当前位置：文档之家 › 醇酸树脂的合成工艺设计

醇酸树脂的合成工艺设计

  • 格式：doc
  • 大小：766.00 KB
  • 文档页数：29

下载文档原格式

  / 29

合集下载

第二章21醇酸树脂的生产

第二章21醇酸树脂的生产

第二章21醇酸树脂的生产
醇酸树脂是以烃类活性聚合物，它们主要用作浸渍树脂、充填树脂、
固化树脂及涂料底料，与各种固化剂如甲醛交联而形成的热稳定、耐腐蚀、导电、耐高温的无机树脂。

醇酸树脂是一种由醇酸和其他特殊单体聚合而
成的活性聚合物，具有优良的耐酸性、耐碱性、耐温性以及高抗磨性能。

生产醇酸树脂的工艺原理是将苯醇、苯醛、聚氯丙烯和甲醛等原料，
通过加热和分子重新构整，形成一种含有氢原子的活性聚合物。

生产醇酸
树脂的大致工艺流程主要有原料准备配料、乳化、加催化剂、热催化、聚
合反应、萃取、干燥等。

1.原料准备配料：醇酸树脂的原料主要有聚醚醇、聚氯丙烯、苯醇及
甲醛等有机物，一般采用蒸馏的原料，配料时均采取喷射混合的方式，以
确保原料的均匀性和质量。

2.乳化：将原料完全混合均匀，采用研磨机进行乳化，乳化过程中可
以添加乳化剂，促进原料的完全混匀和稳定乳液的形成。

3.加入催化剂：加入合适的催化剂，催化剂可加快醇酸树脂的聚合反应，增加树脂分子量，并保证树脂的热稳定性。

醇酸树脂生产工艺流程

醇酸树脂生产工艺流程

醇酸树脂生产工艺流程
醇酸树脂（Alkyd Resin）一般是通过聚酯化反应制备而成，
其主要原料包括醇（如甘油、丙二醇等）、多元酸（如酞酸、马来酸等）以及增塑剂、催化剂和溶剂等。

以下是醇酸树脂的生产工艺流程：
1. 原料准备：准备所需的醇、酸、增塑剂、催化剂和溶剂，并按照一定比例进行称量。

2. 酯交换反应：将醇、酸和一定量的溶剂加入反应釜中，加热至一定温度并加入酯交换催化剂，进行酯交换反应。

在此过程中，酸和醇发生酯交换反应生成初级醇酸树脂。

3. 聚合反应：将生成的初级醇酸树脂溶液继续加热至一定温度，加入聚合催化剂，进行聚合反应。

在此过程中，初级醇酸树脂分子发生聚合反应，形成高分子量的醇酸树脂。

4. 合成反应控制：在聚合反应过程中，通过控制反应温度、时间和催化剂的用量等参数，控制树脂的分子量和酸值，以达到所需的产品性能要求。

5. 加工调整：根据产品的具体用途和要求，可以加入适量的增塑剂、溶剂和其他助剂，进行加工调整，以改善树脂的流动性、耐候性和涂料性能等。

6. 过滤和包装：将合成得到的醇酸树脂溶液进行过滤去杂，然后填装至容器中，并加密封进行包装。

这是一般醇酸树脂生产的基本工艺流程，具体的生产过程和工艺参数会根据不同产品的要求和制造商的技术和设备条件而有所差异。

醇酸树脂的生产工艺ppt课件

醇酸树脂的生产工艺ppt课件
精品课件
• 第一级为兼氧生化处理,在兼氧菌作用下使 大分子有机物降解为小分子有机物,降低 COD的同时,提高废水中BOD5/COD值,有利于 进一步好氧生化处理。好氧生化处理分成两 级,主要是增加废水停留时间,让微生物有足 够时间与废水有机物充分接触,在微生物的 内酶和外酶作用下,将有机物氧化去除。
精品课件
原料选择：
• 多元酸： • 所用二元酸主要有苯酐（PA）、间苯二甲酸
（IPA）、对苯二甲酸（PTA）、己二酸 （AD）、壬二酸（AZA），比较新的抗水解型 单体有四氢苯酐、六氢苯酐、1，4-环己烷二 甲酸（1，4-CHDA）；单元酸有月桂酸（LA）、 苯甲酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、豆油酸、 脱水蓖麻油酸、桐油酸等，其中月桂酸 （LA）、苯甲酸、油酸用于水系短油度醇酸 树脂的合成，亚油酸、亚麻酸、豆油酸、脱 水蓖麻油酸、桐油酸用于可自干水系中、长 油度醇酸树脂的合成。
• 反应方程式如下：
精品课件
O
O
CH2 O C R1 CH2 OH
CH2 O C R1 CH2 OH
O
LiOH
醇解：n1CH O C R2 + m1 CH OH
O
220
240°C
CH
OH
O
+ CH O C R2
CH2 O C R3 CH2 OH
CH2 O C R3 CH2 OH
• (1)醇解法溶剂法生产醇酸树脂的工艺流程简图
精品课件
精品课件
R2 + m2
CH2 OH
O C
O C
O
180
220 °C
O O CH2 CH CH2 O C
O O C R2
O CO
+H2O

