专利名称：：水性气干型涂料用复合催干剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及化学工业领域中的涂料行业，具体地说，涉及一种环保型的水性涂料用的一种重要配合剂，即催干剂的配合及其制备方法。
背景技术：
：在德国标准DIN55901中对催干剂有如下定义"催干剂，在溶液状态也称为干料，是一种有机金属化合物，可以溶于有机溶剂和树脂中。从化学角度上讲，它属于金属皂类，加入到不饱和油类和树脂中，可以大大縮短干燥时间，即加快固化速度。"目前，催干剂通常分为以下几类1主催干剂它们一般是含有多个氧化价态的金属皂，能发生氧化还原反应。工业上常用的这类催干剂是含有钴、锰、钒和铈的皂。2辅助催干剂只以一种氧化价态存在的金属皂，它本身通常不起催干作用，只有和主催干剂配合使用时才具有催干作用。通常包括含有钙、钾、钡和锌的皂。3偶联催干剂如果其在加速反应过程中的机理是基于金属与树脂中的羟基基团或羧基基团反应，这种催干剂称为偶联催干剂，如含有锆的皂。催干剂是气干型涂料中不可缺少的助剂之一。它的作用是加速漆膜氧化和聚合，促进漆膜干燥。目前常用的催干剂是钴、锰、铅、钡、钙、锆等金属的盐类与有机酸(如环烷酸和异辛酸)作用生成的金属皂。水性涂料由于其含有较少量的voc，符合环保要求。通过空气氧化交联固化的水性涂料树脂(即水性气干型涂料树脂)主要包括-醇酸水分散体、不饱和脂肪酸改性树脂水分散体，以及与其他聚合物分散体的混合体。它们是通过水或助溶剂的物理挥发作用，以及其后树脂的氧化交联作用而实现干燥的。虽然水性气干型涂料的氧化交联过程基本上与传统溶剂型体系的氧化交联过程基本一致，因而催干剂也能显著地加快该氧化交联过程，但是，传统的催干剂在这类水性气干型涂料体系中的性能欠佳。由于传统的催干剂是有机金属皂，容易溶解在有机溶剂中，但不容易溶于水中，因此直接把催干剂掺入到水性体系中，可能会出现诸如沉淀、漆膜光泽度下降和催干效率降低等一些问题。为了克服这些问题，使催干剂容易混于水性体系中，预先将催干剂乳化是很有必要的。需要注意的是，水性气干型涂料在组成上与传统的以石油溶剂稀释的气干型涂料有很大的差异，尤其是在溶剂、基料和中和剂的使用等方面，加之，水性气干型涂料在干燥过程中伴随着从极性向非极性的转变，为了适应这些特殊情况，有必要对涂料干燥体系的组成和金属浓度等进行合理调整。从制备水性气干型涂料之初，人们就已意识到，加入传统的催干剂会导致如下问题初始干燥不良储藏时催干剂容易失干催干剂与树脂的混溶性变差漆膜表面容易产生缺陷分散体体系稳定性下降光泽降低
发明内容针对传统催干剂存在的一系列问题，本发明旨在提供一种专门适用于水性气干型涂料的"核-壳"结构催干剂乳液，它能保证这类水性气干型涂料的稳定性和催干的有效性，减少漆膜的缺陷，提高漆膜的光泽度。本发明是这样实现的，它是一种具有"核-壳"结构的用于水性气干型涂料的复合催干剂乳液，其特征是，该复合催干剂乳液是一种采用有机金属皂为"核"，以反应性非迁移表面活性剂为"壳"，配以特殊乳化剂经复合而成的含多种金属成份的紫色乳液，固体份为45~72重量％。所述复合催干剂乳液的合成配方的主要成分包括成分名称重量％有机金属皂4560反应性非迁移表面活性剂515助溶剂510去离子水2530在上述配方中有机金属皂选自环烷酸钴、环烷酸锆、环烷酸钡、环烷酸钙、环烷酸铅、环烷酸锰、环烷酸钾、异辛酸钴、异辛酸锆、异辛酸钡、异辛酸钙、异辛酸铅、异辛酸锰、异辛酸钾中的一种或多种；反应性非迁移表面活性剂是英国ICI公司出品的商品名为Atsurf3969产品；助溶剂选自150#汽油、200#汽油或它们的并用。