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            鈦酸酯偶聯劑在涂料中的應用

            1、應用機理:
            偶聯劑和表面活性劑的區別:
              在涂料制造過程中,需要將屬于親水的極性物質顏、填料分散到屬于疏水的非極性物質有機基料中去。為了增加無機物與有機高分子之間 的親合性,一·般要用偶聯劑或其它表面活性劑等處理無機物的表面,使它由親水變為疏水性,從而促進無機物和有機物之間的界面結合。
              偶聯劑和表面活性劑在分子結構和應用性能方面有些相似,但也有差別。二者都是由親水和疏水兩種基團組成。表面活性劑通過分子中親 水基團定向吸附在無機顏、填料表面形成單分子層,這是一種物理吸附現象,從而提高顏填料在基料中的分散性和潤濕性,因此僅是物理吸附 ,所以表面活性劑有遷移現象影響光澤,外觀和附著力。偶聯劑是通過化學反應和無機顏填料表面進行偶聯結合并和高分子基料進行交聯,把 兩種不同性質的物質結合起來,起橋梁作用,從結合強度,提高顏、填料在基料中的分散程序以及降低界面自由能的幅度,偶聯劑都大大勝過 表面活性劑。
            (2)偶聯劑的偶聯機理:
              關于鈦酸酯偶聯劑的作用機理,一般認為是在單烷氧鈦酸酯偶聯劑中只有一個異丙氧基團是能和無機物偶聯的水解基團,因此就可以在無 機顏、填料的表面形成單分子層相比之下,鈦酸酯偶聯劑更能緊密地把無機顏產填料和有機高分子材料連接起來,充分發揮每個鈦酸酯分子的 作用。因此,用量小、效果大。由于鈦酸酯偶聯劑以單分子狀態包復在無機顏、填料表面取代原來吸附的微量水分及氣體,同時通過分子中長 碳鏈疏水性非水介基閉,增加了和有機高分子基料的相容性,降低界面的自由能,從而有利于粉體聚集體被有機高分子基料所潤濕和分散。 2、實用研究
              鑒于鈦酸酯偶聯劑在涂料工業中的應用前景非常廣闊。國內一些單位正在研制、生產鈦酸酯偶聯劑,在鈣、塑材料方面已經有一定程序的 應用和發展,涂料品種結構正由低檔向中、高檔產品發展。涂料品種正由傳統的溶劑型涂料逐步向水性高固體分子溶劑,粉末和無機涂料方向 發展,除明顯提高涂料的裝飾性和保護性外,又要求涂料向高效能、多功能、特效和專用方向發展,需要各種各樣新型功能涂料。由于鈦酸酯 偶聯劑獨特的結構和多品種、多功能的特性。雖然用量少,卻能滿足涂料多方面的性能要求。
            3、應用功能:
              由于鈦酸酯偶聯劑分子結構中6個不同的功能區的特點,可以根據涂料工業的需要設計出不同基團的鈦酸酯偶聯劑,使其成為特定的,或兼 有多種功能的偶聯劑,賦于涂料\油墨具有如下功能。
            (1)良好的分散潤濕功能,能明顯提高大部分無機與有機顏、填料在有機基料中的分散性,對炭黑、酞箐蘭、鐵紅、中鉻黃等分散也特有效。
            (2)防沉性能好,提高貯存穩定性。
            (3)有助磨作用,能縮短研磨道數和時間,同樣研磨時間可使粒子研磨得更細。
            (4)能增加漆膜對基材的附著力,提高漆膜對各種金屬,玻璃及無機材料的粘結性,改善耐磨擦性,提高沖擊強度,增加柔軟性。
            (5)能明顯增加涂料的著色強度和反射能力,提高漆膜光澤,增加覆蓋率。
            (6)在防火涂料中能產生阻燃效果。
            (7)在防銹涂料中能起防銹效果
            (8)能降低涂料體系的粘度,降低樹脂的固化溫度。
            (9)具有較好的觸變性能,并能提高涂膜的斥水性、耐磨性和耐洗滌性。
            (10)具有較好的抗氧化性能,及抗紫外線功能。
            (11)顯著改進涂膜的機械性能,耐侯性,耐鹽霧性及抗泛黃性;
            3、使用方法:
              鈦酸酯偶聯劑能在顏、填料表面進行化學反應:形成單分子層發揮每個分子的橋梁作用,因此用量少、作用大。為了使少量鈦酸酯偶聯劑 能夠均勻分布在顏、填料表面:就要采用有效的使用方法,并要遵循如下原則:不要另外再添加表面活性劑,因為它會干擾鈦酸酯在填料界面 上的反應,這樣才能發揮其應有的效果。
              根據偶聯劑的結構類型,耐水性,實際使用對象和使用場合,應采取不同方法,現將幾種使用方法介紹如下:
            (1)顏、填料預處理法:
              將鈦酸酯偶聯劑予先包覆到顏、填料表面的方法,雖然比較麻煩,但這樣處理的效果比較好。
              方法是:將偶聯劑溶解在少量甲苯,二甲苯等烴類溶劑中,加入顏、填料里,在高速攪拌下(約1000轉/分)適當升溫至90℃左右攪拌約半小 時左右,使每個顏、填料顆粒都能包覆上一層偶聯劑。顏填料經偶聯劑包覆后,就可按通常方法配制涂料。
            (2)直接添加法:
              在制漆過程中,在高速分散之前直接加入偶聯劑的方法。
              方法是:將稱量偶聯劑用溶劑汽油,二甲苯等溶劑將偶聯劑溶解,再分散到有機基料中,再加入顏料,填料進行高速分散,再按通常方法 配制涂料。
              水性涂料使用水溶性偶聯劑,處理方法同上述一樣溶劑換成水就可以了。
            4、偶聯劑的用量
              偶聯劑的用量理論上是要使偶聯劑中全部親水反應基團與顏、填料所提供的羥基或質子發生反應,沒必要過量,但實際上的用量,要根據 填料的粒度和表面官能團的情況等,來決定最合適的用量?梢杂谜扯葴y定法求得粘度和偶聯劑用量的關系。
              粘度下降最大點就是最合適的鈦酸酯用量。
              根據經驗,偶聯劑用量應該是涂料中固體顏、填料量的1-3%左右,顏、填料的粒度越細,表面積越大,偶聯劑的用量就越多。
              鈦酸酯偶聯劑是近十年來迅速發展并廣泛應用于許多生產領域的一類新穎化工助劑,在合成及應用,國外見諸報導較多,國內也正在越來 越受到關注。
              鈦酸酯偶聯劑廣泛用于涂料工業,是一種多功能性助劑,但也要經過實際應用試驗才能取得最佳效果。為了實現涂料工業現代化,必須廣 泛開展鈦酸酯在涂料工業中的應甩研究。
            本文出自:www.sfcsfp.com


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