水性醇酸树脂的合成方法及改性机理探讨
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丙烯酸改性水性醇酸树脂的合成及性能的研究汪鹏飞(佛山市高明同德化工有限公司水性研发部,广东鹤山 529700)[摘要]水性醇酸树脂存在硬度低、干燥慢等问题。
若使用丙烯酸链段对水性醇酸树脂进行改性,其产物以上性能将得到改善。
文章采用脂肪酸法合成中间体,经接枝丙烯酸改性得到水性醇酸树脂,并探究了不同丙烯酸单体用量及种类对树脂性能的影响。
[关键词]水性;醇酸树脂;丙烯酸改性[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2019)05-0065-01Synthesis and Properties of Waterborne Alkyd Resin Modified by Acrylic EsterWang Pengfei(Foshan Gaoming TOD Chemical Industry Co., Ltd., Heshan 529700, China)Abstract: Waterborne alkyd resin has the problems of low hardness, slowly dry speed. If the waterborne alkyd resin was modified by using acrylic resin, the properties of the product would be improved. In this paper, the waterborne alkyd resin was modified by acrylic resin that grafted with intermediate synthesized by fatty acid method. The influences of the amount and types of acrylic acid on the performance of resin were investigated.Keywords: water-based;alkyd resin;acrylic modified在涂料工业上大量使用的醇酸树脂为涂料行业的发展起到了极大的促进作用。
第22卷 第2期 吉 林 化 工 学 院 学 报Vol.22No.2 2005年4月JOURNAL OF J IL IN INSTITU TE OF CHEMICAL TECHNOLOGYApr. 2005收稿日期:2004-12-29作者简介:蔡 玲(1967-),女,湖南益阳人,湖南建材高等专科学校工程师,主要从事精细化学品分析方面的研究. 文章编号:100722853(2005)022*******改性水性醇酸树脂的合成及底漆的制备蔡 玲(湖南建材高等专科学校资源与环境工程系,湖南衡阳421008)摘要:研究了改性松香类水性醇酸树脂的合成及其底漆的配制,讨论了反应时间,反应温度对产物性能的影响.产物的耐热性表明,其具有良好的耐热性,用改性松香类水溶性醇酸树脂制备的底漆具有较好的性能.关 键 词:水溶性醇酸树脂;改性;涂膜性能;底漆中图分类号:TQ 633.2 文献标识码:A 为了满足排放、环境、生态、能源的要求,水性涂料得到了迅速发展[1].可用于水性涂料的成膜物有醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯和聚酯树脂等,其中醇酸树脂是我国发展最早、产量最大的合成树脂.但由于水性醇酸树脂存在光泽性差、耐热性差等缺点,应用受到了很大的限制.本文研究了应用丙烯海松酸、马来海松酸酰亚胺改性水性醇酸树脂来制备醇酸树脂底漆[2],可较大幅度降低成本,所制备的涂料具有较好的光泽性及耐热性,是一种环保工业底漆,具有较大的发展前景.1 实验部分1.1 原料丙烯海松酸(自制);马来海松酸酰亚胺(自制)[3];油酸;淡黄色液体;氧化铁红(进口);磷铬酸锌(国产);锶铬黄(进口);其余化学试剂均为市售分析纯.1.2 改性松香类水性醇酸树脂的制备将计量好的多元醇甘油、多元酸丙烯海松酸、马来海松酸酰亚胺与脂肪酸油酸及少量催化剂于四口烧瓶中,升温至170℃,开动搅拌,加入回流用二甲苯,继续升温至230~240℃保温脂化,每隔一定时间取样测酸值,到酸值降到90mg KOH/g 左右,停止加热,降温,真空抽除溶剂.当温度降至120℃时加入定量的丁醇,继续降温到50~60℃,加入氨水中和,调整p H 值至8.0左右.1.3 底漆的制备改性水性醇酸树脂底漆配方见表1表1 水性醇酸树脂底漆配方原料质量分数/%铁红15~20防锈颜料5~6填充料15~30水性醇酸树脂35~40助剂6~8去离子水20~25p H 中和剂4~4.5在一定量的去离子水中依次加入助剂,进行分散,然后加入p H 中和剂调至p H 值在8左右,分散0.5h 后,加入颜填料,搅拌均匀后,加入部分树脂,经高速搅拌分散后,将其经砂磨机研磨,当漆细度≤60/μm 时,把剩余的树脂和复合缓蚀剂加入漆中,搅拌均匀后,以去离子水调节粘度,制得的改性醇酸漆漆膜性能列于表2.