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天然油脂(油基)涂料的定义与性能特点概述


天然油脂(油基)涂料的定义与性能特点概述

编写:韶关德瑞化学工业有限公司,李中和,20161207

(一)、油脂涂料的定义及发展状况

油脂漆又称油基漆,油脂类涂料是以各种干性植物油或部分半干性植物油,加入颜料、溶剂、催干剂等炼制而成。用于油性涂料的油脂,有植物油、动物油和今年来发展起来的氧化矿物油。植物油有桐油、亚麻油、梓油、豆油、脱水蓖麻油、松浆油以及其他植物油脂。油性涂料品种繁多,经常使用的就有几十个品种,这类油漆包括清油、厚漆、调和漆、磁漆、防锈漆,其优点是施工方便、涂刷方便、价格低廉、渗透性好、漆膜柔韧、附着力好、不易粉化龟裂、耐气候性良好,具有一定的防护与装饰作用。缺点是干燥时间长,不易于机械化涂饰,漆膜硬度低、遮盖力差、耐化学性差、涂膜干后光泽度低、不易打磨抛光、漆膜干后,易起皱,应用的范围较窄,属于综合性能较差的涂料。可用于涂饰户外木门窗、栅栏、木制电线杆等,要求装饰性不高、需要防腐的木制品的表面涂饰。

油脂涂料是涂料工业中最古老的品种。中国采用桐油涂刷建筑、木制车船以及各种日用品(如油布、雨伞)等,已有几千年历史。公元前2000年,埃及也出现了干性油和颜料制成的涂料。由于油脂涂料受自然资源限制,而且其涂膜机械性能、装饰性和防腐蚀性等均不如合成树脂涂料好,在涂料工业中的比例逐年下降。以日本为例,从1960-1979年的20年中,油脂涂料的年平均递减率为1.3%,到1982年油脂涂料在涂料中所占的比例已降到3.4%。

在今天涂料工业迅速发展的时代,油脂漆这个涂料品种的确显得古老了,能应用的场所已不多了,后来在油脂漆的基础上引入天然树脂构成油基漆,性能有较大改善,但依然属于低档漆。由于油脂漆价格便宜,易于施工,仍可以应用于涂饰质量要求不高的木器上。

(二)、植物油的结构特点及其改性方法

1、植物油中的活性基团

植物油的主要成分为甘油三酸酯,其中3个酰基通常来源于碳原子为14-22的脂肪酸。多数植物脂肪酸为不饱和脂肪酸,它们的双键位置通常在9位或10位碳,亚油酸和亚麻酸另外有1213位双键,亚麻酸在1516位碳上还有双键,这些双键多为非共轭,聚合活性较低。大多数植物油的结构差异仅仅在不饱和度和不饱和键的共轭程度,它们的化学性质相近,特别是常用的亚麻油、大豆油、玉米油、菜籽油等化学改性机理基本一致。某些天然植物油含有特殊的功能基团,如蓖麻油中含羟基的蓖麻油酸超过脂肪酸总量的90%,可用于制备聚氨酯;斑鸠菊油中70-80%的脂肪酸为含有环氧基的斑鸠菊酸,环氧基可用于进一步改性或直接开环接枝。植物油甘油三酸酯的双键、酯基、酯基α碳等活性基团上可进行各种改性反应,引入聚合能力更强的功能基团,提高官能度和共轭程度,采用传统的聚合反应即可制备出各种性能较好的植物油基高分子聚合材料。常用的改性方法包括环氧化、环氧基酯化、环氧基羟基化、双键异构化、三酸甘油酯醇解等。

2、植物油结构对聚合物性质的影响

植物油分子结构对聚合产物理化性质的影响主要表现在:

(1)植物油分子的柔性很强,多数植物油官能度较低,聚合后的交联密度低,机械强度与耐热性较差,必须化学改性引入反应活性更强的基团或与刚性石油产品单体共聚才能获得高强度的高分子材料。

(2)植物油双键是主要的改性与聚合基团,因此,它的不饱和度越大,改性后官能度越高,聚合物交联度越高,强度越大。桐油、亚麻油等高不饱和度植物油往往能制备出具有较高玻璃化转变温度和较高机械强度的聚合物。

(3)隔离不饱和双键活性低,通常只有少部分参与聚合反应,因此,共轭双键含量高有利于改善聚合物性能,含共轭三烯的桐油是植物油中最佳的聚合单体。

(4)双键与链端之间有一段饱和分子链,在植物油参与聚合后成为悬吊链,它对聚合物的强度没有贡献,但具有增塑作用,而且对聚合反应过程有明显的影响。

(5)植物油脂肪酸长碳链的极性低,表现出很强的憎水性,因此,植物油基聚合物往往有吸水率低的特点,水解稳定性好。


文章分类: 环保涂料
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