短油度水性醇酸树脂的合成工艺研究

短油度水性醇酸树脂的合成工艺研究内容摘要：

水分散性 , 但加入量太大 ,容易因体系黏度增大而发生凝胶 . 一 般为二元酸总摩尔量的 8为宜 . 醇酸树脂的聚合过程遵循逐步聚合的原理 , 分子量随反应程度的增加而增加 .图 2表示的是 聚合过程中体系酸值及反应程度随反应时间的变 化情况 ,其中 : 反应程度 P 一丝堕嘉 (2) 反应时间 /min 图 2酯化酸值及反应程度随时问变化情况 可以看出 ,反应初期酸值下降较快 ,这一阶段 以脂肪酸单甘油酯或脂肪酸二甘油酯与酸酐小分 子之间 缩合生成大分子的反应为主 .之后酸值下 降逐渐平缓 ,反应程度逐渐变大 ,分子量增加 ,体 系粘度变大 ,主要是生成的大分子之间的聚酯化 反应。 如果酸值继续下降至 10 以下 ,很容易出现 凝胶 . 控制聚合阶段酸值分别为 40,30,25,20和 15mgKOH/g左右 ,考察其对树脂性能的影响 , 结果见表 2和图 3. ? 48?材料开发与应用 2020 年 2月 在水性醇酸树脂的研究中 ,树脂的水分散性 与漆膜性能要求经常是相互矛盾的 ,两者很难同 时达到最优 ,需权衡 考虑 . 从表 2可以看出 ,聚合阶段酸值越高 ,树脂的 水分散性越好 .这是由于酸值高的树脂 ,反应程 度较小 ,分子量小 ,同时主链上分布的亲水性基团 较多 ,水分散性好 .样品 M4O 水分散性最好 ,可 以与水任意比例混合而始终透明 .样品 M15由 于分子量较大 ,水分散性很差 ,通过显微镜观察发 现其水分散液中有大量聚集颗粒 .水分散性好的 a)Ml40 树脂则颗粒分散均匀 ,粒径较小 .同时说明醇酸 树脂的水分散液并不是水的真溶液 ,而是在亲水 基团的作用下 ,以细小的颗粒分散于水中 . 此外 ,分子量分布系数对树脂 的水分散性也 有较大影响 ,一般来讲 ,较宽的分子量分布有利于 提高水分散性 ,这是因为小分子量的物质可以起 到助溶剂的作用 .然而分子量分布过宽 ,树脂反 而水分散性变差 ,如 M3O 样品的水分散液不再 透明 ,成为白色乳液 . b)Ml30 d)M120e)Ml15 图 3醇酸树脂显微镜照片 100 从表 3可以看出 ,聚合阶段酸值越低 ,树脂反 应程度越大 ,分子量增加 ,漆膜硬度增加 ,附着力 , 耐水耐酸性也有所提高 .当酸值降到 15 以下时 , 树脂分子量很高 ,漆膜柔韧性会有所下降 ,表现为 抗冲击性不合格 ,有 细微裂纹。 并且由于体系粘度 较大 ,出现局部反应不均匀导致分子量分布出现 双峰 . 从综合性能考虑 ,认为聚合阶段酸值在 20 mgKOH/g左右 ,分子量在 2500 左右 ,分子量分 布系数在 12 左右 ,可以得到性能较好的水性醇酸 树脂 . 水性单体的作用就是 在醇酸树脂的结构中引 人羧基 ,氨基等亲水性基团 ,提高树脂的水分散 第 23 卷第 1期王国建等 :短油度水性醇酸树脂的合成工艺研究 ?49? Ml4O Ml30 Ml25 Ml2O M115 表面光滑 少量气泡 表面光滑 少量气泡 表面光滑 有气泡 表面光滑 少量针孔 大量针孔 合格漆落 HB..ssz严重发白 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 微裂纹 稍微发白 通过 通 过 略微发白 有锈点 性 .最常用的是通过使用偏苯三酸酐改性得到水 分散性醇酸树脂 ,利用树脂分子上的羟基与酸酐 反应 .偏苯三酸酐有 3个羧基 ,其中两个羧基形 成酐与苯酐相似 ,第 3个羧基与间苯二甲酸的第 2个羧基相似 .偏苯三酸酐酯化反应速率比间 , 对苯二甲酸快 ,介于苯酐与顺。