本发明所述的复合催干剂乳液的制备方法是，在常温通氮条件下，将有机金属皂、反应性非迁移表面活性剂、助溶剂按配比加入可调速高速搅拌釜中，开动搅拌器，转速由低到高，逐渐增大到20003000r/min，充分混合均匀，接着滴加去离子水，体系的粘度随着去离子水量的增多而增大，到达转相点后粘度迅速降低，其后将剩余的去离子水加入搅拌釜中，并调低转速至4001000r/min，即得到复合催干剂乳液。本发明所述的复合催干剂用于水性气干型涂料具有以下优点(1)由于"核-壳"结构的包覆作用，使复合催干剂在储存过程中具有相当的耐水解性和储存稳定性，即能够保持和改进水性催化剂的有效性和长效性。(2)在水性气干型涂料的干燥过程中发生着从水性状态到有机连续状态的转变，这会对催干剂的性能产生极大的影响。本发明复合催干剂在水中易分散，在助溶剂或水分挥发后，易溶于树脂中，即它与水性气干型涂料的混溶性好。(3)采用本发明复合催干剂的涂层外观效果理想，可提高涂膜的光学性质，尤其是光泽性，减少涂膜表面缺陷。干燥后涂层不会出现"起粒"现象。(4)由于采用了非迁移表面活性剂，可以避免因表面活性剂迁移到漆膜表面而导致漆膜耐水性能下降的问题。具体实施方式下面拟通过几个实施例来对本发明作进一步的具体说明，但本发明决不局限于这些实施例。实施例l将异辛酸钴(金属含量13.5重量％)22.2g、异辛酸锆(金属含量24.3重量％)16.5g、异辛酸锰(金属含量10重量％)20g、反应性非迁移表面活性剂10g和15(f汽油5g加入到可调速高速搅拌釜中，在常温下通氮气，开动搅拌器，转速由低到高，逐渐增大到2000~3000r/min，充分混合均匀。称取去离子水27.3g，按一定的滴加速度滴加去离子水，体系的粘度随着去离子水量的增多而增大，到达转相点后粘度迅速降低，然后将剩余的去离子水加入搅拌釜中，并调低转速至4001000r/min，即得到紫色复合催干剂乳液I，其固体份为56.4重量％。实施例2将异辛酸钴(金属含量13.5重量％)22.2g、异辛酸锆(金属含量24.3重量％)20.6g、环烷酸钡(金属含量14.1重量％)21.3g、反应性非迁移表面活性剂10g和20(f汽油5g加入到可调速高速搅拌釜中，在常温下通氮气，开动搅拌器，转速由低到高，逐渐增大到20003000r/min，充分混合均匀。称取去离子水21.7g，按一定的滴加速度滴加去离子水，体系的粘度随着去离子水量的增多而增大，到达转相点后粘度迅速降低，然后将剩余的去离子水加入搅拌釜中，并调低转速至4001000r/min，即得到紫色复合催干剂乳液II,其固体份为55.8重量％。实施例3将异辛酸钴(金属含量13.5重量％)37g、异辛酸锆(金属含量24.3重量％)31g、环烷酸锂(金属含量10重量％)2g、反应性非迁移表面活性剂10g和200#汽油5g加入到可调速高速搅拌釜中，在常温下通氮气，开动搅拌器，转速由低到高，逐渐增大到2000~3000r/min，充分混合均匀。称取去离子水15g，按一定的滴加速度滴加去离子水，体系的粘度随着去离子水量的增多而增大，到达转相点后粘度迅速降低，然后将剩余的去离子水加入搅拌釜中，并调低转速至4001000r/min，即得到紫色复合催干剂乳液III，其固体份为72.0重量％。