改性蓖麻油制备UV光固化涂料的研究.pdf

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第34卷第8期
涂料工业
Vol 34 No8
2004年8月
PAINT COATINGS INDUSTRY
Aug. 2004
改性蓖麻油制备
Uv光国化料的研究
胡波年(湖南建材高等专科学校化工系,衡阳421008)
摘要:研究了改性蓖麻油制备UV光固化涂料。由蓖麻油、环氧丙烯酸树脂UVR6100、光引发剂UV16990制得
的涂料具有优良的光泽、良好的柔韧性、良好的附着力与硬度,且当改性篦麻油含量为40%时,漆膜性能最为优良。
关键词:改性蓖麻油;环氧树脂;光引发剂;UV光固化涂料;涂膜性能
中图分类号:TQ630.7文献标识码:A文章编号:0253-4312(2004)08-0024-03
司第一条辐射光固化流水生产线投产以来,由于它与
0引言
其他涂料相比具有低污染、节能及生产效率高等优
光固化涂料自20世纪60年代末德国 Baver公势,受到涂料行业的高度重祝。
①基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(O2JJY300
止单体水解并调节反应速度,一般要将pH值调至酸
性;但另一方面,pH值的变化对体系的乳化情况又?3结语
产生影响。实验结果表明;为使反应平稳进行,乳液
采用无皂乳液聚合技术,制备出了耐水性、乳液
的pH值需调至6-7。本文对比了10%磷酸二氢納稳定性、附着力及涂膜表观等性能均较为良好的苯丙
溶液、5%氢氧化钠溶波和浓氨水作为缓冲剂的情况,
乳液防水涂料。由于无乳化剂的存在,得到的乳胶粒
结果如表6所示。
子表面较“洁净”,乳液的性能尤其是耐水性、稳定性
得到了改善,涂膜表观理想。
表6缓冲剂对乳液性能的影响
参考文献
缓冲剂种类疑块
量/%
乳液外观
涂膜表观
」黄,程时远,李建宗.合成聚合物乳液的研究与升发,湖北化
%磷酸二氢钠>10颗粒较大且不均膜上有不透明颗粒
工,1997,(1):13-16
[2」刘杰凤,李春海,王志辉,等,核/売型苯乙旆ー両烯酸酯乳液的
5%氢氧化钠>10颗粒较大且不均膜上透明颗粒增多
研制,涂料工业,203,33(5):5-7
浓氨水
<3颗粒细小均匀无色透明膜
3」汪文,王平华,刘义.苯乙烯与甲基烯酸及丙烯酸无皂乳液
共聚过程研究.涂料工业,2003,33(5):16-18
由表6可以看出,离子型缓冲剂磷酸二氢钠溶液[4」焦剑,张安,等、两校乳胶涤料的合成与性能涤工业
和氢氧化钠溶液的缓冲效果不如共价型缓冲剂浓氨
水的效果好,前两者都会使乳液凝聚物增多。这可能[S」甘孟、杨治国,马力改性丙烯酸庙乳液型防水涂井.涂料工
是因为金属离子带电,影响了乳液的电荷平衡,导致
业,203,33(5):19
乳液的稳定性下降,使乳液粒径变大、凝块量增加
6」史沈明.丙媂酸树脂乳液聚合稳定性的探讨.皮革化工,1994,
(1):22
缓冲剂的用量不能太大。因为在无皂乳液聚合
7]周其风,胡汉杰.高分子化学.北京:化学工业出版社,2001
中,乳液粒子主要是通过结合在聚合物链或末端离子
基团得以稳定的。缓冲剂增多会抑制单体基团电收稿日期2004-03-18
离,使其表面电荷减少,乳液粒子双电层变薄,从而使作者筒历常玉,女,助教、项士,从事防水涂料方面的应用研
初始粒子失去稳定而彼此聚结,乳液粒径增大,导致
乳液粒子含量下降。本实验中选用的缓冲剂为浓氨