醇酸树脂的生产工艺ppt正式完整版

醇酸树脂的生产工艺ppt正式完整版

• 主催干剂传递氧的作用强，能使涂料表 干加快，但易于封闭表层，影响里层干 燥，需要助催干剂配合。
• (2)助催干剂：也称为透干剂，通常是以 一种氧化态存在的金属皂，它们一般和 主催干剂并用，作用是提高主干料的催 干效应，使聚合表里同步进行，如钙 (Ca)、铅（Pb）、锆（Zr）、锌(Zn)、 钡(Ba)和锶(Sr) 的环烷酸（或异辛酸） 盐。助催干剂用量较高，其用量以金属 计为油量的0.5%左右。
体有四氢苯酐、六氢苯酐、1，4-环己烷二甲酸（1，4-CHDA）；
型单体有四氢苯酐、六氢苯酐、1，4-环己烷 醇酸树脂固化成膜后，有光泽和韧性，附着力强，并具有良好的耐磨性、耐候性和绝缘性等。
生产方法、工艺条件、生产设备：
二甲酸（1，4-CHDA）；单元酸有月桂酸 干性醇酸树脂可在空气中固化；
溶剂法中常用二甲苯的蒸发带出酯化水，经过分水器的油水分离后重新流回反应釜，如此反复，推动聚酯化反应的进行，生成醇酸树
脂肪酸法合成醇酸树脂可以单锅反应。同 聚酯合成工艺、设备接近。脂肪酸法合成 醇酸树脂一般也采用溶剂法。反应釜为带 夹套的不锈钢反应釜，装有搅拌器、冷凝 器、惰性气体进口、加料、放料口、温度 计和取样装置。为实现油水分离，在横置 冷凝器下部配置一个油水分离器，经分离 得二甲苯溢流回反应釜循环使用。
（LA）、苯甲酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、 脂。
采用离心机过滤，该法适用于少量物质的过滤,工作效率高。
豆油酸、脱水蓖麻油酸、桐油酸等，其中月 (2)助催干剂：也称为透干剂，通常是以一种氧化态存在的金属皂，它们一般和主催干剂并用，作用是提高主干料的催干效应，使聚合
表里同步进行，如钙(Ca)、铅（Pb）、锆（Zr）、锌(Zn)、钡(Ba)和锶(Sr) 的环烷酸（或异辛酸）盐。 其中乙二醇单丁醚具有很好的助溶性，但近年来发现其存在一定的毒性，可选用丙二醇单丁醚取代。

醇酸树脂的生产工艺

醇酸树脂的生产工艺

生产方法、工艺条件、生产设备：
• 醇解法溶剂法
• 醇解时按照生产量将甘油、LiOH催化剂 及油脂全部加入反应釜内进行搅拌反应 醇解，同时通入CO2惰性气体进行保护， 防止由于温度过高使油脂氧化，影响产 品质量。加热方式：蒸汽或高压水环行 加热，反应温度控制在：220-240℃， 反应压力：常压。
• 反应方程式如下：
醇酸树脂的生产工艺
小组成员：王上青 徐晓龙 朱建云
工作任务：
• • • • • •
产品概述 原料选择 生产方法选择 工艺条件确定 生产设备设计 工艺流程设备：工艺流程图 工艺过程简述 三废处理、经济核算
产品概述：
• 由多元醇、邻苯二甲酸酐和脂肪酸或油（甘 油三脂肪酸酯）缩合聚合而成的油改性聚酯 树脂。按脂肪酸（或油）分子中双键的数目 及结构，可分为干性、半干性和非干性三类。 干性醇酸树脂可在空气中固化；非干性醇酸 树脂则要与氨基树脂混合，经加热才能固化。 另外也可按所用脂肪酸(或油)或邻苯二甲酸酐 的含量，分为短、中、长和极长四种油度的 醇酸树脂。醇酸树脂固化成膜后，有光泽和 韧性，附着力强，并具有良好的耐磨性、耐 候性和绝缘性等。
• 水性单体： • 目前比较常用的有：偏苯三酸酐（TMA）， 聚乙二醇二醇（PEG）或单醚、间苯二甲 酸-5-磺酸钠、二羟甲基丙酸（DMPA）、 马来酸酐、丙烯酸等。 • 助溶剂： • 主要有乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、丙 二醇甲醚醋酸酯、异丙醇、异丁醇、仲丁 醇等。其中乙二醇单丁醚具有很好的助溶 性，但近年来发现其存在一定的毒性，可 选用丙二醇单丁醚取代。
• 第一级为兼氧生化处理,在兼氧菌作用下使 大分子有机物降解为小分子有机物,降低 COD的同时,提高废水中BOD5/COD值,有 利于进一步好氧生化处理。好氧生化处理分 成两级,主要是增加废水停留时间,让微生物 有足够时间与废水有机物充分接触,在微生 物的内酶和外酶作用下,将有机物氧化去除。

