第四节 辅助成膜物质 辅助成膜物质,一般用量都不多,有的用量很少,但对涂料质量、成膜过程及最终涂膜的质量性能有很大的影响,有的起关键作用。
随着对涂料的要求越来越高,助剂的发展成了制约涂料工业质量的关键性因素,这已越来越成为我国涂料界的共识。
涂料助剂从功能上划分有:
催干剂;生物活性添加剂;流变性改进剂;颜料分散剂
还有消泡剂,消光剂,流平剂,防沉降剂,抗结皮剂,防紫外剂等。
一、催干剂 氧化干燥型涂料中用。
作用:能显著提高固化速度,缩短涂料干燥时间。
有催干作用的化合物不少,但广泛应用的是环烷酸、辛酸、松香酸和亚油酸的铅盐、钴盐和锰盐。由于铅盐的毒性,已经出现了一些低毒、无毒的催干剂,如锆催干剂,其特点是色浅、无毒,代替铅催干剂改善涂膜的附着力、硬度、光泽及保光性,遇硫化物不褪色。缺点是价格高。
一般认为催干剂能促进干性油主链上双键的氧化,形成过氧化物,过氧键分解产生自由基,加速交联固化。
1.钴催干剂特点:表面催干剂。单独使用易发生表面很快结膜而内层长期不干。常与Pb催干剂配合使用。用量以金属计0.1%以下。最常见:环烷酸钴。
2.锰催干剂表面催干剂,但催干能力不及钴,故有利于漆膜内层干燥。
缺点:色深,且有变黄倾向,不宜用于白色或浅色漆中。常用的:环烷酸锰。用量以金属计0.3%以下。
3.铅催干剂内层催干剂,常与Co或Mn催干剂配合,Pb与Co,Mn比为10:1。
主要:环烷酸铅,用量以金属计0.5% ~1%可用锆盐代替铅盐。
4.稀土催干剂兼具表干及底干。主要组分为铈羧酸皀。减少了Co的用量,取代Pb。
二、生物活性添加剂 1.船舶防污涂料中用
氧化汞、氧化亚铜、三丁基锡氧化物
自抛光防污漆:甲基丙烯酸锡与不饱和单体共聚制成的高分子有机锡化合物,不仅挥发性极低,且有自抛光作用。
2.水性乳胶漆用
乳胶漆多数加有纤维素作为增稠剂,贮存过程中或漆膜在潮湿条件下易长霉。常用的杀菌防霉剂有:
酚类:五氯酚钠
有机汞类:醋酸苯汞;有机锡类:三丁基锡;现在出现了生物活性添加剂。
三、流变性改进剂 通常用于溶剂型涂料的称为触变剂,用于乳胶漆中的称为增稠剂。
1.常用触变剂:气相SiO2;有机膨润土
2.常用增稠剂:(1)纤维素醚类:羧甲基纤维素钠,乙基、羟乙基纤维素;(2)碱敏性丙烯酸聚合物增稠剂
(3)聚环氧乙烷骨架的缔合性增稠剂
四、颜料分散剂 颜料分散剂是一类表面活性剂,用来帮助促进颜填料的润湿。即使有时分散润湿良好,为了确保均匀地分散,也常使用分散剂,因为它们吸附在颜填料粒子表面后,电排斥效应与位阻效应可防止重新凝聚。
常用颜料分散剂
1.聚电解质:主要用于水性涂料。有:聚丙烯酸钠,苯乙烯-顺丁烯二酸共聚物的铵盐
2.低粘度硅油:用于溶剂型涂料。如:氨基烘漆。
3.多元胺及醇胺类:丙二胺,适于陶土分散。2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)
Henkel公司的Tenlo 70是好的碳黑分散剂。
4.聚磷酸盐:用于乳胶漆。三聚磷酸钾,焦磷酸四钾
5.A-B型嵌段共聚物:适用于多种颜料。A段:含多个极性基团,与颜料粒子表面化学基团结合,B段:分子量适宜,低极性或非极性聚合物链,能溶于有机溶剂或基料中。
