摘要：松香是一種來源廣泛、價格低廉的可再生資源，且具有良好的附著力和耐水性等優(yōu)勢，選擇合適的乳化劑將其制成松香乳液，然后與乳液共混，配制成建筑涂料，降低了生產(chǎn)的成本及產(chǎn)品的毒性，并在一定程度上提高了產(chǎn)品的性能。
關(guān)鍵詞：乳化劑 松香乳液 建筑涂料
The Study on the Application of Rosin Emulsion in the architectural coating
Chen Yuanchun Jin Xiaojuan Ni Xiaoxiao
Abstract Rosin is a kind of natural and regenerable resource, which is very cheap in China. It has the characteristics of good adhesion, water tolerance. So the right emulsifier was chosen to make rosin emulsion, which is then mixed with the latex to make the new environmental friendly architectural coating with the cost decreasing and the property improving.
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著人們環(huán)境意識和能源意識的增強，對涂料這一裝飾、裝修材料也提出了更高的要求，不僅要求它具有較高的性能、而且還要求其具有低成本、低毒的特性、并促進(jìn)涂料生產(chǎn)向?qū)I(yè)化及利用可再生資源方向發(fā)展。因此開發(fā)和研制低毒、低污染及利用可再生資源生產(chǎn)的綠色產(chǎn)品已成為全社會的共識[1-4]。
松脂是一種豐富的可再生資源，在我國分布廣泛，經(jīng)簡單加工既可得到松香產(chǎn)品。其具有價廉、良好的附著力及良好的耐水性等特點[5]。如何將其應(yīng)用在涂料中以降低產(chǎn)品的毒性和成本，并提高產(chǎn)品的性能是值得探討的課題之一[6-7]。
1 實驗方法
1．1松香乳液的制備
松香是由松脂加工而得的一種重要的化工原料。由于松香的主要成分樹脂酸中羧基和雙鍵的存在使得松香在生產(chǎn)和儲存的過程中不穩(wěn)定，易氧化，易結(jié)晶，使得顏色加深，影響其使用價值；另外，松香不溶于水，要將其應(yīng)用于涂料中需對其進(jìn)行再加工。本實驗中，選擇適當(dāng)?shù)娜榛瘎⑺上阒瞥伤上闳橐旱男问?，再與內(nèi)墻乳膠漆混合，配置成性能較穩(wěn)定的涂料。
經(jīng)實驗測定，松香的HLB值在12左右，因此本實驗選用EQ和乳白靈復(fù)合乳化劑對松香進(jìn)行乳化。首先，稱取一定量的松香于三口瓶中，加熱熔融，緩慢加入EQ并攪拌，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min，使得松香充分分散；待溫度上升至120℃，逐漸加入乳白靈的水溶液，滴加過程中通過控制溶液的滴加速度，以控制乳液的溫度保持在95℃左右，降低轉(zhuǎn)速，可適當(dāng)加快乳白靈的滴加速度，全部加完后，再繼續(xù)攪拌30min；用冷水浴急速冷卻制得乳白色松香乳液。其性能指標(biāo)見表1
表1 松香乳液的各項性能指標(biāo)
Tab 1 Characteristics of Rosin Emulsion
|
項目 |
指標(biāo) |
項目 |
指標(biāo) |
|
顏色 |
乳白色 |
pH |
6.1 |
|
固含量/% |
〉60 |
耐水性 |
良好 |
|
顆粒度/µm |
≤2 |
儲存穩(wěn)定性／月 |
≥7 |
|
分散性 |
良好 |
耐堿性 |
良好 |
1.2涂料的配制
首先將水（255份）、潤濕劑（15份）、分散劑（5份）、消泡劑（2.5份、）羥乙基纖維素（3.5份）、以及25%氨水（1.5份）加入攪拌罐中攪拌約10分鐘；然后將群青（0.2份）、TiO2（50份、）500目滑石粉（175份）和500目CaCO3（275份）與第一步原料混合后在砂磨機中進(jìn)行砂磨，研磨至顆粒細(xì)度為≤60µm；將上述制成品放入調(diào)漆釜中，低速下攪拌，順序加入水（60份）、流變劑（10份）、丙二醇（10份）、消泡劑（1份）、成膜助劑（7份）、醋酸乙烯/丙烯酸酯乳液（以下簡稱醋丙乳液，110份）、防腐劑（3份）、水（16.3份），加料完畢，攪拌約30分鐘即得成品涂料。依據(jù)此配方按照不同比例的乳液配比配制的乳膠漆，粘度范圍為80-110KU，含固量約為55%，85°光澤為2-10；PH值約為7.5-8.0。
2 結(jié)果與討論
下列表2—5是不同比例醋丙乳液與松香乳液混合作為主要成膜物質(zhì)制備的涂料對涂料性能的影響。
2.1對干燥時間的影響
取150mm×70 mm×5mm的石棉水泥平板，用細(xì)砂將毛邊和正面打磨清理干凈并養(yǎng)護(hù)后，用規(guī)格為100的線棒涂布器涂布一道。
表2 對干燥時間的影響
Tab 2 Effect on the Drying Time
|
比例（醋丙乳液：松香乳液）Ratio |
干燥時間（h）Drying time |
|
1:0 |
表干1.0 實干17.5 |
|
3:1 |
表干1.2 實干18.0 |