醇酸树脂生产工艺流程

醇酸树脂生产工艺流程

醇酸树脂生产工艺流程
《醇酸树脂生产工艺流程》
醇酸树脂是一种聚合物材料，它具有优异的耐热性、耐化学性和机械性能，被广泛应用于油漆、胶粘剂、塑料等领域。

醇酸树脂的生产工艺流程通常包括以下几个步骤。

第一步是原料准备。

生产醇酸树脂的原料主要包括醇和酸。

常用的醇包括甘油、丙二醇等，而酸则包括环氧丙烷酸、苯甲酸等。

这些原料需要经过精确的配比和质量检测，确保其质量符合要求。

第二步是酯交换反应。

在这一步中，醇和酸经过酯交换反应，生成醇酸酯，同时产生一定量的水。

在反应过程中，通常需要添加催化剂来促进反应的进行。

反应温度和时间也需要精确控制，以保证反应的完全进行。

第三步是聚合反应。

在酯交换反应完成后，需要进行聚合反应，将醇酸酯聚合成醇酸树脂。

这一步需要精确控制反应温度和压力，以及添加适量的聚合催化剂和稳定剂，确保聚合反应进行顺利，生成高质量的醇酸树脂。

第四步是加工和成型。

经过聚合反应生成的醇酸树脂需要进行加工和成型，以满足不同领域的需求。

加工方法主要包括挤出、压延、注射等，通常需要加热和加压条件。

最后一步是产品检验和包装。

生产完成的醇酸树脂产品需要经
过严格的质量检验，确保其符合相关的标准和要求。

合格的产品进行包装，并标注相关的产品信息和质量证明。

总的来说，醇酸树脂生产工艺流程包括原料准备、酯交换反应、聚合反应、加工和成型、产品检验和包装等几个主要步骤。

每个步骤都需要精密的控制和操作，以保证最终产品的质量和性能。

醇酸树脂生产工艺

醇酸树脂生产工艺

醇酸树脂生产工艺
一、生产原理
多元醇和多元酸可以进行缩聚反应，所生成的缩聚物大分子主链上含有许多酯基（－COO－），这种聚合物称为聚酯。

涂料工业中，将脂肪酸或油脂改性的聚酯树脂称为醇酸树脂。

醇酸树脂生产的化学反应式如下：
1、酯化反应
2、醇解反应
二、生产工艺流程及产污环节
1、脂肪酸法
（1）向反应釜内沖氮气，待排除空气后，将脂肪酸、多元醇、苯酐等原料加入反应釜中。

（2）开动搅拌升温到230℃恒温。

（3）恒温后，加二甲苯回流(共沸除水)，移出酯化生成水，完成醇酸树脂工艺过程。

2、醇解法
（1）若有植物油参与反应需要先醇化：将植物油、多元醇、催化剂加入反应釜中开始搅拌升温。

（2）升温到240-245℃恒温，30 min 后，测醇容忍度(浑)，醇解达到终点后立即降温至180℃。

（3）在缓慢加入苯酐之后，加二甲苯回流(共沸除水)，慢慢搅拌并升温达酯化温度开始保温，移出酯化生成水，完成醇酸树脂工艺过程。

(4）通过过滤器对树脂进行过滤并通过灌装机灌装成桶具体生产工艺流程
详见图 1，生产装置连接及产污节点图见图2。

图 1 醇酸树脂生产工艺流程图单位t/a
图 2 醇酸树脂生产装置连接及产污节点图。

醇酸树脂合成工艺及实例

醇酸树脂合成工艺及实例
停止加热，出料到兑稀罐，110℃加二甲苯，过滤，收于储罐。
10、中油度豆油季戊四醇醇酸树脂的合成
（1）单体配方及核算：
脂肪酸油度＝305.886/（305.886＋138.114＋148.0－18－1.073×18）＝55％ 醇超量＝（4×1.016－2×1.000－1.073）/(2×1.000＋1.073)＝0.322 平均官能度＝2×(2×1+1.073)/（1.073+1.016+1+1.000）=1.990 =2/1.990=1.005 不易凝胶。
1、概述
醇酸树脂的合成工艺按所用原料的不同可分为（1）醇解法；（2）脂肪酸法。从 工艺上可以分为（1）溶剂法；（2）融融法。融融法设备简单、利用率高、安全， 但产品色深、结构不均匀、批次性能差别大、工艺操作较困难，主要用于聚酯合成。 醇酸树脂合成主要采用溶剂法生产。溶剂法中常用二甲苯的蒸发带出酯化水，经过 分水器的油水分离后重新流回反应釜，如此反复，推动聚酯化反应的进行，生成醇 酸树脂。釜中二甲苯用量决定反应温度，存在如下关系。
CH2 OH
O
聚酯化：n2 CH O C
R2 + m2
CH2 OH
O
C 180
O
C O
220 °C
O
O
O CH2 CH CH2 O C
CO
O
O C R2
+H2O
4、醇解
醇解时要注意甘油用量、催化剂种类和用量及反应温度，以提高反应速度和甘油一 酸酯含量。此外，还要注意以下几点：
（1）用油要经碱漂、土漂精制，至少要经碱漂。 （2）通入惰性气体保护（ 或 ）,也可加入抗氧剂，防止油脂氧化。 （3）常用LiOH作催化剂，用量为油量的0.02％左右。 （4）醇解反应是否进行到应有深度，须及时用醇容忍度法检验以确定其终点。 用季戊四醇醇解时，由于其官能度大、溶点高，醇解温度比甘油高，一般在

