醇酸樹脂工藝流程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-26 17:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 及樹脂涂膜綜合性能好等特點。通常由多元醇和多元酸可以進行縮聚反應(yīng)，所生成的縮聚物大分子主鏈上含有許多酯基（－COO－），這種聚合物稱為聚酯。涂料工業(yè)中，將脂肪酸或油脂改性的聚酯樹脂稱為醇酸樹脂（alkyd resin），而將大分子主鏈上含有不飽和雙鍵的聚酯稱為不飽和聚酯，其它的聚酯則稱為飽和聚酯。這三類聚酯型大分子在涂料工業(yè)中都有重要的應(yīng)用。 甘油和苯酐的摩爾比按2︰3投料，則該體系的的平均官能度為：（23＋32）/（2＋3）＝，其Crothers 凝膠點為Pc＝2/＝,因此，若官能團的反應(yīng)程度超過凝膠點，就生成體型結(jié)構(gòu)縮聚物。其結(jié)構(gòu)可表示如下：這種樹脂遇熱不融，亦不能溶于有機溶劑，具有熱固性，不能用作成膜物質(zhì)。所以制造醇酸樹脂時先將甘油與脂肪酸酯化或甘油與油脂醇解生成單脂肪酸甘油酯，使甘油由3官能度變?yōu)?官能度，然后再與2官能度的苯酐縮聚。此時體系為2－2線型縮聚體系，苯酐、甘油、脂肪酸按1:1:1摩爾比合成醇酸樹脂的理想結(jié)構(gòu)為： 上述大分子鏈中引入了脂肪酸殘基，降低了甘油的官能度，同時也使大分子鏈的規(guī)整度、結(jié)晶度、極性降低，從而提高了漆膜的透明性、光澤和柔韌性和施工性。若使用干性脂肪酸（或干性油），則在催干劑的作用下，可在空氣中進一步發(fā)生氧化聚合、干燥成膜。第二節(jié) 合成原料醇酸樹脂的原料包括多元醇、多元酸、脂肪油或脂肪酸、催化劑、催干劑回流溶劑等。原料種類不同, 對醇酸樹脂水分散性及漆膜性能影響也不同。 （1）多元醇，常用于合成水性醇酸樹脂的多元醇有甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、季戊四醇等。 （2）多元酸，主要為鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸酐、偏苯三酸酐等。脂肪油或脂肪酸作為單官能度單體, 可以明顯降低體系的平均官能度, 減少凝膠可能性。 （3）脂肪油(酸)，其加入量不同, 樹脂分子結(jié)構(gòu)中柔性與剛性基團比例不同, 最終影響樹脂性能。脂肪酸可以作為一元酸直接參與酯化反應(yīng)。脂肪油需要先與多元醇進行醇解反應(yīng)。一方面是為了使多元醇和脂肪油形成均相體系, 有利于第二步的酯化反應(yīng)。 另一方面在醇解反應(yīng)完成后, 原來的三元醇轉(zhuǎn)化成為二元醇, 降低了酯化反應(yīng)的平均官能度, 提高了工藝的穩(wěn)定性。這樣在配方設(shè)計中通常將脂肪油分成甘油部分和脂肪酸兩部分, 實際上就是醇解工藝的體現(xiàn) 。 （4）催化劑，若使用醇解法合成醇酸樹脂，醇解時需使用催化劑。常用的催化劑為氧化鉛和氫氧化鋰（LiOH），由于環(huán)保問題，氧化鉛被禁用。醇解催化劑可以加快醇解進程，且使合成的樹脂清澈透明。％。聚酯化反應(yīng)也可以加入催化劑，主要是有機錫類。如二月硅酸二丁基錫、二正丁基氧化錫等。 （5） 催干劑，干性油（或干性油脂肪酸）的“干燥”過程是氧化交聯(lián)的過程，該反應(yīng)由過氧化氫鍵開始，屬連鎖反應(yīng)機理。通常催干劑又可再細分為兩類：①主催干劑；②助催干劑 （6）回流溶劑，一般為二甲苯，在醇酸樹脂制備中，酯化反應(yīng)是關(guān)鍵，為使酯化完全，利用二甲苯與水形成共沸物的特性，用回流的方式將酯化反應(yīng)副產(chǎn)物水不斷的帶出。二甲苯與水分離后可以循環(huán)使用。第三節(jié) 合成工藝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）融融法。融融法設(shè)備簡單、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)，推動聚酯化反應(yīng)的進行，生成醇酸樹脂。第四節(jié) 醇酸樹脂配方設(shè)計 原料名分子式相對分子質(zhì)量豆油混合物900左右丙三醇C6H8O392鄰苯二甲酸酐C8H4O3148苯甲酸C7H6O21222. 配方的設(shè)計與計算（1）配方設(shè)計的原則和理論基礎(chǔ)：在水性醇酸樹脂的配方設(shè)計中, 醇酸樹脂常數(shù)K, 油度OL, 醇超量r是三個重要的工藝參數(shù)。醇酸樹脂常數(shù)K 表示樹脂凝膠時的酯化程度,計算如下： 說明：K=1意味著理論上酯化反應(yīng)可以進行到100%；K1意味著理論上該醇酸樹脂體系不會發(fā)生凝膠化；K1則過早凝膠。 在官能團非等當(dāng)量情況下，平均官能度favg =2未過量官能團數(shù)/體系中分子總數(shù)一般，若以 nA表示羧基物質(zhì)量，n0表示反應(yīng)原料總物質(zhì)量，則 ，目前，有一種半經(jīng)驗的配方設(shè)計方案，程序如下： 根據(jù)油度要求選擇多元醇過量百分數(shù)，確定多元醇用量。油長（％） ＞65 65－60 60－55 55－40
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