表2 改性松香类水性醇酸底漆漆膜性能项目指标检测结果试验方法漆膜外观漆膜平整光滑漆膜平整光滑G B/1729-79粘度(涂-4杯,25±1℃)/s ≤5045G B/T6753.4-86续表2项目指标检测结果试验方法细度/μm≤6042G B/T6753.1-86附着力/级≤11G B/T9286-88干燥时间 表干/h≤1≤20(min )G B/T9273-88实干/h≤24≤18(h )G B/T9273-88耐盐水性≥96h 不起泡,不生锈合格G B/T9274-88耐盐雾性≥240h 不起泡,不生锈合格G B/T1865-80贮存稳定性12个月12个月2 结果与讨论2.1 反应温度对树脂分子质量分布的影响反应温度对产物分子量的影响见表3,由表3可看出,随着反应温度的提高,反应的程度逐步加深,产物的分子量逐步提高,但同时分散度也在逐步增加,产物分子质量分布也变宽,所以温度不能太高,一般控制在230~240℃范围内.表3 反应温度对产物分子质量分布的影响项目反应温度/℃230240250260数均分子量/Mn 1375189924032591相对分子量/Mr 3186508468118103分散度/d (mr/mn )2.322.67 2.833.132.2 反应时间对产物性能的影响酯化反应是在一定温度下进行的,在反应过程中定期地测定反应物的酸值与粘度来观察反应进行的情况.反应时间对产物粘度、酸值影响见图1.图1 反应时间对产物性能的影响由图1,产物酸值在反应初期急速下降,粘度增长缓慢,随着反应时间的延长,到了反应后期,粘度急剧上升而酸值趋于平稳,酸值与粘度的控制决定树脂合成的终点.而粘度更为重要,粘度到了立即停止加热,迅速降温,若酸值到了粘度还不合格,应继续反应.2.3 产物的耐热性分析对改性松香水性醇酸树脂进行热重分析,由于用马来海松酸酰亚胺进行改性,分子结构中含有大量的酰亚胺环结构,而该结构具有很强的刚性及耐热性,从而使所得的水溶性醇酸树脂具有较好的耐热性.见表4.表4 产物热重分析醇酸树脂质量/%100806040201510温度/℃583213644705575575542.4 颜填料的选择底漆要求具有一定的防锈功能,选用氧化铁红作为防锈颜料,氧化铁红化学性质比较稳定,耐热性好,对碱及电解质都有一定抵抗力,具有一定的着色力和遮盖力.磷铬酸锌是以磷酸锌、铬酸锌为主体的磷酸盐、铬酸盐的复合物,防锈性能优于锌铬黄,接近于锶铬黄.三聚磷酸铝、云母粉、氧化锌组成的复合材料系统具有优异的防锈性能,并在水性系统中贮存稳定.3 结 论(1)用丙烯酸海松酸、马来海松酸亚胺改性合成的改性松香类水溶性醇酸树脂,提高了树脂的光泽和耐热性.(2)在合成反应中,酯化反应的温度控制在230~240℃,反应时间由粘度和酸度控制,但主要由粘度决定.(3)用改性松香类水性醇酸树脂制备的底漆,是一种环保工业底漆,安全无毒,施工简便,且性能较好,具有较大的发展前景.(下转第16页)R esearch on analysis of remnant of GA3in vegetables by HPLCGE Ya2kun1,ZHAN G Yuan2xin2,HU Rui3,ZHOU Yan2ming3(1.Department of Chemical Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin City132022,China;2.Department of Automation,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin City132022,China;3.Analysis Center,Shenyang Agricultural U2 niversity,Shenyang110161,China)Abstract:Artificial G A3is widely used in rge amount usage and illogical employment would be harmful to human health.Developing an analysis technology of the remnants of G A3is very important. But there is no appropriate means to detect the remnant of G A3presently.In this thesis,G A3in vegetable is firstly detected by HPLC.G A3in vegetable is purified by both liquid phase extraction and solid phase ex2 