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1、水性水性饱和聚酯树脂饱和聚酯树脂 施宁施宁 1 一一. .溶剂型聚酯合成溶剂型聚酯合成 2 多元醇与多元酸进行缩聚反应，所生成的聚合多元醇与多元酸进行缩聚反应，所生成的聚合 物大分子主链上含有许多酯基，这种聚合物我物大分子主链上含有许多酯基，这种聚合物我 们称之为聚酯。我们常将脂肪酸或油脂改性的们称之为聚酯。我们常将脂肪酸或油脂改性的 聚酯树脂称之为醇酸树脂，而将大分子主链上聚酯树脂称之为醇酸树脂，而将大分子主链上 含有不饱和双键的聚酯称之为不饱和聚酯，其含有不饱和双键的聚酯称之为不饱和聚酯，其 它它不含不饱和双键的聚酯称之为饱和聚酯。这不含不饱和双键的聚酯称之为饱和聚酯。这 三类聚酯型树脂在
2、工业涂料领域发挥了举足轻三类聚酯型树脂在工业涂料领域发挥了举足轻 重的作用。重的作用。 3 合成聚酯主要原料：合成聚酯主要原料： 多元酸：间苯二甲酸多元酸：间苯二甲酸(IPA)(IPA)、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐 （PAPA）、对苯二甲酸（）、对苯二甲酸（TPATPA）、己二酸（）、己二酸（AAAA）、）、 四氢苯酐（四氢苯酐（THPATHPA）、葵二酸（）、葵二酸（SESE）、偏苯三酸）、偏苯三酸 酐（酐（TMATMA）、壬二酸（）、壬二酸（AZAAZA）等。）等。 一元酸：桐油酸、亚麻油酸、豆油酸、脱水蓖一元酸：桐油酸、亚麻油酸、豆油酸、脱水蓖 麻油酸、菜籽油酸等。麻油酸、菜籽油酸等。
3、4 合成聚酯主要原料：合成聚酯主要原料： 表表1 1 常见多元酸的物化特性常见多元酸的物化特性 单体名称单体名称 状态状态 分子量分子量 熔点熔点/ / 特性特性 己二酸己二酸 固体固体 146.14146.14 151.5151.5 普适性，柔韧性普适性，柔韧性 癸二酸癸二酸 固体固体 202.25202.25 131.0131.034.534.5 低极性，柔韧性低极性，柔韧性 苯酐苯酐 固体固体 148.12148.12 130.5130.5 价格低价格低 间苯二甲酸间苯二甲酸 固体固体 166.13166.13 345345348348 硬度，耐候性，耐化硬度，耐候性，耐化 学性学性 对
4、苯二甲酸对苯二甲酸 固体固体 166.13166.13 300,300,升华升华 硬度，耐候性，耐化硬度，耐候性，耐化 学性学性 六氢苯酐六氢苯酐 固体固体 154.15154.15 35353636 硬度，耐候性，耐水硬度，耐候性，耐水 解解 偏苯三酸酐偏苯三酸酐 固体固体 192.13192.13 164164167167（沸（沸 点：点：240240245245） 引入分支和多余基引入分支和多余基 1.41.4环已烷二环已烷二 甲酸甲酸 固体固体 172.2172.2 164164167167 硬而韧，耐候性，耐硬而韧，耐候性，耐 水解，活性高，抗变黄水解，活性高，抗变黄 顺酐顺酐 固体
5、固体 98.698.6 含量含量95%95%98%98% 52.6(199.7)52.6(199.7) 通用性能通用性能 5 合成聚酯主要原料：合成聚酯主要原料： 多元醇：乙二醇、新戊二醇、丙二醇、丁二醇、多元醇：乙二醇、新戊二醇、丙二醇、丁二醇、 己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、丙三己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、丙三 醇等。醇等。 6 合成聚酯主要原料：合成聚酯主要原料： 表表1 1 常见多元常见多元醇醇的物化特性的物化特性 单体名称单体名称 状态状态 分子量分子量 熔点（沸点）熔点（沸点） / / 特性特性 乙二醇乙二醇 液体液体 62.0762.07 - -13.3(197.2
