进入二十一世纪以来,随着人们环境意识和能源意识的增强,对涂料这一装饰、装修材料也提出了更高的要求,不仅要求它具有较高的性能、而且还要求其具有低成本、低毒的特性、并促进涂料生产向专业化及利用可再生资源方向发展。因此开发和研制低毒、低污染及利用可再生资源生产的绿色产品已成为全社会的共识[1-4]。
松脂是一种丰富的可再生资源,在我国分布广泛,经简单加工既可得到松香产品。其具有价廉、良好的附着力及良好的耐水性等特点[5]。如何将其应用在涂料中以降低产品的毒性和成本,并提高产品的性能是值得探讨的课题之一[6-7]。
1 实验方法
1.1松香乳液的制备
松香是由松脂加工而得的一种重要的化工原料。由于松香的主要成分树脂酸中羧基和双键的存在使得松香在生产和储存的过程中不稳定,易氧化,易结晶,使得颜色加深,影响其使用价值;另外,松香不溶于水,要将其应用于涂料中需对其进行再加工。本实验中,选择适当的乳化剂将松香制成松香乳液的形式,再与内墙乳胶漆混合,配置成性能较稳定的涂料。
经实验测定,松香的HLB值在12左右,因此本实验选用EQ和乳白灵复合乳化剂对松香进行乳化。首先,称取一定量的松香于三口瓶中,加热熔融,缓慢加入EQ并搅拌,转速为1500转/min,使得松香充分分散;待温度上升至120℃,逐渐加入乳白灵的水溶液,滴加过程中通过控制溶液的滴加速度,以控制乳液的温度保持在95℃左右,降低转速,可适当加快乳白灵的滴加速度,全部加完后,再继续搅拌30min;用冷水浴急速冷却制得乳白色松香乳液。其性能指标见表1
表1 松香乳液的各项性能指标
Tab 1 Characteristics of Rosin Emulsion
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项目 |
指标 |
项目 |
指标 |
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颜色 |
乳白色 |
pH |
6.1 |
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固含量/% |
〉60 |
耐水性 |
良好 |
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颗粒度/µm |
≤2 |
储存稳定性/月 |
≥7 |
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分散性 |
良好 |
耐碱性 |
良好 |
1.2涂料的配制
首先将水(255份)、润湿剂(15份)、分散剂(5份)、消泡剂(2.5份、)羟乙基纤维素(3.5份)、以及25%氨水(1.5份)加入搅拌罐中搅拌约10分钟;然后将群青(0.2份)、TiO2(50份、)500目滑石粉(175份)和500目CaCO3(275份)与第一步原料混合后在砂磨机中进行砂磨,研磨至颗粒细度为≤60µm;将上述制成品放入调漆釜中,低速下搅拌,顺序加入水(60份)、流变剂(10份)、丙二醇(10份)、消泡剂(1份)、成膜助剂(7份)、醋酸乙烯/丙烯酸酯乳液(以下简称醋丙乳液,110份)、防腐剂(3份)、水(16.3份),加料完毕,搅拌约30分钟即得成品涂料。依据此配方按照不同比例的乳液配比配制的乳胶漆,粘度范围为80-110KU,含固量约为55%,85°光泽为2-10;PH值约为7.5-8.0。
2 结果与讨论
下列表2—5是不同比例醋丙乳液与松香乳液混合作为主要成膜物质制备的涂料对涂料性能的影响。
2.1对干燥时间的影响
取150mm×70 mm×5mm的石棉水泥平板,用细砂将毛边和正面打磨清理干净并养护后,用规格为100的线棒涂布器涂布一道。
表2 对干燥时间的影响
Tab 2 Effect on the Drying Time
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比例(醋丙乳液:松香乳液)Ratio |
干燥时间(h)Drying time |
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1:0 |
表干1.0 实干17.5 |
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3:1 |
表干1.2 实干18.0 |
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2:1 |
表干1.5 实干19.0 |
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1:1 |
表干1.8 实干19.5 |
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1:2 |
表干2.2 实干20.3 |
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1:3 |
表干2.7 实干21.0 |
随着松香乳液的加入量的增加,干燥时间延长,可能是由于松香中存在着疏水性基团,使得干燥时间增加。醋丙乳液:松香乳液的比例为3:1时,干燥时间较短。