醇酸树脂的合成实用工艺Word文档格式.docx
《醇酸树脂的合成实用工艺Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《醇酸树脂的合成实用工艺Word文档格式.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
）之比。
其计算公式如下：
以脂肪酸直接合成醇酸树脂时，脂肪酸含量（OLf）为配方中脂肪酸用量（
）与树脂理论产量之比。
=单体用量—生成水量＝甘油（或季戊四醇）用量＋油脂（或脂肪酸）用量－生成水量
为便于配方的解析比较，可以把OLf换算为OL。
油脂中，脂肪酸基含量约为95%,所以：
引入油度（OL）对醇酸树脂配方有如下的意义：
（1）表示醇酸树脂中弱极性结构的含量。
因为长链脂肪酸相对于聚酯结构极性较弱，弱极性结构的含量，直接影响醇酸树脂的可溶性,如长油醇酸树脂溶解性好，易溶于溶剂汽油,中油度醇酸树脂溶于溶剂汽油-二甲苯混合溶剂,短油醇酸树脂溶解性最差，需用二甲苯或二甲苯/酯类混合溶剂溶解；
同时，油度对光泽、刷涂性、流平性等施工性能亦有影响，弱极性结构含量高，光泽高、刷涂性、流平性好；
（2）表示醇酸树脂中柔性成分的含量,因为长链脂肪酸残基是柔性链段,而苯酐聚酯是刚性链段,所以,OL也就反映了树脂的玻璃化温度（
）,或常说的“软硬程度”，油度长时硬度较低，保光、保色性较差。
醇酸树脂的油度围见下表：
油度
长油度
中油度
短油度
油量/%
＞60
40～60
＜40
苯酐量/%
＜30
30～35
＞35
例题：
某醇酸树脂的配方如下：
亚麻仁油：
100.00g；
氢氧化锂（酯交换催化剂）：
0.400g；
甘油（98％）：
43.00g；
苯酐（99.5％）：
74.50g（其升华损耗约2％）。
计算所合成树脂的油度。
解：
甘油的相对分子质量为92，固其投料的物质的量为：
43×
98％/92=0.458（mol）
含羟基的物质的量为：
3×
0.458＝1.374（mol）
苯酐的相对分子质量为148，因为损耗2％，故其参加反应的物质的量为：
74.50×
99.5％×
（1－2％）/148=0.491（mol）
其官能度为2，故其可反应官能团数为：
2×
0.491＝0.982（mol）
因此，体系中羟基过量，苯酐（即其醇解后生成的羧基）全部反应生成水量为：
0.491×
18＝8.835g
生成树脂质量为：
100.0＋43.00×
98％＋74.5×
（1－2％）－8.835＝205.945（g）
所以油度＝100/205.945=49%
第三节醇酸树脂的合成原料
一、多元醇
制造醇酸树脂的多元醇主要有丙三醇（甘油）、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、乙二醇、1，2－丙二醇、1，3－丙二醇等。
其羟基的个数称为该醇的官能度，丙三醇为3官能度醇，季戊四醇为四官能度醇。
根据醇羟基的位置，有伯羟基、仲羟基和叔羟基之分。
它们分别连在伯碳、仲碳和叔碳原子上。
羟基的活性顺序为：
伯羟基＞仲羟基＞叔羟基
常见多元醇的物性见下表：
单体名称
结构式
相对分子质量
溶点（沸点）
/℃
密度/（g/cm3）
丙三醇（甘油）
92.09
18（290）
1.26
三羟甲基丙烷
134.12
56～59（295）
1.1758
季戊四醇
136.15
（260）
1.38
乙二醇
62.07
-13.3（.2）
1.12
二乙二醇
106.12
-8.3（244.5）
1.118
丙二醇
76.09
-60（187.3）
1.036
用三羟甲基丙烷合成的醇酸树脂具有更好的抗水解性、抗氧化稳定性、耐碱性和热稳定性，与氨基树脂有良好的相容性。
此外还具有色泽鲜艳、保色力强、耐热及快干的优点。
乙二醇和二乙二醇主要同季戊四醇复合使用，以调节官能度，使聚合平稳，避免胶化。
二、有机酸
有机酸可以分为两类：
一元酸和多元酸。
一元酸主要有：
苯甲酸、松香酸以及脂肪酸（亚麻油酸、妥尔油酸、豆油酸、菜籽油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、脱水蓖麻油酸等）；
多元酸包括：
邻苯二甲酸酐（PA）、间苯二甲酸（IPA）、对苯二甲酸（TPA）、顺丁烯二酸酐（MA）、己二酸（AA）、癸二酸（SE）、偏苯三酸酐（TMA）等。
多元酸单体中以邻苯二甲酸酐最为常用，引入间苯二甲酸可以提高耐候性和耐化学品性，但其溶点高、活性低，用量不能太大；
己二酸（AA）和癸二酸（SE）含有多亚甲基单元，可以用来平衡硬度、韧性及抗冲击性；
偏苯三酸酐（TMA）的酐基打开后可以在大分子链上引入羧基，经中和可以实现树脂的水性化，用作合成水性醇酸树脂的水性单体。
