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工程履带用水性浸漆的配方设计研制 低游离甲醛含量酚醛树脂胶粘剂的合成

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-07-06  来源:互联网  作者:云筑网  浏览次数:450
核心提示:郭晓峰,王瑞宏(河北晨阳工贸集团有限公司、河北省水性涂料工程技术研究中心,河北保定072550)摘要:介绍了一种工程履带用水性浸漆,从乳液、消泡剂、杀菌剂等方面研究了工程履带用水性浸漆的配方设计,探讨了浸涂过程中出现的问题及

郭晓峰,王瑞宏

(河北晨阳工贸集团有限公司、河北省水性涂料工程技术研究中心,河北保定072550)

摘要:介绍了一种工程履带用水性浸漆,从乳液、消泡剂、杀菌剂等方面研究了工程履带用水性浸漆的配方设计,探讨了浸涂过程中出现的问题及解决办法。

关键词:水性涂料;浸涂漆;履带

中图分类号:TQ630.7+9文献标识码:A文章编号:1006-2556(2012)03-0044-03

0前言

履带主要应用于履带式挖掘机、推土机、起重机、拖拉机等,我国大部分工程履带涂装用涂料还是使用溶剂型喷(或浸)漆。喷涂的工艺占用生产面积较大,生产效率低,很难形成均衡生产,原材料利用率低,污染大,操作工劳动强度大,另外由于履带结构及形状复杂,有很多部位易产生漏喷,严重影响了履带的涂装质量。而使用浸涂的方式,涂料的利用率虽然高,但是溶剂型浸涂漆在涂装中会释放大量VOC,造成大气污染,而且溶剂型涂料易燃易爆,时刻存在火灾隐患。

晨阳公司研制的工程履带用水性浸漆,使用水性丙烯酸乳液为成膜物质,以水为分散介质,VOC含量低,不含卤代烃、苯、甲苯、二甲苯等有害物质,产品稳定性好。

1试验部分

1.1试验用原材料

水性丙烯酸乳液:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(DOW、DSM、北京东联、常州广树);润湿分散剂、防腐杀菌剂、pH值调节剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂、闪锈抑制剂、颜填料、去离子水等。

1.2基本配方及生产工艺

生产工艺:首先在分散缸中加入去离子水、颜填料、润湿分散剂、防腐杀菌剂、pH值调节剂、消泡剂等,均匀分散,再进行研磨至细度25m,然后加入乳液、成膜助剂、消泡剂、闪锈抑制剂、增稠剂等,黏度合格后过滤包装。

表1工程履带用水性浸漆基本配方

2结果与讨论

2.1乳液的选择

高光泽的涂膜装饰性好,普遍得到顾客的喜爱。在满足遮盖的前提下,乳液的含量达到较高,可制得高光泽的涂膜。通过选择4种苯丙乳液,做成75%乳液分的黑灰色漆,浸板,其各项物理性能见表2。

表2-不一样水性丙烯酸乳液的物理性能

从表2可以看出,乳液Ⅰ的光泽、硬度、附着力都比其他乳液要好。

2.2消泡剂的选择

水性涂料配方中的颜料、助剂的存在,不仅产生大量泡沫,而且还能稳定泡沫;实际生产研磨阶段,使用卧式砂磨机由于空气压力的作用,同样可以产生大量的气泡;浸涂漆在初次投槽搅拌、槽液循环过程中,都会产生大量的气泡。泡沫的存在使生产操作困难,泡沫中的空气不仅会阻碍颜料或填料的分散,也使设备的利用率不足而影响产量;施工中给涂膜留下的气泡造成表面缺陷,既有损外观,而且降低涂膜的装饰和保护功能。

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周太炎,杜郢*,王哲,巫淼鑫,徐振宇

(常州大学石油化工学院,江苏常州213164)

