稀土油漆催干剂
油漆是一种应用广泛的涂料,从桥梁、房屋到各种车辆、机械设备,从家里的门窗、家具到五颜六色的儿童玩具。因为油漆不仅对金属、木材有防锈、防潮、防腐蚀的作用,还具有特殊的美化功能。
油漆催干剂是油漆工业中不可缺少的添加剂。一般将能加速油漆氧化聚合,促进干燥成膜的有机酸金属皂称为油漆催干剂。如果以不饱和动植物脂肪酸为原料制作涂料,不添加催干剂,漆膜很难自然干燥,往往需要几天甚至几个月。但加入催干剂可以缩短到几个小时,可以干燥成膜。需要添加催干剂的油漆有五种:油脂漆、天然树脂漆、沥青漆、酚醛漆、醇酸漆,还有一些氧基、环氧、聚氨酯、改性有机硅。这几类涂料约占中国涂料总产量的70%。
是镧、铈、镨、钕、钇等17种金属元素的总称。由于它们特殊的化学活性,它们可以用作油漆催干剂。传统上,钴/铅系列催干剂用于涂料工业,通常与锰、锌、钙等金属元素一起使用。钴、锰能与油漆中的抗氧化剂发生沉淀,促进不饱和脂肪酸中双键的自动氧化,使漆膜干燥固化,所以通常以钴、锰为主要催干剂成分;而铅、锰、锌、钙、钡等金属离子不能单独作为催干剂,但能促进钴、锰的催干效果,作为辅助催干剂使用。钴/铅系列催干剂的主要缺点是铅有毒,产品易沉淀,而钴价格昂贵,我国资源少,主要依赖进口。钴的颜色也不一样,会影响清漆和浅色漆的颜色质量。特别是铅,由于毒性大,对人体健康有害,污染环境。国际上严格限制油漆中的铅含量,尤其是儿童玩具和家具中使用的各种油漆。
开发低钴无铅催干剂已成为涂料制造业的重要课题。很早就发现一些稀土有机配合物对油漆有很好的干燥性能,但由于过去稀土价格昂贵,很难使用。中国是世界上稀土资源最丰富的国家。随着稀土科技和生产的快速发展,稀土价格大幅下降,为稀土催干剂的开发和应用创造了有利条件。
自20世纪80年代以来,中国科技人员相继研发了一系列稀土涂料催干剂,并成功应用于五大类几十个品种的涂料中。稀土催干剂通常以稀土脂肪酸和稀土环烷酸络合物为原料。它们可以部分甚至完全替代传统催干剂中的铅、锰、锌、钙等成分,可以明显减少钴的用量,不仅可以制成低铅或无铅涂料,还可以简化生产工艺。生产的涂料颜色浅,附着力强,漆膜光亮干燥,涂料质量明显提高,取得了良好的经济效益和环境效益。
近年来,北京红石涂料公司还开发了一种完全不含钴、铅的新型稀土复合催干剂,可以达到原来几种催干剂组合的干燥效果,并且具有用量少、成本低、颜色浅、漆膜质量好等优点。在避免铅中毒的同时,也节省了昂贵的钴,为中国的涂料制造业开创了一条新路。目前我国每年消耗稀土催干剂3000多吨,使用各种油漆15-20万吨。独特的稀土资源为中国涂料制造业的发展增添了活力。
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