醇酸树脂应用课件.ppt
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1、关于醇酸树脂应用关于醇酸树脂应用现在学习的是第1页,共45页第二节第二节第二节第二节 与聚酯、醇酸树脂制造有关的化学反应与聚酯、醇酸树脂制造有关的化学反应与聚酯、醇酸树脂制造有关的化学反应与聚酯、醇酸树脂制造有关的化学反应酯化反应酯化反应 醇中羟基的氢原子与酸中羧基的氢氧基团缩合,生成醇中羟基的氢原子与酸中羧基的氢氧基团缩合,生成水与酯,通常是醇与酸混合在一起加热而发生的。水与酯,通常是醇与酸混合在一起加热而发生的。为使反应为使反应应把反应时生成的水引出。应把反应时生成的水引出。现在学习的是第2页,共45页醇解反应醇解反应 油类与醇共热,因有过多的羟基存在,将产生羟基的重油类与醇共热,因有过多
2、的羟基存在,将产生羟基的重新分配现象。新分配现象。油类也可用多元醇醇解(甘油、季戊四醇)。油类也可用多元醇醇解(甘油、季戊四醇)。现在学习的是第3页,共45页酸解反应 油类与有机酸共热,因有过多的羧基存在产生羧基的重新分配现象,这种反应在实际生产中用的不多,只有用间苯二甲酸时才采用。现在学习的是第4页,共45页四、酯与酯的交换反应 不同酯的相互作用,则发生酸与醇的重新组合。五、醚化反应 两个羟基缩合,脱出一个水分子,使原来两个羟基的化合物以醚链连接起来。在醇酸树脂制造中,反应温度为200250,并有酸碱存在,醚化反应才能发生。现在学习的是第5页,共45页六不饱和脂肪酸的加成反应六不饱和脂肪酸的
3、加成反应 干性油含有不饱和脂肪酸具有不饱和双键,在醇酸树脂的制干性油含有不饱和脂肪酸具有不饱和双键,在醇酸树脂的制造过程中,由于受热而发生加成反应造过程中,由于受热而发生加成反应 二聚反应。二聚反应。现在学习的是第6页,共45页第二节第二节第二节第二节 聚酯树脂聚酯树脂聚酯树脂聚酯树脂 聚酯树脂是单纯由多元酸和多元醇缩合而成的。而醇聚酯树脂是单纯由多元酸和多元醇缩合而成的。而醇酸树脂则是由多元酸、多元醇和油类(脂肪酸)酯化生成酸树脂则是由多元酸、多元醇和油类(脂肪酸)酯化生成的。可以说,醇酸树脂是改性了的聚酯。的。可以说,醇酸树脂是改性了的聚酯。“官能度官能度”一个有机化合物分子上能起化学反应
4、的活性基一个有机化合物分子上能起化学反应的活性基团的数目,如醇的羟基,酸的羧基。团的数目,如醇的羟基,酸的羧基。甘油甘油官能度为官能度为3 3,季戊四醇,季戊四醇44,间苯二甲酸有两,间苯二甲酸有两个羧基个羧基官能度为官能度为2 2。一、生成聚酯树脂的反应一、生成聚酯树脂的反应 生产上一般由二元酸和二元醇进行酯化反应:生产上一般由二元酸和二元醇进行酯化反应:现在学习的是第7页,共45页HOOC-CHHOOC-CH2 2-CH-CH2 2-COOH-COOH+HO-CHHO-CH2 2-OH-OHHOHOOC-CHOC-CH2 2-CH-CH2 2-COO-CH-COO-CH2 2-CHCH2
5、2-OHOH+H+H2 2OO 反应产物有两个羟基反应产物有两个羟基 ,官能度为,官能度为2 2,还能继续反应,反应后的生成,还能继续反应,反应后的生成物仍有两个羟基,还能继续反应物仍有两个羟基,还能继续反应。HOHOOC-CHOC-CH2 2-CH-CH2 2-COO-CH-COO-CH2 2-CH-CH2 2-OH-OH+HOHOOC-CHOC-CH2 2-CH-CH2 2-COO-CH-COO-CH2 2-CHCH2 2-OH-OHHOHOOC-CHOC-CH2 2-CH-CH2 2-COO-CH-COO-CH2 2-CH-CH2 2-OOC-CH-OOC-CH2 2-CH-CH2 2-
6、COO-CH-COO-CH2 2-CHCH2 2-OHOH+H+H2 2OO 从理论上讲生成物从理论上讲生成物(树脂树脂)的分子量可以无穷大,但实际上是的分子量可以无穷大,但实际上是不可能的。原因是随分子量的增大,官能团的活性越来越低,不可能的。原因是随分子量的增大,官能团的活性越来越低,最后形成最后形成HOHOOHOH这样的结构。这样的结构。现在学习的是第8页,共45页二、聚酯树脂的固化二、聚酯树脂的固化 工业上合成的聚酯树脂根据原料的不工业上合成的聚酯树脂根据原料的不 同,种类相当多,但同,种类相当多,但它们几乎都是粘稠透明的液体,需要用固化剂与之发生交联反它们几乎都是粘稠透明的液体,需要
