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漆膜用固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-6-21 23:50:31 |
本文介紹漆膜用固化劑。
漆膜用固化劑：異丙烯基酯，如己二酸二異丙烯基酯，是1995年由Murray等人提出的。它能在酸性條件下快速地與含羥基的水性聚合物反應(yīng)，發(fā)生交聯(lián)固化。在大于100℃固化，可得到耐溶劑性良好的漆膜。
漆膜用固化劑：環(huán)氧基固化劑在水性丙烯酸樹脂合成中，使用GMA共聚單體，從而在大分子鏈上引入環(huán)氧基，可以與分子中的羧基或羧酸的胺鹽交聯(lián)，也可以與胺基反應(yīng)交聯(lián)。但此法可能會使乳液粒子內(nèi)部發(fā)生交聯(lián)，導(dǎo)致產(chǎn)生凝膠粒子，同時環(huán)氧基容易發(fā)生水解。
氮丙啶(1-氮雜環(huán)丙烷，Aziridine)固化劑氮丙啶固化劑是20世紀(jì)70年代開發(fā)的固化劑，它提供較低的甲醛釋放(與氨基樹脂比較)，較低溫度下快速固化，并可以與氨中和的丙烯酸樹脂交聯(lián)，如XAMA-7固化劑是用乙撐亞胺與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯加成反應(yīng)得到的氮丙啶類固化劑。
不飽和鍵交聯(lián)是一種最古老的應(yīng)用于醇酸樹脂的固化技術(shù)，現(xiàn)在經(jīng)過研究創(chuàng)新將其應(yīng)用于水性涂料中。雙鍵的固化過程，首先是氧化形成過氧基，然后分子間交聯(lián)，催干劑(鈷鹽)催化交聯(lián)反應(yīng)。但是傳統(tǒng)的醇酸樹脂是依靠脂肪酸中雙鍵交聯(lián)，存在有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，一是交聯(lián)反應(yīng)時間長，會不斷地釋放出有害氣體(醛、酮);二是隨著漆膜的持續(xù)交聯(lián)，漆膜會發(fā)脆和泛黃。
改進(jìn)的方法是在樹脂中，如丙烯酸樹脂，使用含乙烯基單體，如甲基丙烯酸烯丙基酯(AL2MA)，可以用于純丙或苯丙樹脂，特別是苯乙烯的存在有利于ALMA的共聚。同樣催干劑(如鈷鹽)能催化烯丙基交聯(lián)。
多碳二亞胺固化劑是20世紀(jì)80年代開發(fā)的。多碳二亞胺固化劑研發(fā)的目的是能具有氮丙啶的固化性能又有較低的毒性。多碳二亞胺固化劑特點(diǎn)是能快速與含羧基的樹脂交聯(lián)(85℃時30min可固化)，而與水的反應(yīng)速度相當(dāng)慢。得到的漆膜有良好的耐水性和耐溶劑性，并能提高涂料的防腐性能。
影響漆膜固化機(jī)理的因素主要有兩個，一是聚合物大分子的擴(kuò)散速度，另一個是大分子的交聯(lián)速度。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是隨著聚氨酯的發(fā)展,于80年代初工業(yè)化并大量使用的一種位阻芳香二胺擴(kuò)鏈劑,為低粘度、無毒、無味的液體。用于聚氨酯中,可提高制品強(qiáng)度和耐水解性,使制品生產(chǎn)率大大提高,并使大尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的聚氨酯制品工業(yè)化成為可能。detda與異氰酸醋較快的反應(yīng)速度還特別適用于無溶劑、快固型涂料。此外,還可作為環(huán)氧、醇酸樹脂固化劑,橡膠油類抗氧劑、染料、農(nóng)藥中間體,是一種很有前途的化工新產(chǎn)品。
如果交聯(lián)速度過快，大分子就會來不及擴(kuò)散，不能通過乳膠粒的壁發(fā)生大分子間的相互纏結(jié)，這樣固化就會主要在每個乳膠粒內(nèi)部發(fā)生，導(dǎo)致漆膜強(qiáng)度低，易發(fā)生脆性破壞。為了提高大分子的擴(kuò)散速度，需降低MFT，加入成膜助劑，這是傳統(tǒng)的方法。
但是，成膜助劑的加入，增加了涂料的VOC含量，同時對漆膜的物理機(jī)械性能也有不利的影響。因此，希望開發(fā)一種交聯(lián)劑，能降低最低成膜溫度，有合適的固化速度，從而能得到優(yōu)良的漆膜性能，同時有很低或無甲醛含量，達(dá)到環(huán)境友好的要求。
新穎的樹脂合成方法主要是在含羧基的聚合物的主鏈上引入乙烯基側(cè)基的方法，通過主鏈上的羧基與氮丙啶基、環(huán)氧基、碳二亞胺基的甲基丙烯酸酯反應(yīng)，將不飽和的雙鍵引入到主鏈上。
在漆膜的固化過程中，通過側(cè)基雙鍵氧化交聯(lián)，并可用催干劑促進(jìn)固化。2.8二丙酮基丙烯酰胺固化劑[11]由于大多數(shù)可交聯(lián)的活性基團(tuán)在水中的穩(wěn)定性不好，1999年報道的活性單體在水中有極好的穩(wěn)定性，即N-(1，1-二甲基-3-氧丁基)丙烯酰胺，商品名二丙酮丙烯酰胺，熔點(diǎn)57℃，易溶于水，相對無毒。其主要的優(yōu)點(diǎn)是可在室溫固化，并有良好的漆膜性能，而且在水體系中穩(wěn)定。
烯胺和胺固化劑。含烯胺官能團(tuán)的丙烯酸樹脂，可用胺發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，能在室溫固化，并有良好的貯存穩(wěn)定性。
乳液涂料用固化劑研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，已有幾種固化劑可用于室溫固化。其中較有價值的是含羧基的樹脂乳液，可以使用含碳二亞胺或含氮丙啶的水分散體固化劑。乙酰乙酰氧基與二胺可在室溫下快速反應(yīng)，但是乙酰乙酰氧基在水中易水解，可以與氨或伯胺反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為烯胺(enamine)變得穩(wěn)定。
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