醇酸树脂.ppt

第三章醇酸树脂
第一节概述
第二节醇酸树脂的分类
第三节醇酸树脂的合成原料
第四节合成醇酸树脂的反应原理
第五节醇酸树脂的配方设计
第六节合成工艺
第七节醇酸树脂的合成实例
第八节醇酸树脂的改性
第九节醇酸树脂的应用
第三章醇酸树脂
第一节概述
多元醇和多元酸可以进行缩聚反应,所生成的缩聚物大分子主链上含有许多酯基(-COO-),这种聚合物称为聚酯。涂料工业中,将脂肪酸或油脂改性的聚酯树脂称为醇酸树脂(alkyd resin),而将大分子主链上含有不饱和双键的聚酯称为不饱和聚酯,其它不含不饱和双键的聚酯则称为饱和聚酯。这三类聚酯型大分子在涂料工业中都有重要的应用。
醇酸树脂涂料具有漆膜附着力好、光亮、丰满等特点,且具有很好的施工性。但其涂膜较软,耐水、耐碱性欠佳。醇酸树脂可与其他树脂(如硝化棉、***化橡胶、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨脂树脂、氨基树脂)配成多种不同性能的自干或烘干漆,广泛用于桥梁等建筑物以及机械、车辆、船舶、飞机、仪表等涂装。此外,醇酸树脂原料易得、工艺简单,符合可持续发展的社会要求。目前,醇酸漆仍然是重要的涂料品种之一,其产量约占涂料工业总量的20%~25%。
第二节醇酸树脂的分类
一、按改性用脂肪酸或油的干性分:
(1)干性油醇酸树脂:由高不饱和脂肪酸或油脂制备的醇酸树脂,可以自干或低温烘干,溶剂用200号溶剂油。该类醇酸树脂通过氧化交联干燥成膜。干性油漆膜的干燥需要很长时间, 原因是它们的相对分子质量较低, 需要多步反应才能形成交联的大分子。
(2)不干性油醇酸树脂:不能单独在空气中成膜,属于非氧化干燥成膜, 主要是作增塑剂和多羟基聚合物(油)。用作羟基组分时可与氨基树脂配制烘漆或与多异***酸酯固化剂配制双组分自干漆。
(3)半干性油醇酸树脂:性能在干性油、不干性油醇酸树脂性能之间。
二、按醇酸树脂油度分:
长油度醇酸树脂短油度醇酸树脂中油度醇酸树脂
油度表示醇酸树脂中含油量的高低。
油度(OL) 的含义是醇酸树脂配方中油脂的用量( )与树脂理论产量( )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 % , 即
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***较差。
醇酸树脂的油度范围见下表:
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:;氢氧化锂(酯交换催化剂):;甘油(98%):;苯酐(%):(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=(mol)
含羟基的物质的量为:3×=(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: ×%×(1-2%)/148=(mol)
其官能度为2,故其可反应官能团数为:2×=(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:×18=
生成树脂质量为:+×98%+×(1-2%)-=(g)
所以油度=100/=49%
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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***丙烷、三羟***乙烷、季戊四醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇等。
分子中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