7、用固化剂与之发生交联反应才能形成有用的涂膜。应才能形成有用的涂膜。常用的固化剂有常用的固化剂有 1 1 氨基树脂氨基树脂-脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂。固化温度脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂。固化温度120-130120-130,用量为聚酯树脂的,用量为聚酯树脂的25-30%25-30%。用脲醛固化的树脂,固化速度快,。用脲醛固化的树脂,固化速度快,涂膜的机械性能好;用三聚氰胺固化的树脂,涂膜的耐候性好,涂膜的机械性能好;用三聚氰胺固化的树脂,涂膜的耐候性好,适合于作面漆。适合于作面漆。2 2 异氰酸酯。由于异氰酸酯基异氰酸酯。由于异氰酸酯基-N=C=O-N=C=O在室温下就可以与在室温下就可以与O
8、HOH发发生交联反应,所以这是一种常温下的固化剂。常用的有甲苯二生交联反应,所以这是一种常温下的固化剂。常用的有甲苯二异氰酸酯异氰酸酯(TDI)(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)(HDI)、异佛尔酮二异氰酸、异佛尔酮二异氰酸酯酯(IPDI)(IPDI)。用量聚酯。用量聚酯/异氰酸酯在异氰酸酯在1.051.05:11.311.3:1 1。涂膜硬而有柔韧。涂膜硬而有柔韧性、耐化学品、耐磨。性、耐化学品、耐磨。3 3 环氧树脂。环氧树脂中的环氧基与聚酯中的羟基发生交联反应形环氧树脂。环氧树脂中的环氧基与聚酯中的羟基发生交联反应形成附着力强、耐蚀性好的涂膜。多用于制作粉末涂料
9、。成附着力强、耐蚀性好的涂膜。多用于制作粉末涂料。现在学习的是第9页,共45页第三节第三节第三节第三节 不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂一原料一原料1 1二元醇或多元醇二元醇或多元醇 三、应用三、应用 聚酯树脂多用于巻材、罐头、汽车涂料、工业防腐涂料、包聚酯树脂多用于巻材、罐头、汽车涂料、工业防腐涂料、包装涂料、家俱涂料以及印刷油墨。装涂料、家俱涂料以及印刷油墨。现在学习的是第10页,共45页2 2不饱和二元酸不饱和二元酸 顺丁烯二酸酐(马来酸酐)、富马酸顺丁烯二酸酐(马来酸酐)、富马酸 、反丁烯二酸酐、氯、反丁烯二酸酐、氯化马来酸、衣康酸、拧康酸等。化马来酸、衣康酸、
10、拧康酸等。3 3饱和二元酸饱和二元酸 邻苯酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、癸二酸、邻苯酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、癸二酸、四氯苯酐、氢化苯酐等。四氯苯酐、氢化苯酐等。现在学习的是第11页,共45页4 4交联剂交联剂 作用:作用:固化时能与树脂分子键交联成体形结构大分子。固化时能与树脂分子键交联成体形结构大分子。稀释剂稀释剂 苯乙烯苯乙烯粘度低,与树脂和各种辅助组分有很好的相容性,粘度低,与树脂和各种辅助组分有很好的相容性,能形成均匀的共聚物,成本低。能形成均匀的共聚物,成本低。甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯透明玻璃钢制品。透明玻璃钢制品。邻苯二甲酸二烯丙酯邻苯二甲酸二烯丙酯耐热性、电
11、绝缘性好、尺寸稳定。耐热性、电绝缘性好、尺寸稳定。5 5阻聚剂:阻聚剂:吸收和消耗系统中的自由基。避免树脂与苯乙烯混合时产生凝吸收和消耗系统中的自由基。避免树脂与苯乙烯混合时产生凝胶,同时延长产品的贮存期。胶,同时延长产品的贮存期。对苯二酚,用量一般为树脂用量的对苯二酚,用量一般为树脂用量的0.5/10000.5/10005/100005/10000。现在学习的是第12页,共45页二不饱和聚酯树脂的合成二不饱和聚酯树脂的合成1 1通用型不饱和聚酯的配方及反应式通用型不饱和聚酯的配方及反应式成分成分:g mol:g mol丙二醇丙二醇 167.4g 2.2167.4g 2.2顺酐顺酐 98.16
12、g 1.098.16g 1.0苯酐苯酐 148.11g 1.0148.11g 1.0理论缩水量理论缩水量 -36.4g-36.4g聚酯产量聚酯产量 377.53g 64.5%377.53g 64.5%苯乙烯苯乙烯 208.28g 35.5%208.28g 35.5%2 2工艺操作工艺操作 a a 按配方投入各种原料,加热升温至按配方投入各种原料,加热升温至100100后开动搅拌器,通入后开动搅拌器,通入NN2 2。b b液温升至液温升至150150160160时,酯化反应开始。分馏柱柱温上升,时,酯化反应开始。分馏柱柱温上升,保温反应半小时,柱温控制在保温反应半小时,柱温控制在103103以下
