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第④章醇酸树脂介绍


醇酸树脂按油度多少分为:短、中、长三种Байду номын сангаас油度。短油度34~45%; 中油度46~60% ;长油度61~70% 。
4.2.2油度与醇酸树脂性能关系
性能 40 溶剂 凝结 硬度 干率 户外耐久性 醇容忍度 溶解度 刷涂性 耐水性 储存性 流平性 原始光泽 保光性 保色性 芳烃 50 混合溶剂 油 度 % 60 脂 肪 溶 剂 70
醇解终点控制


采用高碘酸法、色谱法。 工业上采用醇容忍度法:油脂是非极性 的不溶于极性的醇,当醇解时,产生极 性的二酯、一酯,与醇的混溶度逐渐增 大。 取1ml醇解物于试管,在规定温度下,以 一定浓度的乙醇进行滴定,开始变浑浊 为终点。
4.2 醇酸树脂制造

植物油醇解
O CH2OOCR | CHOOCH | CH2OH
CH2OOCR O O O CH2CHCH2OOCR O O
+
O
OH2C
CH
O
4.2.1 油度

1、定义 醇酸树脂组分中油所占的百分数称为油度 (OL)。
OL%
油的用量 油的用量 100% 100% 树脂理论产量 多元醇 多元酸 油量 酯化反应水
5 mol邻苯二甲酸酐 4mol甘油 2mol脂肪酸 生成的树脂:邻苯二甲酸酐 48%、脂肪酸36.3% 邻苯二甲酸酯62.0%
4.2.6 配方解析
成分 豆油 甘油 季戊四醇 苯二甲酸酐 合计 理论出水 77.9 148 572.4 18 2.00 3.183 3.383 加料量(kg) 346.5 eA 1.183 1.183 2.200 eB mo 1.183 0.394 0.550 1.000 3.127 14.05 26.7 103.3 3.3 树脂成分% 62.5
第四章 醇酸树脂
醇酸树脂是重要的涂料用树脂,由多元醇、多 元酸、一元酸缩聚而成的线性树脂。由于技术、 经济上无可比拟的优势,制造工艺简单,原料 易得,综合性能好,经过改性新品种不断增加, 使之永葆青春,占合成树脂总量的一半。
4.1 醇酸树脂原料
4.1.1 植物油和一元酸 植物油: (100g油吸收的碘的质量(g)) 1、干性油:桐油、梓油、脱水蓖麻油、 亚麻仁油、苏籽油、大麻油。 2、半干性油:豆油、葵花籽油。 3、不干性油:棉子油、蓖麻油、椰子油。
树脂得量
554.4
100
生产工艺


在反应釜中加入植物油、多元醇,开动搅拌升 温到120℃,停止搅拌加入催化剂(PbO或者 LiOH 0.5%),再开搅拌升温到230℃~ 240℃ 保温0.5h,取样测醇容忍度,达到终点降温到 200℃,慢慢加入苯酐,加完苯酐后加回流二 甲苯,慢慢开启搅拌,并且加入少量硅油,使 反应进行到终点。 (二甲苯3% bp251℃ 4% bp 246~251℃ 7% bp 204~210℃
官 能 度
2 2 2 2 3
当量 状态
用途与性能
邻苯二甲酸酐 间苯二甲酸酐 马来酸酐 己二酸 偏苯三酸酐
74 83.1 49 73.1 64
固 固 固 固 固
制各类醇酸树脂,受热易升华 制耐水、耐热、保光醇酸树脂 提高醇酸树脂粘度和硬度 降低树脂粘度,改进柔韧性,用于无油 聚酯。 水溶性醇酸,特种树脂中
实验室反应装置
回流冷 凝管
接搅拌 器
油水分 离器
温度计
三口瓶
加热板
醇解反应影响因素




反应温度:在催化剂存在下一般为 200~250℃,温度升高速度加快颜色加深。 反应时间:时间延长甘油一酯含量增加, 达到平衡后保持一段时间,一酯缓慢下降 通CO2气:不通气颜色会加深,醇解时间延长。
油中杂质:蛋白、磷脂、酸会影响醇解。 不饱和度:不饱和度增加醇解速度增快,深度 增加。
案例
树脂中的酯含量: 3 mol邻苯二甲酸酐 3×148=444 2 mol甘油 2×92=184 生成水3 mol 3×18=54 生成树脂 444+184-54=574 444 邻苯二甲酸酐= 574 =0.775=77.5%

案例
3mol脂肪酸 3×280=840 1mol甘油 1×92=92 生成水3 mol 3×18=54 生成油 840+92-54=878 840 油中脂肪酸含量= =0.96=96% 878
11 13 15
17
19
17
17
4.1.2 多元醇
甘油
季戊四醇
三羟甲基丙烷
新戊二醇
多元醇
2,2,4-三甲基-1,3戊二醇
木糖醇
山梨糖醇
甘醇
多元醇性质
名称 分子 量
92 136 134
官 能 度
3 4 3
当量 状态
用途与性能
甘油 季戊四醇 三羟甲基丙烷
30.7 34 44.7
液 固 固
制各类醇酸树脂 制长油醇酸;和甘油配合制中油醇酸; 和甘醇配合制短油醇酸 制短油烘干醇酸,耐水性优于甘油
乙二醇
新戊二醇 三甲基戊二醇 木糖醇 山梨酸醇
62
104.2 146.2 152 182
2
2 2 4 4.5
31
52.2 73.1 38 40.4

固 固 固 固
和季戊四醇配合
无油高固体分醇酸,耐候性好 无油高固体分醇酸,耐候性好 和季戊四醇配合使用 和季戊四醇配合使用
多元酸
名称 分子 量
148 166.2 98 146.2 192
4.2.3 醇酸树脂合成工艺

脂肪酸法
脂肪酸 多元醇 多元酸 二甲苯 溶剂 稀释
酯化

过滤
产品

醇解法
苯酐 植物油 醇解 多元醇 酯化 水 稀释 溶剂 二甲苯 产品
4.2.4典型配方举例
4.2.5 配方计算


凝胶点计算 凝胶点统计研究方法——汤心颐公式 Flory统计方法比较复杂 Stockmayer对此进行简化 唐敖庆用动力学方法进一步简化 汤心颐采用几率法进一步简化使之实用。 ( 《涂料应用科学与工艺学》 p59)
油类对醇酸树脂性能的影响
油或油脂酸


漆 膜 性
干率

保光性
保色性
桐油 梓油 亚麻油 脱水蓖麻油 豆油 妥尔油 棉籽油 花生油 蓖麻油 椰子油
160~165 165~187 170~190 125~144 130~140 125~150 110 108 85 8
一元酸



十二烷酸(月桂酸)C H23COOH 十四烷酸(豆蔻酸)C H27COOH 十六烷酸(棕榈酸)C H31COOH 十八烷酸(硬脂酸)C H35COOH 二十烷酸(花生酸)C H39COOH 十八碳烯(9)酸(油酸)C H33COOH 十八碳烯二(9,12)酸(亚油酸)C H31COOH 妥尔油:松木造纸时废液提取的油。苯甲酸
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