traction.The best UVD wavelength to detect G A3is206.00nm.The composition of flowage phase is methyl alcohol:7.5mM formic acid=3:7.Many experiments have been done to detect the feasibility of this method.The results prove that this method is fast,credible,sensitive and accords with the request for de2 tection G A3remnant in vegetable.K ey w ords:HPLC;gibberellin;vegetable;method for remnant detection(上接第12页)参考文献:[1] 李朗.水性综合型带锈涂料[J].新型建筑材料,1998,(2):29-31.[2] 严瑞.水溶性高聚物在涂料中的应用[J].涂料工业,1999,(4):31-36.[3] 王树强.涂料工艺(第三分册)(增订本)[M].北京:化学工业出版社,1998.[4] 瞿金清,文秀芳.水溶性醇酸树脂涂料的进展[J].化学工业与工程,2001,(6):373-377.[5] 张锦麟,杨忠愚.涂料工艺[M].北京:化学工业出版社,1996.Synthesis of w ater2soluble alkyd resin by modif iedresin and preparation of priming paintCA I Ling(Department of S ources and Environmental Engineering,Hunan Building Materials College,Hengyang421008,China)Abstract:The synthesis of water2soluble alkyd resin by modified resin and preparation of priming paint were studied.The effects of reaction time and temperature on properties of products were discussed.It pos2 sesses good thermostability according to thermal analysis and the priming paint of water2soluble alkyd resin by modified resin has better properties.K ey w ords:water2soluble alkyd resin;modification;finished painting property;priming paint。
环氧改性水性醇酸树脂的研究进展赵庆玲;王锋;胡剑青;涂伟萍【摘要】Alkyd resin is a resin that has been largely produced and intensively applied in domestic market. Three typical methods of alkyd resin modified with epoxy were reviewed; physical blending modification, solvent epoxy modified alkyd resin and waterborne epoxy modified alkyd resin. Meanwhile, factors affecting the preparation of waterborne alkyd resin modified with epoxy and the film performance were discussed, such as types of epoxy resin, types, amount and oil length of mono fatty acid. Finally the application prospect of epoxy modified waterborne alkyd resin was described.%综述了目前国内产量较大,应用较广的环氧改性醇酸树脂常见的3种方法:物理共混改性、溶剂型环氧改性醇酸、环氧改性水性醇酸.同时介绍了影响环氧改性水性醇酸树脂制备及涂膜性能的多种因素,如环氧树脂的种类、一元脂肪酸种类与含量、油度等.最后对环氧改性水性醇酸树脂的应用前景进行了展望.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2012(042)003【总页数】3页(P78-80)【关键词】水性;环氧改性;醇酸树脂;研究进展【作者】赵庆玲;王锋;胡剑青;涂伟萍【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广州510640【正文语种】中文【中图分类】TQ323.4+3溶剂型醇酸树脂由于具有较好的快干性、耐水性、耐黄变和耐候性,可广泛用于汽车、家电、普通金属、家具等涂料制备中,是涂料用合成树脂中用量最大、用途最广的品种之一。