|
2:1 |
表干1.5 實干19.0 |
|
1:1 |
表干1.8 實干19.5 |
|
1:2 |
表干2.2 實干20.3 |
|
1:3 |
表干2.7 實干21.0 |
隨著松香乳液的加入量的增加，干燥時間延長，可能是由于松香中存在著疏水性基團(tuán)，使得干燥時間增加。醋丙乳液：松香乳液的比例為3:1時，干燥時間較短。
2.2對耐堿性的影響
取150mm×70mm×5mm的石棉水泥平板，用細(xì)砂將毛邊和正面打磨清理干凈并養(yǎng)護(hù)后，用規(guī)格為120的線棒涂布器涂刷一道，間隔6小時后，再用規(guī)格為80的線棒涂布器涂刷第二道，然后養(yǎng)護(hù)7天，用石蠟和松香按照1：1質(zhì)量比的混合物將試板封邊；隨后將試板放入飽和氫氧化鈣溶液中進(jìn)行耐堿性浸泡試驗。
表3 對耐堿性的影響
Tab 3 Effect on alkalinity-resistant property
|
比例（醋丙乳液：松香乳液）Ratio |
12h |
16h |
20h |
24h |
|
1:0 |
漆膜無變化 |
漆膜有失光 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
|
3:1 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
|
2:1 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
|
1:1 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
|
1:2 |
漆膜無變化 |
有輕微失光 |
有極輕微變色 |
有微量小泡 |
|
1:3 |
漆膜無變化 |
漆膜無變化 |
漆膜有變色 |
有少量小泡 |
當(dāng)醋丙乳液與松香乳液的比例不小于1：1時,耐堿性較好。
2.3對施工性、涂膜外觀的影響
取430mm×150 mm×5mm的石棉水泥平板，清理干凈，養(yǎng)護(hù)干燥。用刷子在試板平滑面上刷涂試樣，涂布量為濕膜厚約100µm。使試板的長邊呈水平方向，短邊與水平面成約85°角豎放。放置6h后再用同樣方法涂刷第二道試樣，在第二道涂刷時，刷子運行無困難，則視為“涂刷二道無障礙”。試驗結(jié)束后的試板放置24h。目視觀察涂膜，若無針孔和流掛，涂膜均勻，則認(rèn)為“正?！?。
表4 對施工性、涂膜外觀的影響
Tab 4 Effect on Making Film appearance
|
比例（醋丙乳液：松香乳液）Ratio |
涂料的成膜性能Making Film |
|
1:0 |
涂刷二道無障礙，涂膜正?！ ?/FONT> |
|
3:1 |
涂刷二道無障礙，涂膜正常 |
|
2:1 |
涂刷二道無障礙，涂膜正常 |
|
1:1 |
涂刷二道無障礙，涂膜正常 |
|
1:2 |
涂刷二道無障礙，涂膜正常 |
|
1:3 |
涂刷二道無障礙，涂膜有少量針孔 |
松香乳液的成膜性能較好，當(dāng)醋丙乳液與松香乳液的比例不小于1：2時，涂料的施工性及涂膜外觀良好。
2.4對低溫穩(wěn)定性的影響
將上述配置好的涂料用1L的塑料瓶大致裝滿，密封，放入（-5±2）℃的低溫箱中，18h后取出塑料瓶，在恒溫恒濕狀態(tài)下放置6h。如此反復(fù)三次后，打開容器，攪拌試樣，觀察有無硬塊、凝聚及分離現(xiàn)象，如無則認(rèn)為“不變質(zhì)”。
表5 對低溫穩(wěn)定性的影響
Effect on the low Temperature Stability
|
比例（醋丙乳液：松香乳液）Ratio |
涂料的低溫穩(wěn)定性 |
|
1:0 |
不變質(zhì) |
|
3:1 |
不變質(zhì) |
|
2:1 |
不變質(zhì) |
|
1:1 |
不變質(zhì) |
|
1:2 |
不變質(zhì) |
|
1:3 |
不變質(zhì) |
醋丙乳液與松香乳液按照不同比例制成的混合乳液配制的乳料，其低溫穩(wěn)定性能良好。
3 結(jié)論
3.1由于松香結(jié)構(gòu)特點，在一定程度上可提高涂料的疏水性、耐水性和耐堿性，且對成膜性能的提高也有一定的作用。
3.2當(dāng)松香乳液與醋丙乳液的比例為1：1時，新配置涂料的性能各項指標(biāo)較好。
3.3在松香乳液的制備過程中，如何進(jìn)一步提高乳液的穩(wěn)定性、耐酸堿性、耐候性，增加其在涂料乳液中的使用比例是值得繼續(xù)深入研究的課題之一。
參考文獻(xiàn)
1 曲穎 21世紀(jì)涂料工業(yè)發(fā)展趨勢與對策.涂料與應(yīng)用，2001，（1）：1-5
2 趙金榜 21世紀(jì)世界涂料技術(shù)的發(fā)展.中國涂料.2001，（3）：40-44
3 21世紀(jì)我國建筑涂料發(fā)展重點 中大商網(wǎng)
4 Luc Matthews Pele Hibbet Green Paints Modern Paint and coatings 1999，（9）：30-35
5 宋湛謙 利用松脂資源發(fā)展精細(xì)化工。林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，1994，（1）：67-74
6 王受謙 淺談我國工業(yè)涂料.中國涂料，1999，（5）：22-24
7 武利民 李丹等.現(xiàn)代涂料配方設(shè)計.化學(xué)工業(yè)出版社，1999.