摘要:使用两次加碱一次回流法合成工艺代替一次法和两次碱法制备了酚醛树脂胶粘剂。对产物粘度,游离甲醛含量及固化物拉伸剪切强度测试,研究了酚醛比、催化剂加入量、反应温度、回流时间等对产物性能的影响。结果表明:苯酚与甲醛物质的量比1∶2,催化剂加入量为苯酚质量分数的25%,回流反应45min可得到具有交联结构的酚醛树脂胶粘剂,产品分子质量及粘度适中,拉伸剪切强度可达到5MPa以上,游离甲醛质量分数<0.03%,稳定性较好。

关键词:水溶性酚醛树脂;胶粘剂;两步加碱;一次回流;低游离甲醛含量;拉伸剪切强度;合成工艺

中图分类号:TQ323.1文献标识码:A文章编号:1002-7432(2011)06-0035-04

0引言

酚醛树脂胶粘剂是以酚醛树脂作主要粘接组分的胶粘剂,发展较早,应用广泛,价格便宜。酚醛树脂胶粘剂主要用做室外板材的粘接,耐水性、耐候性和耐老化性能比脲醛树脂要好得多,在亚洲如韩国、新加坡等,酚醛树脂胶粘剂在室外板材胶粘剂中的占有率很大,几乎达到90%以上[1],在欧美国家,酚醛树脂胶粘剂用来粘接以多层结构胶合板为基材,表面包覆珍贵木料的高级多层实木地板[2],并得到广泛的应用。

现有酚醛树脂合成工艺主要有一步法[3]、多步法[4]和微波法[5]。其中一步法合成工艺甲醛的利用率低,产品的游离甲醛含量高,粘接强度较小;多步法合成工艺甲醛的利用率较高,但是工艺复杂,控温要求较高,生产周期长,能耗大,产品分子质量不好控制,贮存期太短;微波法是一种新型合成办法,合成工艺清洁简单,但是费用过高,不适合大规模生产。

本课题提出一种二次加碱一次回流法合成酚醛树脂胶粘剂,即将甲醛和催化剂(30%的氢氧化钠)分两次加入,靠前次加入总量的80%,第二次加入总量的20%,但只用一次回流。这种操作可以提高羟甲基含量和水溶性,同时通过调节回流时间来控制水溶性和储存稳定性。

1实验部分

1.1实验原料

苯酚10g,98%,上海凌峰化学试剂有限公司;甲醛17g,37%,丹阳市永丰化学试剂厂;NaOH3.4g,分析纯。

1.2实验步骤

1)45℃下加入熔融苯酚、NaOH(加入量为总量的80%)、水,保温20min。

2)加入甲醛(加入量为总量的80%),30min内升温到60~70℃,保温20~60min。

3)加入剩余的NaOH,保温10~20min。

4)加入剩余的甲醛,20min内升温到70~80℃,保温10~30min。

5)升温到95℃回流(回流对应的温度)30~60min;降温到45℃出料。

1.3性能测试

1)游离甲醛含量:根据GB185822008利用乙酰丙酮法检测游离甲醛含量。

2)拉伸剪切强度:根据GB/T71242008检测拉伸剪切强度。

3)粘度:根据GB/T111752002使用上海天平仪器厂NDJ-7型旋转粘度仪在20℃下测定。

2结果与讨论

2.1酚醛比的考察

苯酚和甲醛物质的量比简称酚醛比,酚醛比的大小直接决定了树脂中羟甲基含量的多少。甲醛物质的量越大反应过程中羟甲基含量越高,缩聚反应阶段分子间反应概率增大,得到的分子质量越大,产品粘度越大,同时粘接强度也越高。图1是酚醛比与产品粘度的关系,粘度是流体粘滞性的一种量度,是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。粘度大表现内摩擦力越大,分子质量越大,碳氢结合越多,力量越大。

图1酚醛比与产品粘度的关系

由图1可知产品的粘度随甲醛物质的量的增加而变大,当酚醛比为1∶3时产品粘度较大,此时流动性很差,酚醛比越小产品粘度越低,粘接强度越小。但是当粘度>500mPas后产品施胶性能变差,使实用性降低。

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