一、术语和定义

醋酸丁酸纤维素，分子式为C₆H₇O₂ (OCOCH₃)ₘ (OCOC₃H₇)ₙ (OH)₃₋ₘ₋ₙ，简称CAB。可用己酸或丁酸处理纤维素，然后用乙酸、乙酐、丁酸、丁酸酐的混合液在硫酸催化作用下进行酯化而制得。

国际上最早是在20世纪30年代中期，由美国伊士曼柯达公司首先将它推向工业应用，由于它的优异性能而得到迅猛的发展。国内CAB供给主要依靠进口。

醋酸纤维素这种物质具有阻燃性和高溶点，强韧性和透明性较好，但其抗潮性能、与其它树酯的相容性、与溶剂的溶解度不好；而丁酸纤维素有更好的相容性，溶点更低且非常软。因而这两种物质混配，就弥补了各自的缺点，可以在涂料中高效应用。

CAB作为工业中的一种助剂，与树脂和增塑剂有较好的相容性，且具有优良的抗湿、柔韧等性质，已广泛用于各种涂料与油墨的生产。

 

二、相关标准

美国通用公司 (北美) ，关于醋酸丁酸纤维素的标准；

 

GM GMP.CAB.001-1998 醋酸丁酸纤维素；

 

美国通用公司 (欧洲) ，关于醋酸丁酸纤维素的标准；

 

GME QK 000361-1991 醋酸丁酸纤维素；

 

美国机动车工程师协会，关于醋酸丁酸纤维素的标准；

 

SAE AMS3624D 醋酸丁酸纤维素塑料模压制品；

 

SAE AMS3624B 醋酸丁酸纤维素塑料模压制品；

 

SAE AMS3624C 醋酸丁酸纤维素塑料模压制品；

 

SAE AMS3624 醋酸丁酸纤维素塑料模压制品；

 

SAE AMS3624A 醋酸丁酸纤维素塑料模压制品；

 

SAE AMS3624D-1995 塑料模制品和挤出物 醋酸丁酸纤维素；

 

SAE AMS3624-1946 塑料模制品和挤出制品 醋酸丁酸纤维素；

 

SAE AMS3624A-1953 塑料模制品和挤出制品 醋酸丁酸纤维素；

 

美国国防部标准化文件 (含MIL标准) ，关于醋酸丁酸纤维素的标准；

 

MIL MIL-C-5537A-1953 醋酸丁酸纤维素 (取代 MIL-C-5537、MIL-C-005537) ；

 

美国材料与试验协会，关于醋酸丁酸纤维素的标准；

 

ASTM D817-96(2010) 乙酸丙酸纤维素和醋酸丁酸纤维素的标准试验方法；

 

ASTM D817-96 乙酸丙酸纤维素和醋酸丁酸纤维素的标准试验方法；

 

ASTM D817-96(2004) 乙酸丙酸纤维素和醋酸丁酸纤维素的标准试验方法；

 

ASTM D2446-73(1978)e1 醋酸丁酸纤维素 (CAB) 塑料管 (SDR-PR) 和管材规范。

 

三、CAB在涂料中的应用

CAB主要应用于与涂料工业的以下方面：①汽车修补漆、摩托车漆、金属闪光漆、塑胶漆、木器漆、纸张清漆、织物涂布、印刷油墨等；②烟草、礼品外包装金银卡纸油墨及真空镀铝纸转移膜。

在涂料工业中，CAB是最常用的一种纤维素有机酸酯。随着CAB中丁基含量的增加，涂料的弹性、流动性、溶解性、羟基的稳定性及与其它材料的相容性都有所提高；但同时耐化学性、耐油性和刚性会有所下降。随着纤维素酯分子量的增加，材料的相容性、溶解性以及不挥发物的最大含量会下降，刚性、熔点会提高，硬度和密度则变化不大。羟基含量会影响涂料的耐潮性和韧性：当羟基含量提高时，这两种性能都会下降；同时，涂料的硬度，CAB溶液耐水性、乙醇性及对亲电交联剂的反应能力，都会随着羟基含量的增加而增加。

