硬脂酸锌在不饱和树脂涂料中的应用

孙英民,张秀吉,付栎森

(斯坦德检测集团股份有限公司,山东 青岛 266111)

硬脂酸锌(别名:十八酸锌,CAS号:557-05-1)是一种白色精细粉末,有滑腻感,微具刺激性气味。不溶于水,溶于热的乙醇、苯、甲苯、松节油等有机溶剂。硬脂酸锌作为一种化工助剂[1-4],广泛应用于聚氯乙烯热稳定性[5]、塑料制品润滑剂、粉末冶金脱模剂、橡胶隔离剂等,尤其作为木器涂料底漆中的打磨剂,起着不可替代的作用[6]。其主要性能:改善底漆的打磨性,赋予底漆一定的触变性,良好的透明性(添加量大时有一定的遮盖能力),改善底漆的填充性,使其丰满度更加饱满。

通过测试硬脂酸锌在不饱和树脂涂料中的不同添加量,对比分析出硬脂酸锌的不同性能,为硬脂酸锌在不饱和树脂涂料中的应用提供数据参考。

1 实验

1.1 实验材料及设备

不饱和树脂:2307-W,长兴化学工业股份有限公司;硬脂酸锌:ZF-2,YH-106,5080;防沉剂:A200,赢创德固赛;乙酸乙酯:水分含量≤0.5%;苯乙烯:水分含量≤0.5%;添加剂:peg600,德国巴斯夫陶氏;环氧酸钴:无锡市德宇化工有限公司;过氧化甲乙酮:无锡市德宇化工有限公司

布氏黏度计:美国博勒飞公司;高速分散机:杭州齐威仪器厂;磨耗仪:上海现代环境工程技术有限公司;刮板细度计:上海现代环境工程技术有限公司;电子天平:上海舜宇恒平科学仪器有限公司;湿膜测厚仪:英国易高;2.0口径喷枪:日本岩田;恒温水浴锅:常州市金坛区西城新瑞仪器厂。

1.2 试验步骤

1.2.1 打磨性、透明性和吸湿性漆膜的制备方法

(1)不饱和树脂底涂、环氧酸钴(经乙酸乙酯稀释至5%)、苯乙烯质量比为100∶6∶15,混合后搅拌均匀备用,标记为PS1。

(2)不饱和树脂底涂、过氧化甲乙酮(经乙酸乙酯稀释至5%)、苯乙烯质量比100∶6∶15,混合后搅拌均匀备用,标记为PS2。

(3)将PS1与PS2按照质量比1∶1(质量比)混合,搅拌均匀后,马上用2.0口径喷枪进行喷涂。基材的选定根据测试方法进行选择。

药物开发，尤其是手性药物的开发是极具个性化的，外消旋体药物的手性转换无论在医药行业还是临床治疗中都是十分必要的。在对消旋体和单对映体作用进行长期临床前及临床评估之后，单一异构体药物才能够被开发。在手性药物评价过程中，应根据药物的立题依据，结合药物自身的特点，进行全面、综合的评价。

(4)喷涂后,测试用漆板放在温度23±3 ℃,湿度50%RH±5%RH,通风条件良好的环境中养护7 d。

1.2.2 硬脂酸锌作用一:改善打磨性

按表1中的配方分别添加各组分,制成不饱和树脂底涂的基础配方,并经高速分散机高速分散研磨,搅拌速度5 000 r/min,搅拌30 min。

表1 不饱和树脂底涂的基础配方

将表1基础配方定义为序号①。

耐磨性能测试根据GB/T 1768—2006《色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡胶砂轮法》进行测试,打磨后质量损失越多,说明对打磨性的影响越大。

测试条件:砝码重量:1 000 g,转数:1 000 r,转速:60 r/min,磨轮:CS-10。

通过表2中数据可以分析,硬脂酸锌对打磨性的作用非常明显。添加量为0%时,打磨后质量损失最少;随着硬脂酸锌添加量的增加,打磨后质量损失逐步增加。

表2 耐磨性能测试

1.2.3 硬脂酸锌作用二:影响透明性

透明性能的测试:纯黑色聚酯板做基材,喷涂湿膜厚度500 μm左右的不饱和树脂底涂,待其完全干燥后,用600#砂纸精细打磨,喷涂湿膜厚度80 μm左右的PU高光透明清漆,根据GB/T 11186.1—1989《漆膜颜色的测量方法 第一部分:原理》、GB/T 11186.2—1989《漆膜颜色的测量方法 第二部分:颜色测量》、GB/T 11186.3—1989《漆膜颜色的测量方法 第三部分:色差计算》进行色差的测试。色差的大小代表了透明性能的优劣。

