一、硝化棉與硝基漆
硝化棉(Nitrocellulose),別名硝化纖維素,是纖維素與硝酸酯化反應(yīng)的產(chǎn)物,化學(xué)式為(C?H?N?O??)?,是白色或微黃色棉絮狀的硝酸酯類(lèi)。不溶于水,能溶于酯、丙酮等有機(jī)溶劑,具有高度可燃性和爆炸性。其危險(xiǎn)程度根據(jù)硝化程度而定,當(dāng)其含氮量在12.5%以上時(shí)遇火即燃,溫度超過(guò)40℃時(shí),能加速分解而自燃。被列入《易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》,并按照《易制爆危險(xiǎn)化學(xué)品治安管理辦法》管控。
硝化棉是硝基漆的主要成膜物質(zhì),與樹(shù)脂、溶劑、助劑等混合調(diào)制而成,硝基漆屬于揮發(fā)性涂料。在工業(yè)上往往以硝化棉含氮量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))來(lái)表示涂料的硝化程度,以10.5%~12.2%為宜,其中以11.2%~12.2%最常用。含氮量低于10.5%的硝化棉溶解性能差,而高于12.2%的硝化棉則易分解爆炸,耐光性、耐熱性差,易老化,不宜配制硝基漆。硝基漆不宜刷涂,通常只能?chē)娡?,故又稱“噴漆”。
二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
WJ 9028-2005《涂料用硝化棉規(guī)范》
該標(biāo)準(zhǔn)于2005年4月11日發(fā)布,于2005年7月1日實(shí)施,對(duì)涂料用硝化棉的外觀質(zhì)量、含氮量、黏度規(guī)格、理化性能、檢測(cè)項(xiàng)目與方法等做了要求。
▼WJ 9028-2005中規(guī)定的涂料用硝化棉含氮量范圍
▼WJ 9028-2005中規(guī)定的涂料用硝化棉黏度規(guī)格
▼WJ 9028-2005中規(guī)定的涂料用硝化棉理化性能指標(biāo)
三、硝基漆的應(yīng)用與配方選擇
硝基漆兼具耐候性、樹(shù)脂兼容性和快干性,廣泛用于交通車(chē)輛、航空飛機(jī)、機(jī)械制造、輕工產(chǎn)品、電器儀表、皮革制品、木材、紙張、木器家具等的涂裝。但涂膜性脆、附著力差,因而需加入混溶性好的樹(shù)脂及增塑劑,以改進(jìn)涂膜的柔韌性、附著力及耐候性、耐水性等。
硝基漆常用的改性樹(shù)脂有天然樹(shù)脂、松香樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂等。
硝基漆為非轉(zhuǎn)化型涂料,故選擇恰當(dāng)?shù)娜軇┖苤匾鞣N溶劑對(duì)樹(shù)脂的溶解力及自身的揮發(fā)率不同,對(duì)制漆及漆膜性能都有較大影響。所用的溶劑,屬溶劑型的有酯類(lèi)如醋酸丁酯、醋酸戊酯等;屬助溶劑有醇類(lèi),如乙醇、丁醇等;稀釋劑有苯類(lèi),如純苯、甲苯、二甲苯等。
四、硝基漆的特點(diǎn)
1. 優(yōu)點(diǎn)
(1)色淺,可以制成透明度好的漆液。
(2)干燥快,適合噴涂,溶劑釋放完全。
(3)涂膜平整、堅(jiān)硬,干后有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,可打磨拋光。
2. 缺點(diǎn)
(1)固體含量低,干后涂膜薄,需多道涂覆。
(2)涂膜易發(fā)白,潮濕條件下施工尤其明顯,耐水性不強(qiáng)。
(3)附著力差,耐化學(xué)藥品性不好,不耐久,只適合一般氣候環(huán)境。
(4)溶劑含量高,施工污染環(huán)境。
為改善硝基漆的成膜性能、涂膜物理機(jī)械性能等,需使用大量醇酸樹(shù)脂(主要是不干性油醇酸樹(shù)脂)改性,其主要組分為植物油(多用不能食用的蓖麻油,我國(guó)產(chǎn)量大)或其脂肪酸;而作為硝化棉主要原料的纖維素,來(lái)自棉花及其下腳料、木纖維素等。這些均是可再生資源,符合物料循環(huán)利用與節(jié)能減排的要求,是當(dāng)前鼓勵(lì)的方向之一。
硝基漆作為高溶劑涂料,也受到了當(dāng)前政策的重點(diǎn)關(guān)注。降低VOC、減少有毒有害溶劑,從而在生產(chǎn)與使用中降低環(huán)境污染與健康風(fēng)險(xiǎn),也是硝基漆的重點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)。
除了用于硝基漆成膜,硝化棉還可用于改善其他材料(如丙烯酸、乙烯類(lèi)、環(huán)氧、聚酯等樹(shù)脂涂料)的干性、流平性、外觀和施工性能。提高醇酸樹(shù)脂固體分、降低硝化棉黏度,從而提高硝基涂料固體分含量,也是硝基漆今后的研究方向。