一元酸主要用于脂肪酸法合成醇酸树脂，亚麻油酸、桐油酸等干性油脂肪酸感性较好，但易黄变、耐候性较差；
豆油酸、脱水蓖麻油酸、菜籽油酸、妥尔油酸黄变较弱，应用较广泛；
椰子油酸、蓖麻油酸不黄变，可用于室外用漆和浅色漆的生产。
苯甲酸可以提高耐水性，由于增加了苯环单元，可以改善涂膜的干性和硬度，但用量不能太多，否则涂膜变脆。
一些有机酸物性见下表：
状态（25℃）
溶点/℃
酸值/（mgKOH/g）
碘值
苯酐（PA）
固
148.11
131
785
间苯二甲酸（IPA）
166.13
330
676
顺丁烯二酸酐（MA）
98.06
52.6（.7）
1145
己二酸（AA）
146.14
152
768
癸二酸（SE）
202．24
偏苯三酸酐（TMA）
192
165
876.5
苯甲酸
122
460
松香酸
340
＞70
桐油酸
280
α-型48.5、β-型71
180～220
豆油酸
液
285
～202
亚麻油酸
脱水篦麻油酸
293
187～
～143
菜油酸
120～130
妥尔油酸
310
180
105～130
椰子油酸
208
263～275
9～11
篦麻油酸
175～185
85～93
二聚酸
566
190～
三、油脂
油类有桐油、亚麻仁油、豆油、棉籽油、妥尔油、红花油、脱水蓖麻油、蓖麻油、椰子油等。
植物油是一种三脂肪酸甘油酯。
三个脂肪酸一般不同，可以是饱和酸、单烯酸、双烯酸或三烯酸，但是大部分天然油脂中的脂肪酸主要为十八碳酸，也可能含有少量月桂酸（十二碳酸）、豆蔻酸（十四碳酸）和软脂酸（十六碳酸）等饱和脂肪酸，脂肪酸受产地、气候甚至加工条件的重要影响。
重要的不饱和脂肪酸有：
油酸（十八碳烯-9-酸）：
亚油酸（十八碳二烯-9，12-酸）：
亚麻酸（十八碳三烯-9,12,15-酸）：
桐油酸（十八碳三烯-9,11,13-酸）：
蓖麻油酸（12-羟基十八碳烯-9-酸）：
因此，构成油脂的脂肪酸非常复杂，植物油酸是各种饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的混合物。
油类一般根据其碘值将其分为：
干性油、不干性油和半干性油。
干性油：
碘值≥140，每个分子中双键数≥6个；
不干性油：
碘值≤100，每个分子中双键数＜4个；
半干性油：
碘值100—140，每个分子中双键数4～6个。
（1）油脂的质量指标
①外观、气味：
植物油一般为清澈透明的浅黄色或棕红色液体，无异味，其颜色色号小于5号。
若产生酸败，则有酸臭味，表示油品变质，不能使用。
②密度：
油比水轻，大多数都在0.90～0.94g/cm3之间。
③粘度：
植物油的黏度相差不大。
但是桐油由于含有共轭三烯酸结构，黏度较高；
篦麻油含羟基，氢键的作用使其黏度更高。
④酸价:
酸价用来测量油脂中游离酸的含量。
通常以消耗一克油中所含的酸，所需的氢氧化钾之量来计量。
合成醇酸树脂的精制油的酸价应小于5.0mgKOH/g（油）。
⑤皂化值和酯值：
皂化1g油中全部脂肪酸所需KOH的毫克数为皂化值；
将皂化1g油中化合脂肪酸所需KOH的毫克数称为酯值。
皂化值＝酸值＋酯值
⑥不皂化物：
皂化时，不能与KOH反应且不溶于水的物质。
主要是一些高级醇类、烃类等。
这些物质影响涂膜的硬度、耐水性。
⑦热析物：
含有磷脂的油料（如豆油、亚麻油）中加入少量盐酸或甘油，可使其在高温下（240－280℃）凝聚析出。
⑧碘值：
100g油能吸收碘的克数。
它表示油类的不饱和程度，也是表示油料氧化干燥速率的重要参数。
为使油品的质量合格，适合醇酸树脂的生产，合成醇酸树脂的植物油必须经过精制才能使用。
否则会影响树脂质量甚至合成工艺。
精制方法包括碱漂和土漂处理，俗称“双漂”。
碱漂主要是去除油中的游离酸、磷脂、蛋白质及机械杂质，也称为“单漂”。
“单漂”后的油再用酸性漂土吸附掉色素（即脱色）及其它不良杂质，才能使用。
目前最常用的精制油品为豆油、亚麻油和蓖麻油。
亚麻油属干性油，故干性好，但保色性差、涂膜易黄变。
蓖麻油为不干性油，同椰子油类似，保色保光性好。
大豆油取自大豆种子，大豆油是世界上产量最多的油脂。
大豆毛油的颜色因大豆的品种及产地的不同而异。
一般为淡黄、略绿、深褐色等。
精炼过的大豆油为淡黄色。
大豆油半干性油，综合性能较好。
常见的植物油的主要物性见下表：
油品
酸值
皂化值
密度/（g/cm3，20℃）
色泽/号
（铁钴比色法）
桐油
6～9
160～173
0.936～0.940
9～12
亚麻油
1～4
175～
184～
0.97～0.938
豆油
120～143
185～
0.921～0.928
松浆油（妥尔油）
130
0.936
升级会员 