醇溶性樹脂是指能溶于醇類溶劑但不溶于水的天然樹脂或合成樹脂,是近年來得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的涂料成膜物質(zhì)。醇溶性樹脂可以作為環(huán)境相對友好的涂料樹脂,涂膜綜合性能優(yōu)良,在建筑涂料、工業(yè)涂裝、家具裝飾等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
醇溶性樹脂所指的醇類溶劑可以包括乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇、1,4–丁二醇、異丙醇等。尤其是乙醇,被廣泛稱為涂料的“綠色溶劑”。以乙醇為主的醇溶性涂料,可以做到快干無毒,近年來逐漸成為涂料行業(yè)關(guān)注的焦點與熱點。
按屬性分類,應(yīng)用于涂料的醇溶性樹脂包括天然樹脂和合成樹脂兩大類。天然樹脂中的紫膠樹脂、達(dá)瑪樹脂等許多樹脂具有醇溶性。經(jīng)過特殊合成的酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇縮醛、丙烯酸樹脂、聚氨酯、醇酸樹脂、氟碳樹脂、聚酰胺等可具有醇溶性。
一、醇溶性天然樹脂與涂料
醇溶性天然樹脂有很多,現(xiàn)僅以紫膠樹脂為例。
紫膠樹脂是紫膠蟲吸取豆科、桑科等樹木的汁液后分泌出的一種紫色天然產(chǎn)物,又稱蟲膠、赤膠、紫草茸。商品為片狀或顆粒狀紫紅色透明固體。成品紫膠樹脂含有70~80%(其化學(xué)成分為羥基脂肪酸、羥基萜烯)的樹脂成分,5~6%的蠟質(zhì),1~3%的色素和1~3%的水分。
紫膠樹脂可以用無水乙醇溶解制得氣味清新的樹脂溶液。紫膠樹脂本身可以做食品添加劑,應(yīng)用于巧克力、威化餅干中。
利用紫膠樹脂制成的清漆很早就作為木器漆使用,現(xiàn)主要用于高檔貴重家具的涂裝,如樂器、木刻手工藝品。用紫膠清漆涂裝的家具古樸典雅,硬度高,光澤高、豐滿度高,附著力強、對紫外線穩(wěn)定、絕緣性好,兼有熱塑性和熱固性等特點,耐油、耐酸。缺點是不耐水,不耐堿液,不耐溶劑。紫膠樹脂與木材滲出物及各種著色顏料不發(fā)生反應(yīng),因此也可用于木材的封閉。
除此之外,紫膠樹脂還可應(yīng)用于雷管、引信管、炮彈、銅帽的防潮涂料,火藥造粒粘合劑,電子管焊泥,汽車、飛機儀表粘合劑,銅版紙、食品包裝紙、玻璃紙、卡片紙涂層等。
利用丁基縮醛樹脂、丁基三聚氰胺甲醛樹脂、聚氨酯等可對紫膠樹脂進(jìn)行改性。紫膠樹脂中的活潑基團(tuán)通過與上述樹脂反應(yīng),產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu),從而可大幅度提升性能。
二、醇溶性合成樹脂與涂料
醇溶性合成樹脂有近10類,其各具特點。例如聚乙烯醇縮丁醛,當(dāng)醛化度在40%以下時,可溶于乙醇,作為一種成膜物質(zhì)。高聚合度的脲醛樹脂能溶解于乙醇,可以冷固化,具有比低聚合度脲醛樹脂更好的粘結(jié)強度、耐水性和更低的游離甲醛含量。醇溶性酚醛樹脂,尤其是磷、硼改性的醇溶性酚醛樹脂可以用于做耐溫涂料,防火涂料。醇溶性聚氨酯屬于準(zhǔn)環(huán)保型材料。單組份醇溶性聚氨酯的性能優(yōu)于水性聚氨酯,可作為涂料的成膜物使用。醇溶性有機硅樹脂可以用于制備耐溫涂料,耐燒蝕涂料,可以采用高溫烘烤固化。E-51(618)型環(huán)氧樹脂在丙二醇甲醚和乙醇的混合溶劑中可以溶解。用低分子量聚酰胺650作為固化劑,可以制得室溫固化雙組分醇溶性環(huán)氧涂料。
北京理工大學(xué)材料學(xué)院、洛陽龍馬環(huán)保涂料有限公司在醇溶性丙烯酸系列樹脂、醇溶性氟碳樹脂的開發(fā)上,做了大量的工作。他們合成的以丙烯酸、丙烯酸羥乙酯共聚改性的苯丙樹脂或純丙樹脂可以具有醇溶性。以氨基樹脂為固化劑,可構(gòu)成烤漆體系;與脂肪族異氰酸酯配套,可構(gòu)成雙組分室溫固化涂料體系。此類涂料可用于木器底漆、卷鋼涂料、汽車漆、高裝飾性的家電等。在耐候性、流平性、耐堿性、柔韌性、光澤度、豐滿度等方面可達(dá)到聚酯涂料的水平。其中一種產(chǎn)品的理化指標(biāo)見下表:
項目 | 技術(shù)指標(biāo) | 檢測方法 |
漆膜狀態(tài) | 高光柔和平整均勻細(xì)膩 | 目測 |
樹脂固含量 | ≥50% | 120℃∕1h |
樹脂黏度 | 100~200秒 | T-4/25℃ |
羥值 | 1.5~2.0% | GB7193.2-87 |
附著力 | ≥100% | 1mm劃格法 |
沖擊強度 | ≥50cm | |
彎曲強度 | 0T~1T |
(對上述樹脂或涂料感興趣的企業(yè),請與北京市職工技術(shù)協(xié)會表面工程專業(yè)委員會聯(lián)系)
根據(jù)我國即將頒布和執(zhí)行的環(huán)保法規(guī),對傳統(tǒng)的溶劑型涂料要逐步淘汰或限制使用,要極力推廣水性涂料、高固體份涂料、UV固化涂料,低毒溶劑型等環(huán)保涂料。
醇溶性樹脂或涂料,以乙醇作為主要溶劑,以高級酯、高級醇醚類為助溶劑,屬于環(huán)保型樹脂或涂料,至少屬于低毒溶劑型涂料。上述樹脂以異氰酸酯或氨基樹脂為固化劑,其涂覆性能優(yōu)于水性涂料,屬于符合國家環(huán)保政策支持與鼓勵的,應(yīng)大力推廣的一類涂裝材料。(72)