涂料技术
气干性良好的乙烯基酯树脂
[据涂料涂装资讯网报道] 作者: 刘福民 1 ,吴津成 2,冯俊忠 2,席发臣 2,赵虎森2
(1 .金川集团工程建设有限公司建材分公司,甘肃金昌 2 .北方涂料工业研究设计院,兰州 ) 摘要:将腰果油等长链聚合物引入乙烯基酯树脂中,以改善树脂的气干性、柔韧性、附着力、耐;中击性,同 时保留乙烯基酯树脂的高耐化学品性。
关键词:乙烯基酯树脂;气干性;腰果油
1 引言
乙烯基酯树脂是 20 世纪 60 年代发展起来的新型 树脂,主要是环氧树脂和含双键的不饱和一元羧酸加成聚合的产物。其工艺性能和不饱和聚酯树脂相似,化学结构和环氧树脂相近,因而具有优异的耐化学品性和耐溶剂性。它结合了聚酯和环氧树脂的长处,是 一 种优良的耐腐蚀树脂。
现今乙烯基酯树脂主要应用于玻璃钢防腐蚀行业。应用于涂料的乙烯基酯较少,主要因为树脂的气干性和柔韧性无法达到涂料的技术指标要求。虽然有 用异氰酸酯和富马酸酯改性的树脂,但其附着力又无法达到要求。本文表述一种新型腰果油树脂改性乙烯基酯树脂,其气干性、柔韧性、附着力及冲击强度都可 以满足防腐蚀涂料的要求。
2 试验部分
2 . 1 主要原料
主要原料:环氧树脂、甲基丙烯酸、丙烯酸、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、对苯二酚、三乙胺、苄基二甲酸、顺酐—三羟甲基丙烷二烯丙基醚 (TMPDE) 树脂 ( 自制 ) 、腰果油树脂 ( 自制 ) 。
2 . 2 树脂合成
I 组分:在装有搅拌器、温度计、冷凝器、分水器的 烧瓶中,按配方量加人环氧树脂、反丁烯二酸及催化 剂、阻聚剂,在一定温度下使环氧树脂与反丁烯二酸反 应,反应完全后加人甲基丙烯酸封端,酸值降至 10mgKOH / g 以下加人苯乙烯对稀。
Ⅱ组分:腰果油树脂 ( 自制 ) 。
Ⅲ组分: TMPDE —顺酐树脂 ( 自制 ) 。
2 . 3 配制
将以上组分按表 1 配比搅匀后涂于马口铁板上 ( 厚度 20 μ m ) 。
表 1 改性乙烯基酯树脂组成 ( 质量份 )
3 结果与讨论
3 . 1 气干性
乙烯基酯树脂固化方法与不饱和聚酯相似,都采用过氧化物为引发剂,钴盐为促进剂。通过引发剂所产生的游离基激活树脂和交联剂中双键,进行交联反应。反应过程中不产生副产物。
空气中的氧对乙烯基酯树脂的表面有阻聚作用, 会使涂层表面发黏,固化不完全。所以其固化漆膜耐候性和耐化学药品性降低。一般需要隔离表面空气的接触,如压聚酯薄膜覆盖。此法不适合特殊形状表面, 也增加了工序和原材料成本,给施工带来许多不便。另一方法是加入石蜡,使石蜡浮于树脂表面,阻隔氧以达到干燥的目的,但石蜡的加入对层间附着力有影 响。第三种方法是在树脂中引人“气干性”官能团,如烯丙基醚、烯丁基醚、气干性油基团等。另外还有烘烤等方法,本文不再赘述。树脂中加入烯丙基醚基团、腰果油基团及未引人“气干性”官能团的样品对比性能结 果见表2
表 2 样品性能对比
表 2 中 2 、 3 树脂含有腰果油基团,可在空气中吸收氧气,达到白干,所以树脂有良好的气干性,表干时问仅为 6 ~ 8 h ,实干时间不大于 24 h 。 1 树脂未引人“气干性”官能团,干性很差,表干 2 d 、实干 7 d 。 4 树脂 含有烯丙基醚基团结构,干性有所提高,表干 18 h ,实 干达 3 d 。
3 . 2 耐化学品性
选择 2 、 3 综合性能比较好的树脂,配漆后涂于碳钢棒表面,常温干燥 7 d 后,浸于化学介质中 1 个月 ( 80 ℃ ) ,结果见表 3 。其中浸于 NaOH 中的漆膜颜色变黄,但未见起泡、剥落。其他都无变化,证明此树脂耐化学品性能优良。
表 3 耐化学品性比较
3 . 3 其他性能
附着力、柔韧性、冲击强度是考察涂料性能的基本项目。从表 2 可见 1 和 4 树脂的这 3 项指标很差, 2 和 3 树脂都可通过。因为腰果油中含有长不饱和脂肪链结构,可增强树脂的柔韧性,从而改善了附着力和冲击强度.
3 . 4 助剂选择
树脂配加引发剂、促进剂后,有气泡产生,在搅拌 均匀后树脂表层有气泡漂浮。涂漆后表面会出现缩孔 和鱼眼等缺陷,影响防腐性,所以应选择合适的消泡 剂、流平剂。通过一系列试验选定 BYK — 555 和 BYK — 605 配合使用作为消泡剂。 BYK —306 和 BYK — 405 配 合使用作为流平剂。
3 . 5 气温对固化的影响
本树脂是通过引发自由基聚合固化,对施工环境温度和湿度很敏感。另外树脂中多余的羟基也有阻聚 作用。在温度低和湿度大时固化时间长或固化不完全,影响漆膜性能,应增加促进剂和引发剂的用量,或 加少量促进剂。而温度高、湿度小时树脂固化很快,影 响施工期限,应酌情减少促进剂和引发剂用量。所以 施工前根据环境情况进行现场试配比,以掌握好固化 时间,有利于施工和涂刷。一般固化时间控制在 40 ~ 60 min ,对施工后漆膜性能影响较小。
4 结语
经试验优选,采用腰果油树脂改性的乙烯基酯树脂具有良好的气干性、柔韧性、附着力、抗冲击性和耐 化学品性;可用于重防腐涂料;价格低廉,施工方便,可刷涂、辊涂、浸涂;可作为代替玻璃钢材料用于防腐领 域的新产品。



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