催干劑及其作用機理
能加速漆膜氧化、聚合、干燥的有機酸金屬皂稱為催干劑,它主要是由具有變價功能的一些金屬與含7-22個碳的一元羥酸反應而得的產(chǎn)物,按照催干劑的金屬部分大致可分為活性的和輔助的。催干劑于固化劑不同,固化劑與連結料其化學而成為涂膜的組成部分。催干劑一般不參與涂膜的組成。在用量上,固化劑要求和連結料按固定比例使用,而催干劑僅需適宜用量。
催干劑不但能有效的加快氣干型涂料的成膜速度,而且對漆膜性能如硬度、附著力、抗水性、耐候性等的影響較大,其用量及配比使用不當,會使漆膜性能受到損害,并影響涂料的儲存性如結皮、膠凍等。
催干劑的作用機理:
催干劑對油基漆的氧化結膜有加速作用。油基漆的成膜過程較復雜,一般認為有四個階段:1,誘導期。2,過氧化物的形成。3,過氧化物的分解。4,聚合。
誘導期是涂料施工后開始吸氧的階段。氧的吸收是通過雙鍵加成而形成過氧化物,當過氧化物分解則形成活潑的自由基。自由基迅速的形成高分子量的聚合物,并進一步聚合,形成體型結構的分子。干性油則逐步變?yōu)檎吵頎畎牍腆w,以致膠化而達表干及硬干。
實際上干性油的成膜過程是十分復雜的,同時進行著幾個反應。隨著氧的吸收量增大,氧化聚合的速度也加快。在表面的氧含量最大,硬化結膜是從表面開始的,由于氧的逐步滲入而達到硬干,隨著雙鍵的減少,吸氧速度逐漸減慢。
干性油的氧化聚合過程中,還進行著許多副反應。其中有一些反應促使聚合,但大多數(shù)副反應使脂肪酸斷裂而形成低分子酸,如甲酸、乙酸、醇、酮、脂、二氧化鈦和水等揮發(fā)物質(zhì)。在成膜速度中其聚合速度大大超過分解速度,但在成膜過程結束后,其分解反應過程繼續(xù)進行,一直到成膜被破壞為止,此時漆膜失去柔韌性及堅韌性而發(fā)脆,以致粉化、龜裂、剝落。
一般把具有多種化合價的金屬皂催干劑稱為活性催干劑,透明都容易進行氧化還原反應。如鈷皂以催化氧化聚合為主,鉛皂以催化加聚為主。鋯皂不但有一般的催干特性,而且具有配位能力,與醇酸樹脂鏈上的極性基團如羥基形成配位鍵,生成更大分子的配位化合物,不但能加速干性,而且能改善涂膜性能。把一些不易變價的金屬皂催干劑劃分為輔助催干劑、比如鈣、鋅等金屬,透明單獨使用不具有催干特性,但當與活性催干劑配合使用時,也能改進干性。輔助催干劑有利于活潑催干劑與涂料螯合,從而幫助干燥。
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