CN103509413A - 一种节能型铅笔沾头光固化硝基漆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型铅笔沾头光固化硝基漆，该硝基漆由以下质量份的各组分制备得到：硝化棉60～70份；硝基色浆10～20份；乌桕油改性醇酸树脂10～20份；氨基树脂1～5份；蓖麻油0.5～1份；稀释剂为硝化棉用量的7～12%（质量）；双子表面活性剂为硝化棉用量的1～5%（质量）。本发明与现有技术相比，乌桕油改性制备得到的硝基漆用改性醇酸树脂为短油度醇酸树脂，既解决了乌桕油的综合利用，又具有良好的经济效益。在乌桕油改性醇酸树脂中使用了双子表面活性剂，既提高了硝基漆的综合性能，又减少了稀释剂的使用量，加快了漆膜的固化速度，降低了生产本和有机溶剂对环境的污染。

Description

一种节能型铅笔沾头光固化硝基漆

 

技术领域

本发明涉及一种硝基漆，具体为铅笔用沾头光固化硝基漆。

背景技术

随着人民生活质量的不断提高, 不仅加深了人们的环保意识, 而且对生活环境的美观和物品的艺术形体等各个方面也提出了更高和更新的要求。特别是对学习用品方面装饰涂料的环保和美观的要求越来越高。从成本角度出发，价廉物美的硝基漆成了铅笔漆的首选。目前国内外用于硝基漆的树脂, 主要是软树脂和硬树脂。其中，硬树脂多属于天然树脂，或不需要经过化学合成反应的树脂，优点是能增加漆膜的光泽和丰满度，以及提高漆的固含量；缺点是降低了涂膜的耐候性、附着力及抗张强度, 而较少单独使用。软树脂是经过化学反应制成的树脂。根据各自不同改性官能团的聚合所形成的改性树脂, 在涂料的应用中能使漆膜的柔韧性、强度及附着力等性能得到进一步提高和改善。常用的软树脂有脂肪族改性树脂、芳香族改性树脂、天然树脂改性树脂等。但是，在试制环保型高固体硝基漆的过程中,溶剂含量是否符合环保要求, 特别是在芳香族改性树脂中存在着诸多问题。例如，硝基漆常用的溶剂是苯、甲苯及二甲苯等对人的健康有危害。对硝基漆的应用改进一般通过使用绿色溶剂如丙二醇乙醚、碳酸二甲酯、正丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙醇、丙酮等调节配方，使涂料挥发平衡，并通过使用增塑剂柠檬酸三丁酯，使漆膜更具柔韧性，使用椰子油无苯醇酸树脂，使漆膜附着力更好和更坚固。

表面活性剂（surfactant）在工业、农业等各领域都有着广泛的应用，其应用几乎可以覆盖精细化工所有领域。它在加入很少量时就能够大大降低溶剂的表面张力或界面张力，改变体系的界面状态，从而在润湿、起泡、增溶、乳化和洗涤等方面起着重要作用。表面活性剂行业作为国民经济的重要组成部分，其发展水平已被视为各国高新化工技术产业的重要标志，世界表面活性剂产品的年消费量为3000多万吨，我国表面活性剂产品的年消费量为500多万吨，市场极其广阔。

光固化涂料是六十年代末发展起来的一种新型涂料，德国拜耳公司发明了一种光固化聚酯涂料后，在国际涂料界引起了人们的高度重视。光固化涂料是各种树脂中加入光引发剂，使树脂在紫外光照射下固化成膜，达到了节省能源、减少污染和降低成本的目标。光引发剂 是光固化涂料的重要组成，光引发效率决定了光固化涂料的固化速度，同时要求低挥发性、无毒、无味、无色等。目前常规光固化涂料所用光引发剂可以是自由基型，也可以是阳离于型。

因此，对铅笔沾头硝基漆涂料配方进行优化，缩短硝基漆固化时间，寻找配方中溶剂使用的最佳范围，比较改进前后的增塑剂品种，控制硝化纤维素和无苯醇酸树脂的使用量，控制使用无重金属超标的颜料，最终在不增加成本的基础上使得硝基漆涂料具有良好的技术性能，不但有助于产品的进一步推广，而且也会企业带来巨大的生态效益和经济效益。

发明内容                            

本发明所要解决的技术问题是，提供一种双子表面活性剂参与，既作为离子表面活性剂，又作为光引发剂，利用乌桕油改性醇酸树脂制得的光固化漆膜清晰、光泽和粘结强度高的铅笔用沾头硝基漆。

乌桕油是指存在于乌桕胚珠外壳的蜡质油脂，和存在于胚珠壳内的液状油脂，简称乌桕梓油或桕油。可用作食用油源、工业油源，又可作为动力油源。此外，在中国，人工炒茶的时候，需要在锅里抹些乌桕油起到润滑作用。主要成分为油酸、亚油酸、亚麻酸的甘油酯，并含有少量2，4-癸二烯酸和棕榈酸。

