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叔碳酸縮水甘油酯的應用領域

返回列表 來源: 瀏覽:0 發布日期:2018-10-22 11:42【


叔碳酸縮水甘油酯E-10P的應用


一、新癸酸縮水甘油酯用作環氧樹脂活性稀釋劑
     現在常用的環氧稀釋劑以各種縮水甘油醚為主要產品,縮水甘油醚普遍存在色深、含量低、雜質多、味道大、有機氯含量高等缺點。只能用于低檔涂裝。例如常用的丁醇縮水甘油醚,一般有效成分含量在70%-90%,大量的雜質是丁醇,丁醇沸點較低,在成膜之后仍會緩慢釋放直至最后全部揮發。而新癸酸縮水甘油酯有效含量90%-96%,如果丁醇縮水甘油醚含量達到新癸酸縮水甘油酯產品含量的低限―90%,其價格已遠遠高于新癸酸縮水甘油酯了。

新癸酸縮水甘油酯色淺、味低、雜質少,尤其是有機氯含量可以控制到電子水平,0.02%以下,可用于電子產品涂膜。新癸酸縮水甘油酯可能含有少量新癸酸二醇酯,它在成膜后不能揮發,慢慢接枝到環氧樹脂活性基團上,所以,以新癸酸縮水甘油酯為活性稀釋劑的涂膜,經過一段時間后測試,性能還會提高,且揮發物少,真正做到了環保。

新癸酸縮水甘油酯蒸氣壓很低,沒有不愉快的氣味,大大改善了室內施工的條件。

在性能上新癸酸縮水甘油酯分子上的位阻烷基結構,從而給涂膜提供抗紫外線功能并給酯鍵、醚鍵等活性基團提供保護,使其免受酸、堿的進攻。從而可以看出,新癸酸縮水甘油酯的加入,可以提供耐候性、耐酸雨、抗堿性等功能。

 

新癸酸縮水甘油酯在用作環氧樹脂活性稀釋劑時不因其加入量而對成膜造成影響。

新癸酸縮水甘油酯和胺類固化劑反應溫和,受溫度影響小,即使在炎熱的暑天,仍能為樹脂保證足夠的流平時間。

研究證明,以新癸酸縮水甘油酯為稀釋劑的環氧樹脂涂膜,柔曲性、拉伸強度、硬度、固化時間等各項性能指標非常均衡,同時,漆膜強度、耐候性、裝飾性有很大提高。使環氧樹脂涂料漆膜飽滿、觸感好,檔次大大提高。

二、叔碳酸縮水甘油酯在樹脂和油漆中的應用

1、醇酸樹脂酸價調整

    新癸酸縮水甘油酯用于調整醇酸樹脂和聚脂樹脂的酸價。新癸酸縮水甘油酯與樹脂的羧酸基團可以迅速和定量地反應,從而降低分子量,減少其它潛在的副反應,因此,定量加入新癸酸縮水甘油酯可以將酸價降低到任意需要的水平。給醇酸樹脂生產提供挽救的方法。

2、在卷材涂料中的應用

工業上卷材金屬材料應用于各種環境,還要適合底材變化成各種形狀,卓越的耐候性、硬度與柔韌性平衡成為用于烘其重要的指標。涂料廠家為此作出很大努力改善醇酸磁漆的性能。有人提出,在醇酸樹脂中引入新癸酸縮水甘油酯最大壓力是價格問題,這里要說明的是,對于耐候性和加工要求簡單的低檔漆,引入新癸酸縮水甘油酯自然沒有優勢和必要,但是,對于上述提到的要求,引入新癸酸縮水甘油酯不失為方便地提高涂膜性能和檔次、解決這些問題的有效方法。 

3、在低溫烘烤漆中的應用

很多情況下,需要涂裝的底材不適合高溫烘烤,例如PVC底材,或者,烘烤環境中有其他不耐高溫的材料。這樣就需要用其他方式解決,方法之一是使用低溫烘烤。新癸酸縮水甘油酯樹脂配方體系提供150℃,30min的低溫烘烤就能達到最高性能水平。特殊要求還可以通過特殊配方體系在80℃下烘烤,同樣可以得到優異柔韌性、硬度、粘合力和戶外耐受性的磁漆。

