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原料讲坛 │ 硬脂酸锌(下)

 周工解涂 2022-02-24

硬脂酸锌商品质量鉴别

涂料用硬脂酸锌的价格约在12-15元/kg之间,超细滑石粉的价格在2-4元之间。二者巨大的价格落差,令一些不法商家铤而走险,市场上于是出现了掺滑石粉的硬脂酸锌,不断有涂料企业中招。这个应如何鉴别呢?

简单的鉴别方法,可将硬脂酸锌粉末在130-150℃下灼烧熔融,正品呈现浅浊白蜡状半透明至透明全熔状态,掺杂品呈现不透明非全熔状态。

也可采用TGA热重分析方法,涂料用硬脂酸锌TGA典型图谱如下:

从上图可知,硬脂酸锌约在200℃开始分解,约在550℃分解基本完成至约900℃恒重,残余物含量为14.05%;显然,残余物为氧化锌,其反应式为: 

2Zn+O2→2ZnO

已知硬脂酸锌之锌含量为10.8±0.5%,根据上述反应式,可推算出该反应产生的残余物ZnO理论含量应为13.5±0.6%。如残余物明显高于此值,则可判断有掺杂问题。

当然,上述残余物还可进一步用FTIR红外光谱定性,其与ZnO标准样品比对图谱如下:

以上两个图谱均在440cm-1附近有ZnO的特征吸收峰,二者谱线基本一致,说明该残余物为ZnO,如含滑石粉,则其谱图差异巨大。

硬脂酸锌在水性涂料中的应用

硬脂酸锌分子含34个亚/甲基,比较亲油,故其在溶剂型涂料中易分散、易稳定;但反过来其十分疏水,故在水性涂料体系中难分散、易析出、易分水。解决方法是:优选润湿分散剂共研磨,制水性硬脂酸锌浆,后添加在水性涂料中。

左图:硬脂酸锌漂浮在水上

右图:乳化均匀的水性硬脂酸锌膏浆

水性硬脂酸锌浆参考配方:

原料名称重量,%
水或去离子水57
杀菌剂(KATHOE LXE)0.1
乳化剂(脂肪醇聚氧乙烯醚,先创KB 200)1.5
乳化剂(改性聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯,Tego Twin 4100)0.5
分散剂(丙烯酸铵盐,DOW CA-2500)0.5
消泡剂(聚醚改性有机硅氧烷,Tego 902w)0.4

硬脂酸锌ZN-ST N

注,该型号具有更好的分散性和透明度,金信化工(深圳供应

40

采用上述复配乳化剂(HLB≥11.5)及分散剂,可令疏水的硬脂酸锌稳定在水相中,储存期半年以上。工艺过程为:混合后先经预分散,过三辊机(或砂磨机)两遍,控制温度低于50℃,至刮板细度≤30μm为合格。该浆料在水性涂料中的用量建议在1-5%(重量),可以在水性涂料制漆后阶段添加,但保险起见加入后应控温高速分散一定时间,以避免成漆后施涂过程出现油缩现象;如该浆料在水性涂料开粉阶段添加,则必须注意控制温度低于50℃,否则可能出现成漆后储存返粗现象,原因同前述溶剂型体系。

水性硬脂酸锌浆用于粘度较低的辊涂、浸涂水性涂料体系,在其防沉性、透明性不足时,可考虑选用水性硬脂酸钙浆,稍稍损失一些打磨性。

据报道【注4】,上述水性硬脂酸锌浆制作工艺,还可以采用超细粉碎机先将硬脂酸锌粉体干磨至1μm(市售硬脂酸锌粉体粒径D90约25μm,再小无法商品化),立即经高速分散制水性硬脂酸锌浆,现磨现用,工艺较为简化。因乳化颗粒微细化,该浆料上高速离心机都不会出现分层,稳定性优异。

较前沿的研究是纳米水性硬脂酸锌乳液,通过乳液聚合技术实现,一旦突破,其功用不仅仅是助打磨,而且在耐水、增滑、抗摩擦、防粘连等等方面,将有着巨大的想象空间。

参考文献:

【注1】化工行业标准,HG/T 3667-2012,硬脂酸锌,化学工业出版社。

【注2】涂缘,一个涂料产品返粗的漫长改进历程,涂料家周刊,涂料家微信公众平台。

【注3】李绪邦等,干法硬脂酸锌在木器涂料中应用效果的表征,涂料工业,第44卷,第2期。

【注4】罗智明等,水性硬脂酸锌乳液的制备方法、由该方法获得的产品及其应用,中国发明专利,申请号CN201810190360.0。

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