醇酸树脂的聚合工艺-学习.ppt

1、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： 多元醇； 多元酸； 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。 结构式：,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

2、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物。,分子量 由于醇酸树脂的原材料中多元醇和多元酸都有一个以上的官能度，具有一定的反应活性，反应发生的随机性使得反应生成物的分子量不可能一致，得到的醇酸树脂是分子量不等的混合物。,北京红狮公司对长、中、短油度的醇酸树脂的数均分子量和重均分子量作了测量：,二、醇酸树脂的历史,1847年，用甘油与酒石酸反应生成树枝状的产品。 1853年制的樟脑酸甘油酯。 1856年制得丁二酸甘油酯和柠檬酸甘油酯。 1901年用邻苯二甲酸酐和甘油反应，获得一种硬而脆的树脂。 1910年制的

3、一种柔韧性和溶解性好的树脂产物。 1927年利用干性油脂肪酸进行改性，也实现了工业化生产。,三、醇酸树脂的分类,1、 按改性用脂肪酸或油的干性分： （1）干性油醇酸树脂： 用干性油、半干性油或脂肪酸改性制成的醇酸树脂，涂成薄膜后能直接在室温与氧存在之下转化成连续的固体薄膜。,（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）。,（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 。,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

4、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,五、醇酸树脂的合成原料,丙三醇（甘油）、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇等。 邻苯二甲酸酐（PA）、间苯二甲酸(IPA)、对苯二甲酸(TPA) 等。 桐油、亚麻仁油、豆油、棉籽油、红花油、椰子油等。 氢氧化锂 、氧化铝、黄丹,多元醇,多元酸,脂肪酸,催化剂,丙三醇和邻苯二甲酸酐,丙三醇 丙三

5、醇俗称甘油，是无色具有甜味的粘稠液体。 甘油以酯的形式广泛存在于自然界中，最早是由油脂水解而得，近代工业以石油热裂解气的丙烯为原料，用氯丙烯法（氯化法）和丙烯氧化法（氧化法）制备。,聚合原理：缩聚,实施方法： 熔融法、溶液法,操作过程：间歇式,六、醇酸树脂的合成方法,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）熔融法,醇解法与溶液法的优点,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

6、、加速酯化速度。,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 。,反应原理,1、醇解 将油脂醇解为不完全的脂肪酸甘油酯， 不完全的脂肪酸甘油酯是一种混和物，其中含有单酯、双酯和没有反应的甘油及油脂。,2、酯化 醇解后 ，加入多元酸进行酯化反应。,流程图,醇解法溶剂法生产醇酸树脂的工艺流程简图,八、例子：短油度椰子油醇酸树脂,配方,操作过程,、将精制椰子油和甘油投入反应釜内，升温到120，加入黄丹，继续升温到240，保持到测试时1：3甲醇呈清澈透明(即在250C，1ml醇解油中加入5m

7、l无水甲醇体系仍透明)。 降温到200，加入邻苯二甲酸酐 降温到180，加入二甲苯，再升温到1955，在该温度保持到酸度值以下即可。 到达终点后，用二氧化碳压入稀释釜，在稀释釜中预先放好溶剂二甲苯。搅拌均匀后，过滤，包装。,九、醇酸树脂聚合主要设备,聚合釜,它的结构：釜体、 封头、夹套、 搅拌器等。,聚合釜的特点： 1、结构简单、加工方便，传质、转热效率高，温度分布均匀。 2、操作灵活性大，便于控制和改变反应条件。 3适合小批量、多品种生产。,十、醇酸树脂的应用,醇酸树脂主要用作涂料、油漆，在金属防护、家具、车辆、建筑等方面有广泛应用，也可用作漆包线的绝缘层，制成油墨大量应用于印刷工业，此外也用于制造模压塑料。,醇酸树脂作为涂料应用约占95， 它是所有涂料树脂中使用最广的一种。 其余5%作为胶黏剂、增韧剂、油墨和模塑料,十一、实例 -涂料-醇酸调和清漆,1、配方：,2、流程简图,醇酸树脂 催干剂、溶剂,调漆,过滤,包装,成品,醇酸树脂 催干剂、溶剂,十二、醇酸树脂生产情况,参考文献,1 仓理主编.涂料工艺.北京：化学工业出版社，2005 2 汪多仁编.现代高分子材料生产及应用手册. 中国石化出版社，2002:250252 3 化工百科全书编辑部编.树脂与塑料（上）.北京：化学工业出版社，2002 4 杨鸣渡,康志五主编.