醇酸聚酯树脂合成工艺

醇酸聚酯树脂合成工艺

第一节 醇酸树脂化学反应的原理
1、酯化反应 R－COOH+R′－OH≒R－COOR′+H20 酯化反应在醇酸树脂合成中是最重要的化学反应。这个反应是可逆反 应，为了使反应朝醇酸树脂合成方向进行，必须不断的把反应生成的 水脱掉，在工艺上是以回流二甲苯把酯化反应生成的水不断的带出进 入分水器，是醇酸树脂合成不断深入进行。 合成醇酸树脂，应用最广泛的多元醇是甘油和季戊四醇，最主要的多 元酸是苯二甲酸酐。现在醇酸树脂很多采用脂肪酸法，大多数脂肪酸 是一元酸，也就是说酯化反应是甘油和季戊四醇与苯酐和脂肪酸中进 行。 酯化反应一般不加催化剂，在上世纪八十年代涂料行业中推广过酯化 催化剂，对缩短酯化时间以及降低醇酸树脂的比色起到很好的作用。
如有的厂中油度豆油醇酸树脂，醇解终点控制是 醇解物：乙醇=1：4.5 如有的厂中油度梓油醇酸树脂，醇解终点控制为1：3甲醇透明 如有的厂中油度亚麻油醇酸树脂，醇解终点控制为1：4甲醇透明
长油度亚麻油醇酸树脂，醇解终点控制为1：10 95%乙醇透明。 如有的厂豆油季戊四醇醇酸树脂，试样：95%乙醇=1：5透明 现在还没有一种科学的快速的分析出醇解物成分的控制方法。
3、聚合度和平均聚合度 在缩聚反应中，参加了反应的官能团的 数目和初始官能团的数目之比值称之为 反应程度，以p表示。 在醇酸树脂生产中，我们在酯化反应各 阶段，要多次测AV，起初酸价很高，那 说明苯酐还有很多-COOH没有形成树脂， 既没有参加缩聚反应。
平均聚合度 平均进入大分子单体数的平均聚合度
重复单元分子量平均值 质均分子量表示 （按照重量分布统计的平均分子量） 由于统计用的方法不同，那么得到的结果也不同的
去年中国涂料上发表过一篇文章认为：在选择涂料所用的 树脂产品时，人们往往注意到树脂的类型和技术指标而往 往忽视树脂的分子量和分子量的分布。分子量及其分布反 映了树脂内在质量因素，因为涂料用的各种树脂，譬如说 醇酸树脂，它是一种成膜物质，那么成膜物质的分子量大 小以及分布当然会对形成的漆膜性能产生影响。

醇酸树脂合成工艺介绍

醇酸树脂合成工艺介绍
塑料等领域
2
分类：根据合成 原料的不同，可 分为聚酯型、聚 醚型和聚氨酯型
4
特点：具有良好 的机械性能、耐 腐蚀性和耐候性
醇酸树脂的合成原理
01
醇酸树脂是由多元醇和多元酸通过缩聚反应合 成的。
02
合成过程中，多元醇和多元酸通过酯化反应形 成酯键，然后进一步缩聚形成高分子聚合物。
03
合成过程中，可以通过控制反应条件，如温度、 时间等，来调整聚合物的分子量和性能。
03
环保型材料：开发环保型醇酸树 脂材料，减少对环境的影响
04
拓展应用领域：开发适用于不同 领域的新型醇酸树脂材料，如航 空、航天、汽车等领域
谢谢
催化剂的选择和添加量控制
催化剂类型：常用的 催化剂有金属氧化物、
金属盐等
催化剂添加量：根据 反应条件和原料特性，
确定合适的添加量
催化剂活性：选择活 性高、选择性好的催
化剂
催化剂稳定性：选择 稳定性好、不易失活
的催化剂
催化剂回收：考虑催 化剂的回收利用，降
低生产成本
催化剂对环境的影响： 选择环保型催化剂， 减少对环境的影响
2
原料的预处理
醇酸树脂的原料包 括多元醇、多元酸
和植物油等
植物油的预处理包 括精制、脱水、脱
色等
多元醇的预处理包 括精制、脱水、脱
色等
预处理的目的是提 高原料的纯度和质 量，保证醇酸树脂
的质量和性能
多元酸的预处理包 括精制、脱水、脱
色等
酯化反应
反应原理：醇与酸在催化剂 作用下生成酯
反应过程：醇与酸混合、加 热、酯化反应、分离产物
提高合成效率和降低成本
优化反应条件， 降低能耗和原材

醇酸树脂的生产工艺

醇酸树脂的生产工艺

醇解法与脂肪酸法则各有优缺点。详见下表：
优点 缺点
醇解法
（1）成本较低 （2）工艺简单易控 （3）原料腐蚀性小
（1）酸值不易下降 （2）树脂干性较差、 涂膜较软
脂肪酸法
（1）配方设计灵活，质量易控 （2）聚合速度较快 （3）树脂干性较好、涂膜较硬
（1）工艺较复杂，成本高 （2）原料腐蚀性较大 （3）脂肪酸易凝固，冬季投料困难
脂肪酸法合成醇酸树脂可以单锅反应。同 聚酯合成工艺、设备接近。脂肪酸法合成 醇酸树脂一般也采用溶剂法。反应釜为带 夹套的不锈钢反应釜，装有搅拌器、冷凝 器、惰性气体进口、加料、放料口、温度 计和取样装置。为实现油水分离，在横置 冷凝器下部配置一个油水分离器，经分离 得二甲苯溢流回反应釜循环使用。
生产方法、工艺条件、生产设备：
• 多元醇
• 水性醇酸树脂用多元醇可选用丙三醇、 季戊四醇、三羟甲基丙烷（TMP）等， 有时为平衡官能度可以引入一些二官能 度单体，如乙二醇、1，6-己二醇（1,6HDO）、1，4-环己烷二甲醇（1，4CHDM）、1，2-丙二醇、新戊二醇 （NPG）、2，2，4-三甲基-1，3-戊二 醇（TMPD）等。
醇酸树脂的生产工艺
醇酸树脂的生产工艺
工作任务：
• 产品概述 • 原料选择 • 生产方法选择 • 工艺条件确定 • 生产设备设计 • 工艺流程设备：工艺流程图
工艺过程简述 三废处理、经济核算
产品概述：
• 由多元醇、邻苯二甲酸酐和脂肪酸或油（甘 油三脂肪酸酯）缩合聚合而成的油改性聚酯 树脂。按脂肪酸（或油）分子中双键的数目 及结构，可分为干性、半干性和非干性三类。 干性醇酸树脂可在空气中固化；非干性醇酸 树脂则要与氨基树脂混合，经加热才能固化。 另外也可按所用脂肪酸(或油)或邻苯二甲酸酐 的含量，分为短、中、长和极长四种油度的 醇酸树脂。醇酸树脂固化成膜后，有光泽和 韧性，附着力强，并具有良好的耐磨性、耐 候性和绝缘性等。

