醇酸樹脂涂料的改性及發(fā)展研究

董自山

摘 要：醇酸樹脂涂料屬水性涂料，水性涂料是上世紀60年代發(fā)展起來的一類新型的低污染、省能源、省資源涂料。水性涂料由于全部或大部分用水取代了有機溶劑，因而減輕了對環(huán)境的污染。隨著人們環(huán)保意識的加強，以及有機溶劑費用的高漲，水性涂料日益受到人們的重視，得到廣泛的研發(fā)和推廣，并對今后的發(fā)展趨勢進行了展望。

關鍵詞：醇酸樹脂；改性研究；發(fā)展前景

1.醇酸樹脂的分類和特點

1.1 醇酸樹脂的分類

醇酸樹脂按性能分可分為干性油醇酸樹脂和不干性油醇酸樹脂。按含油量多少可分為短油度（油量35～45%），中油度（油量40～60%），長油度（油量60～70%）。

1.2醇酸樹脂的特點

醇酸樹脂涂料，經(jīng)常溫或低溫加熱干燥成膜后，具有如下特點：

（1）涂層有良好的柔韌性、附著力和物理機械性能；（2）用醇酸樹脂在配制和各種色漆過程中，對顏料、填料等有較好的潤濕和分散性；（3）涂層應用于室外時，具有較好的耐大氣性和保光性；（4）涂層色澤鮮艷、豐滿；（5）具有耐水性和耐熱性；（6）可與其他多種合成樹脂涂料底面配套使用；（7）施工方便，能刷、能滾、能噴（某些產(chǎn)品還能靜電噴涂）。

2.水性醇酸樹脂的改性研究

2.1對醇酸部分的改性

制備水性醇酸樹脂的過程中，樹脂的醇酸部分能用各種可能的醇酸成分進行改性。用于合成水溶性醇酸樹脂的原料有植物油或脂肪酸、多元醇、多元酸、共溶劑和中和劑等。各組分的作用不同，對水溶性醇酸樹脂性能的影響不同。多元醇部分，由甘油制備的醇酸樹脂水溶性和干率較差，酯鍵嚴重水解使得醇酸樹脂的穩(wěn)定性變差。季戊四醇具有四個伯羥基，反應較甘油活潑，一般與二元醇或三元醇配合使用。還可采用N-雙羥乙基-2-羥乙氧基乙酰胺合成水溶性醇酸樹脂。多元酸部分，苯酐價格便宜，酯化反應溫度較低，反應平穩(wěn)易控制，但苯酐易形成半酯使樹脂相對分子質(zhì)量較低，并導致涂膜干燥時間延長和硬度降低。采用間苯二甲酸代替苯酐可提高樹脂相對分子質(zhì)量，提高硬度和縮短涂膜的干燥時間，提高樹脂的水解穩(wěn)定性。苯酐制備醇酸樹脂，在主鏈上引人雙鍵，生成的聚合物為中部與苯酐反應生成的聚合鏈，而兩端是與順酐反應生成的聚合鏈封端的嵌段聚合物。由于樹脂分子上芳環(huán)數(shù)量減少，C=C雙鍵使得鄰近的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)更為容易，使分子鏈較規(guī)整，易結晶，增加樹脂涂膜的硬度。

2.2樹脂混合技術

有研究顯示用不飽和脂肪酸改性的丙烯酸、乙烯吡咯烷酮和甲基丙烯縮水甘油酯的水溶性共聚物和醇酸乳液的混合物作為成膜物質(zhì)制得的水性醇酸樹脂，其涂膜光澤比同樣組成的溶劑型醇酸樹脂還高，保光性也好。此時樹脂的加入量僅為總樹脂量的5%。若用水性樹脂與丙烯酸無皂乳液混合，水溶性樹脂占總樹脂量的20%～30%，而且所得涂膜耐水性接近于溶劑型，附著力良好，保光性還有所提高。

