醇酸樹脂3醇酸樹脂的配方設(shè)計(jì)

一、醇酸樹脂涂料中基料的配方設(shè)計(jì)

合成醇酸樹脂的反應(yīng)是很復(fù)雜的。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)、性能要求制備不同類型的樹脂，首先要擬定一個(gè)適當(dāng)?shù)呐浞?，合成的樹脂既要酸值低、分子量較大、使用效果好，又要反應(yīng)平穩(wěn)、不致膠化。半經(jīng)驗(yàn)的配方設(shè)計(jì)方案，程序如下：（1）根據(jù)油度要求選擇多元醇過量百分?jǐn)?shù)，確定多元醇用量。油長(zhǎng)（％）＞6565－6060－5555－5050－4040－30甘油過量（％）

000－1010－1515－2525－35季戊四醇（％）

0－55－1515－2020－3030－40多元醇用量＝酯化1摩爾苯酐多元醇的理論用量（1＋多元醇過量百分?jǐn)?shù)）使多元醇過量主要是為了避免凝膠化。油度越小，多元醇過量百分?jǐn)?shù)越大。（2）由油度概念計(jì)算油用量油量＝油度×樹脂理論產(chǎn)量=油度×（單體量—生成水量）（3）由固含量求溶劑量（4）驗(yàn)證配方。即計(jì)算f、Pc。例1

現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)60％油度的季戊四醇醇酸樹脂（豆油：梓油＝9：1），醇過量10％，固體含量55％。200號(hào)溶劑汽油：二甲苯＝9︰1。已知工業(yè)季戊四醇的當(dāng)量為35.5。計(jì)算其配方組成。解以1摩爾苯酐為基準(zhǔn)。工業(yè)季戊四醇的用量為：2×（1＋0.1）×35.5＝78.1（g）

1摩爾苯酐完全反應(yīng)生成水量：18g

由油度概念可得：油脂用量＝60%(苯酐量＋季戊四醇量－生成水量)/(1－60％)＝60%(148＋78.1－18)/(1－60％)＝312.15（g）因此豆油用量＝312.15×90％＝280.94（g）梓油用量＝312.15×10％＝31.22（g）理論樹脂產(chǎn)量＝苯酐量＋季戊四醇量＋油脂量－生成水量＝148＋78.1＋312.15－18＝520.25（g）溶劑用量＝（1－55％）×520.25/55％＝425.66（g）溶劑汽油用量＝425.66×90％＝383.09（g）二甲苯用量＝425.66×10％＝42.57（g）

配方核算主要是計(jì)算體系的平均官能度和凝膠點(diǎn)。此時(shí)，應(yīng)將1摩爾油脂分子視為1摩爾甘油和三摩爾脂肪酸。將配方歸入下表：配方中羥基過量。故平均官能度為：

2×（3×0.319＋3×0.0369＋2×1.000）/(0.319+3×0.319+0.0369+3×0.0369+0.550+1.000)＝2.0632/2.063＝0.969不易凝膠。原料用量（g）相對(duì)分子質(zhì)量摩爾數(shù)官能度豆油豆油中甘油豆油中脂肪酸梓油梓油中甘油梓油中脂肪酸工業(yè)季戊四醇苯酐280.9431.2278.1148.08798461421480.3190.3193×0.3190.03690.03693×0.03690.5501.000313142醇酸樹脂涂料的其他原料設(shè)計(jì)1、溶劑長(zhǎng)油度醇酸樹脂:石油溶劑中油度醇酸樹脂:石油溶劑與芳香族碳?xì)浠衔锏幕旌先軇┒逃投却妓針渲?芳香族碳?xì)浠衔锶巛?、二甲苯、低?jí)醇、乙二醇醚等，可改善涂料的流平性和貯存穩(wěn)定性。2、催干劑催干劑是醇酸涂料的主要助劑，其作用是加速漆膜的氧化、聚合、干燥，達(dá)到快干的目的。通常催干劑又可再細(xì)分為兩類。(1)主催干劑:也稱為表干劑或面干劑，主要是鉆、錳、釩(V)和鈰(Ce)的環(huán)烷酸(或異辛酸)鹽，以鈷、錳鹽最常用，用量以金屬計(jì)為油量的0.02%-0.2%。(2)助催干劑:也稱為透干劑，通常是以一種氧化態(tài)存在的金屬皂，它們一般和主催干劑并用，作用是提高主干料的催干效應(yīng)，使聚合表里同步進(jìn)行，如鈣(Ca)、鉛(Pb)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、鋇(Ba)和鍶(Sr)的環(huán)烷酸(或異辛酸)鹽。助催干劑用量較高，其用量以金屬計(jì)為油量的0.5%左右。3、防結(jié)皮劑:酚類衍生物和酮肟，用量為0.5%~1.5%。.4、防沉劑:礦物質(zhì)，有機(jī)化合物處理過的礦物質(zhì)。5、潤(rùn)濕劑:鈣(Ca)和鋅(Zn)的環(huán)烷酸(或異辛酸)鹽、油類、醚類。醇酸樹脂的合成原理及改性一、醇酸樹脂的合成方法醇酸樹脂的合成工藝按所用原料的不同可分為（1）醇解法；（2）脂肪酸法。從工藝上可以分為（1）溶劑法；（2）熔融法。

