硬脂酸鋅在不飽和樹(shù)脂涂料中的應(yīng)用

孫英民,張秀吉,付櫟森

(斯坦德檢測(cè)集團(tuán)股份有限公司,山東 青島 266111)

硬脂酸鋅(別名:十八酸鋅,CAS號(hào):557-05-1)是一種白色精細(xì)粉末,有滑膩感,微具刺激性氣味。不溶于水,溶于熱的乙醇、苯、甲苯、松節(jié)油等有機(jī)溶劑。硬脂酸鋅作為一種化工助劑[1-4],廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯熱穩(wěn)定性[5]、塑料制品潤(rùn)滑劑、粉末冶金脫模劑、橡膠隔離劑等,尤其作為木器涂料底漆中的打磨劑,起著不可替代的作用[6]。其主要性能:改善底漆的打磨性,賦予底漆一定的觸變性,良好的透明性(添加量大時(shí)有一定的遮蓋能力),改善底漆的填充性,使其豐滿度更加飽滿。

通過(guò)測(cè)試硬脂酸鋅在不飽和樹(shù)脂涂料中的不同添加量,對(duì)比分析出硬脂酸鋅的不同性能,為硬脂酸鋅在不飽和樹(shù)脂涂料中的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備

不飽和樹(shù)脂:2307-W,長(zhǎng)興化學(xué)工業(yè)股份有限公司;硬脂酸鋅:ZF-2,YH-106,5080;防沉劑:A200,贏創(chuàng)德固賽;乙酸乙酯:水分含量≤0.5%;苯乙烯:水分含量≤0.5%;添加劑:peg600,德國(guó)巴斯夫陶氏;環(huán)氧酸鈷:無(wú)錫市德宇化工有限公司;過(guò)氧化甲乙酮:無(wú)錫市德宇化工有限公司

布氏黏度計(jì):美國(guó)博勒飛公司;高速分散機(jī):杭州齊威儀器廠;磨耗儀:上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)有限公司;刮板細(xì)度計(jì):上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)有限公司;電子天平:上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;濕膜測(cè)厚儀:英國(guó)易高;2.0口徑噴槍:日本巖田;恒溫水浴鍋:常州市金壇區(qū)西城新瑞儀器廠。

1.2 試驗(yàn)步驟

1.2.1 打磨性、透明性和吸濕性漆膜的制備方法

(1)不飽和樹(shù)脂底涂、環(huán)氧酸鈷(經(jīng)乙酸乙酯稀釋至5%)、苯乙烯質(zhì)量比為100∶6∶15,混合后攪拌均勻備用,標(biāo)記為PS1。

(2)不飽和樹(shù)脂底涂、過(guò)氧化甲乙酮(經(jīng)乙酸乙酯稀釋至5%)、苯乙烯質(zhì)量比100∶6∶15,混合后攪拌均勻備用,標(biāo)記為PS2。

(3)將PS1與PS2按照質(zhì)量比1∶1(質(zhì)量比)混合,攪拌均勻后,馬上用2.0口徑噴槍進(jìn)行噴涂。基材的選定根據(jù)測(cè)試方法進(jìn)行選擇。

藥物開(kāi)發(fā)，尤其是手性藥物的開(kāi)發(fā)是極具個(gè)性化的，外消旋體藥物的手性轉(zhuǎn)換無(wú)論在醫(yī)藥行業(yè)還是臨床治療中都是十分必要的。在對(duì)消旋體和單對(duì)映體作用進(jìn)行長(zhǎng)期臨床前及臨床評(píng)估之后，單一異構(gòu)體藥物才能夠被開(kāi)發(fā)。在手性藥物評(píng)價(jià)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)藥物的立題依據(jù)，結(jié)合藥物自身的特點(diǎn)，進(jìn)行全面、綜合的評(píng)價(jià)。

(4)噴涂后,測(cè)試用漆板放在溫度23±3 ℃,濕度50%RH±5%RH,通風(fēng)條件良好的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)7 d。

