醇酸树脂属于合成树脂, 通常用作生产涂料, 实际使用中体现出:高性能、低成本等优点, 将山梨醇应用于树脂合成中, 能够发挥优良功效。
目前, 醇酸树脂的合成方法有很多种, 例如:脂肪酸和醇解法, 其原理为采用催化剂, 用于合成醇酸树脂所生成的油脂, 这一过程中可以借助多种方法, 例如:脂肪酸法, 而且要同其他原料配合使用, 对应出现单锅反应, 这样才能减少醇酸树脂内部水分, 保持其干燥整洁。
(1) 原料:山梨醇、催化剂、二甲苯、汽油、大豆油脂肪酸、顺丁烯二酸酐。
(2) 原理:酸分子内部含有-OH, 其上方的H-和酸分子内的-OH的氢氧基团通过缩合反应, 最终形成水、酯。整个过程伴随着化学性的反应变化。反应微观图如下:
(3) 合成原料类型:
醇酸树脂的合成原料类型以及对应的质量百分比统计如下表:
(1) 按照规定的质量百分比添加邻苯二甲酸酐, 山梨醇、催化剂等, 而且要彻底地搅拌, 要提升温度, 达到170度, 而且要保温半个小时, 在此基础上升温达到180度, 再保温1h, 继续升高温度达到210度, 当反应下降到10mg KOH/g酸值, 则要实施降温处理。
(2) 降低温度达到120度, 并将剩余的大豆油脂肪酸添加其中, 使其接连反应半个小时, 升高温度到200度, 继续促进其反应, 当发现其酸值小于10mg KOH/g, 粘度达到10s.检查溶液年度与酸值, 达到一定数值后, 对其进行降温处理, 同时添加200#汽油, 对其实施搅拌、过滤。
(3) 树脂合格标准:外观呈现无色透明, 内部不含杂质, 颜色一般铁钴比色, 粘度则要达到150s~400s/25摄氏度, 细度在20um以下, 酸碱值通常小于10mg KOH/g.
(4) 制漆原料类型与配比, 具体如下表2:
山梨醇属于醇类物质, 拥有六个-OH直链多元醇, 有着自身的分子结构, 结构内脱水可以生成失水化合物, 会形成不同类型的山梨醇, 例如:1, 4脱水山梨醇, 具体形成哪一类山梨醇, 关键看是几个分子脱水。
此物质因为内含一个不饱和双键, 能够实现酯化反应, 也能达到同不饱和脂肪酸的加成反应, 以此来优化醇酸树脂, 保持良好色泽, 而且反应较快, 也能提升漆膜强度, 经过实验研究得出:此物的添加会对醇酸树脂带来一定影响, 而且会因为添加量的大小而带来不同影响, 例如:添加量为0.1%时, 醇酸树脂年度达到150, 酸值为6.5/mg KOH/g, 硬度达到0.30, 相反, 当添加量为0.6%时, 最后酸值达到15/mg KOH/g, 硬度达到0.38。
根据试验数据能够得出:顺丁烯二酸酐将极大地影响醇酸树脂的粘度、色泽、硬度以及酸值等, 经过多重对比、试验数据对照, 决定采用0.2%的用量能够优化树脂色泽, 如果为了达到理想的酸值和粘度, 则应该选择0.4%。
催化剂是试验过程中促进反应的物质, 一般不视为反应物, 能够提高酯化反应效率, 控制反应时间, 因为末端的1-2个山梨醇-OH反应活性更弱, 对此则要控制好催化剂的使用量, 这样才能既保持色泽, 又确保反应质量。
根据相关理论, 可以忽视反应原料的添加顺序, 然而, 因为酯交换的原则, 相同配方下最终能够获得相对平衡的产物, 然而, 实验证实这一结论并不准确。脂肪酸的俊基、多元醇各个部位的-OH等都有着各自的反应活性, 同时会逐渐形成酯结构彼此间的置换, 由此得出:在反应过程中还是要注意各自反应原料的添加顺序, 能够影响反应效率。
传统的反应试验多数是不分先后顺序, 让各类反应原料一股脑地添加其中进行反应, 这样不仅影响了反应速度, 树脂粘度难以达标, 威胁到制漆的性质与功能, 必须采用科学的反应方法。
现阶段, 研究出了全新的反应方法:先把多元醇、邻苯二甲酸酐、脂肪酸等进行反应, 达到低酸值, 形成链状物。然后, 添加余下的脂肪酸, 经过反应生成低酸值树脂, 这样形成的反应物才能达到理想的年度、色泽。
同时, 大豆油脂肪酸作为一种反应原料, 实际实验中发现, 也将对醇酸树脂的合成带来一定的影响, 特别影响其性能, 具体如下图所示:
高聚物法是一种有效反应方法, 将山梨醇应用其中, 能够合成醇酸树脂, 实际反应得出山梨醇可以代替甘油发挥优良功效, 而且成本较低, 稳定安全, 提高反应效率。
摘要：本文分析了山梨醇在醇酸树脂合成中的应用, 首先分析了醇酸树脂合成理论, 然后, 具体也研究了醇酸树脂合成实验。
关键词：山梨醇,醇酸树脂,合成,理论,实验
[1] 鲁建民.中油度山梨醇改性醇酸树脂的研究[J].北京化工大学学报, 1999, (3) :17-20.
[2] 陈世杰.涂料工艺:第三版[M].北京:化学工业出版社, 2017:361-365。
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