（1）醇解法分兩步：第一步：醇解反應(yīng)第二步：縮聚反應(yīng)（聚酯化）（2）脂肪酸法脂肪酸可以與苯酐、甘油互溶，因此脂肪酸法合成醇酸樹脂可以單鍋反應(yīng)。同聚酯合成工藝、設(shè)備接近。脂肪酸法合成醇酸樹脂一般也采用溶劑法。三、不同合成方法對(duì)樹脂性能的影響熔融法設(shè)備簡(jiǎn)單、利用率高、安全，但產(chǎn)品色深、結(jié)構(gòu)不均勻、批次性能差別大、工藝操作較困難，主要用于聚酯合成。醇酸樹脂合成主要采用溶劑法生產(chǎn)。溶劑法中常用二甲苯的蒸發(fā)帶出酯化水，經(jīng)過分水器的油水分離后重新流回反應(yīng)釜，如此反復(fù)，推動(dòng)聚酯化反應(yīng)的進(jìn)行，生成醇酸樹脂。醇解法與脂肪酸法優(yōu)缺點(diǎn)醇解法脂肪酸法優(yōu)點(diǎn)（1）成本較低（2）工藝簡(jiǎn)單易控（3）原料腐蝕性?。?）配方設(shè)計(jì)靈活，質(zhì)量易控（2）聚合速度較快（3）樹脂干性較好、涂膜較硬缺點(diǎn)（1）酸值不易下降（2）樹脂干性較差、涂膜較軟（1）工藝較復(fù)雜，成本高（2）原料腐蝕性較大（3）脂肪酸易凝固，冬季投料困難醇酸樹脂的合成技術(shù)根據(jù)原料不同，醇酸樹脂的合成方法：醇解法：工藝簡(jiǎn)單，操作平穩(wěn)易控制，原料對(duì)設(shè)備腐蝕小，生產(chǎn)成本較低。酸解法脂肪酸法1．脂肪酸法—將脂肪酸、多元醇（甘油）、多元酸（苯二甲酸酐）在一起進(jìn)行酯化。①常規(guī)法：將全部反應(yīng)物加入反應(yīng)釜內(nèi)混合，在不斷攪拌下升溫，在200～250℃下保溫酯化。中間不斷地測(cè)定酸值和粘度，達(dá)到要求時(shí)停止加熱，將樹脂溶化成溶液，但這種方法制得的漆膜干燥時(shí)間慢、撓折性、附著力均不太理想。②高聚物法：先加入部分脂肪酸（40～90%）與多元醇、多元酸進(jìn)行酯化，先形成鏈狀高聚物，然后再補(bǔ)加余下得脂肪酸，將酯化反應(yīng)完全。所制備的樹脂漆膜干燥快、撓折性、附著力、耐堿性都比常規(guī)法有所提高。2．醇解法

在生產(chǎn)中，先將油（甘油三酸酯）與甘油進(jìn)行醇解，生成甘油—酸酯和甘油二酸酯，再與苯二甲酸酐酯化。①醇解反應(yīng)得結(jié)果，在均相之中形成一個(gè)平衡狀態(tài)的混合物，包括甘油一酸酯、甘油二酸酯、未醇解的甘油和甘油三酸酯。②在惰性氣體氛圍下，不斷攪拌油并升溫至230～250℃，然后加入催化劑、多元醇并保溫。醇解程度可以通過檢測(cè)反應(yīng)混合物在無水甲醇中的容忍度來判斷，加入二元酸（酐），在210～260℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)。③油、多元醇、催化劑三者之比為（質(zhì)量比）1：0.2～0.4：0.0004～0.0002。④常用的醇解催化劑有氧化鈣（環(huán)烷酸鈣、氫氧化鈣）、氧化鉛（環(huán)烷酸鉛）、氫氧化鋰（環(huán)烷酸鋰），催化劑能加快達(dá)到醇解平衡的時(shí)間，不能改變醇解的程度。

⑤影響醇解反應(yīng)的因素反應(yīng)溫度：在催化劑存在下，反應(yīng)溫度在200～250℃之間。T↑，vr↑，醇解程度↑，顏色↑。反應(yīng)時(shí)間：時(shí)間↑，甘油一酸酯含量↑。惰性氣體：無惰性氣體時(shí)，色深，醇解時(shí)間延長(zhǎng)。油中雜質(zhì)：油未精制時(shí)（堿漂），影響醇解程度樹脂質(zhì)量明顯下降。油的不飽和度：不飽和度↑，vr↑，醇解程度↑。亞麻油>豆油>玉米油>棉籽油。

⑥酯化：