淺談防銹漆所用的醇酸樹脂低成本合成的制備方法

【摘 要】本文采用來源豐富的塔爾油代替大豆油脂肪酸，以芳烴與OA溶劑油為溶劑替代200#溶劑油，采用一步酯化溶劑法的合成工藝，生產出性能優異的中油度醇酸樹脂，即節約了能源，降低了合成樹脂的成本，又保證了防銹漆的性能要求。

【關鍵詞】塔爾油；生產工藝；醇酸樹脂；低成本

0 引言

防銹漆所用的醇酸樹脂除了是防銹漆的主要成膜物質外，還可作為黑色醇酸磁漆，深色調和漆主要成膜物，由于具有優良的耐永性、光澤、保光性、硬度、柔韌性和極好的涂刷和噴涂等性能，特別是我國每年用在鋼結構、油田管道及其它機械上的防銹漆，用量很大，因此在溶劑型涂料中占有極為重要的位置。其成本的高低直接影響到油漆的成本。降低樹脂生產成本的方法很多，通常采用的有以植物油酸代替植物油、滌淪廢料或用對苯二甲酸廢次料替代苯酐等。但合成的醇酸樹脂與PA合成的樹脂在結構和性能上均有較大的差異。如前者制成的漆在夏季陽光曝曬時易裂、失光、變色、粉化等。本文首次采用來源豐富的造紙廠造紙時的副產品粗塔爾油進行酸化處理所的得到的油即塔爾油，同時以低廉的芳烴溶劑與OA溶劑油為溶劑，制造出低價的自干型醇酸樹脂，大大降低了生產成本，并滿足了油漆性能要求。

1 樹脂合成用料

1.1 實驗原料

粗塔爾油：工業品，齊齊哈爾造紙廠，碘值130以上，酸值160mgKOH/g；苯酐：哈爾濱化工五廠，含量99.2%以上；季戊四醇：寶雞化工有限公司，羥值含量46%以上；二甲苯：工業品，吉林化工有限公司；芳烴溶劑：餾程120-150℃，錦州化工股份有限公司；OA溶劑油：餾程140-205℃，錦州化工股份有限公司；重鈣：工業品，海城合山礦業有限公司；沉淀硫酸鋇：工業品，山西南風化工集團有限公司；氧化鐵紅：工業品，山東濰坊客佳顏料廠；稀土催干劑：自制。

1.2 樹脂的合成

將一定量的粗塔爾油、苯酐、季戊四醇、回流二甲苯依次加入到四口燒瓶中，原料的質量比為M塔爾油：M苯酐：M季戊四醇：M回流二甲苯=300：90：110：23.用電熱套加熱升溫。當溫度達到130℃時，開動攪拌，繼續升溫至230±2℃保溫酯化反應，測定反應瓶內的酸值和粘度，至粘度6-10秒/格氏25℃合格，（漆基：芳烴溶劑=1：1），酸值達到8 mgKOH/g以下合格，降溫至160℃兌稀，兌成52%固體份的樹脂液，得到樹脂A。

用粗塔爾油熬制的樹脂A與現在有的廠家普遍采用的用豆油脂肪酸、PTA熬制的樹脂B和用精制豆油和PA熬制的樹脂C進行比較。

1.3 性能測定

將生產合成的樹脂A、B、C分別制成鐵紅防銹漆進行色漆試驗，配比如下：M氧化鐵紅：M沉淀硫酸鋇：M樹脂A、B、C：M重鈣：M防沉劑：M高效催干劑：M防結皮劑：M芳烴溶劑=35：20：30：10：0.4：0.7：0.2：3.7。

2 結果與討論

2.1 醇酸樹脂A合成工藝的優勢

在合成工藝上采用一步酯化的方法來制備醇酸樹脂。以塔爾油為主體原料合成醇酸樹脂A，由于粗塔爾油是造紙時的下腳料。原料成本低廉，來源豐富；比豆油脂肪酸，精制豆油便宜外，工藝上還少一步醇解的過程，反應溫度為230±2℃比用PTA反應溫度260℃要低，節約了能源，因粗塔爾油碘值高，化學反應時間短。制成的成品漆干燥快，用粗塔爾油熬制的醇酸樹脂不但樹脂性能保證了，同時還大大地降低了消耗和成本。

