短油度水性醇酸树脂的合成工艺研究第23卷第1期材料开发与应用?45?文章编号:1003-1545(2008)01—0045-06短油度水性醇酸树脂的合成工艺研究王国建,赵彩霞,詹志伟(1.先进土木工程材料教育部重点实验室,上海2000922.同济大学材料科学与工程学院,上海200092)摘要:采用熔融聚合成盐法合成短油度水性醇酸树脂,考察了醇超量r,聚合阶段酸值和终点酸值,分子量及分布,偏苯三酸酐的加入量等对树脂水分散性及漆膜性能的影响.试验结果表明,醇超量r在25,聚合阶段酸值控制在20mgKOH/g,终点酸值在55～65mgKOH/g,偏苯三酸酐加入量为二元酸摩尔量的1/4～1/5范围时树脂综合性能较好.分子量及分布对树脂水分散性及漆膜性能影响较大,控制数均分子量在2500左右,分子量分布系数在12左右为宜.关键词:水性醇酸树脂;短油度;合成.中图分类号:TQ633.2文献标识码:A20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,水性涂料,粉末涂料,高固体分涂料以及辐射固化涂料成为新的发展趋势[1].其中水性涂料是以水为分散介质,具有无毒,无味,不燃,廉价,易于施工等特点[2],必将成为21世纪国内外涂料市场的主角J.醇酸树脂是最重要的涂料用树脂,其原料来源广泛,配方灵活,便于通过各种改性而赋予各种特性,几乎可以应用于所有类型涂料之中.醇酸树脂的另一优势是它基本不依赖于石油产品J,作为一种重要的战略物资,石油价格和供应量受国际形势的影响很大,因此,醇酸树脂具有得天独厚的价格优势,它的水性化具有重大意义.本文采用熔融聚合成盐法合成水性醇酸树脂,主要考察了醇超量r,聚合阶段酸值和终点酸值,分子量及分布,偏苯三酸酐的加入量等对树脂水分散性及漆膜性能的影响.1试验1.1原料蓖麻油:工业级,内蒙古通辽化工有限公司生产;邻苯二甲酸酐(PA):工业级,台湾南亚化工公司生产;三羟甲基丙烷(TMP):工业级,韩国进口;偏苯三酸酐(TMA):分析纯,Merck—Schu—chardt公司生产;对甲基苯磺酸:分析纯;顺丁烯二酸酐:分析纯;乙二醇丁醚:分析纯;三乙胺:分析纯,均为国药集团化学试剂有限公司生产;催干剂:工业级,上海涂料研究所生产.1.2试验过程按一定的配比将蓖麻油与三羟甲基丙烷投入装有氮气管,温度计,搅拌器和冷凝管的四口瓶中,在油浴中加热至180℃,反应1.5h.然后加入一定量的邻苯二甲酸酐,顺丁烯二酸酐和催化剂,并安装油水分离器,逐步升温至220~230℃,每隔1h测定体系酸值.待酸值合格后,降温至180℃,加入偏苯三酸酐,反应1.5h,测定酸值,计算中和剂的量.降温至100℃,撤去油水分离器和氮气,加入一定量的助溶剂和中和剂,反应0.5h后出料.按一定配比加入去离子水配制成醇酸树脂水分散液,密封保存.1.3性能测试固含量按GB1725—79《涂料固体含量测定法》规定的方法进行测定;粘度按GB/T10247—88《粘度测试方法》规定的方法用用旋转粘度计测定;漆膜制备按GB1727—92《漆膜一般制备法》规定的方法进行,在100℃下烘干成膜;漆膜耐水性测试按照GB/T1733—93《漆膜耐水性测定法》规定的方法进行;耐酸性按GB1763—79《漆膜耐化学试剂性测定法》规定的方法进行;漆膜附着力测试按照GB1720—89《漆膜附着力测定法》规定的方法进行;漆膜耐冲击性能测试按照收稿Et期:2007—08—17作者简介:王国建,男,1953年生,同济大学材料科学与工程学院副院长,博士生导师.?46?材料开发与应用2008年2月GB/T1732—93《漆膜耐冲击测定法》的规定进行;漆膜铅笔硬度测试按GB/T6739—1996《涂膜硬度铅笔测定法》规定的方法进行;漆膜摆杆硬度按GB/T1730—93《漆膜硬度测定法摆杆阻尼试验》使用双摆杆式阻尼计测定.2结果与讨论采用熔融聚合成盐法合成油度为40的短油度蓖麻油水性醇酸树脂,树脂清漆固含量在30～40范围,粘度在4.5Pa?S左右.反应历程如图1所示,主要分为醇解,聚合,羧基化及中和成盐4个步骤.2.2醇超量的确定醇超量r表示的是实际反应时多元醇的羟基对多元酸羧基过量的摩尔比,在醇酸树脂的配方2.1工艺过程选择CH2OHCH2—00CRRCOOCH2CH2OHllllHoCH2一C-CH2OH+H—O0CR——HoCH2一C-CH2OH+fH—O0CRllllC2HCH2—00CRC2HsCH2—00CR(1)醇解(A)00n(A)+nc—H000HC/\O+09HC//C00(B)C2HH2CCH2OOCH200Cc—H(2)聚合H00C㈣C~Hs)3N一一c—H().0C—OH2nH2OC00H(C)(3)羟基化0G—OH20...