醇酸树脂的生产工艺ppt课件

醇酸树脂的生产工艺ppt课件
精品课件
精品课件
精品课件
• 多元醇 • 水性醇酸树脂用多元醇可选用丙三醇、
季戊四醇、三羟甲基丙烷（TMP）等， 有时为平衡官能度可以引入一些二官能 度单体，如乙二醇、1，6-己二醇 （1,6-HDO）、1，4-环己烷二甲醇（1， 4-CHDM）、1，2-丙二醇、新戊二醇 （NPG）、2，2，4-三甲基-1，3-戊二 醇（TMPD）等。
精品课件
醇解法与脂肪酸法则各有优缺点。详见下表：
优点 缺点
醇解法
（1）成本较低 （2）工艺简单易控 （3）原料腐蚀性小
（1）酸值不易下降 （2）树脂干性较差、 涂膜较软
脂肪酸法
（1）配方设计灵活，质量易控 （2）聚合速度较快 （3）树脂干性较好、涂膜较硬
（1）工艺较复杂，成本高 （2）原料腐蚀性较大 （3）脂肪酸易凝固，冬季投料困难
精品课件
• 主催干剂传递氧的作用强，能使涂料表 干加快，但易于封闭表层，影响里层干 燥，需要助催干剂配合。
• (2)助催干剂：也称为透干剂，通常是 以一种氧化态存在的金属皂，它们一般 和主催干剂并用，作用是提高主干料的 催干效应，使聚合表里同步进行，如钙 (Ca)、铅（Pb）、锆（Zr）、锌(Zn)、 钡(Ba)和锶(Sr) 的环烷酸（或异辛酸） 盐。助催干剂用量较高，其用量以金属 计为油量的0.5%左右。
油脂
苯酐
催化剂
醇解
聚酯化
兑稀
过滤
包装 醇酸树脂
甘油
二甲苯
溶剂
精品课件
（3）聚酯化反应 溶剂法中采用二甲苯与水形成共沸物而蒸发带出酯 化水，经过分水器的油水分离后重新流回反应釜， 如此反复，推动聚酯化反应的进行，生成醇酸树脂。 加入回流溶剂二甲苯6%,在210～240℃之间缩聚。

醇酸树脂的聚合工艺-学习

醇酸树脂的聚合工艺-学习

W0
2、 按醇酸树脂油度分 ： 短油度醇酸树脂、
中油度醇酸树脂 、
长油度醇酸树脂、
超长油度醇酸树脂。
油度 (OL) 的含义是醇酸树脂配方中油脂的 用量与树脂理论产量之比
四、醇酸树脂的性能
成膜性好，膜层有优良的耐气候性、耐盐水性、光泽、 耐脂肪族溶剂性、耐热性、耐冲击性。
但不耐碱、酯、酮。
改性的醇酸树脂能在低压下模塑、快速固化， 固化时无挥发物放出；与无机填料充填性好， 也可用玻璃纤维混合增强；成型收缩率小， 制品尺寸稳定、电性能优良
醇酸树脂聚合工艺设计
孙春红
一、醇酸树脂的概述 二、醇酸树脂的历史 三、醇酸树脂的分类 四、醇酸树脂的性能 五、醇酸树脂的合成原料 六、醇酸树脂的合成方法 七、生产工艺 八、举例 九、聚合主要生产设备 十、醇酸树脂的应用 十一、实例—涂料 十二、主要生产厂家
一、醇酸树脂的概述
醇酸树脂（Alkyd resin,简称 AK），它由以下三 种类型的单体经过缩合聚合反应制得： ①多元醇； ②多元酸； ③脂肪酸或三甘油脂肪酸脂。 不同的多元醇和多元酸制的不一样的醇酸树脂。
O O C n
结构式：
OCH2CHCH2OC OCOR
多元醇和多元酸可以进行缩聚反应，所 生成的缩聚物大分子主链上含有许多酯基 （－COO－），这种聚合物称为聚酯。涂 料工业中，将脂肪酸或油脂改性的聚酯树 脂称为醇酸树脂。
结构
醇酸树脂为多元醇、多元酸和脂肪酸经缩聚反应 而形成的，以芳香酸聚酯为主链，脂肪酸为侧链的聚合
七、生产工艺
溶剂法
该法是在酯化的起始阶段通入微量的惰性气体， 并采用一定量的与水不相容的溶剂（二甲苯）。 溶剂在醇酸树脂的酯化反应全过程中起了重要的作 用，它能帮助酯化脱水、调节酯化温度、加速酯化 速度。

醇酸树脂配方设计

醇酸树脂配方设计

醇酸树脂配方设计一、Carothers 凝胶化理论av c F P 2= F av ：平均官能度 000m e e m e F B A av +==e 0：总当量数；e A ：酸当量数；e B ：醇当量数；m 0：总摩尔数。

e.g.1 若等摩尔的甘油、苯酐、脂肪酸(1:1:1)进行酯化，则 平均官能度2111112131=++⨯+⨯+⨯=av F ∴不会凝胶 在酸、醇官能团非等当量的情况下，过量的一种成份必须计算其有效官能度。