2.2 三種樹脂常規的指標檢測結果的性能對比

樹脂A：外觀深色透明，顏色17#（鐵鈷），粘度200秒25℃涂-4杯，固含52.5%，酸價5.0 mgKOH/g

樹脂B：外觀微渾粘稠，顏色12#（鐵鈷），粘度245秒25℃涂-4杯，固含52.7%，酸價9.2 mgKOH/g

樹脂C：外觀清澈透明，顏色9#（鐵鈷），粘度260秒25℃涂-4杯，固含52.4%，酸價9.7 mgKOH/g

從以上檢測結果可以看出，均符合作為防銹漆中樹脂的性能指標。但樹脂A的顏色最深，樹脂B的顏色較深，樹脂C的顏色最淺，分析原因有兩方面：一是，粗塔爾油做為造紙廠的下腳料（即皂腳）本身顏色就較深；二是，在高溫酯化反應過程中接觸空氣導致樹脂顏色變深。另外從上述表中可以看出樹脂C的粘度最大，樹脂B次之，樹脂A最小，是由于精制豆油在反應過程中，首先要醇解再酯化，因此粘度最大。PTA在反應過程中分兩階段先熔融法后溶劑法，因此粘度也較大，只有用塔爾油生產的樹脂反應只用一步酯化法，因此粘度較其它兩樹脂粘度低。

2.3 用三種樹脂制成色漆檢測結果的比較

樹脂A：外觀平整光滑，膜厚23-26μm，表干/h2，實干/h12，硬度/25℃48 h 0.4，60°光澤92%，附著力/級（劃圈） 1，沖擊強度/㎏.㎝50，貯存穩定性60℃×30d無沉淀無浮油，耐天然曝曬失光較輕失光率6-8%（夏季6-8月份）。

樹脂B：外觀平整光滑，膜厚22-26μm，表干/h5，實干/h15，硬度/25℃48 h 0.38 60°光澤84 附著力/級（劃圈） 2，沖擊強度/kg.cm50，貯存穩定性輕微軟沉淀稍浮油，耐天然曝曬 失光較重 失光率30-35%（夏季6-8月份）。

樹脂C：外觀平整光滑，膜厚22-27μm，表干/h 4，實干/h 15，硬度/25℃48 h 0.22 60°光澤91，附著力/級（劃圈）1，沖擊強度/kg.cm50，貯存穩定性無沉淀無浮油現象，，耐天然曝曬幾乎不失光 失光率2-3%（夏季6-8月份）。

由上述可以看出，以塔爾油合成的樹脂A制成的防銹漆在光澤、硬度、貯存穩定性及天然曝曬性方面與樹脂B和樹脂C有的項目一樣，有的項目比其還要好；特別是硬度較高，這主要是由于粗塔爾油與PA、季戊四醇的酯化反應所生成的高分子合成產物的分子結構有關，其主鏈聚酯較長，側鏈較少，游離羧基較少所至，極性較大，剛性較強，對顏料的潤濕性較好，因此貯存穩性及耐曬性好。

2.4 三種樹脂成本核算的比較（含增值稅成本）

樹脂A： 6.7元/kg左右 樹脂B： 7.2元/kg左右 樹脂C： 8.5元/kg左右

這里要說明的是根據市場調查，外買該性能樹脂大約在9元/kg左右，若規模化工業生產平均成本下降2500元/t，那么制成的色漆則就每噸成本下降1000元/ t，說明生產該樹脂具有很大的利潤空間。

3 結論

以造紙生產時下腳料粗塔爾油為原料，和PA、季戊四醇共同反應生產的醇酸樹脂的綜合性能與精制豆油和PA、季戊四醇共同反應生產的醇酸樹脂相似，比PTA，豆油酸、甘油共同反應生產的醇酸樹脂要好。這不僅解決了粗塔爾油的污染問題，變廢為寶，符合環保要求，而且降低了醇酸樹脂防銹漆的成本。

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[責任編輯：丁艷]