1.2.2 硬脂酸鋅作用一:改善打磨性

按表1中的配方分別添加各組分,制成不飽和樹(shù)脂底涂的基礎(chǔ)配方,并經(jīng)高速分散機(jī)高速分散研磨,攪拌速度5 000 r/min,攪拌30 min。

表1 不飽和樹(shù)脂底涂的基礎(chǔ)配方

將表1基礎(chǔ)配方定義為序號(hào)①。

耐磨性能測(cè)試根據(jù)GB/T 1768—2006《色漆和清漆 耐磨性的測(cè)定 旋轉(zhuǎn)橡膠砂輪法》進(jìn)行測(cè)試,打磨后質(zhì)量損失越多,說(shuō)明對(duì)打磨性的影響越大。

測(cè)試條件:砝碼重量:1 000 g,轉(zhuǎn)數(shù):1 000 r,轉(zhuǎn)速:60 r/min,磨輪:CS-10。

通過(guò)表2中數(shù)據(jù)可以分析,硬脂酸鋅對(duì)打磨性的作用非常明顯。添加量為0%時(shí),打磨后質(zhì)量損失最少;隨著硬脂酸鋅添加量的增加,打磨后質(zhì)量損失逐步增加。

表2 耐磨性能測(cè)試

1.2.3 硬脂酸鋅作用二:影響透明性

透明性能的測(cè)試:純黑色聚酯板做基材,噴涂濕膜厚度500 μm左右的不飽和樹(shù)脂底涂,待其完全干燥后,用600#砂紙精細(xì)打磨,噴涂濕膜厚度80 μm左右的PU高光透明清漆,根據(jù)GB/T 11186.1—1989《漆膜顏色的測(cè)量方法 第一部分:原理》、GB/T 11186.2—1989《漆膜顏色的測(cè)量方法 第二部分:顏色測(cè)量》、GB/T 11186.3—1989《漆膜顏色的測(cè)量方法 第三部分:色差計(jì)算》進(jìn)行色差的測(cè)試。色差的大小代表了透明性能的優(yōu)劣。

通過(guò)表3色差結(jié)果可以分析,硬脂酸鋅添加量0%作為基準(zhǔn)樣板,硬脂酸鋅添加量0.5%時(shí),色差△E=0.1;硬脂酸鋅添加量4.0%時(shí),色差△E=1.8;硬脂酸鋅透明性很好,隨著樣品量的增加,透明性逐漸變差。對(duì)于要求高透明性的產(chǎn)品,硬脂酸鋅在保證打磨性的前提下,可以適當(dāng)降低添加量;對(duì)于無(wú)透明性要求的產(chǎn)品,可以適當(dāng)增加硬脂酸鋅的添加量。

表3 透明性能測(cè)試

1.2.4 硬脂酸鋅作用三:影響觸變指數(shù)Ti值

觸變指數(shù)Ti值以不同轉(zhuǎn)速下動(dòng)力黏度比值表征。轉(zhuǎn)速分別為6 r/min和60 r/min。

通過(guò)表4數(shù)據(jù)可以分析,硬脂酸鋅對(duì)涂料的觸變性有一定的影響。硬脂酸鋅添加量0%與添加量0.5%相比,觸變指數(shù)Ti值相差0.2;硬脂酸鋅添加量0%與添加量4.0%相比,觸變指數(shù)Ti值相差1.3。由此可以得出:硬脂酸鋅添加量低,觸變指數(shù)Ti值影響小;添加量高,觸變指數(shù)Ti值影響大。低添加量的硬脂酸鋅,引起較大的觸變指數(shù)Ti值,是不能被應(yīng)用在涂料生產(chǎn)當(dāng)中的。對(duì)于不飽和樹(shù)脂底涂,觸變指數(shù)Ti值不是越大越好,也不是越小越好。觸變指數(shù)Ti值越小,流掛性越小,流平性越好;觸變指數(shù)Ti值越大,流掛性越大,流平性越差。根據(jù)涂料的施工要求,觸變指數(shù)Ti值需調(diào)整在合理的范圍內(nèi)。