4、制備高固體份丙烯酸樹脂和油漆

新癸酸縮水甘油酯在丙烯酸樹脂中最大的用途是用于汽車面漆和清漆,包括OEM和修補。僅僅通過在丙烯酸樹脂中簡單的引入新癸酸縮水甘油酯,就可賦予涂層更好抗酸性(酸雨)、高光性(裝飾)、良好的顏料潤濕性(施工性)、UV穩定性(耐候性)和美觀(裝飾性)的優點。

新癸酸縮水甘油酯/丙烯酸樹脂體系的優勢從生產起就開始體現出來。新癸酸縮水甘油酯提供潛在的在聚酯生產過程中的優點,因為它能作為聚酯制造之初反應性稀釋劑,然后引入的聚酯中,這樣就降低了或完全去除了反應之初溶劑的使用,提高空時產量,自然可以降低成本。

丙烯酸樹脂固化劑三聚氰胺樹脂與羥基形成醚鍵在酸性條件下容易水解,如被酸雨和天然的有機化學物質如鳥糞或植物液體水解,這可以嚴重的破壞三聚氰胺/HEMA固化的清漆涂料。異氰酸酯固化劑可提供較好的抗酸性。因此如需要可加入適量的有位阻的脂肪取代的異氰酸酯固化劑來改進三聚氰胺固化劑涂料。但是這樣就提高了產品的成本,因為異氰酸酯固化劑比三聚氰胺固化劑貴很多。另外會產生穩定性問題,因為異氰酸酯的位阻劑在貯存時將緩慢釋放到涂料中。更巧妙的提高體系檔次的方法是使用新癸酸縮水甘油酯為位阻劑和羥基供體,因為用新癸酸縮水甘油酯允許使用較少的價高的異氰酸酯或根本不用,這樣OEM涂料耐受性以低成本的方式得到提高。

新癸酸縮水甘油酯降低了聚酯的粘度,意味著稀釋體系到噴涂粘度需要很少的溶劑,導致很好的膜厚度、流平性和高光水平,從而提高環保性和涂膜質量。

新癸酸縮水甘油酯及其結構被引入到樹脂中對UV不敏感,涂料展現出很好的保光性、耐候性。

插入新癸酸縮水甘油酯高位阻結構和疏水性,對三聚氰胺立體保護作用,使抗酸性和化學性大大提高。試驗表明,對硫酸和鹽酸的侵蝕幾乎不受影響。

新癸酸縮水甘油酯在丙烯酸樹脂中的使用,通過控制丙烯酸樹脂分子量、分子量分布,降低樹脂粘度,成為制備高固體份樹脂的重要手段。例如一般丙烯酸樹脂用三聚氰胺交聯,為滿足噴涂粘度(100mPa.s)要求,固體分不超過60%,如果想達到高固體分的74%-76%,粘度已達5000-9000mPa.s,如果要達到噴涂要求,勢必需要添加溶劑稀釋,這當然不是真正意義上的低VOC排放。

汽車工業正面臨降低有機揮發物排放的壓力。例如,汽車修理廠通常沒有配備溶劑循環裝置或后燃燒設備,因此對汽車修補漆而言還需要做更多的努力。降低涂料VOC排放的發展方向有:粉末涂料、水性涂料和高固體份涂料。由于低溫烘烤及設備的連續性,在汽車修補漆中最好使用高固體份涂料路線。

在共聚物組分中引入新癸酸縮水甘油酯,可獲得低分子量和窄分子量分布,使噴涂粘度至少達到70%以上。

新癸酸縮水甘油酯可以方便地引入丙烯酸樹脂中。它可以作為反應底料,充當溶劑的作用,即使新癸酸縮水甘油酯在聚合的最終完全轉化,也很少或無須另加溶劑。這是因為基于新癸酸縮水甘油酯系丙烯酸樹脂在高固體分和通常的合成溫度下粘度低。