 

1. 在木器漆中的应用

通常情况下，醋酸丁酸纤维素可和多种树脂及增塑剂相容，在大多数有机溶剂中有优良的溶解性，对稀释剂（如对二甲苯、甲苯）有良好的耐性。醋酸丁酸纤维素加速溶剂从涂料中的挥发，缩短了涂膜指触干燥时间，从而减少了环境中粉尘的污染。另外，这类纤维素有机醋化物提高了涂膜档次并减少了涂膜表面的缺陷。

 

醋酸丁酸纤维素涂料有良好的黏合性、柔韧性、强度、对潮湿及油脂的抗性、抗紫外光性及耐磨性，并且提供了对不易分散的颜料（如碳黑、酞著蓝、酞著绿等）的良好分散介质，在木器漆中的应用很广泛。

 

2. 在车用涂料中的应用

添加CAB的汽车漆具有良好的装饰性、耐候性和防腐性。在涂装时，与过去的同类产品相比，能够获得均匀漆膜提高涂装效率，节省涂装费用。同时，因其溶剂含量很低，可减少环境污染。它可以广泛应用于汽车、摩托车以及其它具有高防腐性能要求的工业产品的表面保护。在热塑性丙烯酸型的气干漆涂料中，这种性能更为突出。由于CAB含有羟基，它能在酸催化剂存在下与氨基树脂反应，既不影响本身硬度又赋予涂膜以柔韧性，使涂层具有极高的光泽。在涂料中加入CAB能增强耐磨性、颜色稳定性，从而使汽车漆光亮美观。

 

3. 在其他涂料中的应用

醋酸丁酸纤维素具有优异的耐用性、无毒性等优点，基于此的应用领域也在不断扩大。醋酸丁酸纤维素由于能降低干燥时间、控制黏度，可作为金属颜料的载体来增强紫外稳定性等，在包覆工业找到了立足之地。此外纤维素酯类薄膜还可作为吸收蛋白质和细胞增长的有效载体。将CAB应用在热固性粉末涂料中，可以改善产品的流动性和喷涂性能，消除粉末涂料的成饼和结块现象，从而提高它的储存和使用稳定性。

 

四、CAB在涂料中主要作用

1. 改善流平，减少漆膜缺陷；

 

2. 抑制流挂和缩孔从而减少表面缺陷；

 

3. 快速释放溶剂，缩短干燥时间；

 

4. 促进金属颜料的定向排列（铝粉、银粉：定向，更好的金属光泽，优化铝粉用量，减小成本；珠光粉：更好的珠光效果；二氧化硅：均匀的消光，受漆膜影响较小）；

 

5. 耐溶剂侵蚀；

 

6. 有效封闭增塑剂，防止迁移；

 

7. 与NC（硝化棉）相比，CAB耐候性更好（不黄变，不失光）；

 

8. 提升色漆的展色效果，减轻浮色现象，特别是复合颜料体系；

 

9. 良好的润湿性能，表面活性剂添加量降低，降具有良好的低成本；

 

10. 与NC比较，CAB的密度小，涂布量要多；

 

11. 在添加消光粉的体系中均匀消光；

 

12. 在木器漆中增强手感（渗透少）；

 

13. 塑料漆中，作为底漆不咬底。

 

CAB以其优异的性质广泛用于汽车漆、木器漆等方面。随着研究的深入，其应用领域也不断扩大。目前，合成醋酸丁酸纤维素的原料为可再生的棉短绒、木浆粕、蔗渣纤维素等生物基原料，CAB的发展不仅会带动涂料工业的发展，也将为生物质资源的高值化利用奠定一定的理论基础，必将对社会的进步和科技的发展具有重要的指导意义。

来源：涂料工业

关键词： 涂料