表4 觸變指數(shù)測(cè)試

1.2.5 硬脂酸鋅作用四:防沉性、穩(wěn)定性

防沉性的測(cè)定:根據(jù)GB/T 6753.3—1986《涂料貯存穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》取500 g表5中制得的不飽和樹(shù)脂底涂,裝入透明玻璃瓶中密封,放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中,在50 ℃的環(huán)境中放置30 d,記錄沉降程度。

表5 沉降程度、穩(wěn)定性測(cè)試

穩(wěn)定性的測(cè)定:根據(jù)GB/T 6753.3—1986《涂料貯存穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》取500 g表5中制得的不飽和樹(shù)脂底涂,用布氏黏度計(jì)測(cè)試初始黏度值(25 ℃),然后裝入透明玻璃瓶中密封,放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中,在50 ℃的環(huán)境中放置30 d,取出后放置至常溫,然后再用布氏黏度計(jì)測(cè)試貯存后黏度值(25 ℃)。

黏度變化值=(貯存后黏度值-初始黏度值)/初始黏度值×100%

通過(guò)表5數(shù)據(jù)分析,硬脂酸鋅添加量0%與添加量2.0%相比,沉降程度無(wú)變化,添加量4.0%時(shí),出現(xiàn)輕微沉降。由此可以看出:硬脂酸鋅與不飽和聚酯的相容性好,防沉效果好;當(dāng)添加量超過(guò)一定的數(shù)值時(shí),也會(huì)出現(xiàn)輕微沉降。硬脂酸鋅添加量0%與添加量4.0%相比,黏度值變化相差1.9%,由此可以看出:硬脂酸鋅與不飽和聚酯的穩(wěn)定性好。

1.2.6 硬脂酸鋅作用五:吸濕性

吸濕性能測(cè)試:純黑色聚酯板做基材,噴涂濕膜厚度300 μm左右的不飽和樹(shù)脂底涂。設(shè)置恒溫水浴鍋溫度50 ℃,底涂噴涂完成3 min后,將濕膜面放置在恒溫水浴鍋上方10 cm處1 min,然后常溫干燥。完全干燥后涂層用600#砂紙精細(xì)打磨,噴涂濕膜厚度80 μm左右的PU高光透明清漆,觀察涂層外觀。

通過(guò)表6數(shù)據(jù)分析,硬脂酸鋅添加量0%時(shí),涂層外觀正常,添加量0.5%時(shí)出現(xiàn)輕微白化;添加量4.0%時(shí)出現(xiàn)非常明顯白化。白化現(xiàn)象是硬脂酸鋅在濕膜狀態(tài)時(shí)吸附了水分,待漆膜完全干燥后,水分殘留在漆膜內(nèi)造成的。由此可以分析:硬脂酸鋅的吸濕性很強(qiáng),添加量越大,吸濕性效果越明顯。在高濕環(huán)境下施工,涂層更容易出現(xiàn)白化現(xiàn)象,且出現(xiàn)白化現(xiàn)象后無(wú)法消除。

表6 吸濕性測(cè)試

2 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)分析,硬脂酸鋅改善打磨性效果明顯,添加量大影響涂層的透明性,有一定的觸變性,與不飽和樹(shù)脂有很好的相容性,穩(wěn)定性好,防沉效果好,有很強(qiáng)的吸濕性。不同廠家的產(chǎn)品,性能各有差異。

不飽和樹(shù)脂底涂用于生產(chǎn)高檔透明的木器產(chǎn)品時(shí),硬脂酸鋅在涂料配方中的添加量要充分考量其特性,選擇一個(gè)合適的添加量。不飽和樹(shù)脂底涂后,上涂用于不透明色漆的木器產(chǎn)品時(shí),硬脂酸鋅在涂料配方中的添加量要充分考量其觸變性能和防沉性能,適當(dāng)添加。