汽車修補清漆應用中,兩個新癸酸縮水甘油酯/三羥基丙烷或新戊二醇加成物和純丙烯酸樹脂配以異氰酸酯,并使用0.015%的二月桂酸二丁基錫為催化劑。此清漆以醋酸丁酯稀釋至施工粘度。這樣的修補清漆,可以將VOC進一步降低至的320g/l以下,不但經濟實用而且符合歐洲對新材料的法規。

粘度降低由三個原因:

新癸酸縮水甘油酯的大體積叔碳酸基團降低了聚合物—聚合物間的相互作用;

對相同的Mw,新癸酸縮水甘油酯的樹脂鏈長更短,結果減少了纏繞,從而可以降低粘度,減少溶劑加入量;

引入新癸酸縮水甘油酯提高了樹脂與用于汽車噴涂的溶劑的混溶性。

基于以上描述可以看出新癸酸縮水甘油酯加入,常常使您制備的樹脂質量提高而價格降低或不增加。

三、新癸酸縮水甘油酯改善樹脂結晶性

高分子有結晶聚合物和非結晶聚合物之分。高分子結晶聚合物并非全部由結晶構成,而是在分子雜亂纏構的非結晶區中,部分高分子(或鏈段)整齊地排列形成晶區,如圖表示。

晶區有無或多少即結晶性大小,對聚合物性能有影響,晶區增多,聚合物變硬,強度高,不易溶解且不透明;非晶區多,聚合物柔軟。涂料用樹脂要求結晶度低,否則溶解性、透明度不好。

有些液體環氧樹脂由于鏈段剛性強,聚合比較規整,較低溫度下,比如冬季,在涂料成膜和模具成型前,很容易出現局部結晶現象,結晶性會把一些從常規涂料的觀點看來屬于缺陷的因素帶到聚合物中,如缺乏透明性,軟化溫度高,溶解性差等。

環氧樹脂具有性脆、粘度大、耐候性差等缺點,通常采用增韌、稀釋手段增加人性,降低粘度。涂料工業還采用脂肪酸酯化環氧樹脂的方法增加涂膜柔韌性、樹脂的油溶性。

應用于涂料的高分子都選擇柔順性較好的非結晶性聚合物或經過改性處理能達到這個要求的。因此為了獲得用于涂料的聚合物一般采用如下措施:

1、使主鏈結構的布置不規則化(共聚)

2、引入較大的非極性側基,使具有強分子間力的極性基團屏蔽分隔開來(內增塑)

3、引入降低分子間引力的高沸點低分子,以增加聚合物鏈之間距離(外增塑)

共聚是涂料用聚合物常用的手段,除了增加一些功能性活性基團,還可以破環分子的規整性,減少結晶可能。高分子鏈的柔順性不能表示聚合物整體的柔順性,因高分子鏈總是處于高分子的集體中,高分子鏈還受到分子與分子之間相互作用力的影響,分子間作用力越小,鏈的柔順性越大。高分子鏈之間的相互作用力,往往比高分子鏈本身柔順性對整體柔順性影響更大。

在環氧樹脂、聚酯、丙烯酸樹脂鏈段中引入團狀結構、非極性的叔碳基團,可以高效地增加鏈段之間的距離,阻礙高分子間,特別是極性基團的相互吸引力(氫鍵),有效地破環聚合物的結晶性,從而起到內增塑的作用。

新癸酸縮水甘油酯用于環氧樹脂稀釋劑,起到這樣的作用。環氧基團有很強的反應活性,很容易和樹脂上羥基、羧基、氨基等活性基團反應,分子上高度支鏈化的非極性基團提供立體保護作用,使引入的極性基團上酯鍵、醚鍵得到立體保護,不易被酸堿進攻而斷裂,并且降低樹脂粘度,提高固體含量。

當然,也可以通過外增塑降低結晶性和提高柔韌性,但是,低分子量物質不是成膜物質,降低了涂膜物理性能,并且,揮發性物質會影響工作環境。


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