这时平均官能度即为平均有效官能度。

平均有效官能度等于未过量组分官能团数（酸官能团数）的两倍除以体系中分子总数之商。

02m e F A AV= 根据卡氏公式：A c e m P 0=当设计一个醇酸树脂时，最重要的是避免凝胶。

我们可以直接用起始原料中的摩尔数和羧基的当量数的比值来估计。

令该比值为K ，K 称为工作常数。

K=m 0/e A当K ＝1，表示反应到100%时凝胶。

在实际配方设计时，为了便于控制反应，可设计K 稍大于1；但也不能太大，因为多元醇太多必然引起聚合度下降，K 值不要超过1.05。

应注意的是：1. K 值仅适合于溶剂法醇酸的配方设计。

2. 熔融法生产醇酸，由于物料损失过多，K 值必须作适当调整。

3. 不同原料用于醇酸树脂制备时，K 也要调整。

二、醇酸树脂的配方计算醇酸树脂配方计算包括两个内容：1. 给出了L （油度）、K （工作常数）、r （醇超量）中的两个量，计算第三个量。

2. 已知原料之间的质量比，求L 、K 、r 、R （包括油中所含甘油在内的总的醇超量）计算公式如下：设L ：油度；M A2：苯酐的分子量；M B ：多元醇的分子量；n 0：油的摩尔数；M 0：油的分子量；n A2：苯酐的摩尔数；F A2：苯酐的官能度；n B ：多元醇的摩尔数；F B ：多元醇的官能度⎪⎭⎫ ⎝⎛-++-酯化生成水超量多元醇论量　酯化苯酐所需多元醇理M L L 油用量＝A 21002()()()()()0220222220000220020331833n F n n F n R F n F n r n M n M n M n M n L F n n n n n n K A A B B A A B B A B B A A A A B A ++==-++=++++=e.g.1 一种豆油醇酸树脂，它由苯酐、工业季戊四醇及豆油制成，油度为62.5%。

精细化学品生产技术：醇酸树脂的合成工艺

精细化学品生产技术：醇酸树脂的合成工艺

感谢观看
● 用三羟甲基丙烷代替甘油制成的醇酸树脂烘漆，烘干所 需要时间短，漆膜硬度较大，耐碱性较好，漆膜的保色、 保光性较好，耐烘烤性能也较好。
●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，只能作增塑剂用；用顺酐来代替苯酐、生成的树 脂黏度大，颜色浅；用含氯二元酸代替苯酐，制得的醇 酸树脂耐燃性好；用十一烯酸改性制得的树脂色浅不易 泛黄；用间苯二甲酸代替苯酐，生成的醇酸树脂干燥速 率有改进，耐热方面也更优越。
精细化学品生产技术
张桂峰
醇酸树脂的合成工艺
由于使用原料不同，可分为脂肪酸法和醇解法。在工艺上又可 分为溶剂法与熔融法。
●脂肪酸法
用脂肪酸与多元醇(如甘油)、多元酸(如苯酐)一起进行缩聚 反应，温度一般保持在200～250℃，过程中不断地测定酸值与 粘度，达到要求停止加热，加入溶剂配成树脂溶液即成漆料。 由于反应体系内物料互相溶解呈均相，因而反应能顺利进行。
●醇解法包括醇解反应和酯化反应
●醇解反应是平衡反应，因此在反应系统内，甘油一酸酯、 甘油二酸酯、油(甘油三酸酯)和甘油同时存在。
●甘油与油脂在低温下不能醇解。在催化剂存在下，通常 在200～250℃可以顺利地进行醇解反应。
●碱性物质可用作醇解催化剂，其用量为油量的0.02％～ 0.06％。氢氧化锂或环烷酸锂的催化效力强，制出树脂 透明。
2．醇酸树脂色漆
醇酸树脂色漆中产量最大的是中油度醇酸树脂磁漆，它 具有干燥快、光泽好、附着力强，漆膜坚硬、耐油、耐 候等优点，可在常温下干燥，也可烘干。主要用于机械 部件、卡车、农机、钢铁设备等，户内外使用都可以， 比较适用于喷涂。
3. 改性醇酸树脂
●用季戊四醇代替甘油，由于其活性较大，一般用于制长 油度树脂漆，涂刷性、干燥、抗水、耐候、保色等性能 均优于甘油醇酸树脂。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第三章醇酸树脂第一节概述多元醇和多元酸可以进行缩聚反应，所生成的缩聚物大分子主链上含有许多酯基（－COO－），这种聚合物称为聚酯。

涂料工业中，将脂肪酸或油脂改性的聚酯树脂称为醇酸树脂（alkyd resin），而将大分子主链上含有不饱和双键的聚酯称为不饱和聚酯，其它的聚酯则称为饱和聚酯。

这三类聚酯型大分子在涂料工业中都有重要的应用。

醇酸树脂涂料具有漆膜附着力好、光亮、丰满等特点，且具有很好的施工性。

但其涂膜较软，耐水、耐碱性欠佳。

醇酸树脂可与其他树脂（如硝化棉、氯化橡胶、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨脂树脂、氨基树脂）配成多种不同性能的自干或烘干漆，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。

