全 文 ：第 2 卷 第 3 期
1 9 8 9 年 6 月
林业 科学研 究
FO R E S T R E S E A R C H
V o l
。
2 , N o
.
3
J让n . , 1 9 8 9
紫 胶 改 性 的 研 究矢
李绍家 刘凤书 杨海云 易 鹏 邓 疆
(中国林业科学研究院资源 昆虫研究所 )
摘要 本文介绍 了用单宁酸 、 松 香钙 、 草酸 、 脓醛树脂等物质对紫胶片进行改
性的研 究过程和结果 。 在大量试验的基拙上 , 证明用单宁酸和松香钙对紫胶进行改
性 , 能够提高其耐热性能和附 着力 , 用脉醛树脂进行改性 , 能提高紫胶 的耐腐蚀 性
能 ; 用草酸改性 , 可 以 改善紫胶的颜 色。 研制 出的改性紫胶漆膜 , 经盆雾试验 , 结
果表明其衬盐 雾腐性的能力提高 了1 . 38 倍 。
关键词 改性紫胶 , 漆膜 , 紫胶 片
紫胶是一种具有特殊性能的天然树脂 , 它的酒精或碱溶液的涂膜坚硬 , 具有光泽和韧性。
将它涂饰在金属、 木材 、 玻璃、 橡胶板等表面粘着力强 , 使其具有抗酸 、 防潮、 防锈、 耐油
等特点 , 电绝缘性和热塑性良好 , 对人无毒和刺激性等 , 是一种具有多种用途的天然树脂 ,
广泛用于国防、 电器 、 涂料 、 机械、 橡胶 、 塑料、 医药 、 制革、 造纸、 印刷 、 油墨和食品等
工业部门I’〕。 但紫胶亦有弱点, 如性脆 , 软化点低 , 抗水、 抗热和抗化学品能力差 , 使它的
用途在某些方面受到了限制 [‘1。 为扩大紫胶产品的使用范围 , 以适应不同工业部门的特殊需
要 , 多年来 , 国内外已经开始研究紫胶的改性。 即在紫胶树脂中加入其它物质使其进行化学
反应 , 得到具有特殊性能的改性紫胶 , 取得了很大成功 。
我们调查了紫胶在金属表面作涂料的应用情况 。 据使用厂家反应 , 目前我国使用的国产
甲级片胶颜色深 , 耐腐蚀性差 , 涂于金属制品表面后 , 影响其质量和外观色泽。 为此 , 我们
对紫胶进行了改性研究。 通过进一步研究紫胶树脂的组成、 理化性质 , 选择能改变紫胶树脂
分子化学结构的有效物质作为改性材料 , 进而配成近百种配方 , 从中筛选出优异者 。
研究结果得到的改性紫胶用于金属或非金属制品的涂覆 , 它具有蜡质低、 附着力强、 热
乙醇不溶物低 、 干燥快以及颜色浅等优点 , 与甲级片漆相比 , 溶解速度快 , 漆液加热不稠 ,
放置不结皮 , 涂膜耐盐雾性能提高1 . 38 倍 , 使用厂家感到满意。
一 、 材料与方法
(一) 材料
1
. 国产甲级片胶 系昆明虫胶厂出产 , 其颜色指数为1 8气
2
。 国 产脱 色萦胶片 云南省耿马虫胶厂生产 , 颜色指数为 3 一 5 气
本文于 1匀8 8年 8 月 2 4 日收到。
. 本文 经中国林科院资源昆虫研究所侯开卫副研究员审阅 , 有关试验得浏国留东非机械翻造厂张兴业困总工粗娜和王
振兴 、 张秀 、 刘凤久等工程师的大力协助 , 在此一并致谢 ,
仑宁8 林 业 科 学 研 究 2 卷
3
. 化学试剂 单宁酸 (工业纯 , 符合黔Q / H G 6 一 8 0) 、 草酸 (工业纯 , 符合H G 3一9 8 一76 ) 、
尿醛树脂 (符合 N Q一 2 0) 、 松香钙 (酸值在 10 0 以下 , 软化点在 10 ℃ 以上 ) 、 乙醇 (工业 纯 , 符
合G B 3 9 4一 8 1 ) 。
(二 ) 方法
1
. 改性紫胶的耐热试验 改性紫胶配方号 : 1 1 1 , 对照号 : 0 。 1 1号配方 : 甲级紫胶片
9
.
