日益关注环境保护产生了很多立法旨在减少排放的工业活动,特别是挥发性有机化合物的仪器作为稀释剂在涂料。除了安全与保护法规放在工厂,排放的挥发性有机化合物的仪器也被大大减少通过开发和使用新的有机溶剂和无溶剂涂料、高固体涂料、水性涂料和粉末涂料。

日益关注环境保护产生了很多立法旨在减少排放的工业活动,特别是挥发性有机化合物的仪器作为稀释剂在涂料 ¹ 。除了安全与保护法规放在工厂,排放的挥发性有机化合物的仪器也被大大减少通过开发和使用新的有机溶剂和无溶剂涂料、高固体涂料、水性涂料和粉末涂料。关于水性涂料,已经进行了很多努力生产醇酸树脂能够提供分散颜料用更少的有机溶剂(少于10 - 15%)完成的金属表面。

水性醇酸树脂²聚合物衍生品具有高酸值(大于50)提供所需的水溶解度在中和和脂族胺盐的形成,通常为用电吹风三甲胺醇酸树脂、或dimethylethanolamine烘干醇酸树脂³。这个方法主要是应用与中期(40 - 60%含油量)和短期(小于40%含油量)石油树脂、改性与干燥和半干的油/脂肪酸。由于短油树脂可以通过反应交联与寡聚脂肪族或芳香族异氰酸酯⁴,它就可能产生两包系统混合应用程序之前立即迅速产生交联。最优涂料电影通常形成当NCO /哦比率等于1。

然而,它可能是有利的从这个比例有所偏离。比小于1时(undercrosslinking),一些哦半个仍未反应的,生产的涂层具有良好的灵活性和衬底附着力好,但低阻溶剂和化学品。如果比率大于1 (overcrosslinking),涂层显示延长干燥时间,提高硬度和耐化学性改善,但低粘附基质。这些涂料的主要应用领域包括交通、工业设备、机械、家具和塑料的表面处理。

异氰酸酯作为交联剂

除了上述特性,使用异氰酸酯树脂的交联剂也可能允许干性油的内容减少了。这可能会提高涂层的稳定性暴露在氧气和阳光。检查这种可能性,一系列的涂料光泽的特征和耐气候性。从短油醇酸树脂和涂料都制定不同成分只有类型或数量的石油/脂肪酸成分。该组件包括干燥(不饱和脂肪酸的含量高),以半干的(媒介内容),nondrying油(饱和脂肪酸)。

醇酸树脂的合成

醇酸树脂已经准备从三羟甲基丙烷,邻苯二甲酸的和偏苯三酸酐作为多重的单体,在苯甲酸单功能的反应物和石油/脂肪酸组成(表1),化学计量比和反应条件调节获得最后一个酸值(一个)值在52 - 55的范围和内容的自由羟基组达到3 - 5%,分别在治疗后都满意的水溶性脂肪族胺,和一个适当的交联程度与异氰酸酯反应。摩尔比NCO /哦,等于1.5被认为是最适合满意的最终行为的涂层。

苯甲酸(4 - 6%),邻苯二甲酸酐(24 - 26%)、石油/脂肪酸(28日至30%)和三羟甲基丙烷(30 - 32%)二甲苯(2 4%)被允许在氮气氛下225°C的反应,直到混合物的酸值达到21的价值。然后,偏苯三酸酐(5 - 7%)添加和反应温度保持在170°C,直到最后一个酸值52 - 55。在室温下冷却后,材料被稀释80% propyleneglycol二甲醚和提交的一系列特征(表1)。

表2报告的重量含量为每个类型的脂肪酸油/脂肪酸。

涂层制备和应用

涂料是由搅拌10分钟的树脂(30 - 32%)和水(40 - 42%)和2-amino-2-methylpropane (AMP),以获得一个常数pH值7.6至7.8。表面添加剂(1 - 2%),和一个绿色的颜料分散PY74, PG1, PB7 PW6 ⁸ (25 - 27%)也添加在这个阶段。制定当时与交联剂混合环己烷二异氰酸酯三聚物(HDI-T) 20%的比例按重量对醇酸树脂,对应于一个NCO /哦摩尔比率为1.5。在应用之前,配方的粘度调整为60到70秒流时间25°C Din 4杯 ⁹ 。锅里的生活所有的油漆样品被发现在两三个小时范围内。最后一个交联涂层金属标本(油漆厚度30µm)是由加速固化在烤箱70°C 20分钟。

涂层风化和表征

风化作用进行了在一个光和水接触器(荧光UV-condensation类型Q-Planet实验室产品)如图1所示,操作按照ASTM g53 - 91方法。所有标本都提交重复周期的紫外线照射和两个耦合的一系列四个荧光UV - b 40瓦(最大发射波长为313 nm) 4小时50°C,后跟一个水缩合步骤4小时40°C根据上述方法。