此外，醇酸树脂原料易得、工艺简单，符合可持续发展的社会要求。

目前，醇酸漆仍然是重要的涂料品种之一，其产量约占涂料工业总量的20％～25％。

第二节醇酸树脂的分类一、按改性用脂肪酸或油的干性分（1）干性油醇酸树脂：由高不饱和脂肪酸或油脂制备的醇酸树脂，可以自干或低温烘干，溶剂用200号溶剂油。

该类醇酸树脂通过氧化交联干燥成膜，从某种意义上来说, 氧化干燥的醇酸树脂也可以说是一种改性的干性油。

干性油漆膜的干燥需要很长时间, 原因是它们的相对分子质量较低, 需要多步反应才能形成交联的大分子。

醇酸树脂相当于“大分子”的油, 只需少许交联点, 即可使漆膜干燥, 漆膜性能当然也远超过干性油漆膜。

（2）不干性油醇酸树脂：不能单独在空气中成膜，属于非氧化干燥成膜, 主要是作增塑剂和多羟基聚合物（油）。

用作羟基组分时可与氨基树脂配制烘漆或与多异氰酸酯固化剂配制双组分自干漆。

（3）半干性油醇酸树脂：性能在干性油、不干性油醇酸树脂性能之间。

二、 按醇酸树脂油度分包括长油度醇酸树脂、短油度醇酸树脂、中油度醇酸树脂。

油度表示醇酸树脂中含油量的高低。

油度 (OL) 的含义是醇酸树脂配方中油脂的用量（0W ）与树脂理论产量（t W ）之比。

其计算公式如下：（%）/OL 0tW W = 以脂肪酸直接合成醇酸树脂时，脂肪酸含量（OLf ）为配方中脂肪酸用量（f W ）与树脂理论产量之比。

t W =单体用量—生成水量＝甘油（或季戊四醇）用量＋油脂（或脂肪酸）用量－生成水量）%（/OLf t f W W =为便于配方的解析比较，可以把OLf 换算为OL 。

油脂中，脂肪酸基含量约为 95 % , 所以：(%)95.0OL OLf ⨯=引入油度（OL ）对醇酸树脂配方有如下的意义：(1) 表示醇酸树脂中弱极性结构的含量 。

因为长链脂肪酸相对于聚酯结构极性较弱，弱极性结构的含量，直接影响醇酸树脂的可溶性 , 如长油醇酸树脂溶解性好，易溶于溶剂汽油 , 中油度醇酸树脂溶于溶剂汽油-二甲苯混合溶剂 , 短油醇酸树脂溶解性最差，需用二甲苯或二甲苯 / 酯类混合溶剂溶解 ；同时，油度对光泽、刷涂性、流平性等施工性能亦有影响，弱极性结构含量高，光泽高、刷涂性、流平性好；(2) 表示醇酸树脂中柔性成分的含量, 因为长链脂肪酸残基是柔性链段, 而苯酐聚酯是刚性链段, 所以, OL 也就反映了树脂的玻璃化温度（T）, 或常说的“软硬程度”，g油度长时硬度较低，保光、保色性较差。

醇酸树脂的油度围见下表：油度长油度中油度短油度＜40油量/% ＞60 40～60＞35苯酐量/% ＜30 30～35例题：某醇酸树脂的配方如下：亚麻仁油：100.00g；氢氧化锂（酯交换催化剂）：0.400g；甘油（98％）：43.00g；苯酐（99.5％）：74.50g（其升华损耗约2％）。

计算所合成树脂的油度。

解：甘油的相对分子质量为92，固其投料的物质的量为：43×98％/92=0.458(mol) 含羟基的物质的量为：3×0.458＝1.374(mol)苯酐的相对分子质量为148，因为损耗2％，故其参加反应的物质的量为：74.50×99.5％×（1－2％）/148=0.491(mol)其官能度为2，故其可反应官能团数为：2×0.491＝0.982(mol)因此，体系中羟基过量，苯酐（即其醇解后生成的羧基）全部反应生成水量为：0.491×18＝8.835g生成树脂质量为：100.0＋43.00×98％＋74.5×（1－2％）－8.835＝205.945（g）所以油度＝100/205.945=49%第三节醇酸树脂的合成原料一、多元醇制造醇酸树脂的多元醇主要有丙三醇（甘油）、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、乙二醇、1，2－丙二醇、1，3－丙二醇等。

其羟基的个数称为该醇的官能度，丙三醇为3官能度醇，季戊四醇为四官能度醇。

根据醇羟基的位置，有伯羟基、仲羟基和叔羟基之分。

它们分别连在伯碳、仲碳和叔碳原子上。

羟基的活性顺序为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基 常见多元醇的物性见下表 ：单体名称 结构式相对分子质量 溶点(沸点) / ℃ 密度/(g/cm 3) 丙三醇（甘油） OH CH(OH)CH HOCH 22 92.09 18(290) 1.26 三羟甲基丙烷 3223OH)C(CH CH CH134.12 56～59（295） 1.1758 季戊四醇 42OH)C(CH136.15 189(260) 1.38 乙二醇 OH )HO(CH 22 62.07 -13.3(197.2) 1.12 二乙二醇 OH )O(CH )HO(CH 2222 106.12 -8.3(244.5) 1.118 丙二醇OH CH(OH)CH CH 2376.09-60(187.3)1.036用三羟甲基丙烷合成的醇酸树脂具有更好的抗水解性、抗氧化稳定性、耐碱性和热稳定性，与氨基树脂有良好的相容性。