6、)13.3(197.2) 普适，柔韧性普适，柔韧性 二乙二醇二乙二醇 液体液体 106.12106.12 - -8.3(244.5)8.3(244.5) 亲水，柔韧性亲水，柔韧性 1.21.2- -丙二本醇丙二本醇 液体液体 76.0976.09 （188.2188.2） 普适普适 2 2- -丁丁2 2- -乙基乙基- - 1.31.3- -丙二醇（丙二醇（BEFDBEFD） 固体固体 160.3160.3 4343 耐候性，耐水解耐候性，耐水解 1.41.4- -丁二醇丁二醇 液体液体 9090 2020 普通普通 1.31.3- -丁二醇丁二醇 液体液体 90.190.1 - -77(2
7、07.5)77(207.5) 溶解性溶解性 普适性，耐化学品普适性，耐化学品 新戊二醇新戊二醇 固体固体 104.15104.15 124124130130（210210） 耐候性，耐水解耐候性，耐水解 己二醇己二醇 固体固体 118118 4040 柔韧柔韧 三羟甲基丙烷三羟甲基丙烷 固体固体 134.12134.12 57575959 耐热，耐水解耐热，耐水解 硬耐韧，耐候性，耐硬耐韧，耐候性，耐 水解水解 1.41.4- -环己烷二环己烷二 甲醇甲醇 液体液体 144.21144.21 4343（245245） 活性高，抗变黄活性高，抗变黄 2,2,42,2,4- -三甲基三甲基- -
8、1 1 3 3- -戊二醇戊二醇 （TMPDTMPD） 固体固体 146.22146.22 46465555（215215 235235） 低黏度，耐候，抗污，低黏度，耐候，抗污， 不韧性不韧性 7 合成聚酯主要原料：合成聚酯主要原料： 催化剂：二丁基氧化锡、单丁基氧化锡、催化剂：二丁基氧化锡、单丁基氧化锡、 二丁基二月桂酸锡等。二丁基二月桂酸锡等。 抗氧化剂：二叔丁基酚、三壬苯基亚磷抗氧化剂：二叔丁基酚、三壬苯基亚磷 酸酯等。酸酯等。 8 聚酯合成工艺：聚酯合成工艺： 醇酸树脂合成工艺：醇解法与脂肪酸法。醇酸树脂合成工艺：醇解法与脂肪酸法。 醇解法：通醇解法：通N2N2将反应釜内的空气排出，
9、油脂与甘将反应釜内的空气排出，油脂与甘 油在催化剂作用下醇解成不完全的脂肪酸甘油酯，油在催化剂作用下醇解成不完全的脂肪酸甘油酯， 醇解完成后，就进行聚酯化反应。先降温到醇解完成后，就进行聚酯化反应。先降温到 180180，加入苯酐及二甲苯，在，加入苯酐及二甲苯，在200200左右进行缩左右进行缩 聚合反应，反应完成后用溶剂兑稀，过滤即为成聚合反应，反应完成后用溶剂兑稀，过滤即为成 品。品。 醇解法特点：对设备耐腐蚀性要求低，工艺简单，醇解法特点：对设备耐腐蚀性要求低，工艺简单， 生产成本低。但酸价不易下降及涂膜硬度差。生产成本低。但酸价不易下降及涂膜硬度差。 9 聚酯合成工艺：聚酯合成工艺：
10、醇酸树脂合成工艺：醇解法与脂肪酸法。醇酸树脂合成工艺：醇解法与脂肪酸法。 脂肪酸法：把反应原材料，如多元酸（酐）、多脂肪酸法：把反应原材料，如多元酸（酐）、多 元醇和脂肪酸全部加到反应釜里，在搅拌条件下元醇和脂肪酸全部加到反应釜里，在搅拌条件下 加温到加温到220250220250进行酯化反应，达到反应终点进行酯化反应，达到反应终点 后，把反应物用溶剂溶解过滤后即可完成。后，把反应物用溶剂溶解过滤后即可完成。 脂肪酸法特点：配方调整灵活度高及反应速度快，脂肪酸法特点：配方调整灵活度高及反应速度快， 可以通过调整原料的种类及配比生产出不同性能可以通过调整原料的种类及配比生产出不同性能 要求的树脂
11、。但不同反应单体之间的反应活性不要求的树脂。但不同反应单体之间的反应活性不 同；酯键之间的酯交换过程很慢；反应过程酸性同；酯键之间的酯交换过程很慢；反应过程酸性 过强，对设备耐酸要求高，否则容易腐蚀设备，过强，对设备耐酸要求高，否则容易腐蚀设备， 并且工艺相对复杂，生产成本较高等。并且工艺相对复杂，生产成本较高等。 10 聚酯合成工艺：聚酯合成工艺： 聚酯树脂合成工艺：溶剂共沸法、本体熔融法、聚酯树脂合成工艺：溶剂共沸法、本体熔融法、 先熔融后共沸法。先熔融后共沸法。 合成方法的选择：合成线性结构的低分子量聚酯合成方法的选择：合成线性结构的低分子量聚酯 树脂多采用溶剂共沸法与先熔融后共沸法，合
