既提高了涂料性能 , 又降低了成本。此外 , 采用价格较便宜的活性颜料 , 可转化与稳定铁锈 , 进一步降低了涂料成本。

1试验原理

1. 1  树脂改性原理

亚麻仁油具有隔离双键 , 在较高温度 (180 ~ 210 ℃ ) 下发生分子内部异构化 , 形成共轭双键 , 然后与顺丁烯二酸酐进行狄尔斯 - 阿德尔反应。亚麻仁油分子不饱和碳原子上的氢原子和双键链上的α活泼氢原子也与顺丁烯二酸酐反应 , 上述反应使油分子链上结合上极性的羧酸基团 , 用胺类物质中和羧酸得到具有亲水性的有机胺盐。

C5 石油树脂是戊二烯和环戊二烯聚合物 , 存在双键 , 也可与顺丁烯二酸酐发生接枝反应 , 接枝上极性羧酸基团, 大大提高了附着力 , 同时赋予亲水性能。

无论接枝或未接枝酸酐基团的亚麻仁油分子链上的双键 , 与接枝或未接枝酸酐基团的 C5 石油树脂分子链上的双键 , 在 180 ℃ 以上发生聚合交联反应 , 因此实现了亚麻仁油与 C5 石油树脂相互改性的目的。

核壳丙烯酸酯乳胶液与改性的水性 C5 - 亚麻仁油树脂 , 互容性较好 , 复配在一起可形成综合性能较好的成膜物质。

1. 2 用活性颜料转化与稳定锈层

活性颜料品种较多, 本研究选择活性颜料遵循 3 条原则 : 转化与稳定铁锈效果好 ; 无毒性 ; 价格较便宜。因此选用磷酸锌、氧化锌、氧化铁红、硅溶胶和有机氮碱助剂。磷酸锌、氧化锌和氧化铁红水解形成杂多酸 , 易与铁锈反应 , 生成杂多酸铁盐 , 但耐水性欠佳。通过加入硅溶胶和有机氮碱 , 引入硅氧链段 , 进一步生成耐水性好的含硅氧原子的不溶性杂多酸氮碱络盐。

2  实验部分

2. 1 C5 石油树脂改性水性亚麻仁油树脂的合成

2. 1. 1 原料及配方

2. 1. 2 制备工艺

在装有搅拌器、温度计和冷凝器的三口烧瓶中加入亚麻仁油、 C5 石油树脂和顺丁烯二酸酐 , 搅拌逐渐升温 , 约 2. 5 h 升温 190 ~ 200 ℃ 保温 1 h, 冷却至 80 ℃ , 加入正丁醇和异丙醇 , 搅拌均匀。加氨类物质 , 中和至弱碱性。

2. 2  核 / 壳苯丙乳液的合成

采取核 / 壳结构乳液聚合方法 , 半连续法合成硬核 P ( St -MMA) 和软壳 PBA 结构的丙烯酸酯乳胶液。与通常共聚苯丙乳液相比 , 该乳液明显降低了成膜温度 , 提高了对底材的附着力及涂膜耐水性。

参考资料

化工颜料网 www.ylb2b.com

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