CN110760213A - 一种水性复合催干剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于催干剂技术领域，尤其涉及一种水性复合催干剂及其制备方法。本发明组合物中各个金属盐之间存在着一定的相互促进作用，使得分子间结构更趋向于水溶性方向发展，从而形成具有水溶性较好的稳定态结构，更利于在水中溶解。本发明组合物中加入钴离子、锆离子、钙离子，通过不同金属之间的协同效应，在漆膜内部建立起表面和内部干燥的统一，从而提高涂料存储的稳定性，并提高涂膜的流平性、光泽性和硬度；具体体现在：锆盐和钙盐催干剂的存在能够提高钴离子的活性，提高组合物催干能力，从而使漆膜实现快速干燥；加入钙盐，组合物不易发生氧化还原，能吸附在颜填料表面，以减少催干剂被颜填料吸附后而使整个体系的干性速度减慢。
Description
技术领域
本发明属于催干剂技术领域，尤其涉及一种水性复合催干剂及其制备方法。
背景技术
现有技术中单一的催干剂效果存在很大的问题，对于涂料的影响也很大，催干剂在涂料使用过程中副作用包括表干太快、实干不透等问题。
因此，开发一种水溶性强、表干时间短且不影响漆膜色度的水性复合催干剂势在必行！
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种水性复合催干剂及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水性复合催干剂，其组分按照重量份数计包括：异辛酸锆20-30份、异辛酸钴40-50份、异辛酸钙10-20份、联吡啶1-5份、醋酸钾2-5份和甲醇5-8份。
优选地，上述水性复合催干剂，其组分按照重量份数计包括：异辛酸锆25份、异辛酸钴45份、异辛酸钙16份、联吡啶3份、醋酸钾4份和甲醇7份。
其中，所述的联吡啶为2,2'-联吡啶或4,4'-联吡啶。
本发明的第二个目的在于提供上述水性复合催干剂的制备方法，按照上述重量份数计，将异辛酸钴、异辛酸锆和异辛酸钙搅拌混合均匀后，加入联吡啶，在80℃条件下搅拌反应2h，使其完全溶解，再加入醋酸钾和甲醇，充分混合均匀后，即制得水性复合催干剂。
本发明的特点和有益效果在于：
1、本发明组合物中的各组分均是水溶性的，所有组分复合后其水溶性效果更好，其原因在于各个金属盐之间存在着一定的相互促进作用，使得分子间结构更趋向于水溶性方向发展，从而形成具有水溶性较好的稳定态结构，更利于在水中溶解。
2、本发明组合物中，钴离子、锆离子、钙离子的加入能够促进其氧化干燥成膜，并通过加入活性固化剂与其分子链上的羟基等功能反应基团进行交联成膜；或者使用锆等金属络合物作为交联剂，随着树脂中的中和剂和溶剂挥发后，醇酸中的羧酸根可以与锆离子通过配位交联干燥成膜。
3、本发明组合物中加入钴离子、锆离子、钙离子，通过不同金属之间的协同效应，在漆膜内部建立起表面和内部干燥的统一，从而提高涂料存储的稳定性，并提高涂膜的流平性、光泽性和硬度；具体体现在：一方面，锆盐和钙盐催干剂的存在能够提高钴离子的活性，提高组合物催干能力，从而使漆膜实现快速干燥；另一方面，加入钙盐，组合物不易发生氧化还原，能吸附在颜填料表面，以减少催干剂被颜填料吸附后而使整个体系的干性速度减慢。
4、本发明的组合物作为催干剂可以应用于化工涂料类。一般可应用于醇酸树脂、环氧改性醇酸树脂、丙烯酸改性醇酸树脂、丙烯酸环氧树脂、环氧酯分散体。且本品不可用于乳液中。
5、本发明的水性复合催干剂可在涂料生产过程中的任意阶段添加。通常情况下，若在调漆阶段加入本品，配合适当搅拌，使产品分散均匀，能更好的达到催干效果。本发明产品通常情况下不需要稀释，可直接使用。若确实有稀释需求，可适当加入有机溶剂稀释。
具体实施方式：
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种水性复合催干剂，其组分包括：异辛酸锆1030kg、异辛酸钴1645kg、异辛酸钙825kg、2,2'-联吡啶185kg、醋酸钾153kg和甲醇281kg。
上述水性复合催干剂的制备方法，按照上述重量称取，将异辛酸钴、异辛酸锆和异辛酸钙搅拌混合均匀后，加入2,2'-联吡啶，在80℃条件下搅拌反应2h，使其完全溶解，再加入醋酸钾和甲醇，充分混合均匀后，即制得水性复合催干剂。
实施例2
一种水性复合催干剂，其组分包括：异辛酸锆1235kg、异辛酸钴1853kg、异辛酸钙412kg、2,2'-联吡啶185kg、醋酸钾153kg和甲醇281kg。
上述水性复合催干剂的制备方法，按照上述重量称取，将异辛酸钴、异辛酸锆和异辛酸钙搅拌混合均匀后，加入2,2'-联吡啶，在80℃条件下搅拌反应2h，使其完全溶解，再加入醋酸钾和甲醇，充分混合均匀后，即制得水性复合催干剂。
实施例3
一种水性复合催干剂，其组分包括：异辛酸锆823kg、异辛酸钴2060kg、异辛酸钙617kg、4,4'-联吡啶185kg、醋酸钾153kg和甲醇281kg。
