醇酸聚酯树脂合成工艺.doc

绪论：

醇酸树脂1927年问世，至今约90年的发展历史。目前从涂料工业所用的各种合

成树脂中，醇酸树脂仅次于丙烯酸树脂，产量大、适应性广、经久不衰的一种

合成树脂。我国醇酸树脂最早始于1947-1948年，由天津油漆厂的陈调甫先生

开始生产醇酸树脂。

我国醇酸树脂经过近六十年，不断完善改进，无论从品种质量、设备工艺都有

了很大的提高，特别是上世纪八十年代改革开放以后，涂料行业最早是从引进

醇酸树脂大型反应釜开始的，把超短油度、浅色的、高固体的醇酸树脂引进中

国涂料行业，是醇酸树脂大型化、商品化，带来醇酸树脂生产以及质量的革命

性的变化，一些专业的树脂厂，醇酸树脂都有十几个甚至几十个品种适用各式

各样的专业漆之需要。

醇酸树脂是现代涂料工业的基础树脂之一，在传统的涂料工业的十八大类中，

醇酸树脂不仅可以独立成为一个大类，而且在氨基漆、硝基漆、过氯乙烯、氯

化橡胶以及聚氨酯漆中，都离不开醇酸树脂。

醇酸树脂的名称应该是油改性聚酯树脂。它是由多元醇、多元酸和植物油（脂

肪酸）反应制得的，这种树脂可溶解于烷烃和芳烃中，能以形成良好性能的漆

膜。

第一节醇酸树脂化学反应的原理

1、酯化反应

R－COOH+R′－OH≒R－COOR′+H20

酯化反应在醇酸树脂合成中是最重要的化学反应。这个反应是可逆反

应，为了使反应朝醇酸树脂合成方向进行，必须不断的把反应生成的

水脱掉，在工艺上是以回流二甲苯把酯化反应生成的水不断的带出进

入分水器，是醇酸树脂合成不断深入进行。

合成醇酸树脂，应用最广泛的多元醇是甘油和季戊四醇，最主要的多

元酸是苯二甲酸酐。现在醇酸树脂很多采用脂肪酸法，大多数脂肪酸

是一元酸，也就是说酯化反应是甘油和季戊四醇与苯酐和脂肪酸中进

行。

酯化反应一般不加催化剂，在上世纪八十年代涂料行业中推广过酯化

催化剂，对缩短酯化时间以及降低醇酸树脂的比色起到很好的作用。

在工艺上，如果是醇解法生产醇酸树脂，在醇解完成之后稍降温（不要低于一

百八十度），因为苯酐开环反应是一百六十度而且是放热反应。

这是一个半酯化反应，反应后并不生成水，如果降温太多低于一百八十度，一

些苯酐不能参与反应而积存下来。酯化反应通常分为两个阶段，一是低温反应

阶段（180-200度）如果升温过快，这时脱水很剧烈，容易发生冲料（涨锅），

在210-230度为第二酯化阶段，有时反应可能到240度称之为高温酯化阶段，这

个阶段除继续酯化反应外，还伴随双键上发生聚合反应。

在酯化反应全过程始终通惰性气体，其作用是帮助搅拌排除反应生成的水，特

别是封闭反映釜上部的空间，以免氧气进入发生氧化反应是树脂颜色过深。

酯化阶段要多次取样，测定粘度和酸价，以更好的控制醇酸树脂的生产。

2、醇解反应

除蓖麻油外，用来做醇酸树脂的油脂都是必须经过醇解反应。一方面反映釜内

物料体系不能均相，植物油为一相，多元醇为一相，这种没有经过醇解反应的

植物油，不带反应官能团（双键除外）不能进行酯化反应。

醇解反应最希望得到的是单甘油酯，也就是把植物油分子改变成为一个二元醇。

醇解反应也是可逆反应，影响醇酸反应的因素有很多。

（1）反应温度：200-250度，大多数工厂控制在240度以下。

（2）反应时间：40分钟-60分钟左右。

各种油度不同的醇酸树脂，投入多元醇参与醇解反应的量也不同。按照质量定

律，多元醇量多，反应生成的单甘油酯越多，但过量的甘油并不能促进醇解反

应。

（3）催化剂的品种和加入量

氧化铅、氧化钙、氢氧化锂等，加入量0.02%-0.06%

（加氧化铅停止搅拌）

催化剂的加入可以是醇解速率加快，提高醇解的深度，

过多的催化剂并不能提高醇解反应速率和提高单甘油酯

的含量。相反，增加过滤难度，树脂色泽发深，甚至影

响熟知的耐候性。

（4）植物油含的蛋白质等杂质也会影响醇解反应（漂油

是必要的）

（5）季戊四醇的醇解反应比甘油复杂，因为油是三甘油

酯，油内没有季戊四醇的残基，其醇解物是油脂的脂肪

酸重新分配成两种多元醇，另外季戊四醇是固体粉末，

融点比较高（纯季戊四醇的融点为263度），所以季戊四

醇醇酸树脂醇解温度稍高230-250度，不停搅拌。

（6）醇解反应时，也要通惰性气体。

3、酸解反应

较少采用，间苯二甲酸生产醇酸树脂时可能采用醇解反应。

4、酯交换反应

5、醚化反应

醚化反应是两个羟基之间，脱去一分子水形成的醚键，在醇酸树脂生产

中，产生的水多于理论计算的出水量加上甘油等中游离水。多余的水可

能是发生醚化反应所生成的水。醚化反应主要发生在醇解阶段，这时多

元醇过量，又有催化剂存在可能会产生醚化反应。

6、加成反应

发生在脂肪酸