催干剂的应用及原理可行性研究(可研范文)

　　 第一节 催干剂定义   　　 催干剂是一种能够加速涂膜干燥的物质,对干性油膜的吸氧、聚合起着催化作用。有实用价值的催干剂是钴、锰、铅、铁、锌和钙等金属的氧化物、盐类及其有机酸皂。催干机理有几种解释: 第一，催干剂中金属被还原到低原子价,而将抗氧物氧化，从而加速油的氧化;第二，催干剂能加速油膜吸氧所形成的氢过氧化键破坏,形成稳定的氧键，油的其它不饱和键就进行直接聚合，减少了所需要的氧量;第三，催干剂能够吸收空气中的氧给予油膜,减少油膜吸氧的困难。催干剂混合使用比单独使用效力要高。（可行性 研究 ）     　　 第二节 催干剂应用   　　 1.钴、铅催干剂   　　 钴、铅干料的催干能力最强，但作用机理不同，钴干料是表干催干剂，若单独使用，易造成涂膜表面很快结膜封闭，使内层长期不干，造成涂膜起皱。铅干料是促进氧穿透涂膜的干料，称内催干剂，它与钴干料配合，可使表面与内部的干燥速度均衡，防止涂膜起皱。这两种干料的用量，按纯树脂计，分别为0.25%～0.5%的铅金属和0.025％～0.０５％的钴金属，二者之比为10:1.为了避免涂膜起皱或起霜，干料的用量要准确且不宜过多。   　　 2.助催干剂   　　 增加环烷酸钙有利于减少起霜，但对催干剂不起作用，用量为纯树脂的0.05%～0.2%的钙金属。
  　　 锌盐为钴干料的助催化剂，延长涂膜的开放时间，使底层涂膜能彻底干透，兼有对颜料的润湿分散作用，用量为纯树脂的0.03%～0.2%的锌金属。   　　 3.锰盐催干剂   　　 锰盐也是表面催干剂，但作用较弱，可用于调整干燥速度的均一性，用量为纯树脂的0.005%～0.08%的锰金属。   　　 4.钴催干剂   　　 由于铅盐有毒，现较多地采用锆盐来替代它。锆盐是配位聚合型催干剂，并能有效地提高钴和铅干料的催干性。具有表面和底催干的多功能性，在气干型涂料和烘干型涂料中使用，能提高涂膜的整体性能，如光泽和硬度等。由于锆盐自身的底催干性，可以代替铅盐，与钴盐和钙盐配合一起使用，干燥性提高，涂膜白度与保色性好，涂膜硬度和柔韧性好，并消除炭黑和铁红等颜料对传统干料的吸附失干现象。锆盐的用量为纯树脂的0.03%～0.2%。    　　 5.铈盐及复合稀士催干剂   　　 铈盐具有定向聚合的作用，以聚合催干为主，兼有氧化催干的活性，使涂膜有良好的硬度、耐水性和耐候性，用以代替铅干料。铈盐对烘漆也有高温催干性，但易使漆膜发黄，不适用于浅色漆。铈盐的用量为纯树脂的0.05%～0.1%，并与0.01%～0.02%的钴配合。   　　 复合稀士催干剂具有配位聚合和氧化聚合的作用，能促进涂膜的实干。催干性由于传统催干剂，涂膜的硬度和耐溶剂性也更好，而用量仅为催干剂中的有效活性成分是铈盐，其他成分的催干作用不明显，因此复合稀士催干剂的用量比铈盐多，为纯树脂的0.2%～0.5%。   　　 虽然上述的有些金属盐对烘漆有高温催干作用，但易使漆膜颜色变深，对用氨基树脂交联的烘烤涂料，最好采用封闭有机酸作催干剂，未封闭的有机酸会导致预料贮存过程中黏度增加，BYK-Cataiyst450是对甲苯磺酸胺盐的丙二醇甲醚/丙二醇/水（64/5/3）溶液，属封闭型酸催干剂，对涂料有较好的贮存稳定性，其胺值10mgKOH•g-1，有较分27%。用量为固体树脂的1.5%～6%，被加入的涂料溶剂至少应有10%～20%的极性溶剂。   　　 第三节 催干剂原理   　　 业内较为普遍接受的说法如下：催干剂中的表面活性剂在高于其浊点的温度下吸附在餐具表面，形成了一个薄的连续膜，降低了固-液界面能和接触角。该连续模的形成使表面的排水更快、更均匀，并有效地减轻了斑点的形成/出现。根据笔者的经验，这一原理所描述的是一个理想的过程。因为若要催干液中的表面活性剂在短短的两三秒内在餐具表面形成一个连续的膜，前提条件是催干工作液中需要有浓度足够高的表面活性剂。由于受使用成本的限制，通常，在实际漂洗液中表面活性剂的浓度在几十个ppm。即使温度远在其浊点之上，但很明显，在实际的使用条件下（压力喷淋造成的激烈的搅动下），其中的表面活性剂主体上还是分散在水中。在如此低的浓度，如此短的时间内，催干液中的很多表面活性剂来不及与餐具表面有效接触就被水流带走了。因而在实际的工况条件下，餐具表面由表面活性剂形成的膜可能是不完整的，不能充分连续的。   　　 降低表面活性剂的浊点或水溶性可能有助于增强其在餐具表面的吸附趋势，加快其吸附速度，但由此又会带来其他不利的影响。如浊点过低会使产品在配制时遇到很大的困难，如需要使用额外的水溶助长剂，使成本大幅度提高，同时还可能使漂洗液的铺展性变差。     　　 第四节 催干剂种类   　　 一种催干剂用于洗碗机，专用于洗碗机最后过水阶段冲洗剂，它可以降低餐具与水之间的表面张力。促进餐具快速干燥且不留下液体的斑纹。本品使用安全，适用于各种餐具且不会对任何质料和餐具或洗碗机造成损害。利用全自动分配器使用，标准漂洗溶液的浓度为0.01%至0.1%，水温在80℃-90℃之间，不同类型的洗碗机所需要的浓度亦不同。 润湿性好，干燥迅速，不留水渍。使用后的餐具更清澈，光亮。减少餐具破损，防止细菌感染。含有减泡剂，能迅速消除泡沫，更有效的清除食物污渍。   　　 另一种为工业用催干剂，工业催干剂是涂料工业的主要助剂，其作用是加速漆膜的氧化、聚合、干燥,达到快干的目的。传统的钴、锰、铅、锌、钙等有机酸皂催干剂品种繁多，有的色深，有的价高，有的有毒。开发的稀土催干剂产品，较好地解决了上述问题，但也只能部分取代价昂物稀的钴催干剂。开发新型的完全取代钴的催干剂一直是涂料 行业 的迫切愿望。


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