楊堯松(空軍上海房地產(chǎn)管理處，上海 200438)

醇酸樹脂屬于合成樹脂，通常用作生產(chǎn)涂料，實(shí)際使用中體現(xiàn)出：高性能、低成本等優(yōu)點(diǎn)，將山梨醇應(yīng)用于樹脂合成中，能夠發(fā)揮優(yōu)良功效。

1 醇酸樹脂合成和山梨醇理論

目前，醇酸樹脂的合成方法有很多種，例如：脂肪酸和醇解法，其原理為采用催化劑，用于合成醇酸樹脂所生成的油脂，這一過程中可以借助多種方法，例如：脂肪酸法，而且要同其他原料配合使用，對應(yīng)出現(xiàn)單鍋反應(yīng)，這樣才能減少醇酸樹脂內(nèi)部水分，保持其干燥整潔。

1.1 實(shí)驗(yàn)原料原理：

（1）原料：山梨醇、催化劑、二甲苯、汽油、大豆油脂肪酸、順丁烯二酸酐。

（2）原理：酸分子內(nèi)部含有-OH，其上方的H-和酸分子內(nèi)的-OH的氫氧基團(tuán)通過縮合反應(yīng)，最終形成水、酯。整個(gè)過程伴隨著化學(xué)性的反應(yīng)變化。反應(yīng)微觀圖如下：

圖1：酯化反應(yīng)原理圖

（3）合成原料類型：

醇酸樹脂的合成原料類型以及對應(yīng)的質(zhì)量百分比統(tǒng)計(jì)如下表：

表1：合成原料與質(zhì)量比

1.2 實(shí)驗(yàn)過程：

（1）按照規(guī)定的質(zhì)量百分比添加鄰苯二甲酸酐，山梨醇、催化劑等，而且要徹底地?cái)嚢?，要提升溫度，達(dá)到170度，而且要保溫半個(gè)小時(shí)，在此基礎(chǔ)上升溫達(dá)到180度，再保溫1h,繼續(xù)升高溫度達(dá)到210度，當(dāng)反應(yīng)下降到10mgKOH/g酸值，則要實(shí)施降溫處理。

（2）降低溫度達(dá)到120度，并將剩余的大豆油脂肪酸添加其中，使其接連反應(yīng)半個(gè)小時(shí)，升高溫度到200度，繼續(xù)促進(jìn)其反應(yīng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其酸值小于10mgKOH/g,粘度達(dá)到10s.檢查溶液年度與酸值，達(dá)到一定數(shù)值后，對其進(jìn)行降溫處理，同時(shí)添加200#汽油，對其實(shí)施攪拌、過濾。

（3）樹脂合格標(biāo)準(zhǔn)：外觀呈現(xiàn)無色透明，內(nèi)部不含雜質(zhì)，顏色一般鐵鈷比色，粘度則要達(dá)到150s～400s/25攝氏度，細(xì)度在20um以下，酸堿值通常小于10mgKOH/g.

（4）制漆原料類型與配比，具體如下表2：

表2：制漆原材料與質(zhì)量比

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論：

2.1 山梨醇的作用

山梨醇屬于醇類物質(zhì)，擁有六個(gè)-OH直鏈多元醇，有著自身的分子結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)脫水可以生成失水化合物，會形成不同類型的山梨醇，例如：1,4脫水山梨醇，具體形成哪一類山梨醇，關(guān)鍵看是幾個(gè)分子脫水。

2.2 順丁烯二酸酐

此物質(zhì)因?yàn)閮?nèi)含一個(gè)不飽和雙鍵，能夠?qū)崿F(xiàn)酯化反應(yīng)，也能達(dá)到同不飽和脂肪酸的加成反應(yīng)，以此來優(yōu)化醇酸樹脂，保持良好色澤，而且反應(yīng)較快，也能提升漆膜強(qiáng)度，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究得出：此物的添加會對醇酸樹脂帶來一定影響，而且會因?yàn)樘砑恿康拇笮《鴰聿煌绊?，例如：添加量?.1%時(shí)，醇酸樹脂年度達(dá)到150，酸值為6.5/mgKOH/g,硬度達(dá)到0.30，相反，當(dāng)添加量為0.6%時(shí)，最后酸值達(dá)到15/mgKOH/g,硬度達(dá)到0.38。

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠得出：順丁烯二酸酐將極大地影響醇酸樹脂的粘度、色澤、硬度以及酸值等，經(jīng)過多重對比、試驗(yàn)數(shù)據(jù)對照，決定采用0.2%的用量能夠優(yōu)化樹脂色澤，如果為了達(dá)到理想的酸值和粘度，則應(yīng)該選擇0.4%。

2.3 催化劑

催化劑是試驗(yàn)過程中促進(jìn)反應(yīng)的物質(zhì)，一般不視為反應(yīng)物，能夠提高酯化反應(yīng)效率，控制反應(yīng)時(shí)間，因?yàn)槟┒说?-2個(gè)山梨醇-OH反應(yīng)活性更弱，對此則要控制好催化劑的使用量，這樣才能既保持色澤，又確保反應(yīng)質(zhì)量。

2.4 合成過程：

根據(jù)相關(guān)理論，可以忽視反應(yīng)原料的添加順序，然而，因?yàn)轷ソ粨Q的原則，相同配方下最終能夠獲得相對平衡的產(chǎn)物，然而，實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一結(jié)論并不準(zhǔn)確。脂肪酸的俊基、多元醇各個(gè)部位的-OH等都有著各自的反應(yīng)活性，同時(shí)會逐漸形成酯結(jié)構(gòu)彼此間的置換，由此得出：在反應(yīng)過程中還是要注意各自反應(yīng)原料的添加順序，能夠影響反應(yīng)效率。

傳統(tǒng)的反應(yīng)試驗(yàn)多數(shù)是不分先后順序，讓各類反應(yīng)原料一股腦地添加其中進(jìn)行反應(yīng)，這樣不僅影響了反應(yīng)速度，樹脂粘度難以達(dá)標(biāo)，威脅到制漆的性質(zhì)與功能，必須采用科學(xué)的反應(yīng)方法。

現(xiàn)階段，研究出了全新的反應(yīng)方法：先把多元醇、鄰苯二甲酸酐、脂肪酸等進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到低酸值，形成鏈狀物。然后，添加余下的脂肪酸，經(jīng)過反應(yīng)生成低酸值樹脂，這樣形成的反應(yīng)物才能達(dá)到理想的年度、色澤。

同時(shí)，大豆油脂肪酸作為一種反應(yīng)原料，實(shí)際實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，也將對醇酸樹脂的合成帶來一定的影響，特別影響其性能，具體如下圖所示：

3 結(jié)語

高聚物法是一種有效反應(yīng)方法，將山梨醇應(yīng)用其中，能夠合成醇酸樹脂，實(shí)際反應(yīng)得出山梨醇可以代替甘油發(fā)揮優(yōu)良功效，而且成本較低，穩(wěn)定安全，提高反應(yīng)效率。

[1]魯建民.中油度山梨醇改性醇酸樹脂的研究[J].北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，（3）：17-20.

[2]陳世杰.涂料工藝：第三版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017：361-365。