通过表3色差结果可以分析,硬脂酸锌添加量0%作为基准样板,硬脂酸锌添加量0.5%时,色差△E=0.1;硬脂酸锌添加量4.0%时,色差△E=1.8;硬脂酸锌透明性很好,随着样品量的增加,透明性逐渐变差。对于要求高透明性的产品,硬脂酸锌在保证打磨性的前提下,可以适当降低添加量;对于无透明性要求的产品,可以适当增加硬脂酸锌的添加量。

表3 透明性能测试

1.2.4 硬脂酸锌作用三:影响触变指数Ti值

触变指数Ti值以不同转速下动力黏度比值表征。转速分别为6 r/min和60 r/min。

通过表4数据可以分析,硬脂酸锌对涂料的触变性有一定的影响。硬脂酸锌添加量0%与添加量0.5%相比,触变指数Ti值相差0.2;硬脂酸锌添加量0%与添加量4.0%相比,触变指数Ti值相差1.3。由此可以得出:硬脂酸锌添加量低,触变指数Ti值影响小;添加量高,触变指数Ti值影响大。低添加量的硬脂酸锌,引起较大的触变指数Ti值,是不能被应用在涂料生产当中的。对于不饱和树脂底涂,触变指数Ti值不是越大越好,也不是越小越好。触变指数Ti值越小,流挂性越小,流平性越好;触变指数Ti值越大,流挂性越大,流平性越差。根据涂料的施工要求,触变指数Ti值需调整在合理的范围内。

表4 触变指数测试

1.2.5 硬脂酸锌作用四:防沉性、稳定性

防沉性的测定:根据GB/T 6753.3—1986《涂料贮存稳定性试验方法》取500 g表5中制得的不饱和树脂底涂,装入透明玻璃瓶中密封,放入电热鼓风干燥箱中,在50 ℃的环境中放置30 d,记录沉降程度。

表5 沉降程度、稳定性测试

稳定性的测定:根据GB/T 6753.3—1986《涂料贮存稳定性试验方法》取500 g表5中制得的不饱和树脂底涂,用布氏黏度计测试初始黏度值(25 ℃),然后装入透明玻璃瓶中密封,放入电热鼓风干燥箱中,在50 ℃的环境中放置30 d,取出后放置至常温,然后再用布氏黏度计测试贮存后黏度值(25 ℃)。

黏度变化值=(贮存后黏度值-初始黏度值)/初始黏度值×100%

通过表5数据分析,硬脂酸锌添加量0%与添加量2.0%相比,沉降程度无变化,添加量4.0%时,出现轻微沉降。由此可以看出:硬脂酸锌与不饱和聚酯的相容性好,防沉效果好;当添加量超过一定的数值时,也会出现轻微沉降。硬脂酸锌添加量0%与添加量4.0%相比,黏度值变化相差1.9%,由此可以看出:硬脂酸锌与不饱和聚酯的稳定性好。

1.2.6 硬脂酸锌作用五:吸湿性

吸湿性能测试:纯黑色聚酯板做基材,喷涂湿膜厚度300 μm左右的不饱和树脂底涂。设置恒温水浴锅温度50 ℃,底涂喷涂完成3 min后,将湿膜面放置在恒温水浴锅上方10 cm处1 min,然后常温干燥。完全干燥后涂层用600#砂纸精细打磨,喷涂湿膜厚度80 μm左右的PU高光透明清漆,观察涂层外观。

通过表6数据分析,硬脂酸锌添加量0%时,涂层外观正常,添加量0.5%时出现轻微白化;添加量4.0%时出现非常明显白化。白化现象是硬脂酸锌在湿膜状态时吸附了水分,待漆膜完全干燥后,水分残留在漆膜内造成的。由此可以分析:硬脂酸锌的吸湿性很强,添加量越大,吸湿性效果越明显。在高湿环境下施工,涂层更容易出现白化现象,且出现白化现象后无法消除。

表6 吸湿性测试

2 结论

通过试验分析,硬脂酸锌改善打磨性效果明显,添加量大影响涂层的透明性,有一定的触变性,与不饱和树脂有很好的相容性,稳定性好,防沉效果好,有很强的吸湿性。不同厂家的产品,性能各有差异。

不饱和树脂底涂用于生产高档透明的木器产品时,硬脂酸锌在涂料配方中的添加量要充分考量其特性,选择一个合适的添加量。不饱和树脂底涂后,上涂用于不透明色漆的木器产品时,硬脂酸锌在涂料配方中的添加量要充分考量其触变性能和防沉性能,适当添加。