9 2 9
、 单宁酸0 . 0 3 9 、 松香钙 0 . 0 5 9 、 乙醇 2 5 . 0 m l。 将紫胶片 、 单宁酸 、 松香钙研 细 ,
混匀后溶解在乙醇中。
O 号配方 : 甲级紫胶片1 0 . 0 9 、 乙酸25 . O m l。 将紫胶片研细并溶于乙醇中。
实验方法 : 将 1 1 号 、 0 号紫胶漆分别涂于 3 X 6 c m 的三块玻璃 片上 , 涂膜 均 匀 , 厚薄
一致 。 待膜千后 , 将其放在沸水中煮 , 记录漆膜破坏 时间 。
2
. 改性紫胶涂膜 的耐酸腐蚀试验 改性紫胶配方号 : 1 1 、 1 18 , 对照号 : 0 。 n l号与
0 号同前。 n s号配方 : 甲级紫胶片9 . 89 9 、 单宁酸 0 . 03 9 、 松香钙 。. 05 9 、 尿醛 树 醋 0 . 03
g
、 乙醇2 5 . o m l。 将上述各物质研细 , 混匀后溶于乙醇中。
实验方法 : 将 1 1 1 、 1 18 与 。号紫胶漆分别涂于3 . 5 X S . s c m 的三组供试马口 铁皮上 , 涂
膜均匀一致 。 待漆膜彻底干后 , 浸入 5 %盐酸中浸泡 , 观察漆膜破坏情况 。
3
. 改善漆膜颜 色试验 将 4 份 5 9 甲级紫胶片粉碎后 , 分别溶于 4 份 10 m l乙 醇 中 ,
再分别加入0 . 1 , 0 . 05 , 0 . 02 , 0 . 0 6 9 草酸 。 混匀后分别涂于 3 . 5 x 8 . 5 c m 的四组供试马口
铁板表面 , 凉干后观察其颜色 。
4
. 综合性试验 根据以上试验 , 将各改性物质同时对紫胶进行改性 , 配成的涂 料作 耐
热、 耐盐腐 、 耐酸腐和颜色等试验。
改性胶配方号 : 1 3 4 、 1 3 8 , 对照号 : o 。 13 4号配方 : 甲级紫胶片 9 . 86 9 、 松香钙。. 05 9 、
单宁酸。. 02 9 、 草酸。. 02 9 、 尿醛树醋。. 05 9 、乙醇25 . 0 m l。 1 38 号配方 : 脱色紫胶 片9 . 86
g
、 松香钙0 . 05 9 、 单宁酸0 . 02 9 、 草酸0 . 02 9 、 尿醛树醋。. 05 9 、 乙醇25 . om l分别将上两
组配方混匀 , 研细 , 放 60 ℃烘箱中30 m in , 不时搅拌 , 然后溶于乙醇中。 O 号配方同前。
将上述 13 4号 、 13 8号 、 o 号漆分别均匀地涂于 5 X g c m 的高炭钢金属表面 , 待 漆 膜 干
后四周用石蜡封 口 , 用前面同样的方法作耐热 、 耐酸腐蚀试验 , 并加作耐盐腐蚀试验 , 即将
试件浸入 3 %的 N a CI水溶液中 , 观察漆膜破坏情况。
5
. 盐雾 、 湿 热试验 改性胶配方号 : 13 8 , 对照号 : 0 : 。 O : 号配方 : 10 9 脱色紫胶 片
溶于25 m l 乙醇中。 1 38 号配方同前。 试件制备方法同实验 (4 )。
盐雾试验 : 按 A N SI/ A ST M B 1 17 一73 方法进行 , 温度控制在35 士 2 ℃ , 用 5 %N acl 水
溶液连续喷雾 , 当试件生锈时 , 记录时间。
湿热试验 : 按 G B 1 7 40 一 79 方法进行。 表 1 改性与不改性策胶漆麟
温度控制在 40 士 2 ℃ , 湿 度 要 求 在 95 士 在沸水中破坏情况
2 %
, 观察记录同盐雾试验。
二 、 试 验 结 果
1
. 耐热试验 改性 (1 1 1号) 与 不 改 性
( O号)紫胶漆膜的耐热试验结果如表 1 。
配方号 漆膜开裂时间 漆膜掉光时间
12 0 m in 漆膜
不 开 裂
0
’
3 0 ,
. . . . . . . . . 口 . . . . . .