论 文 综 述5Overview of Thesises 6醇酸树脂水性化研究进展孙全楼 谢 晖 黄 莉(南京工业大学化工学院,江苏南京210009)摘 要 从水溶性和水乳液型两个方面综述了近10余a 来醇酸树脂的水性化研究进展,已有的研究结果表明,通过丙烯酸类单体或与其他不同类单体嵌段、接枝、无规则共聚,为合成具有特定功能水溶性醇酸树脂提供了巨大可能性的选择性。
并讨论了今后水性醇酸树脂的发展方向。
关键词 醇酸树脂 水化性 合成方法 进展 综述收稿日期:2006-12-12作者简介:孙全楼(1981~),男,硕士生;通讯联系人:谢 晖(1970~),男,博士,副研究员,从事生物质资源化学研究,E-mail:sqles tate@ho tmai Advance in the Study on Water -borne Modification of Alkyd ResinSun Quanlou Xie Hui Huang Li(College of Chemical Engineeing,Nanjing University of Technology,Jiangsu Nanjing 210009)Abstract The recent advances in water-soluble alkyd resin were reviewed in the paper:water soluble emulsion andwa ter thinable e mulsion.The water-soluble alkyd preared from Acrylic Monomers/random copolymer,block copolymergraft copolymer with other monomers were presented.It was shown that some advances in synthesizing water soluble alkyd were made in the last more than ten years,as well as the development trend of water-soluble alkyd resin,which emphasis on sta -bility and function.Keywords alkyd water-borne syntheis advance 自20世纪70年代以来,各工业发达国家致力于开发无污染、低能耗型涂料,从而为水性涂料的开发应用提供了广阔的市场。
丙烯酸酯改性醇酸树脂的方法采用丙烯酸酯(主要为甲基丙烯酸酯)改性醇酸树脂,可以大大提高醇酸树脂的干燥性、保色性、耐候性和柔韧性。
其改性方法可分为共聚法和酯化法。
1. 共聚法丙烯酸酯单体和苯乙烯类单体相同,同样能与含双键或共轭双键的醇酸树脂共聚。
共聚反应是在引发剂作用下,丙烯酸类单体与醇酸树脂中的双键结构按1,4或1,2进行自由基加成共聚反应。
其自由基共聚合首先是引发剂受热分解得到的活性自由基引发脂肪酸链上的双键打开进行加成聚合,继而实现链增长。
同时部分的丙烯酸类单体本身也进行自聚,形成丙烯酸酯类共聚物。
因此利用共聚法合成丙烯酸改性醇酸树脂时,需要同时考虑各类丙烯酸酯单体间的反应速率以及其与醇酸树脂进行接枝共聚的反应速率。
若反应过程中丙烯酸酯类共聚物生成速率过大,会影响接枝共聚速率,难以获得透明的树脂。
共聚法合成的丙烯酸改性醇酸树脂与未改性醇酸树脂相比,颜色较浅,不仅因为丙烯酸酯冲淡了醇酸树脂本身的颜色,而且丙烯酸酯与醇酸树脂的共聚减少了体系的不饱和程度。
改性树脂涂膜的耐水性、耐碱性、耐久性、耐候性、干率和硬度均有较大提高。
但共聚物体系中残留的未反应的丙烯酸酯单体,致使体系贮存稳定性变差。
另外,丙烯酸改性的醇酸树脂共聚物体系组分不均匀,共聚物体系由未改性的醇酸树脂、丙烯酸酯共聚物和丙烯酸改性醇酸树脂的接枝共聚物三者混合而成,导致树脂的耐溶剂性下降,重涂时易产生咬底,与其他树脂的相容性、对颜填料的润湿性都会受到一定影响。
现实生产中可以通过调整工艺和配方,改变引发剂种类,添加链转移剂等方法在一定程度上克服这些问题。
2. 酯化法酯化法是先制成相对分子质量较小的聚丙烯酸酯,它们含有羟基、羧基、环氧基,可以与醇酸树脂上的羧基或羟基进行酯化反应达到改性的目的。
(1)单甘油酯法:所谓单甘油酯法,即先合成含一定量羧基的相对分子质量低的丙烯酸预聚物,然后与单甘油酯反应,再加入二元羧酸进一步酯化而得到丙烯酸改性醇酸树脂。