上述水性复合催干剂的制备方法，按照上述重量称取，将异辛酸钴、异辛酸锆和异辛酸钙搅拌混合均匀后，加入4,4'-联吡啶，在80℃条件下搅拌反应2h，使其完全溶解，再加入醋酸钾和甲醇，充分混合均匀后，即制得水性复合催干剂。
对比例1
一种水性复合催干剂，其组分包括：异辛酸钴1645kg、异辛酸钙825kg、2,2'-联吡啶185kg、醋酸钾153kg和甲醇281kg。
上述水性复合催干剂的制备方法，按照上述重量称取，将异辛酸钴和异辛酸钙搅拌混合均匀后，加入2,2'-联吡啶，在80℃条件下搅拌反应2h，使其完全溶解，再加入醋酸钾和甲醇，充分混合均匀后，即制得水性复合催干剂。
测试
将实施例1-3和对比例1所得的催干剂分别按照1wt％的添加量添加至亚麻油酸改性水性醇酸树脂中，并将亚麻油酸改性水性醇酸树脂作为空白对照，分别进行性能测试，所测试性能包括表干时间、实干时间、铅笔硬度、60°光泽、附着力、涂膜外观和耐水性，具体数据见表1。
表1亚麻油改性水性醇酸树脂性能测试数据
从表1中性能数据第2、3行可以看出，亚麻油改性水性醇酸树脂其自身的表干时间为148min，与实施例1、2、3相比，加入本发明的水性复合催干剂616A后，表干时间大大缩短，其最短时间缩短至10min，表干时间缩短近15倍，最差的也缩短近3.75倍；亚麻油改性水性醇酸树脂其自身的实干时间为480min，与实施例1、2、3相比，加入本发明的水性复合催干剂616A后，实干时间上大大缩短，其最短时间缩短至44分钟，实干时间缩短近11倍，最差的也缩短近4倍。与对比例1相比，对比例1中在不加入异辛酸锆的情况下，其表干时间和实干时间均短于空白对照，但比实施例1-3的时间长。由此可以看出，加入本发明的水性复合催干剂616A后，能够极大地缩短其表干、实干时间。
从表1中性能数据4、5、6、7、8行可以看出，与实施例1-3相比，对比例1中在不加入异辛酸锆的情况下，其光泽度较差，但优于空白对照；与亚麻油改性水性醇酸树脂其自身的性能相比，实施例1-3中加入本发明的水性复合催干剂616A后，无论是光泽度，附着力等级，耐水性等方面都有所提高。
综上所述，本发明的水性复合催干剂616A对亚麻油改性水性醇酸树脂的表干、实干时间都有显著的提升效果，其表干时间最大可缩短15倍左右，实干时间最高可缩短11倍左右，其加入后的漆膜性能也有所提高。
将实施例1-3和对比例1所得的催干剂分别按照1wt％的添加量添加至丙烯酸改性水性醇酸树脂中，并将丙烯酸改性水性醇酸树脂作为空白对照，分别进行性能测试，所测试性能包括表干时间、实干时间、铅笔硬度、60°光泽、附着力、涂膜外观和耐水性，具体数据见表2。
表2丙烯酸改性水性醇酸树脂性能测试数据
从表2中性能数据第2、3行可以看出，丙烯酸改性水性醇酸树脂其自身的表干时间为25min，与实施例1、2、3相比，加入本发明的水性复合催干剂616A后，表干时间显著缩短，其最短时间缩短至10min，表干时间缩短近2.5倍；丙烯酸改性水性醇酸树脂其自身的实干时间为60min，与实施例1、2、3相比，加入本发明的水性复合催干剂616A后，实干时间上显著缩短，其最短时间缩短至30分钟，实干时间缩短一半。与对比例1相比，对比例1中在不加入异辛酸锆的情况下，其表干时间和实干时间均短于空白对照，但比实施例1-3的时间长。由此可以看出，加入本发明的水性复合催干剂616A后，能够有效地缩短其表干、实干时间。
从表2中性能数据4、5、6、7、8行可以看出，与实施例1-3相比，对比例1中在不加入异辛酸锆的情况下，其光泽度较差，但优于空白对照；与丙烯酸改性水性醇酸树脂其自身的性能相比，实施例1-中加入本发明的水性复合催干剂616A后，无论是光泽度，附着力等级，耐水性等方面都有所提高。
综上所述，本发明的水性复合催干剂616A对丙烯酸改性水性醇酸树脂的表干、实干时间都有明显的提升效果，其表干时间最大可缩短2.5倍左右，实干时间最高可缩短1倍左右，其加入后的漆膜性能也有所提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种水性复合催干剂，其特征在于，其组分按照重量份数计包括：异辛酸锆20-30份、异辛酸钴40-50份、异辛酸钙10-20份、联吡啶1-5份、醋酸钾2-5份和甲醇5-8份。
2.根据权利要求1所述的水性复合催干剂，其特征在于，其组分按照重量份数计包括：异辛酸锆25份、异辛酸钴45份、异辛酸钙16份、联吡啶3份、醋酸钾4份和甲醇7份。
3.根据权利要求1或2所述的水性复合催干剂，其特征在于，所述的联吡啶为2,2'-联吡啶或4,4'-联吡啶。
4.一种权利要求1-3任一项所述的水性复合催干剂的制备方法，其特征在于，按照上述重量份数计，将异辛酸钴、异辛酸锆和异辛酸钙搅拌混合均匀后，加入联吡啶，在80℃条件下搅拌反应2h，使其完全溶解，再加入醋酸钾和甲醇，充分混合均匀后，即制得水性复合催干剂。
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