] 3 0 rn in 漆膜
仍 完 好
2 m in 10 5
3 期 李绍家等 : 紫胶改性的研究
由表 1 可见 , 用单宁酸与松香钙改性的紫胶漆膜有良好的耐热性能 , 其耐热能力明显地
优于对照。 同时 , 本试验也显示了1 1 号改性紫胶漆的附着力比对照显著提高。
2
。 付酸腐蚀试验 三组不同的紫胶漆膜经过 5 %盐酸腐蚀后 , 其破坏情况如表 2 。
表 2 不同方法改性与不改性紫胶漆膜耐酸腐蚀能力对比
漆膜千燥时间
配 方 号
( h )
在 5% H C I中浸泡时间
( h )
漆 膜 破 坏 情 况
22
叭Un创n幼,二. .1
::;
漆膜 1/ 2 面积被腐蚀并生锈 。 膜面无光泽
漆膜基本上不受腐蚀 , 不生锈 , 漆膜表面有光泽 , 光滑
漆 膜表面生较多小泡 , 少盈生锈 , 膜面无光泽
由表 2 可见 , 两种不同配方的改性紫胶漆膜耐 5 % H C I腐蚀能力亦不同 , 1 18 号所以具
有较好的耐酸腐蚀性能 , 是由于加入了尿醛树醋的结果。
3
. 改善漆膜颜 色的试验 在紫胶酒精溶液中 , 加入不同量的草酸 , 其漆膜颜 色 亦不同
(如表 3 ) 。
表 3 在紫胶中加入不同草酸量与漆膜颇色比较
漆 膜 颜 色
5 9 甲级紫胶片 + 10 tn l乙醉 十 0 . 1 9 草酸
5 9 甲级紫胶片 + 1 0 m l乙醇 + 0 . 0 5 9 草酸
5 9 甲级萦胶片 + 1 0 m l乙醉 + 0 . 0 2 9 草酸
5 9 甲级紫胶片 + 1 0 m l乙醇 + 0 . 0 0 6 9 草酸
5 9 甲级紫胶片 + 1仑m l乙醉 + 0 9 草酸
暗黄色有泡
土黄色较平滑
金黄色光 亮、 平滑
黑褐 色较平滑
黑色、 较平滑
可见 , 在 5 9 甲级紫胶片中加入 O。02 9 草酸所配成的改性紫胶漆颜色最好 , 亦 即 加入
的草酸量占紫胶重量的0 . 4 %左右为最适宜 , 过高或过低都达不到改善颜色之目的。
4
。 综合性试验 13 4 、 13 8与 O 号漆膜经耐酸、 耐盐 、 耐热试验的结果如表 4 。
表 4 不同漆膜的耐热、 耐腐蚀性能 比较
配 方 号 s% N a C I浸通2 . 5 h 沸水煮 Z m 五n 5% H C I浸 io h
音面积生 ,
专面积生,
号强的面积 生锈
变红色 , 漆膜脱落较多 漆膜表面麻点较 多
变黄色 , 漆膜完好 , 但光泽性差 漆膜基 本完好
变红色 , 漆膜大部分脱落 漆膜大部分脱落
134 号、 13 8号是用相同的改性物质分别对甲级紫胶片 、 脱色紫胶片进行改性而配制的改
性紫胶漆 。 从表 4 可知 , 不同的紫胶片经过 同种物质的改性所得改性胶其性能亦各异 , 脱色
紫胶片经改性后明显地优于甲级片胶 (即13 8号优于 1 34 号) 。
5
. 益雾、 湿热试验 1 38 号与。: 号漆涂于金属试件 , 经盐雾与湿热 试 验 结 果 如 表 5
2 8 0 林 业 科 学 研 究 2 卷
所示 。
试验结果表明 , 13 8号改性紫胶漆 耐 盐
雾腐蚀性能明显地优于对照 , 其耐盐雾时间
较对照延长了 1 . 38 倍。
经测定 , 1 38 号改性紫胶理化指标 完 全
符合 L y 规定。
配方号
表 5 盐雾、 湿热试验结果比较
, 一