通信地址广州市华南师范大学化学系
联系电话13925066138
水,其加入量不能超过单体总量的1%。
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胡波年:改性菎麻油制备UV光固化涂料的研究
技术革新不断促进光固化涂料市场的发展。然二次酯化法制取的DCO的技术指标比较。
而,由于原材料供应的紧张而限制了其发展速度。现表1催化脱水法与二次酯化法制取DCO技术指标比较
在,大量的研究都集中在用植物油及其衍生物作原料
技术指标
制取紫外光固化涂料上“。作为植物油,蓖麻油因
其是可再生农业资源及无毒性而具有广泛的应用前
皂化化碘羟共二烯
景,但由于蓖麻油属于不干性油,直接应用于涂料工
值
值值酸质量分
数/%
业存在一定困难,因此,对于蓖麻油的改性研究工作催化脱水法1.483819L.4187.11342820.1
也相应展开6-8。有关应用蓖麻油制备UV光固化二次化法1.4839189.3186-11561926.1
涂料的研究国内目前尚未见报道,国外相关报道也很
从表1可以看出,采用蓖麻油二次酯化法比常规
少, Shelby F将蓖麻油进行脱水改性,成功地制备了高温催化脱水法制取的DCO具有更高的碘值。
一种新型的UV光固化涂料,但工艺较为复杂。本1.4脱水蓖麻油的改性
文研究了应用蓖麻油脱水改性制备Uv光固化涂料,
DCO含有大量的具有共轭双键的分子,用顺酐
可较大幅度降低生产成本,所制备的涂料具有固化改性,使两者进行 Diels- Alder反应,再用季戊四醇
快、漆膜的耐水性和柔初性好等特点,是一种应用前加以酯化。
景较好的紫外光固化涂料。
将100份DCO、5~10份顺酐加入反应容器,慢
1实验
慢开温到190~200℃,20min后加人5~-10份季戊
1主要原料
四醇,再于200~240℃温度下继续反应一段时间后
蓖麻油;单体:环氧丙烯酸树脂UVR6100:光引取样,当样品黏度为200~30(25℃)时,样品透明
发剂:UV16990;顺酐;季戊四醇。
清澈(若样品出现混浊现象,则可补加适量DCO),降
1.2仪器及测试方法
温,制得改性DCO。
UV125A紫外光固化机(北京埃士公司);QTG型
样品的制备
涂膜涂布器(天津市材料试验机厂);100LX型高剪
将改性DCO与环氧丙烯酸树脂(UVR6100)按
切混合搅拌机(威宇机械电子有限公司)。
表2中比例混合,用搅拌机充分分散成稳定的分散体
60°光泽:CB9754198,涂膜光泽测定法:铅笔系,再加入光引发剂(UV690)搅境拌至均匀,制得7
硬度:GB6739-1986,漆膜硬度测定法:附着力:CB个UY可固化涂料样品;然后分别用涂膜涂布器在马
9286-1988漆膜划格试验;杨氏模量;断裂应力;断口铁上将液体涂料制成均匀液膜(厚度76um),并
裂伸长率的测定
在涂料固化仪上固化成膜。
1.3蓖麻油脱水干燥
表2各样品的投料量
单位:g
常规脱水蓖麻油(DCO)在硫酸、酸式硫酸钠或
样品编号
酸性活性土存在下高温脱水制得,但采用该工艺高温原料名称
脱水完成后,若使用固化催化剂,则必须进行过滤;若改性DCo
01020304050
使用酸类催化剂,则必须采用中和、水洗、脱水和干燥UVR6100
100908070605040
等操作,工艺较繁璜。本文采用二次酯化法制取UVI6990
4444444
DCO,其主要过程是采用游离脂肪酸钠对蓖麻油进行2结果与讨论
酯化,然后在高温下使稳定性较差的二次酯化物发生