醇酸树脂漆配方分析

1、背景

    以多元醇、多元酸和干性植物油制成的醇酸树脂为主要成膜物质的一类涂料称为醇酸树脂漆。改变原料结构和油度，以及与不同树脂并用，可在很大的范围内制出各种具有不同特点树脂。由于合成技术成熟、原料易得、树脂涂膜综合性能好，醇酸树脂已成为合成树脂中用量最大，用途最广泛的品种之一。醇酸树脂可与其他树脂配成多种不同性能的自干或烘干磁漆、底漆、画漆和清漆，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。醇酸树脂漆具有以下特点，醇酸树脂涂料干燥后形成高度网状结构，不易老化，具有耐候性好，光泽持久，漆膜附着力好，柔韧坚牢，耐摩擦特点。醇酸树脂漆膜抗矿物油、醇类溶剂，烘烤后的漆膜耐水性、绝缘性、耐油性等大为提高，且施工方便。但是醇酸树脂漆在使用过程中也存在一些问题，如它干结成膜快，但是完全干燥时间长。醇酸树脂涂料虽不是油脂漆，但基本上还未脱离脂肪酸衍生物的范围，对防湿热、防霉菌和防盐雾等三防还不能完全得到保证。

2、醇酸树脂漆的原料

　　醇酸树脂是由脂肪酸（或其相应的植物油）、二元酸及多元醇通过酯化作用缩聚而成的树脂，也可称为聚酯树脂。生产醇酸树脂常用的多元醇有甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷等；常用的二元酸有邻苯二甲酸酐（即苯酐）、间苯二甲酸等；脂肪酸可用合成脂肪酸、松香酸等，或植物油如桐油、亚麻油等。

2.1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。分子中羟基的个数称为该醇的官能度，丙三醇为三官能度醇，季戊四醇为四官能度。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。用三羟基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。

2.2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，但其熔点高，活性低，用量不能太大。己二酸和癸二酸含有多亚甲基单元，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，否则涂膜容易变脆。

2.3脂肪酸

   主要有：桐油、亚麻油酸、脱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。
   醇酸树脂中各组分配比对性质影响很大。

2.4催化剂

　　　若使用醇解法合成醇酸树脂，醇解时需使用催化剂。常用的催化剂为氧化铅和氢氧化锂（LiOH）。由于环保问题，氧化铅被禁用。醇解催化剂可以加快醇解进程，且使合成的树脂清澈透明。其用量一般占油量的0.02%。聚酯化反应也可以加入催化剂，主要是有机锡类。如二月桂酸二丁基锡、二正丁基氧化锡等。

2.5催干剂

   干性油或干性脂肪酸的干燥过程是氧化交联的过程，该反应由过氧化氢键开始，属连锁反应机理。反应可以自发进行，但速率很慢，需要数天才能形成涂膜，其中过氧化氢物的均裂为速率控制步骤。加入催干剂（或干料）可以促进这一反应，催干剂是醇酸涂料的主要助剂，其作用是加速漆膜的氧化、聚合、干燥，打到您快干的目的。通常催干剂又可再细分为两类。
2.5.1主催干剂
　　也称为表干剂或面干剂，主要是钴、锰、钒和铈的环烷酸盐，以钴、锰最常用，用量以金属计为油量的0.02%-0.2%。其催干机理是与过氧化氢构成一个氧化-还原系统，可以降低过氧化氢分解的活化能。同时钴盐也有助于体系吸氧和过氧化氢物的形成。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。
2.5.2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、铅、锆、锌、钡和锶的环烷酸盐。助催干剂用量较高，其用量以金属计为油量的0.5%左右。

3、醇酸树脂漆参考配方（仅供参考）

参考配方一                                                                                                   

    参考配方二

    油度62%豆油季戊四醇树脂的配方：
                                                                                   

    二甲苯回流用溶剂，反应结束后溶解于156.7g200号溶剂油中即得成品。