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一、前 言
钛酸酯偶联剂比传统的硅烷偶联剂适用范围广,价格低。用于塑料、橡胶、涂料等化工行业能明显提高颜填料的填充量,改善加工条件,提高产品性能,降低成本。本文就钛酸酯偶联剂在涂料中的应用作一简单概述。
二、结构性能
1. 结构与分类
钛酸酯偶联剂通式: R′- O – Ti _ OR2 ) 3来表示。其中R′- O – 为单烷氧基或螯合基,此官能团在钛酸酯和填料之间产生偶联作用。_ OR2) 3 则可具有多种不同的官能团,如磷酸酯基、羧酰基、磺酰基等,它们可与聚合物分子发生化学交联或物理缠绕,从而产生各种效果,其偶联作用见图1 。
图1 钛酸酯偶联剂偶联作用示意
钛酸酯偶联剂从它的结构看可分为三种类型:
(1) 单烷氧基类:一般为含有异丙氧基团的产品,用于处理干燥的颜填料或在溶剂型涂料中使用。
(2) 螯合型:含有羟基乙酸(羟基丙酸) 或乙二醇螯合基的产品,耐水性较好,可处理高湿含量的填料或在水性涂料中使用。
(3) 配位型:在通常的四烷基钛酸酯上附加了亚磷酸酯基的产品。
2. 性能
在涂料中钛酸酯偶联剂的作用主要是提高颜填料在有机基料中的分散性,以及节省原材料和能耗。钛酸酯偶联剂在涂料中使用可降低展色剂中粘结料的含量,使之接近于临界颜料体积的浓度。在各种树脂—填料体系中,钛酸酯偶联剂可大辐度降低体系粘度,因而除了提高颜填料的防沉性能外,还可大大节省溶剂用量,实现粉末涂敷,或制得高浓度色浆。在水溶性涂料中应用水溶性的钛酸酯偶联剂,除了可增加颜填料的分散性外,还能改进水性涂料对基材的密着性;有些类型的钛酸酯可在水性乳胶漆中产生触变效果,满足涂料厂家对触变性能的要求。由于钛酸酯偶联剂处理颜填料后产生了改性效果,从而可提高漆膜的多种物理性能,如鲜艳度、耐磨性、阻燃性、耐腐蚀性等。
三、使用方法
1. 预处理法
(1) 以溶剂(异丙醇、甲苯、二甲苯等) 稀释偶联剂;
(2) 在高速搅拌设备内将偶联剂溶液与颜填料混合,搅拌升温至80 ℃左右,保持15 min出料备用;
(3) 所得表面已改性的颜填料可按原工艺配制涂料。
2. 直接掺加法
一般是在研磨工艺之前直接添加,但需注意,因钛酸酯偶联剂易与含羟基或羧基的助剂和树脂发生反应。故那些含有此类活性基团的物质需在研磨工艺之后加入,否则将影响钛酸酯的使用效果。
四、应用实例
1. 常州市造漆厂
钛酸酯偶联剂JN – 2 在A04 – 9 黑色氨基烘干磁漆、C03 – 1 紫红醇酸调合漆中的应用:采用三辊机(型号S260) 、锥形磨(型号QZM -1) ,在研磨时加入JN – 2 ,配制成漆后测试各项性能指标与不加JN – 2 的成品漆进行对比,结果见表1 。
表1 加与不加JN – 2 的成品漆性能比较
由表1 可见,JN – 2 钛酸酯分散偶联剂具有良好的抗沉性和分散性,且能改善膝膜的物理性能。
2. 常州市涂料厂
(1)JN 乳胶漆触变剂在苯丙内外墙乳胶漆中的使用情况。
①在纤维素醚增稠的苯丙乳胶漆中添加0. 2 %的JN 触变剂可以防止涂料流挂,同时乳胶漆的流厚性也得到改善,且漆膜的耐水、耐洗刷性能也得到提高;
②使用方便,一般在乳胶漆包装前在慢速搅拌下加入,也可以在漆浆搅拌分散时加入;
③性能可靠,用量小,较为经济。
(2)JN – 115A 在有光、亚光乳胶漆中的使用情况
JN – 115A 用于色浆研磨,可杜绝色浆沉淀结块现象,涂料的展色性、光泽度有明显改善。
五、结 语
钛酸酯分散偶联剂是国内现有分散润湿助剂产品中,具有独特性能,稳定可靠的新型助剂,在涂料防沉、颜料分散中可起到重要作用。