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作用:能显著提高固化速度,缩短涂料干燥时间。
有催干作用的化合物不少,但广泛应用的是环烷酸、辛酸、松香酸和亚油酸的铅盐、钴盐和锰盐。由于铅盐的毒性,已经出现了一些低毒、无毒的催干剂,如锆催干剂,其特点是色浅、无毒,代替铅催干剂改善涂膜的附着力、硬度、光泽及保光性,遇硫化物不褪色。缺点是价格高。
一般认为催干剂能促进干性油主链上双键的氧化,形成过氧化物,过氧键分解产生自由基,加速交联固化。
1.钴催干剂特点:表面催干剂。单独使用易发生表面很快结膜而内层长期不干。常与Pb催干剂配合使用。用量以金属计0.1%以下。最常见:环烷酸钴。
2.锰催干剂表面催干剂,但催干能力不及钴,故有利于漆膜内层干燥。
缺点:色深,且有变黄倾向,不宜用于白色或浅色漆中。常用的:环烷酸锰。用量以金属计0.3%以下。
3.铅催干剂内层催干剂,常与Co或Mn催干剂配合,Pb与Co,Mn比为10:1。
主要:环烷酸铅,用量以金属计0.5% ~1%可用锆盐代替铅盐。
4.稀土催干剂兼具表干及底干。主要组分为铈羧酸皀。减少了Co的用量,取代Pb。
二、生物活性添加剂 1.船舶防污涂料中用
氧化汞、氧化亚铜、三丁基锡氧化物
自抛光防污漆:甲基丙烯酸锡与不饱和单体共聚制成的高分子有机锡化合物,不仅挥发性极低,且有自抛光作用。
2.水性乳胶漆用
乳胶漆多数加有纤维素作为增稠剂,贮存过程中或漆膜在潮湿条件下易长霉。常用的杀菌防霉剂有:
酚类:五氯酚钠
有机汞类:醋酸苯汞;有机锡类:三丁基锡;现在出现了生物活性添加剂。
三、流变性改进剂 通常用于溶剂型涂料的称为触变剂,用于乳胶漆中的称为增稠剂。
1.常用触变剂:气相SiO2;有机膨润土
2.常用增稠剂:(1)纤维素醚类:羧甲基纤维素钠,乙基、羟乙基纤维素;(2)碱敏性丙烯酸聚合物增稠剂
(3)聚环氧乙烷骨架的缔合性增稠剂
四、颜料分散剂 颜料分散剂是一类表面活性剂,用来帮助促进颜填料的润湿。即使有时分散润湿良好,为了确保均匀地分散,也常使用分散剂,因为它们吸附在颜填料粒子表面后,电排斥效应与位阻效应可防止重新凝聚。
常用颜料分散剂
1.聚电解质:主要用于水性涂料。有:聚丙烯酸钠,苯乙烯-顺丁烯二酸共聚物的铵盐
2.低粘度硅油:用于溶剂型涂料。如:氨基烘漆。
3.多元胺及醇胺类:丙二胺,适于陶土分散。2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)
Henkel公司的Tenlo 70是好的碳黑分散剂。
4.聚磷酸盐:用于乳胶漆。三聚磷酸钾,焦磷酸四钾
5.A-B型嵌段共聚物:适用于多种颜料。A段:含多个极性基团,与颜料粒子表面化学基团结合,B段:分子量适宜,低极性或非极性聚合物链,能溶于有机溶剂或基料中。
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1.常用触变剂:气相SiO2;有机膨润土
2.常用增稠剂:(1)纤维素醚类:羧甲基纤维素钠,乙基、羟乙基纤维素;(2)碱敏性丙烯酸聚合物增稠剂
(3)聚环氧乙烷骨架的缔合性增稠剂