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1、7.3醇酸树脂涂料 l7.3.1概述 l（1）定义义 l19世纪中期德国合成了醇酸树脂， l1912年美国通用电气公司用邻苯二甲酸酐和甘油 经缩合制成醇酸树脂，代替电绝缘材料虫胶 。 l1927年美国R.H.基恩尔利用树脂性质依多元酸而 异的特点，开发出适于各种用途的醇酸树脂的制 造方法，特别是用苯酐或顺酐制造涂料用树脂， 同年由通用电气公司进行工业化生产。 l醇酸树脂用于涂料对涂料工业来说，是一个新 的突破，是涂料发展史上重要的转折点,使涂 料突破了传统的以干性油和天然树脂合并熬制 油漆，而真正成为化学工业的部门-涂料。 l目前，醇酸树脂涂料产量很大，约占涂料工业 总量的2025。 l醇酸树
2、脂是由多元醇、多元酸和一元酸制成的 缩聚物。一元酸的作用是调节多元醇的官能度 （避免在缩聚时因线型缩聚物间的交联而致物 料凝胶化），以及改善树脂的油溶性、混溶性 、柔韧性等性能。 l改变原料结构和油度，以及与不同树脂并用， 可在很大的范围内制出各种具有不同特点的树 脂。 l醇酸树脂可与其他树脂配成多种不同性能的自 干或烘干磁漆、底漆、面漆和清漆，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。 （2）醇酸树脂涂料的特点 l优点:醇酸树脂涂料干燥后形成高度网 状结构，不易老化，具有耐候性好，光泽 持久； l漆膜附着力好、柔韧坚牢、耐摩擦； l抗矿物油、醇类溶剂良好，烘烤后的漆 膜
3、等耐水性、绝缘性、耐油性等大为提高 ，且施工方便。 l缺点:干结成膜快，但是完全干燥时间 长； l涂膜耐水、耐碱性欠佳； l 醇酸树脂涂料虽不是油脂漆，但基本 上还未脱离脂肪酸衍生物的范围，对防 湿热、防霉菌和防盐雾等三防还不能完 全得到保证。 （3）醇酸树脂涂料的原料 l醇酸树脂是由脂肪酸（或其相应的植物 油）、二元酸及多元醇通过酯化作用缩 聚而成的树脂，也可成为聚酯树脂。 l生产醇酸树脂常用的多元醇有甘油、季 戊四醇、三羟甲基丙烷等；常用的二元 酸有邻苯二甲酸酐（即苯酐）、间苯二 甲酸等；脂肪酸可用合成脂肪酸、松香 酸等，或植物油如桐油、亚麻油等。 （4）醇酸树脂涂料的分类 l按加入油的种
4、类不同分类： 干性油 不干性油 （亚麻油或脱水蓖麻油） （蓖麻油、棉子油或椰子油等） 直接涂刷成薄层，在室温与氧作用下转 化成连续的固体薄膜，可制成自干型与 烘干型的清漆及磁漆。 l不能直接用作涂料，而是与其他种类树脂 混合作用。 l醇酸树脂按油和苯酐的含量,可分为四 种 超短油度醇酸树脂涂料 35% l醇酸树脂涂料按用途可分为七类。 （5）醇酸树脂涂料油度及配方的计算 l油度 (OL) 的含义是醇酸树脂配方中油脂 的用量 Wo 与树脂理论产 量 Wr 之比 , 以 % 表示 : lOL= W o / W r % l例已知某一醇酸树脂涂料的配方： l亚麻油 100 g l 甘油 （98%） 4
5、3g l邻苯二甲酸酐（99.5%） 74.5 g lPbO 0.015g l二甲苯 200g l苯酐的损耗设为2%，亚麻油和甘油的损耗 不计，求油度？ l解： 3H2O 3 + + 2 l设苯酐全部反应，则3 摩尔苯酐反应生 成3 摩尔水。 l所以酯化生成水为苯酐的12%（ 318/3148 = 12） lOL= W o / W r % 树脂理论量 = 投入的合成树脂的原料量 - 生成水量 损失量 = 油脂 + 苯酐 + 甘油 - 生成水量 损失量 = 100 + 74.599.5% + 4398% - 74.598%99.5%12% - 74.52% = 206 lOL= W o / W r
6、 % l = 100100%/206 l = 49% 含油量在46-60%，故为此醇酸树脂为中 油度。 7.3.2醇酸树脂涂料生产 l（1）生产方法 l工业上生产醇酸树脂,根据原料不同,可分为脂 肪酸法、醇解法和酸解法。 l脂肪酸法是脂肪酸、多元醇与二元酸，能互溶 形成均相体系在一起酯化，缺点是脂肪酸通常 系由油加工制造,增加了生产工序,提高了成本 。醇解法是用多元醇先将油加以醇解，使之在 与二元酸酯化时形成均相体系，可制得性能优 良的醇酸树脂。 l在缩聚工艺上又分为溶剂法和熔融法两种。 l在缩聚体系中加入共沸液体以除去酯化反应生 成的水，则称为溶剂法； l不加共沸液体则称为熔融法。 l溶剂法
7、的优点是所制得的醇酸树脂颜色较浅， 质量均匀，产率较高，酯化温度较低且易控制 ，设备易清洗等。但熔融法设备利用率高，比 溶剂法安全。 l溶剂法制备醇酸树脂工艺流程图 产品 苯酐和二甲苯 溶剂 油脂和甘油酯化醇解 兑稀过滤 贮槽检验 醇解，制得官能度为2的甘油单脂肪酸酯。 酯化 （2）醇酸树脂的合成工艺 l例如油度62%豆油季戊四醇树脂的配方 ：豆油（双漂）1250.0kg（1.44kmol） ； l季戊四醇327.0kg（2.30kmol）； l邻苯二酸酐600.0kg（4.05kmol）； l黄丹0.052kg； l二甲苯回流用溶剂。 l反应结束后溶解于1567kg200号溶剂油 中，所得产
8、品规格如下：582%。 （3）改性的醇酸树脂涂料 l多元醇改性 l用季戊四醇代替甘油，由于其活性较大 ，一般用于制备长 油度树脂涂料，涂刷 性、干燥、抗水、耐侯、保色等性能均 优于甘油。 l另外，多元醇还有三羟甲基丙烷。 l多元酸改性 l如果用己二酸或癸二酸代替苯酐，制得 的醇酸树脂特别柔软，只能用于增塑剂 ； l用间苯二甲酸代替苯酐，制得的醇酸树 脂干燥速率有改进，耐热性更好。 l树脂改性的醇酸树脂涂料 l酚醛改性醇酸树脂涂料； l乙烯基改性醇酸树脂涂料； l有机硅改性醇酸树脂涂料等 思考题 l1.已知醇树脂的配方：豆油（双漂） 1250.0kg（1.44kmol）；季戊四醇327.0kg（ 2.30kmol）；邻苯二酸酐600.0kg（4.05kmol ）；黄丹0.052kg；二甲苯回流用溶剂。反 应结束后溶解于1567kg200号溶剂油中，求 所得产品油度和固体含量。 l2.溶剂法生产醇酸树脂涂料的工艺如何？