上述实施例中异辛酸钴、异辛酸锆、异辛酸锰、环烷酸钡、环烷酸锂等是上海长风化工厂生产的；反应性非迁移表面活性剂是英国ICI公司出品的商品名为Atsurf3969产品。按上述制备的三种复合催干剂乳液i、n、m与传统异辛酸钴催干剂性能的比较如表1所示；将上述复合催干剂乳液I、II、III和传统异辛酸钴催干剂分别以相同添加量添加到醇酸树脂乳液中，制备白禽面漆，其催干性能和表面状况的比较如表2所示；将上述复合催干剂乳液I、II、III和传统异辛酸钴催干剂以相同添加量分别添加到水稀释性醇酸树脂(中和剂为二甲基乙醇胺)中，配制成白色面漆，其催干性能和表面状况的比较如表3所示。表13所列出的测试结果显示，本发明的效果是显而易见的，它能保证水性气干型涂料的稳定性和催干的有效性，减少漆膜的缺陷，提高漆膜的光泽度。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注指湿漆样在室温条件下储藏6个月后——下同。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1、一种具有“核-壳”结构的用于水性气干型涂料的复合催干剂乳液，其特征是，该复合催干剂乳液是一种采用有机金属皂为“核”，以反应性非迁移表面活性剂为“壳”，配以特殊乳化剂经复合而成的含多种金属成份的紫色乳液，固体份为45～72重量％。2、根据权利要求1所述的用于水性气干型涂料的复合催干剂乳液，其特征是，所述复合催干剂乳液的合成配方的主要成分包括成分名称重量％有机金属皂4560反应性非迁移表面活性剂515助溶剂510去离子水2530。3、根据权利要求1或2所述的用于水性气干型涂料的复合催干剂乳液，其特征是，所述的有机金属皂选自环烷酸钴、环烷酸锆、环烷酸钡、环烷酸钙、环烷酸铅、环垸酸锰、环垸酸钾、异辛酸钴、异辛酸锆、异辛酸钡、异辛酸钙、异辛酸铅、异辛酸锰、异辛酸钾中的一种或多种。4、根据权利要求1或2所述的用于水性气干型涂料的复合催干剂乳液，其特征是，所述的反应性非迁移表面活性剂是英国ICI公司出品的商品名为Atsurf3969产品。5、根据权利要求1或2所述的用于水性气干型涂料的复合催干剂乳液，其特征是，所述的助溶剂选自150#汽油、200#汽油或它们的并用。6、一种权利要求1所述的用于水性气干型涂料的复合催干剂乳液的制备方法，其特征是，在常温通氮条件下，将有机金属皂、反应性非迁移表面活性剂、助溶剂按配比加入可调速高速搅拌釜中，开动搅拌器，转速由低到高，逐渐增大到20003000r/min，充分混合均匀，接着滴加去离子水，体系的粘度随着去离子水量的增多而增大，到达转相点后粘度迅速降低，其后将剩余的去离子水加入搅拌釜中，并调低转速至4001000r/min，即得到复合催干剂乳液。全文摘要一种具有“核-壳”结构的用于水性气干型涂料的复合催干剂乳液，其特征是，该复合催干剂乳液是一种采用有机金属皂为“核”，以反应性非迁移表面活性剂为“壳”，配以特殊乳化剂经复合而成的含多种金属成份的紫色乳液，固体份为45～72重量％。它用于水性气干型涂料能保证涂料的稳定性和催干的有效性，减少漆膜的缺陷，提高漆膜的光泽度。文档编号C09F9/00GK101407698SQ20071004685公开日2009年4月15日申请日期2007年10月9日优先权日2007年10月9日发明者凌孙,董玉婷,赵其中申请人:上海涂料有限公司技术中心