此外还具有色泽鲜艳、保色力强、耐热及快干的优点。

乙二醇和二乙二醇主要同季戊四醇复合使用，以调节官能度，使聚合平稳，避免胶化。

二、 有机酸有机酸可以分为两类：一元酸和多元酸。

一元酸主要有：苯甲酸、松香酸以及脂肪酸（亚麻油酸、妥尔油酸、豆油酸、菜籽油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、脱水蓖麻油酸等）；多元酸包括：邻苯二甲酸酐（PA ）、间苯二甲酸(IPA)、对苯二甲酸(TPA)、顺丁烯二酸酐(MA)、己二酸(AA)、癸二酸(SE)、偏苯三酸酐（TMA ）等。

多元酸单体中以邻苯二甲酸酐最为常用，引入间苯二甲酸可以提高耐候性和耐化学品性，但其溶点高、活性低，用量不能太大；己二酸(AA)和癸二酸(SE)含有多亚甲基单元，可以用来平衡硬度、韧性及抗冲击性；偏苯三酸酐（TMA）的酐基打开后可以在大分子链上引入羧基，经中和可以实现树脂的水性化，用作合成水性醇酸树脂的水性单体。

一元酸主要用于脂肪酸法合成醇酸树脂，亚麻油酸、桐油酸等干性油脂肪酸感性较好，但易黄变、耐候性较差；豆油酸、脱水蓖麻油酸、菜籽油酸、妥尔油酸黄变较弱，应用较广泛；椰子油酸、蓖麻油酸不黄变，可用于室外用漆和浅色漆的生产。

苯甲酸可以提高耐水性，由于增加了苯环单元，可以改善涂膜的干性和硬度，但用量不能太多，否则涂膜变脆。

一些有机酸物性见下表：单体名称状态（25℃）相对分子质量溶点/℃酸值/（mgKOH/g）碘值苯酐（PA）固148.11 131 785 间苯二甲酸(IPA)固166.13 330 676 顺丁烯二酸酐(MA)固98.06 52.6(199.7) 1145 己二酸(AA)固146.14 152 768 癸二酸(SE) 固202．24 133偏苯三酸酐（TMA）固192 165 876.5 苯甲酸固122 122 460 松香酸固340 ＞70 165桐油酸固280 α-型48.5、β-型71180～220豆油酸液285 195～202 135 亚麻油酸液280 180～220脱水篦麻油酸液293 187～195138～143菜油酸液285 195～202 120～130妥尔油酸液310 180 105～130椰子油酸液208 263～275 9～11 篦麻油酸液310 175～185 85～93 二聚酸液566 190～198三、油脂油类有桐油、亚麻仁油、豆油、棉籽油、妥尔油、红花油、脱水蓖麻油、蓖麻油、椰子油等。

植物油是一种三脂肪酸甘油酯。

三个脂肪酸一般不同，可以是饱和酸、单烯酸、双烯酸或三烯酸，但是大部分天然油脂中的脂肪酸主要为十八碳酸，也可能含有少量月桂酸（十二碳酸）、豆蔻酸（十四碳酸）和软脂酸（十六碳酸）等饱和脂肪酸，脂肪酸受产地、气候甚至加工条件的重要影响。

重要的不饱和脂肪酸有：油酸（十八碳烯-9-酸）：COOH )CH(CH CH )(CH CH 72723==亚油酸（十八碳二烯-9，12-酸）：COOH )CH(CH CH CHCH CH )(CH CH 722423==== 亚麻酸（十八碳三烯-9,12,15-酸）：COOH )CH(CH CH CHCH CH CHCH CH CH CH 722223======桐油酸（十八碳三烯-9,11,13-酸）：COOH )CH(CH CHCH CHCH CH )(CH CH 72323======蓖麻油酸（12-羟基十八碳烯-9-酸）：COOH )CH(CH CH CH(OH)CH )(CH CH 722523==因此，构成油脂的脂肪酸非常复杂，植物油酸是各种饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的混合物。

油类一般根据其碘值将其分为：干性油、不干性油和半干性油。

干 性 油：碘值≥140，每个分子中双键数≥6个； 不干性油：碘值≤100，每个分子中双键数＜4个； 半干性油：碘值100—140，每个分子中双键数4～6个。

（1）油脂的质量指标①外观、气味：植物油一般为清澈透明的浅黄色或棕红色液体，无异味，其颜色色号小于5号。

若产生酸败，则有酸臭味，表示油品变质，不能使用。

②密度：油比水轻，大多数都在0.90～0.94 g/cm3之间。

③粘度：植物油的黏度相差不大。

但是桐油由于含有共轭三烯酸结构，黏度较高；篦麻油含羟基，氢键的作用使其黏度更高。

④酸价: 酸价用来测量油脂中游离酸的含量。

通常以消耗一克油中所含的酸，所需的氢氧化钾之量来计量。

合成醇酸树脂的精制油的酸价应小于5.0 mg KOH/g(油)。

⑤皂化值和酯值：皂化1g油中全部脂肪酸所需KOH的毫克数为皂化值；将皂化1g 油中化合脂肪酸所需KOH的毫克数称为酯值。

皂化值＝酸值＋酯值⑥不皂化物：皂化时，不能与KOH反应且不溶于水的物质。

主要是一些高级醇类、烃类等。

这些物质影响涂膜的硬度、耐水性。

⑦热析物：含有磷脂的油料（如豆油、亚麻油）中加入少量盐酸或甘油，可使其在高温下（240－280℃）凝聚析出。

⑧碘值：100g油能吸收碘的克数。