} 盐 雾 试 验 ⋯ 湿 热 试 验
13 8 喷雾31 h 试件开始生锈} 7 3 h后 , 漆膜有裂纹
。: {喷雾 13 h 试件开始生锈} 7 3 h后 , 漆膜有裂纹
三 、 初 步 结 论
1
. 用单宁酸与松香钙对紫胶进行改性 , 能够提高其耐热性能和附着力 。 试验 证 明 : 加
入紫胶量的0 . 3 %的单宁酸、 0 . 5 %的松香钙 , 即可使改性的紫胶漆耐热性能和附 着力大大
提高。 用尿醛树醋改性的紫胶 , 其耐腐蚀能力也显著提高。
上述结果的机理为 : 紫胶树脂分子中含有狡基 、 经基 、 醋基与醛基等官能团 , 因而决定
了它具有一定的化学活泼性tzl , 容易发生各种化学反应 。 加入单宁酸、 松香钙 、 尿醛树醋等
物质与这些活性基团发生反应后 , 增大了紫胶树脂的分子量 , 另外 , 在改性过程中 , 适当的
加热也促进了紫胶分子间的聚合反应 , 经基与狡荃通过半缩醛生成了线性大分子 , 从而使改
性了的紫胶具有良好的耐热 、 耐腐蚀等性能。
2
。 用草酸改性紫胶树脂 , 制成的改性紫胶漆涂于钢铁制品表面后 , 其漆膜具有颜色浅 、
光亮等优点。
紫胶的酒精漆 ( 0 号)涂于钢铁器具表面后 , 漆膜会逐渐变黑 。 这是由于紫胶与铁离子生
成黑色络合物所致。 当加入草酸后 , 它便与黑色络合物重新生成无色络合物 , 从而使漆膜颜
色变浅 。
参 考 文 献
〔1 〕 南京林产工业 学院 , 19 8 3 , 天 然材脂生产工艺学 , 中国林业 出版社 , 3 4 0 。
仁2 〕 中因农林科学院科技情报研 究所 , 1 9 了5 , 国外紫胶技术 , 科学出版社 , 1 1 8 ,
〔3 〕 B o s e . P . K . e t a l . , 1 9 6 3 , Ch e m ist ry o f L a e , In d ia n L a e , i一 2 2 5 .
ST U D Y ON T H E MO D IF !CAT !ON OF SH E LLAC
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A b st r a e t T h e Pa Pe r d ea ls w ith th e r ese a re h o n th e m o d ifie a t io n o f she lla e
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a e id a n d ro s in a te e a le iu m ; th a t th e e o r ro s io n r es ista n e e o f s h e lla e w a s in e re
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a s ed b y a d d in g u r ea fo r m a ld ehyd e r e s in : th a t th e e o lo u r o f s h ella e w a s im P
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