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環氧大豆油(ESO)作為資源豐富、價廉無毒、環境友好、熱穩定性、光穩定性、耐溶劑性好的原料，廣泛應用于PVC增塑穩定劑、食品包裝材料、藥用制品等的生產。隨著涂料工業向節省資源、能源、減少污染方向發展，環氧大豆油以其特有的性能引起了國內外科研人員的興趣，涂料用環氧大豆油的發展及研究也出現了新動向。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹，目前陽離子光固化體系、環氧豆油丙烯酸酯涂料、其它涂料體系，是環氧大豆油涂料應用的3大熱點。 大豆油主要成分為亞油酸(51%～57%)，油酸(32%～36%)，棕櫚酸(2.4%～2.8%)，硬脂酸(4.4%～4.6%)。在催化劑存在下，用環氧化劑與大豆油作用即可制得環氧大豆油，涂料上業所用的環氧大豆油均為部分環氧化大豆油，分子中不飽和雙鍵和環氧基共存，每個分子中含有3～4個環氧基。中國環氧樹脂行業協會專家介紹說，近年來國內涂料用環氧大豆油的研究，主要集中在紫外光(UV)自由基固化環氧豆油丙烯酸酯體系，因其價格便宜、光敏性較強、涂膜性能良好。國外的一些研究還涉及陽離子固化體系，環氧大豆油黏度低、聚合速率適中，非常適合于陽離子光固化體系。此外將環氧大豆油或者它的提取物和一些常用涂料體系混合使用，也是近年來國外研究開發環氧大豆油體系的熱點。 陽離子光固化環氧大豆油涂料是其最大涂料應用。盡管光固化涂料的品種繁多、性能各異，其主要成分一般包括：可交聯的預聚物、光引發劑、活性稀釋劑、可能的有機無機填料等。中國環氧樹脂行業協會專家表示，環氧大豆油作為光固化主體樹脂用于陽離子固化體系中，其主要優點為：陽離子固化膜與基材間的附著力明顯增強；陽離子在空氣氛中可以獲得快速而完全的聚合；陽離子固化涂膜的耐溶劑性大大提高。在陽離子光固化環氧豆油體系中，常用的光引發劑有碘鎓鹽，硫鎓鹽，鐵芳烴鹽，磺酰氧基酮，三芳基硅氧醚等。其基本作用特點是光活化到激發態，分子發生一系列分解反應，最終產生超強質子酸或路易斯酸，引發環氧大豆油開環發生聚合反應。光引發劑在涂料配方中所占比例雖小(0.5%～6.0%)，所起作用卻極其關鍵，故選擇合適的光引發劑就顯得尤為重要。 關于UV自由基固化環氧豆油丙烯酸酯涂料，中國環氧樹脂行業協會專家介紹說：環氧豆油丙烯酸酯由丙烯酸和環氧豆油酯化反應而得，反應實質是羧酸和環氧基進行加成反應。反應中常用的催化劑有：N-N二甲基苯胺、N-N二甲基芐胺、三乙胺、1，4-二氮雜雙環[2.2.2]-辛烷、三苯基膦等。由于環氧豆油丙烯酸酯分子鏈較長、交聯密度小，可以明顯地改善涂層的韌性和附著力。考慮到環氧大豆油價格較便宜等因素，環氧豆油丙烯酸酯為基的光敏性涂料具有廣闊的發展前景，國內外有關環氧豆油丙烯酸酯涂料的研究十分活躍，美國的UCB公司已經進行了商業化生產，如Ebecry 860。環氧豆油丙烯酸酯的合成方法有：直接將環氧豆油同丙烯酸進行酯化反應，利用半酯改性法。目前UV自由基光固化環氧丙烯酸酯涂料主要用的是雙酚A型和酚醛型環氧，缺點是其固化膜柔性不足，脆性高；而環氧豆油丙烯酸酯恰能彌補這一缺點，國內安徽理工大學對此體系進行了深入的研究。 其它涂料體系的應用也層出不窮。環氧大豆油的黏度較低、分子鏈柔性好，將其混入到一些常用的涂料體系中，作為改性劑使用可有效地改善原有體系的性能、降低生產成本。此外環氧大豆油的提取物或者將環氧大豆油轉化后制得的一系列涂料也-表現出了良好的使用性，開發前景十分誘人。在低VOC含量的醇酸涂料中添加環氧大豆油作為活性稀釋劑，有利于降低顏料的干燥時間；將環氧大豆油進行有效的轉化后應用也是近年來一個發展方向；把環氧大豆油同一系列試劑(包括一些長鏈脂肪酸)作用，接著與二異氰酸酯反應至殘余的氰酸根質量分數為1.8%時終止反應，然后在預聚物中加入適量的氨基烷偶聯劑及少量甲醇，制得無異氰酸酯濕固化聚氨酯涂料，該體系自動催化且不需要長期置于潮氣中即可獲得良好的性能。 低成本、環境友好的環氧大豆油近年來已經成為國內外在涂料領域的一個研究熱點，如美國的Lowa State University、Bowling Green University對環氧大豆油在涂料領域的應用進行了深入的研究，國內刑宏龍等研究了環氧豆油丙烯酸酯及改性環氧豆油丙烯酸酯在紫外光固化光纖內層涂料的應用情況。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹，目前陽離子固化的環氧清漆巳用作啤酒罐的面漆，該清漆具有極好的附著力，較高的韌性，并且能承受罐裝時高溫消毒的嚴格要求；用作罐頭清漆時面層沒有針孔，外表美觀；環氧豆油丙烯酸酯涂料可用作表面金屬化薄膜涂層，適合制造紙板清漆、罩光漆、木器清漆、顏料等。在涂料工業朝著環保、節能方向發展的今天，環氧大豆油的應用面將會得到進一步的拓寬。 |
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