12、成树脂多采用溶剂共沸法与先熔融后共沸法，合成 高分子量的聚酯多采用本体熔融法。高分子量的聚酯多采用本体熔融法。 溶剂共沸法：常用二甲苯与聚酯化反应生成的水溶剂共沸法：常用二甲苯与聚酯化反应生成的水 发生共沸从而将水带出，另外还可加入一些脱水发生共沸从而将水带出，另外还可加入一些脱水 剂配合油水分离装置将水分离开，而二甲苯可回剂配合油水分离装置将水分离开，而二甲苯可回 流到反应釜内循环使用。此反应可在温度流到反应釜内循环使用。此反应可在温度 （150220150220）较低条件下进行，最后保温反应）较低条件下进行，最后保温反应 至酸值到达指定值时，需抽真空并回收二甲苯，至酸值到达指定值时，需抽真
13、空并回收二甲苯， 冷却，溶剂稀释，过滤即可得成品。冷却，溶剂稀释，过滤即可得成品。 11 二二. .水性饱和聚酯水性饱和聚酯树脂配方示例树脂配方示例： 水性工业水性工业涂料分类图涂料分类图： 水性工业水性工业涂料分类图涂料分类图 图图9 9 12 二二. .水性饱和聚酯水性饱和聚酯树脂配方示例树脂配方示例： 水性金属聚酯烤漆水性金属聚酯烤漆： 水性金属聚酯烤漆参考配方水性金属聚酯烤漆参考配方 表表4 4 序号序号 涂料成分涂料成分 用量用量/%/% 1 1 水性饱和聚酯水性饱和聚酯树树脂脂5050% % 4040 2 2 氨基树氨基树脂脂303303 3 3. .5 5 3 3 消泡剂消泡剂
14、0 0. .2 2 4 4 润湿剂润湿剂 0 0. .3 3 5 5 流平剂流平剂 0 0. .5 5 6 6 抑泡剂抑泡剂 0 0. .1 1 7 7 白色浆白色浆（7070% %） 4040. .2 2 8 8 水水 1515. .2 2 9 9 DMEADMEA 适量适量 1010 TotalTotal 100100 作业条件：作业条件：140140*2030min*2030min，干膜厚度：约，干膜厚度：约 20um20um，材质：马口铁，材质：马口铁 13 二二. .水性饱和聚酯水性饱和聚酯树脂配方示例树脂配方示例： 水性金属聚酯烤漆性能测试表水性金属聚酯烤漆性能测试表 表表5 5
15、序号序号 测试依据测试依据 测试结果测试结果 1 1 细度细度 GB/TGB/T 67536753. .1 1 100100次次 7 7 耐水性耐水性GB/TGB/T 17331733 7d7d 14 二二. .水性饱和聚酯水性饱和聚酯树脂配方示例树脂配方示例： 水性水性玻璃玻璃聚酯烤漆聚酯烤漆： 水性水性玻璃玻璃聚酯烤漆参考配方聚酯烤漆参考配方 表表6 6 序号序号 涂料成分涂料成分 用量用量/%/% 1 1 水性饱和聚酯水性饱和聚酯树树脂脂5050% % 4040 2 2 氨基树氨基树脂脂303303 5 5 3 3 消泡剂消泡剂 0 0. .2 2 4 4 润湿剂润湿剂 0 0. .3
16、3 5 5 流平剂流平剂 0 0. .5 5 6 6 抑泡剂抑泡剂 0 0. .1 1 7 7 白白色色浆浆（7070% %） 4040 8 8 水水 8 8 1111 9 9 玻璃密着剂玻璃密着剂 1 1 3 3 1010 DMEADMEA 适量适量 1111 TotalTotal 100100 作业条件：作业条件：140160140160*2030min*2030min，干膜厚度：约，干膜厚度：约 20um20um，材质：玻璃片，材质：玻璃片 15 二二. .水性饱和聚酯水性饱和聚酯树脂配方示例树脂配方示例： 水性水性玻璃玻璃聚酯烤漆性能测试表聚酯烤漆性能测试表 表表7 7 序号序号 测试依据测试依据 测试结果测试结果 1 1 细度细度 GB/TGB
