2-乙基己酸锆的性能及用途

概述^{【1】【2】【3】}

催干剂是一种油漆的添加剂。 它能加速漆膜的氧化、聚合、干燥。 2- 乙基己酸锆是一种新型的油漆催干剂。 传统的油漆催干添加剂是环烷酸的钴、锰、铅、锌、钙盐 ,其中铅盐约占 1/3,但铅盐作为一种有毒物质越来越受到严格限制。 锆盐催干剂不仅可以完全替代铅盐 ,且用量也少的多 (大约少 1/4)。 还可替代约 60%价格昂贵的钴盐以及颜色深和毒的锰盐。 此外锆盐催干剂还可大大改善漆膜的附着力和硬度、保色性和耐水性等等。 可见锆盐催干剂是一种难得的好催干剂。同时用 2- 己基已酸代替环烷酸 ,可克服环烷酸色深、有味、质量不稳定等不足 ,所以 2- 乙基已酸锆作为油漆催干剂优点明显 ,色泽浅、无毒、节省贵重金属 ,可降低成本 ,并可大大改善油膜的质量。关于锆的催干机理 ,目前研究的不太多 ,但从锆在络合物中的数量 6或者 8,可见它与配位体的络合能力较强 ,有利于与油漆中的极性基团络合成更大分子量的配位络合物。2- 乙基已酸锆除作油漆催干剂外 ,还可用于汽油漆加剂 ,润滑油极压添加剂 ,硬质硅酸锆树脂的萃取剂 ,防水剂 ,染色剂等多种用途。

传统醇酸漆采用钴、铅、锰等催干剂来控制漆膜的干燥时间。钴催干剂为主催干剂，是影响漆膜表干的主要催干剂，不可替代。锰催干剂有一定促进表干及实干的作用，但不明显，而且易产生副作用，颜色深，很难用于浅色漆。铅催干剂实干效果显著，与钴催干剂搭配使用可有效控制漆膜干澡时间，且漆膜性能优异。铅盐颜色较浅，可用于各种浅色漆。由于环保力度的加强，铅催干剂因其毒性在各种涂料中被禁用。国际标准 NOP/,$)—" 对玩具漆明确规定可溶性 QR 含量不大于 *# KG S TG。国家标准 U+ /!!,—// 对铅笔漆也规定总 QR 含量小于 $ .## KG S TG，可溶性 QR 含量小于 $.# KG S TG。这就要求寻找对环境友好且更为有效的催干剂，异辛酸锆就是一种能有效替代异辛酸铅的新型催干剂。锆的促表干作用十分优异、色泽浅、无毒、高效，加入到涂料中，漆膜性能良好，因而在许多催干体系中可取代铅催干剂。国外普遍采用锆与钴组成的钴锆系列催干剂来代替传统的锆 - 铅催干剂体系。锆催干剂是配位型聚合催干剂，经配合使用后，能进一步发挥其他催干剂的作用，使漆膜的硬度、附着力、色泽、耐水性等性能有较大的改善。另外，锆催干剂的优点是色泽浅、无毒。而铅催干剂应用在白色或浅色漆中，会与空气中的硫化物作用而变色，使漆膜变暗。在气干型醇酸磁漆中代替铅可改进光泽及保光性，同时又有好的白度。用于白色氨基烘漆可提高硬度，并且不泛黄。用于铝粉漆，不会降低铝粉漆的漂浮性，使铝粉漆具有良好的光泽及亮度。

2-乙基己酸锆的介绍

2-乙基己酸锆催干剂(以下简称为锆催干剂)是近年来研发的一种新型催干剂，由异辛酸钠与氧氯化锆反应制得，通常以 200 号溶剂油稀释而成的有机酸金属皂，能加速漆膜的氧化、聚合、干燥，在许多油漆、油墨催干体系中能有效地替代越来越受到严格禁止的铅催干剂、颜色深且有毒的锰催干剂以及减少价格昂贵的钴催干剂用量。实验证实，使用锆催干剂代替铅催干剂，可缩短漆膜干燥时间。锆催干剂是一种配位型聚合催干剂，锆以阴离子羟基化锆多聚体形式存在，对羟基及羧基等有机物具有较强的结合力，能与树脂中的羟基或其它极性基团络合生成更大分子量的配位络合物，成为漆膜的组成，具有独特的催干性能。锆催干剂虽促进漆膜实干不如铅催干剂快，但其综合性能优于铅催干剂，与钴配合用于白醇酸磁漆中，漆膜具有良好保色性且不泛黄；它具有色泽浅、无毒、节省贵重金属的特点，大大改善漆膜的质量。可见锆催干剂是一种难得的环境友好型催干剂，主要用作油漆、油墨的催化干燥剂，不饱和树脂促进剂和子午线轮胎的胶黏剂。

性能及用途^【4】

锆催于剂是配位型聚合催干剂，对其他催于剂有强烈的促进作用，能有效地提高钴、锰皂催干效率，亦有辅助作用，本身还具有类似铅皂的催于性。锆催干剂在气于型醇酸磁漆中代替铅可改进光泽及保光性，同时又有好的白度及保色度。锆催干剂用于白色氨基烘漆，可提离硬度，并具有不泛黄性。用于铝粉漆，不会降低铝粉的漂浮性，使铝粉漆具有良好的漂浮稳定性及亮度。 

用量

用量一般为物料总量的0。03％～0．2％。于调漆阶段加入并搅拌均匀。

反应原理

合成方法^【5】

首先将氯氧化锆溶解到装有搅拌器、回馏冷凝器和温度计的4口烧瓶中，加碱液调pH值在2～3左右，然后加入适量的溶剂油，加热搅拌，在50～600C温度下，投入已制备好的异辛酸钠溶液，反应一段时间后，将溶液倒入分液漏斗中，静置分层，分离出下层的水相，再用温水水洗2～3次，上层的油相经减压蒸馏，分离出少量的水液，所得的油相即为异辛酸锆产品。

参考文献

[1]于霁厚,刘文彬,刘淑娟,车琳,张智,傅愈康.合成2-乙基己酸锆的研究[J].化学与粘合,1997(01):32-33+40.

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[3]周继鑫.环境友好型催干剂异辛酸锆的合成工艺[J].现代涂料与涂装,2005(02):30-31.

[4]耿星主编,现代水性涂料助剂手册,中国石化出版社,2007年06月第1版,第584页

[5]辽宁省首届学术年会暨第四届青年学术年会编委会编,辽宁省首届学术年会暨第四届青年学术年会  论文集  数、理、化与交叉学科分册,东北大学出版社,,第8页