醇酸樹脂漆配方分析

醇酸樹脂漆配方分析

1、背景

以多元醇、多元酸和干性植物油制成的醇酸樹脂為主要成膜物質(zhì)的一類涂料稱為醇酸樹脂漆。改變原料結(jié)構(gòu)和油度，以及與不同樹脂并用，可在很大的范圍內(nèi)制出各種具有不同特點(diǎn)樹脂。由于合成技術(shù)成熟、原料易得、樹脂涂膜綜合性能好，醇酸樹脂已成為合成樹脂中用量最大，用途最廣泛的品種之一。醇酸樹脂可與其他樹脂配成多種不同性能的自干或烘干磁漆、底漆、畫漆和清漆，廣泛用于橋梁等建筑物以及機(jī)械、車輛、船舶、飛機(jī)、儀表等涂裝。醇酸樹脂漆具有以下特點(diǎn)，醇酸樹脂涂料干燥后形成高度網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不易老化，具有耐候性好，光澤持久，漆膜附著力好，柔韌堅牢，耐摩擦特點(diǎn)。醇酸樹脂漆膜抗礦物油、醇類溶劑，烘烤后的漆膜耐水性、絕緣性、耐油性等大為提高，且施工方便。但是醇酸樹脂漆在使用過程中也存在一些問題，如它干結(jié)成膜快，但是完全干燥時間長。醇酸樹脂涂料雖不是油脂漆，但基本上還未脫離脂肪酸衍生物的范圍，對防濕熱、防霉菌和防鹽霧等三防還不能完全得到保證。

2、醇酸樹脂漆的原料醇酸樹脂是由脂肪酸（或其相應(yīng)的植物油）、二元酸及多元醇通過酯化作用縮聚而成的樹脂，也可稱為聚酯樹脂。生產(chǎn)醇酸樹脂常用的多元醇有甘油、季戊四醇、三羥甲基丙烷等；常用的二元酸有鄰苯二甲酸酐（即苯酐）、間苯二甲酸等；脂肪酸可用合成脂肪酸、松香酸等，或植物油如桐油、亞麻油等。

2.1多元醇

制造醇酸樹脂的多元醇主要有丙三醇（甘油）、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、季戊四醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇等。分子中羥基的個數(shù)稱為該醇的官能度，丙三醇為三官能度醇，季戊四醇為四官能度。根據(jù)醇羥基的位置，有伯羥基、仲羥基和叔羥基之分。它們分別連在伯碳、仲碳和叔碳原子上。羥基的活性順序?yàn)椋翰u基＞仲羥基＞叔羥基。用三羥基甲基丙烷合成的醇酸樹脂具有更好的抗水解性、抗氧化穩(wěn)定性、耐堿性和熱穩(wěn)定性，與氨基樹脂有良好的相容性。此外還具有色澤鮮艷、保色力強(qiáng)、耐熱及快干的優(yōu)點(diǎn)。乙二醇和二乙二醇主要同季戊四醇復(fù)合使用，以調(diào)節(jié)官能度，使聚合平穩(wěn)，避免膠化。

2.2有機(jī)酸

有機(jī)酸可以分為兩類：一元酸和多元酸。一元酸主要有：苯甲酸、松香酸以及脂肪酸（亞麻油酸、妥爾油酸、豆油酸、菜籽油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、脫水蓖麻油酸等）；多元酸包括：鄰苯二甲酸酐（PA）、間苯二甲酸（IPA）、對苯二甲酸（TPA）、順丁烯二酸酐（MA）、己二酸（AA）、癸二酸（SE）、偏苯三酸酐（TMA）等。多元酸單體中以鄰苯二甲酸酐最為常用，引入間苯二甲酸可以提高耐候性和耐化學(xué)品性，但其熔點(diǎn)高，活性低，用量不能太大。己二酸和癸二酸含有多亞甲基單元，可以用來平衡硬度、韌性及抗沖擊性。偏苯三酸酐的酐基打開后可以在大分子鏈上引入羧基，經(jīng)中和可以實(shí)現(xiàn)樹脂的水性化，用作合成水性醇酸樹脂的單體。

一元酸主要用于脂肪酸法合成醇酸樹脂，亞麻油酸、桐油酸等干性油脂肪酸感性較好，但易黃變、耐候性較差。豆油酸、脫水蓖麻油酸、菜籽油酸、妥爾油酸黃變較弱，應(yīng)用較廣泛。椰子油酸、蓖麻油酸不黃變，可用于室外用漆和淺色漆的生產(chǎn)。苯甲酸可以提高耐水性，由于增加了苯環(huán)單元?？梢愿纳仆磕さ母尚院陀捕?，但用量不能太多，否則涂膜容易變脆。

2.3脂肪酸

主要有：桐油、亞麻油酸、脫水蓖麻油酸等干性油，豆油酸等半干性油，椰子油酸、蓖麻油酸等非干性油。

醇酸樹脂中各組分配比對性質(zhì)影響很大。

2.4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(jìn)程，且使合成的樹脂清澈透明。其用量一般占油量的0.02%。聚酯化反應(yīng)也可以加入催化劑，主要是有機(jī)錫類。如二月桂酸二丁基錫、二正丁基氧化錫等。

2.5催干劑

干性油或干性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(jī)理。反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，但速率很慢，需要數(shù)天才能形成涂膜，其中過氧化氫物的均裂為速率控制步驟。加入催干劑（或干料）可以促進(jìn)這一反應(yīng)，催干劑是醇酸涂料的主要助劑，其作用是加速漆膜的氧化、聚合、干燥，打到您快干的目的。通常催干劑又可再細(xì)分為兩類。

2.5.1主催干劑

也稱為表干劑或面干劑，主要是鈷、錳、釩和鈰的環(huán)烷酸鹽，以鈷、錳最常用，用量以金屬計為油量的0.02%-0.2%。其催干機(jī)理是與過氧化氫構(gòu)成一個氧化-還原系統(tǒng)，可以降低過氧化氫分解的活化能。同時鈷鹽也有助于體系吸氧和過氧化氫物的形成。主催干劑傳遞氧的作用強(qiáng)，能使涂料表干加快，但易于封閉表層，影響里層干燥，需要助催干劑配合。

2.5.2助催干劑

也稱為透干劑，通常是以一種氧化態(tài)存在的金屬皂，它們一般和主催干劑并用，作用是提高主干料的催干效應(yīng)，使聚合表里同步進(jìn)行，如鈣、鉛、鋯、鋅、鋇和鍶的環(huán)烷酸鹽。助催干劑用量較高，其用量以金屬計為油量的0.5%左右。

3、醇酸樹脂漆參考配方（僅供參考）參考配方一

原料名稱

用量（g）

亞麻油

100

甘油（98%）

43

鄰苯二甲酸酐（99.5%）

74.5

PbO

0.015

二甲苯

200

參考配方二

油度62%豆油季戊四醇樹脂的配方：