醇酸树脂涂料的改性及发展研究

董自山

摘 要：醇酸树脂涂料属水性涂料，水性涂料是上世纪60年代发展起来的一类新型的低污染、省能源、省资源涂料。水性涂料由于全部或大部分用水取代了有机溶剂，因而减轻了对环境的污染。随着人们环保意识的加强，以及有机溶剂费用的高涨，水性涂料日益受到人们的重视，得到广泛的研发和推广，并对今后的发展趋势进行了展望。

关键词：醇酸树脂；改性研究；发展前景

1.醇酸树脂的分类和特点

1.1 醇酸树脂的分类

醇酸树脂按性能分可分为干性油醇酸树脂和不干性油醇酸树脂。按含油量多少可分为短油度（油量35～45%），中油度（油量40～60%），长油度（油量60～70%）。

1.2醇酸树脂的特点

醇酸树脂涂料，经常温或低温加热干燥成膜后，具有如下特点：

（1）涂层有良好的柔韧性、附着力和物理机械性能；（2）用醇酸树脂在配制和各种色漆过程中，对颜料、填料等有较好的润湿和分散性；（3）涂层应用于室外时，具有较好的耐大气性和保光性；（4）涂层色泽鲜艳、丰满；（5）具有耐水性和耐热性；（6）可与其他多种合成树脂涂料底面配套使用；（7）施工方便，能刷、能滚、能喷（某些产品还能静电喷涂）。

2.水性醇酸树脂的改性研究

2.1对醇酸部分的改性

制备水性醇酸树脂的过程中，树脂的醇酸部分能用各种可能的醇酸成分进行改性。用于合成水溶性醇酸树脂的原料有植物油或脂肪酸、多元醇、多元酸、共溶剂和中和剂等。各组分的作用不同，对水溶性醇酸树脂性能的影响不同。多元醇部分，由甘油制备的醇酸树脂水溶性和干率较差，酯键严重水解使得醇酸树脂的稳定性变差。季戊四醇具有四个伯羟基，反应较甘油活泼，一般与二元醇或三元醇配合使用。还可采用N-双羟乙基-2-羟乙氧基乙酰胺合成水溶性醇酸树脂。多元酸部分，苯酐价格便宜，酯化反应温度较低，反应平稳易控制，但苯酐易形成半酯使树脂相对分子质量较低，并导致涂膜干燥时间延长和硬度降低。采用间苯二甲酸代替苯酐可提高树脂相对分子质量，提高硬度和缩短涂膜的干燥时间，提高树脂的水解稳定性。苯酐制备醇酸树脂，在主链上引人双键，生成的聚合物为中部与苯酐反应生成的聚合链，而两端是与顺酐反应生成的聚合链封端的嵌段聚合物。由于树脂分子上芳环数量减少，C=C双键使得邻近的单键内旋转更为容易，使分子链较规整，易结晶，增加树脂涂膜的硬度。

2.2树脂混合技术

有研究显示用不饱和脂肪酸改性的丙烯酸、乙烯吡咯烷酮和甲基丙烯缩水甘油酯的水溶性共聚物和醇酸乳液的混合物作为成膜物质制得的水性醇酸树脂，其涂膜光泽比同样组成的溶剂型醇酸树脂还高，保光性也好。此时树脂的加入量仅为总树脂量的5%。若用水性树脂与丙烯酸无皂乳液混合，水溶性树脂占总树脂量的20%～30%，而且所得涂膜耐水性接近于溶剂型，附着力良好，保光性还有所提高。

2.3醇酸树脂涂料的改性

醇酸树脂涂料，是由醇酸树脂、颜料、填料、催干剂、有机溶剂以及各种添加剂，经研磨分散、净化等生产工艺配制而成。醇酸树脂涂料是以油改性醇酸树脂为主要成膜物质的一类涂料，可在常温下干燥，漆膜坚硬光亮，具有优良的耐候性，主要作为工业涂料和建筑涂料。我国醇酸树脂涂料的研究则起源于上世纪60年代，至今也有几十年的历史了。经过几十年的发展，醇酸树脂涂料的合成技术成熟，原料容易获得，涂膜综合性能良好，具有很好的涂刷性和润滑性，但也存在一些明显的缺点：涂膜干燥缓慢，硬度低，耐水性、耐腐蚀性差，户外耐候性不佳等，需要通过改性来满足性能要求。

2.4 其它改性方法

采用异氰酸酯改性可提高硬度、耐候性和耐水性，改善变黄性。目前用有机硅改性水性醇酸树脂也是研究的热点。这种改性就是引入有机硅中间体，施工性能类似于水性醇酸树脂，而干燥性能、耐候性、耐久性、耐热性和耐水解性增加，同时也改善了保光性和光泽恢复性。如果用氟来改性的话，水性丙烯酸—醇酸树脂的耐候性、耐水性、耐油性、耐化学腐蚀性都比较优良，而且还具有自洁性，是其他改性所没有的。使用不同的脂肪油合成不同油度的水分散性醇酸树脂，通过涂膜性能测试确定由脱水蓖麻油制得的水分散性醇酸树脂的综合性能最好，油度以50%最为合适。

3.醇酸树脂涂料的发展前景

3.1 丙烯酸树脂改性醇酸树脂涂料

丙烯酸树脂和醇酸树脂各有其优点，通过丙烯酸树脂改性醇酸树脂，可以改进醇酸树脂涂料的干性、硬度、抛光性和耐候性，用丙烯酸树脂改性醇酸树脂的方法大致可以分为物理混合法和化学改性法。改性后的树脂兼具了丙烯酸树脂和醇酸树脂的特点，其漆膜性能，特别是干性，硬度及耐水性都有很大的提高。

3.2 苯乙烯改性醇酸树脂涂料

苯乙烯改性醇酸树脂涂料具有快干、硬度高、色泽浅、成本低和耐水性好等优点，广泛用于制备快干漆和船舶漆，使醇酸树脂的重要品种。梁志岗用桐油合成基础醇酸树脂，再用后苯乙烯化的工艺路线来改性醇酸树脂，得到的产品性能优良，明显缩短了重涂时间和施工周期，节省了工时，降低了成本，结果表明，10%～20%的桐油含量，基础醇酸树脂酸价，粘度的大小及加聚共聚合的工艺路线均对共聚物的组成和产品的质量有较大影响。而叶代勇等的研究则表明苯乙烯改性醇酸树脂分子质量对产品的性能影响较大，用二甲苯为溶剂，引发剂在2%～2.5%（质量分数），温度为130～140℃，分批加入引发剂，通过调整产物的分子质量，可以得到性能较好的苯乙烯改性醇酸漆。苯乙烯改性醇酸树脂的过程中，由于含有大量的苯乙烯均聚物，而苯乙烯与醇酸树脂的相容性差，这有可能导致苯乙烯改性醇酸树脂漆膜外观差，不耐冲击，附着力低。endprint