醇酸树脂及其改性 下载本文

palmitic acid(棕榈酸)

Oleic acid(油酸)

stearic

acid

Arachidic acid

(花生

linolenic acid(亚麻酸)

二、 油度(脂肪酸含量)对醇酸树脂性能的影响

醇酸树脂时以聚酯为主链,脂肪酸为侧链,主链属极性,侧链属非极性。

油度为0:即100%的聚酯,是硬而脆的玻璃状物; 油度为100%:即油,是低粘度液体;

二者之间:醇酸树脂。

醇酸树脂随油度长短溶于脂肪烃、脂肪烃与芳香烃混合物、芳香烃溶剂。中长油度的醇酸树脂脂肪侧链较多,脂肪酸基可以在非极性溶剂中任意舒展得到很好的溶解。

? 选择常温自干醇酸树脂时都希望双键尽量多些,又希望聚酯部分

适度。为了氧化交联性强、硬度大、常温自干性醇酸树脂的油度可在50%左右。

? 中油度醇酸树脂大量用于涂料工业,既可以用于常温自干,又可

以用于烘干。缺点是刷涂性稍差。

? 醇酸树脂的黄变性来源于脂肪酸部分,油度减少变色情况减轻。 ? 醇酸树脂漆漆膜的硬度及耐久性与干燥方式有关。

1. 常温自干醇酸树脂完全是空气氧化作用,没有进一步缩合作

用,所以在一定限度内,含有较多者自干率与耐久性较好; 2. 烘干醇酸树脂漆漆膜除氧化外还可能有进一步的缩合作用,

所以漆膜的硬度及耐久以油度较短者较好;

3. 刷涂性随油度的增加而改善,结合干率及耐久性以油度

60%~65%为宜;

4. 醇酸树脂有残留的未反应的羟基和羧基,所以耐水性较差,

烘干较自干好。

5. 醇酸树脂可用半干性油制得,并能够较快地干燥,这时醇酸

树脂的特点。由于中、长油度醇酸分子量较大,每个分子结构上比油含有更多地脂肪羧基,总的不饱和度大大提高,官能团提高,所以用豆油、松浆油酸等碘值不高的油或脂肪酸,也能制造干性较好的醇酸树脂。提高温度可使脂肪酸自动氧化加速,因而催干剂用量很少。用于烘漆的醇酸树脂的油度一般为40%~50%。

6. 醇酸树脂广义的油度为:醇酸树脂中侧链质量占醇酸树脂总

质量的百分数。

? 醇酸树脂的油度和溶度参数的关系

溶度参数是高聚物选择良溶剂的重要方法,也与附着力有密切关系。醇酸树脂和聚酯等合成树脂相比,其分子量低,其主要溶剂仍然是脂肪烃。

三、 醇酸树脂分子上羧基、羟基对漆膜性能的影响

? 这些极性基团使醇酸树脂漆膜有良好的附着力; ? 羧基提供对颜料的润湿力;

? 羟基与羧基同时还结合钙催干剂,促进膜的初干和实干; ? 羧基可由酸值来确定,一般自干醇酸树脂的酸值在100mgKOH/g

左右,否则酯化程度低,分子量小,且与碱性颜料反应性过强易发生胶化

? 用于氨基漆的醇酸树脂,羧基有催化作用,且参与反应,可根据

需要设定一定的酸值;

? 醇酸树脂的硬度和拉伸强度随羟基值的增大而降低;

? 增加羟值可以增加粘度,提高耐汽油性,并与氨基树脂的固化好,

常温干燥有较高的硬度,但耐水性差;

? 低羟基值的醇酸树脂则干燥快,有较好的弹性和耐水性; ? 结皮性随羟基值的增大而减轻;保光性随羟基值的增大而降低;

羟基值增加耐擦洗性下降。

四、 “有效用”的羟基起着影响醇酸树脂性能的作用

当醇酸树脂与氨基树脂反应时,共缩聚是通过醇酸树脂分子上的羟基完成的,因为分子有位阻作用,起作用的仅仅是“有效用”的羟基,而不是理论上全部羟基。 五、 醇酸树脂的特性粘度[η]

???)的关系 1. 特性粘度与聚合度(??

???=??

1

1?????

PA为酸反应程度。特性粘度与聚合度的关系为:

?????[??]=???? 2. 醇酸树脂的分子量分布非常宽。 六、 醇酸树脂的分级分离

七、 合成工艺与醇酸树脂性质的关系 八、 醇酸树脂的制造

1. 醇酸树脂的原料

多元醇 2. 有机酸与多元酸 3. 油类(甘油三脂肪酸酯) 4. 溶剂和助剂

? 200#油漆溶剂油,是醇酸树脂使用最多、最广的一种溶剂。

200#油漆溶剂油是由C4~C11的烷烃、烯烃、环烷烃和少量的芳香烃组成的混合油,主要成分是戊烷、己烷、庚烷和辛烷。沸程范围145~200℃,很少一部分达到210℃。

长油度醇酸树脂可以由200#油漆溶剂油溶解;中油度醇酸树脂则需要用少量的芳香烃和200#油漆溶剂油配合兑稀;短油度醇酸树脂则不溶于200#油漆溶剂油。

常用于醇酸树脂生产的溶剂还有甲苯、二甲苯、重芳香烃、高沸点芳香烃、正丁醇和异丁醇、乙酸乙酯等。 ? 醇酸树脂及醇酸树脂漆用助剂

醇解催化剂、酯化催化剂、减色剂。国产的酯化催化剂有506催化剂、AC-1催化剂、进口的ATO催化剂。

醇酸树脂漆特别是氧化(干燥)型醇酸漆必须加催干剂、防结皮剂。醇酸树脂制漆用的分散剂、防沉剂等和其他合成树脂所用的助剂相似,但是醇酸树脂漆对颜、填料有较好的润湿性,相对而言,助剂应用较少。其中催干剂和防结皮剂在氧化干燥醇酸漆应用很广泛。 ? 催干剂

DIN55901催干剂的定义:催干剂在溶液中也称干料,是可溶于有机溶剂和基料的金属有机化合物,化学上它们属皂类,将它们加入不饱和油或基料中,能显着缩短固化时间。 ? 防结皮剂

醇酸树脂漆,尤其氧化干燥性醇酸树脂漆,在使用和储存过程中会发生结皮。结皮现象不但造成大量的损耗,而且影响漆膜的外观,产生粗粒、粗糙等缺陷。防结皮剂主要是两类聚合物:1、酚类;2、肟类。

5. 醇酸树脂配方计算

Carothers方程

??0

?? ??=??????0??=

????

Pg-胶化时酯化程度;K-醇酸常数;eA-酸的总当量数;m0-总摩尔数。K=1是理想常数,及酯化反应可达标100%。Carothers方程计算的值偏高,而且任何醇酸树脂配方也不可能涉及到恰是凝胶点,加一些安全系数是必要的。(当量值=分子量/官能度)。 K值在配方的应用只适合于溶剂法,因为溶剂法生产醇酸树脂时醇和酸的损失很少。

生产醇酸树脂时需要一个恰当的配方以达到所需要的酯化程度、羟值和酸值。在设计醇酸树脂配方时,有三个条件需要确定:1、