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催干剂的作用机理和应用

作者:淮源新材料 时间:2023-04-05 18:59:25 点击:

催干剂是指能提高氧化交联涂膜固化速度的物质,能加速固化,俗称干料。主要是油溶性有机酸金属盐,常用的有铅、钴、锰、环烷酸盐、辛酸盐、松香酸盐和亚油酸盐。

催干剂是一种金属有机酸皂,它能使不饱和油的成膜过程干燥。按其在干燥过程中的作用可分为两大类:一类称为主干燥剂,一类称为辅助干燥剂。

主要催干剂主要有钴、锰、铅催干剂。这些金属在整个成膜过程中起着催化作用。在诱导期,能促进抗氧化剂的氧化,抵消抗氧化剂的抗氧化性能。对于干性油来说,当不饱和脂肪酸被氧化时,干性金属的存在会大大加速脂肪酸的吸收。氧速率、过氧化氢分解速率和自由基聚合速率。

不同的干燥金属有不同的效果。例如,钴有利于催化过氧化氢自由基的形成,锰能有效促进过氧化氢自由基的分裂。这两种催干剂都具有较大的吸氧能力,使油膜表面干燥,故常称为氧化催干剂。

从氧化和干燥的角度看,钴比锰有更强的能力,干燥和密封油膜表面的时间短,因此容易引起膜层起皱。金属铅虽然增加了不饱和油的吸氧速度,但似乎对过氧化氢基团的破裂作用不大,所以干燥缓慢,容易达到干燥内层的效果,没有表面封闭的缺点和起皱。铁金属在高温下能起到类似铅金属的作用,这两种较干燥的金属称为聚合干燥剂。

综上所述,各种金属各有特点。如果使用得当,它们的干燥效果会更好,油膜的干燥时间会缩短,所形成的油膜不会出现内外干燥不一致的情况。表面起皱等缺点。

辅助催干剂不是单独工作,而是可以提高主催干剂的干燥效率,还可以使漆膜干燥均匀(内外一致)、消除皱纹和稳定主催干剂等作用。属于这一类的是锌和钙催干剂。

关于这类催干剂的作用机理,一般据信它们在干燥的初始阶段与聚合物的羟基形成配位络合物。起到调整漆膜状态的作用。此外,钙、锌等金属皂的碱性比钴、锰强得多,因此在不饱和油或油性树脂涂料中,它们比钴等金属更容易与游离酸或聚合物结合和锰。羧基生成皂基,使主催干剂始终处于游离状态,有利于其干燥性能。

目前用作催干剂的金属大多不直接使用其氧化物,而是使用相应的有机酸皂,因此在清漆中有很好的溶解性。有机酸对金属的干燥效果有一定的影响。用于制造催干剂的有机酸必须满足一定的条件,如生成的皂类必须具有良好的溶解性,在长期贮存过程中稳定不易氧化分解。目前普遍使用环烷酸和异辛酸(2-乙基己酸)。

催干剂的应用

目前催干剂主要用于铅、锰、钴、锌、钙五种催干剂。其他的,比如镍和铈,用得不多。下面简单介绍一下它的性能。

1. 钴催干剂

特点是表面快干。如果单独使用,表面的结膜会很快闭合,导致下层长期干燥。表面凸起形成皱纹;因此,在使用钴催干剂时,铅催干剂一起使用,可使表面保持一致的干燥度并避免起皱。常见的环烷酸钴和异辛酸钴,不用溶剂稀释时,均为紫红色浆状均质液体,金属钴的质量分数为8%。为便于使用,请用 50% 的溶剂稀释。与其他金属并用时,其用量只需为油量的0.02%~0.05%左右,最大不超过0.1%。

2.锰催干剂

促进油膜表层干燥不如钴催干剂快,有利于底层干燥,皱纹不如钴明显。缺点是颜色深,不适用于白色或浅色漆,日后有发黄倾向,增加漆膜干燥后的脆性。含锰干燥剂代替钴,其用量比钴多。当钴和锰结合使用时,锰的用量一般少于钴的用量。环烷酸锰和异辛酸锰为红棕色均匀透明液体,金属锰的质量分数为3%。

3.铅干燥剂

促进漆膜内层干燥,表面不强。如果单独作用,会导致表面长时间发粘;但所得干膜坚韧耐用,硬度高,耐候性好,与钴、锰催干剂配合使用,效果很好。因与硫磺易形成黑色硫化铅,使漆膜颜色变深。因此,不宜在含硫气氛中使用。环烷酸铅为棕黄色均匀透明液体,异辛酸铅为淡黄色均匀透明液体,铅的质量分数一般为8%~15%。催干剂的用量一般为油量的0.5%~0.5%。 1. O%,与钴或锰催干剂配合使用。

4.锌钙催干剂

这两种助干剂在醇酸漆中与主催干剂一起使用,效果非常好,不仅可以加速干燥,还可以改善漆膜表面状况(如克服起皱、消除丝纹等)。 ).同时,锌还是一种很好的润湿剂,可以提高颜料和油漆的润湿性能,提高研磨效率,在一定程度上改善颜料在贮存过程中的沉淀倾向。它们的用量一般为油的0.1%。关于。钙锌环烷酸皂为棕黄色均匀透明液体,异辛酸皂为淡黄色均匀透明液体。溶液浓度以金属计一般为2%~3%。