乌桕油的性状为外观白色、微黄、不透明。杂质≤0.06%（质量），游离脂肪酸3%（质量），相对密度（25/25℃）0.936～0.944，折射率（25℃）1.481～1.484，酸价≤4mgKOH/g，碘值169～190，皂化值202～212mgKOH/g。折光指数（n20 D1.4829～1.4855，水分挥发物/% ≤0.4 ， 旋光度[α] 20D 为+5.0°。

具体地，本发明的节能型铅笔沾头光固化硝基漆由以下质量份的各组分制备得到：

硝化棉                 60～70份；

硝基色浆               10～20份；

乌桕油改性醇酸树脂     10～20份；

氨基树脂               1～5份；

蓖麻油                 0.5～1份；

稀释剂                 硝化棉用量的7～12%（质量）；

双子表面活性剂         硝化棉用量的1～5%（质量）。

进一步地，所述乌桕油改性醇酸树脂由以下质量份的各组份制备得到：

乌桕油        250份；

甘油          100份；

氢氧化锂      1.5份；

邻苯二甲酸酐  200份；

乙酸丁酯      100份；

丙酮          50份。

进一步地，所述乌桕油改性醇酸树脂由下述方法制备得到：

（1）、将相应用量的乌桕油、甘油加入反应釜，升温至120℃，搅拌；

（2）、在搅拌下，加入相应用量的氢氧化锂，再升温至220℃，搅拌反应1小时；

（3）、加入相应用量的邻苯二甲酸酐、乙酸丁酯和丙酮，回流反应3小时，冷却得所述乌桕油改性醇酸树脂。

进一步地，所述稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯和丙二醇丁醚的混合物，醋酸乙酯、醋酸丁酯和丙二醇丁醚的用量质量比为（3～6）:（3～6）:（1～5）。

   进一步地，所述双子表面活性剂为邻苯二甲酸酯系列阳离子双子表面活性剂。

进一步地，所述邻苯二甲酸酯系列阳离子双子表面活性剂以邻苯二甲酸二甲酯为原料，与二甲基乙醇胺反应合成二（二甲基胺基乙基）邻苯二甲酸酯，再与不同链长的卤代烃反应得到。

进一步地，所述卤代烃为C1～C10的脂肪族取代基、烯丙基或苄基。

进一步地，该硝基漆通过下述方法制备得到：

（1）、将相应用量的硝化棉溶解在溶剂中，搅拌；

（2）、搅拌下，将相应用量的硝基色浆、乌桕油改性醇酸树脂、氨基树脂、蓖麻油和阳离子双子表面活性剂加入；

（3）高速搅拌机中高速搅拌3小时即得成品。

本发明与现有技术相比，乌桕油改性制备得到的硝基漆用改性醇酸树脂为短油度醇酸树脂，既解决了乌桕油的综合利用，又具有良好的经济效益。在乌桕油改性醇酸树脂中使用了双子表面活性剂，既提高了硝基漆的综合性能，又减少了稀释剂的使用量，加快了漆膜的固化速度，降低了生产本和有机溶剂对环境的污染。

附图说明

附图1为本发明硝基漆的制备工艺流程示意图。

具体实施方式

1、乌桕油改性短油度醇酸树脂的制备：

将乌桕油250公斤，甘油100公斤加入反应釜，升温至120℃，搅拌下加入氢氧化锂1.5公斤，再升温至220℃，搅拌反应1小时，加入苯二甲酸酐200公斤，乙酸丁酯100公斤，丙酮50公斤。回流反应3小时，降至25℃备用。达到的技术指标如下：

外观：清澈透明，无机械杂质；

酸值：≤15毫克KOH/克；

色泽：≤10（铁钴法）；

粘度：8～10秒（25℃）；

固体分：60±2%；

细度：≤10微米。

2、双子表面活性剂的制备： 

在250毫升三口圆底烧瓶中，分别加入邻苯二甲酸二甲酯58 g（0.03mol）、N, N-二甲基乙醇胺11 g（0.12mol）、硫酸催化剂10g,在100℃加热反应5小时，不断从体系中蒸出甲醇。12小时后改为减压蒸馏，回收过量的N, N-二甲基乙醇胺。冷却至室温，加入氯丁烷60毫升，回流搅拌反应24h,蒸馏除去溶剂后，冷却固化，乙腈重结晶得产品二（二甲基胺基乙基）邻苯二甲酸酯，即邻苯二甲酸酯系列阳离子双子表面活性剂。

邻苯二甲酸酯基阳离子双子表面活性剂反应式如下：

3、铅笔沾头光固化硝基漆的配制（工艺流程如图1所示）

铅笔沾头光固化硝基漆制备实施例1：

（1）、将硝化棉60 kg溶解在稀释剂中，搅拌，所述稀释剂由1.5 kg乙酸乙酯、1.5 kg乙酸丁酯和1.25 kg丙二醇丁醚混合组成，搅拌；

（2）、搅拌下，将15 kg的硝基色浆、20 kg备用的乌桕油改性醇酸树脂、5 kg的氨基树脂、0.6 kg蓖麻油和0.6kg前述所得的二（二甲基胺基乙基）邻苯二甲酸酯加入；