2.3醇酸樹脂涂料的改性

醇酸樹脂涂料，是由醇酸樹脂、顏料、填料、催干劑、有機溶劑以及各種添加劑，經(jīng)研磨分散、凈化等生產(chǎn)工藝配制而成。醇酸樹脂涂料是以油改性醇酸樹脂為主要成膜物質(zhì)的一類涂料，可在常溫下干燥，漆膜堅硬光亮，具有優(yōu)良的耐候性，主要作為工業(yè)涂料和建筑涂料。我國醇酸樹脂涂料的研究則起源于上世紀60年代，至今也有幾十年的歷史了。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，醇酸樹脂涂料的合成技術成熟，原料容易獲得，涂膜綜合性能良好，具有很好的涂刷性和潤滑性，但也存在一些明顯的缺點：涂膜干燥緩慢，硬度低，耐水性、耐腐蝕性差，戶外耐候性不佳等，需要通過改性來滿足性能要求。

2.4 其它改性方法

采用異氰酸酯改性可提高硬度、耐候性和耐水性，改善變黃性。目前用有機硅改性水性醇酸樹脂也是研究的熱點。這種改性就是引入有機硅中間體，施工性能類似于水性醇酸樹脂，而干燥性能、耐候性、耐久性、耐熱性和耐水解性增加，同時也改善了保光性和光澤恢復性。如果用氟來改性的話，水性丙烯酸—醇酸樹脂的耐候性、耐水性、耐油性、耐化學腐蝕性都比較優(yōu)良，而且還具有自潔性，是其他改性所沒有的。使用不同的脂肪油合成不同油度的水分散性醇酸樹脂，通過涂膜性能測試確定由脫水蓖麻油制得的水分散性醇酸樹脂的綜合性能最好，油度以50%最為合適。

3.醇酸樹脂涂料的發(fā)展前景

3.1 丙烯酸樹脂改性醇酸樹脂涂料

丙烯酸樹脂和醇酸樹脂各有其優(yōu)點，通過丙烯酸樹脂改性醇酸樹脂，可以改進醇酸樹脂涂料的干性、硬度、拋光性和耐候性，用丙烯酸樹脂改性醇酸樹脂的方法大致可以分為物理混合法和化學改性法。改性后的樹脂兼具了丙烯酸樹脂和醇酸樹脂的特點，其漆膜性能，特別是干性，硬度及耐水性都有很大的提高。

3.2 苯乙烯改性醇酸樹脂涂料

苯乙烯改性醇酸樹脂涂料具有快干、硬度高、色澤淺、成本低和耐水性好等優(yōu)點，廣泛用于制備快干漆和船舶漆，使醇酸樹脂的重要品種。梁志崗用桐油合成基礎醇酸樹脂，再用后苯乙烯化的工藝路線來改性醇酸樹脂，得到的產(chǎn)品性能優(yōu)良，明顯縮短了重涂時間和施工周期，節(jié)省了工時，降低了成本，結果表明，10%～20%的桐油含量，基礎醇酸樹脂酸價，粘度的大小及加聚共聚合的工藝路線均對共聚物的組成和產(chǎn)品的質(zhì)量有較大影響。而葉代勇等的研究則表明苯乙烯改性醇酸樹脂分子質(zhì)量對產(chǎn)品的性能影響較大，用二甲苯為溶劑，引發(fā)劑在2%～2.5%（質(zhì)量分數(shù)），溫度為130～140℃，分批加入引發(fā)劑，通過調(diào)整產(chǎn)物的分子質(zhì)量，可以得到性能較好的苯乙烯改性醇酸漆。苯乙烯改性醇酸樹脂的過程中，由于含有大量的苯乙烯均聚物，而苯乙烯與醇酸樹脂的相容性差，這有可能導致苯乙烯改性醇酸樹脂漆膜外觀差，不耐沖擊，附著力低。endprint