《醇酸树脂》.doc

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(alkydresin),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,从某种意义上来说,氧化干燥的醇酸树脂也可以说是一种改性的干性油。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。醇酸树脂相当于“大分子”的油,只需少许交联点,即可使漆膜干燥,漆膜性能当然也远超过干性油漆膜。(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、按醇酸树脂油度分包括长油度醇酸树脂、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%,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***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/%>6040~60<40苯酐量/%<3030~35>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=:+×98%+×(1-2%)-=(g)所以油度=100/=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***丙烷、三羟***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)(290)***~59(295)(260)-()