（3）高速搅拌机中高速搅拌3小时即得铅笔沾头光固化硝基漆成品。

铅笔沾头光固化硝基漆制备实施例2：

（1）、将硝化棉70 kg溶解在稀释剂中，搅拌，所述稀释剂由3 kg乙酸乙酯、3 kg乙酸丁酯和1 kg丙二醇丁醚混合组成，搅拌；

（2）、搅拌下，将10 kg的白硝基色浆、20 kg备用的改性醇酸树脂、4 kg的氨基树脂、1 kg蓖麻油和3.5kg前述所得的二（二甲基胺基乙基）邻苯二甲酸酯加入；

（3）高速搅拌机中高速搅拌3小时即得铅笔沾头光固化白硝基漆成品。

铅笔沾头光固化硝基漆制备实施例3：

（1）、将硝化棉65 kg溶解在稀释剂中，搅拌，所述稀释剂由2 kg乙酸乙酯、2 kg乙酸丁酯和1 kg丙二醇丁醚混合组成，搅拌；

（2）、搅拌下，将15 kg的硝基色浆、15 kg备用的改性醇酸树脂、2 kg的氨基树脂、1 kg蓖麻油和2kg前述所得的二（二甲基胺基乙基）邻苯二甲酸酯加入；

（3）高速搅拌机中高速搅拌3小时即得铅笔沾头光固化硝基漆成品。

实施例1-3所得产品技术指标：

漆膜颜色及外观：平整光滑；

固体含量：≥55%；

光泽：≥70%；

磨光性：≤2%；

干燥时间：≤1分钟。

铅笔沾头光固化硝基漆制备实施例1-3所用氨基树脂可以采用610-2氨基树脂。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本发明，不能理解为是对本发明保护范围的限制；只要使根据本发明所揭示精神所作出的任何等同变更或修饰，均落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种节能型铅笔沾头光固化硝基漆，其特征在于该硝基漆由以下质量份的各组分制备得到：

硝化棉                 60～70份；

硝基色浆               10～20份；

乌桕油改性醇酸树脂     10～20份；

氨基树脂               1～5份；

蓖麻油                 0.5～1份；

稀释剂                 硝化棉用量的7～12%（质量）；

双子表面活性剂         硝化棉用量的1～5%（质量）。

2.根据权利要求1所述的节能型铅笔沾头光固化硝基漆，其特征在于所述乌桕油改性醇酸树脂由以下质量份的各组份制备得到：

乌桕油        250份；

甘油          100份；

氢氧化锂      1.5份；

邻苯二甲酸酐  200份；

乙酸丁酯      100份；

丙酮          50份。

3.根据按照权利要求2所述的节能型铅笔沾头光固化硝基漆，其特征在于所述乌桕油改性醇酸树脂由下述方法制备得到：

（1）、将相应用量的乌桕油、甘油加入反应釜，升温至120℃，搅拌；

（2）、在搅拌下，加入相应用量的氢氧化锂，再升温至220℃，搅拌反应1小时；

（3）、加入相应用量的邻苯二甲酸酐、乙酸丁酯和丙酮，回流反应3小时，冷却得所述乌桕油改性醇酸树脂。

4.根据权利要求1所述的节能型铅笔沾头光固化硝基漆，其特征在于所述稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯和丙二醇丁醚的混合物，其中醋酸乙酯、醋酸丁酯和丙二醇丁醚的用量质量比为（3～6）:（3～6）:（1～5）。

5.根据权利要求1所述的节能型铅笔沾头光固化硝基漆，其特征在于所述双子表面活性剂为邻苯二甲酸酯系列阳离子双子表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的节能型铅笔沾头光固化硝基漆，其特征在于所述邻苯二甲酸酯系列阳离子双子表面活性剂以邻苯二甲酸二甲酯为原料，与二甲基乙醇胺反应合成二（二甲基胺基乙基）邻苯二甲酸酯，再与不同链长的卤代烃反应得到。

7.根据权利要求6所述的节能型铅笔沾头光固化硝基漆，其特征在于所述卤代烃为C1～C10的脂肪族取代基、烯丙基或苄基。

8.根据权利要求1所述的节能型铅笔沾头光固化硝基漆，其特征在于该硝基漆通过下述方法制备得到：

（1）、将相应用量的硝化棉溶解在溶剂中，搅拌；

（2）、搅拌下，将相应用量的白硝基色浆、乌桕油改性醇酸树脂、氨基树脂、蓖麻油和阳离子双子表面活性剂加入；

（3）高速搅拌机中高速搅拌3小时即得成品。