13、。以下。现在学习的是第13页,共45页 c c 继续升温至继续升温至195195+5 5,保温反应,直至酸值达到要求(,保温反应,直至酸值达到要求(7575以以下),缩水量达到理论值的下),缩水量达到理论值的2/32/33/43/4以上时,可以减压蒸馏,迫以上时,可以减压蒸馏,迫使水分蒸出。使水分蒸出。d d 当酸值降至当酸值降至5050附近时,反应基本完成,停止抽真空。附近时,反应基本完成,停止抽真空。e e树脂降温至树脂降温至130130左右时,与苯乙烯混溶稀释釜的温度应左右时,与苯乙烯混溶稀释釜的温度应控制在控制在9595以下,但不要低于以下,但不要低于7070。三品种三品种1 1通用型
14、通用型 191191、196196、189189、306306、307 307 邻苯型邻苯型2 2中等耐蚀型中等耐蚀型 197 197 间苯型间苯型3 3双酚双酚A A型型 33013301、3233234 4乙烯基酯型乙烯基酯型 W2-1W2-1、MFE-2MFE-2、32003200现在学习的是第14页,共45页四不饱和聚酯树脂的固化四不饱和聚酯树脂的固化1 1引发剂引发剂引发树脂中自由基的交联。引发树脂中自由基的交联。常用引发剂:常用引发剂:号引发剂号引发剂 过氧化环己酮、过氧化甲乙酮。过氧化环己酮、过氧化甲乙酮。号引发剂号引发剂 过氧化苯甲酰过氧化苯甲酰2 2促进剂促进剂加快引发剂的交
15、联速度。加快引发剂的交联速度。号促进剂号促进剂 环烷酸钴环烷酸钴 号促进剂号促进剂叔胺类叔胺类 NN,N-N-二甲基对甲苯胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺等。二甲基对甲苯胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺等。现在学习的是第15页,共45页第四节第四节第四节第四节 醇酸树脂醇酸树脂醇酸树脂醇酸树脂一醇酸树脂的分类一醇酸树脂的分类 干性油醇酸树脂干性油醇酸树脂桐油、亚麻油、豆油、红花油桐油、亚麻油、豆油、红花油按性能按性能 不干性油醇酸树脂不干性油醇酸树脂椰子油、蓖麻油等椰子油、蓖麻油等 短油度油量短油度油量 353545%45%按含油多少按含油多少 中油度油量中油度油量 404060%60%长油度油量长油度油
16、量 606070%70%油度(油度(%)=100=100二醇酸树脂配方的计算二醇酸树脂配方的计算1 1需要注意的问题需要注意的问题 多元醇、多元酸、脂肪酸之间的比例。多元醇、多元酸、脂肪酸之间的比例。现在学习的是第16页,共45页粘度、酸值。粘度、酸值。溶剂法溶剂法 脂肪酸法脂肪酸法制造方法,工艺上分为制造方法,工艺上分为 从原料上分从原料上分 熔融法熔融法 醇解法醇解法 思路:在实际计算时可按需要通过油度来计算各成分的量,思路:在实际计算时可按需要通过油度来计算各成分的量,再通过再通过K K值分析(注意制造方法),然后进行试验,找出酸值与粘度的值分析(注意制造方法),然后进行试验,找出酸值与
17、粘度的关系,再修订配方,如果发现胶化过早可增加过量的多元醇;如果酸值关系,再修订配方,如果发现胶化过早可增加过量的多元醇;如果酸值小,粘度很低,则减少过量的多元醇,再经过试验,再进行修订,反复小,粘度很低,则减少过量的多元醇,再经过试验,再进行修订,反复几次,最后得到一个比较理想的配方。几次,最后得到一个比较理想的配方。现在学习的是第17页,共45页2 2计算举例计算举例 例例1 1计算一个豆油醇酸树脂的配方,它由苯二甲酸酐、工业季戊四醇计算一个豆油醇酸树脂的配方,它由苯二甲酸酐、工业季戊四醇及豆油制成,油度为及豆油制成,油度为62.5%62.5%,苯二甲酸酐的当量值,苯二甲酸酐的当量值747
18、4,季戊四醇当,季戊四醇当量值量值35.435.4,豆油当量值为,豆油当量值为293293。解解通过查表多元醇的过量数为通过查表多元醇的过量数为10%10%。现在学习的是第18页,共45页成分成分用量用量(kg)(kg)e eA Ae eB Bm m0 0占占树树脂成分脂成分(%)(%)豆油豆油346.5346.51.1831.1831.1831.18362.562.5甘油甘油(油内油内)1.1831.1830.3940.394季戊四醇季戊四醇77.977.92.202.200.5500.55014.0514.05苯二甲酸苯二甲酸酐酐148.0148.02.002.001.001.0026.7
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