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嘉峪检测网 2025-02-26 16:17
一、术语和定义
催干剂 (drier),按GB/T 5206-2015 / ISO 4618:2014《色漆和清漆 术语和定义》中2.257描述为:加入氧化干燥型产品中,可加速干燥过程的一类化合物,通常为金属皂类。
催干剂俗称干料,是加速漆膜氧化、聚合、干燥的一类有机酸金属皂,可缩短涂料固化成膜时间、增加涂膜强度和耐水性,还有利于颜料的湿润、分散,改善涂料的黏弹性等。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。
二、相关标准
HG/T 2247-2012《涂料用稀土催干剂》
HG/T 2276-1996(2015)《涂料用催干剂》
HG/T 2882-1997(2017)《催干剂的催干性能测定法》
ASTM D564-1987(2023)《液体涂料催干剂试验方法》
ASTM D2613-2001(2023)《用乙二胺四乙酸(EDTA)法测定油漆催干剂中钙或锌的试验方法》
ASTM D3804-2002(2021)《用EDTA法测定油漆催干剂中铁的试验方法》
ASTM D3969-2001(2019)e1《用EDTA法测定色漆料催干剂中锆的试验方法》
ASTM D3970-2005(2023)《用氧化测定法测定油漆催干剂中铈的方法》
ASTM D3988-2005(2023)《用乙二胺四乙酸胰蛋白酶法测定油漆催干剂中钡的方法》
ASTM D3989-2001(2019)e1《用EDTA法测定油漆催干剂中总稀土金属的试验方法》
DIN 55901-2024《油漆和清漆用催干剂 混合催干剂中金属含量的测定方法》
三、催干剂的机理
第一,催干剂中金属被还原到低原子价,而将抗氧化物氧化,从而加速油的氧化;第二,催干剂能加快吸氧和过氧化物的形成,催化过氧化物分散成自由基,促进聚合;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。
催干剂与固化剂在作用机理上存在显著差异。具体来说,催干剂并不直接参与涂料的成膜过程。它主要被应用于油性漆中,这类漆的甘油或亚麻油等组分既是构成漆膜的物质,也是稀释剂。这些组分因其分子结构内含不饱和双键,当暴露于空气中的氧气时,双键会开始氧化,进而打开并形成自由基。这些自由基会与其他双键发生交联固化反应。在此过程中,干燥与固化是同步进行的,这一点与无溶剂的光固化涂料颇为相似。
相比之下,其他类型的涂料在干燥与固化方面则呈现出不同的特点。其中,干燥通常指的是涂料中连续相挥发的过程,而固化则是漆膜逐渐形成网络结构的过程。
在油性漆中,采用诸如环烷酸锰、环烷酸钴、环烷酸铅、环烷酸锌等类型的催干剂,能够显著提升氧气打开双键的效率。这意味着,固化速度越快,漆膜的干燥时间也就越短。从广义上讲,涂料中的催干剂指的是那些能够催化干性油或树脂中双键氧化反应,从而缩短漆膜干燥和交联时间的有机酸皂类混合物。
四、催干剂的缺点
醇酸漆是通过空气中的氧气在金属催干剂作用下氧化树脂中的双键,进一步形成过氧化物分解成自由基,使得树脂分子间形成交联成膜。
故根据醇酸树脂的干燥机理,催干剂往往未作为漆膜的组成而残留在其中,因此,多加后会影响漆膜的性能,多加可使漆膜变黄及降解老化,甚至变脆开裂;亦或是因为多加导致醇酸漆贮存过程中出现严重结皮问题;如果加量不足时,可导致漆膜干燥速度缓慢,无法满足客户使用要求。
五、催干剂的使用方法
单纯使用一种金属催干剂往往不能获得最佳效果,必须数种配合使用。先添加对颜料有湿润分散作用、对树脂游离酸部分有中和作用的辅助催干剂钙、锌,经充分混合后再加活性催干剂。催干剂使用量不能过多,多了反而会影响漆膜的干燥,造成漆膜的病态。
六、催干剂的市场应用
目前市面上的复合型催干剂也只是根据各厂家醇酸树脂的固含量不同,将钴、锰、锌、钙等按一定比例混合后进行配套使用。需注意的是,不同的涂料种类,催干剂中各金属皂的组合及金属皂的百分含量不同,故不存在真正的“万能型催干剂”这一说法。
来源:涂料工业