已知的接触时间间隔后,检查标本的光泽在光的发生率20度和60度¹⁰所有样品和治愈相比,最初的一个作为参考的Rhopoint Trigloss mod。20/60/85乐器。可见的表面缺陷,如裂缝、起泡,等等,也注意到了。

树脂与nondrying脂肪酸更好

树脂1到6(表1)治疗给相应的涂料,除了树脂4,显示过度加德纳粘度高,可以预期的应用和特性。这可能是一个的结果完全饱和的硬脂酸结构中样本。除了与异氰酸酯20%,交联树脂6也测试了28%异氰酸酯(树脂6-28)。这弥补了高总羟基含量由于建立的专属蓖麻油酸和保持1.5克分子比NCO /哦常数。

固化后,60度的值光泽的涂层前标本测定风化过程和被发现是相当高,在90年和95年之间(图2)。由于这个原因,20度光泽值也被测量,导致70到85的范围。初始值都是归一化到100再决定在已知时间间隔400小时的风化。

除了样本树脂1,表现出一种明显的降低60度光泽(图2)后不久,100小时的光照和湿度,所有剩下的样品出现大幅维护他们最初200小时曝光时间后光泽。其中更明显的差异变得明显。更详细的信息可以从曲线代表光光泽在20度的观察发病率(图3)。从树脂涂料获得了3、5和6显示更少的损失同样程度的风化后的光泽比树脂1和2,300和400小时后完全失去了光泽,分别。涂料制备树脂3和5的构成主要或完全饱和脂肪酸与低碘(表2)等价的,而涂料来自树脂6只含有蓖麻油酸,似乎非常类似于nondrying配方树脂3和树脂5,无论与20或28%的异氰酸酯交联进行。这种行为可能与羟基的存在蓖麻油酸,这是参与与异氰酸酯涂料的交联反应,从而提高树脂的稳定性6光照和湿度¹¹。

测试涂料的表面活性剂Surfaron D6N(2 - 5%),磷酸烷基酯,提高颜料分散,也表现在树脂2和树脂6-28样品。然而,润湿剂的配方的存在被证明是有害的对于风化的生产严重起泡¹²涂层表面发现了所有的样品检查后90小时的暴露在湿度(图4)。这可能是由于增强水亲和力的涂层的表面活性剂的存在。

引用

1。理事会指令1999/13 / EC,。。篇研究就是这么说的EC、L85/1 29.3.1999。

2。d . Stoye, w . Freitag、编辑、油漆、涂料和溶剂、Wiley-VCH Weinheim(1998)第45 - 46页。

3所示。r . Kuchenmeister颜色&缺乏(1972)78 550。

4所示。p . Deligny:塔克,树脂表面涂料、卷II,特殊&聚酯。PKT Oldring,伦敦(2000)。

5。EN ISO 3682 - 1998。

6。ASTM D 1545 - 89 (r - 1993)。

7所示。ASTM D 1725 - 62 (r - 1996)。

8。颜色指数、技艺和色彩人员Eds的社会。伦德汉弗莱斯,布拉德福德和伦敦(1971)。

9。EN ISO 2431 - 1996。

10。ASTM D 523 - 89 (r - 1994)。

11。r . Lambourne编辑、油漆和表面涂层:理论与实践,埃利斯霍尔伍德中校有限,奇切斯特(1987)48页。

ASTM D 714 - 87 (r - 1994)。

栏:结果一目了然

水性短油醇酸树脂含有干燥、半干的和非干性油/脂肪酸合成来获得具有不同稳定性的涂料光和大气代理。

水性着色涂料来源于与异氰酸酯树脂的交联反应,报加速风化的周期重复暴露于紫外线照射和水凝结,及其退化评价gloss-loss测量。

结果表明,涂料来自树脂包含nondrying(饱和脂肪酸)表现得更好,正如预期的那样,比包含干燥油。然而,涂层只来源于树脂含有蓖麻油酸作为脂肪酸的组成部分,展示了非凡的风化作用稳定,类似于nondrying配方,由于可能参与脂肪酸的羟基与异氰酸酯交联反应一部分。

路易吉Angiolini是工业化学教授化学工业学院博洛尼亚大学的意大利和部门主任工业和材料化学。188金宝搏bet官网博士也好Grenci在博洛尼亚大学学习高分子化学。她在做她的博士论文在工业化学工业和材料化学的博洛尼亚。188金宝搏bet官网Elisabetta Salatelli博士学位从博洛尼亚大学的化学工业。本文首次出现在欧洲涂料日报6月版。