一種一元酸改性地溝油醇酸樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種涂料樹脂，尤其涉及一種一元酸改性地溝油醇酸樹脂及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 醇酸樹脂是由多元醇、多元酸、一元酸和植物油縮聚而成的線性樹脂，具有合成技 術成熟、制造工藝簡便、原料易得W及樹脂涂膜綜合性能好等特點，在涂料用合成樹脂中用 量最大用途最廣。據有關統(tǒng)計資料報道，1997年全國涂料總產量為135萬噸，其中醇酸樹脂 涂料約為35萬噸，占合成樹脂的52.9% ;英、美等發(fā)達國家占30%~40%，居合成樹脂之 首。
[0003] 醇酸樹脂涂料是W油改性醇酸樹脂為主要成膜物質的一類涂料，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。在20世紀70年代 W前.我國涂料的產品中醇酸樹脂和醇酸調和漆最高占有70 %~80 %的份額，近年來其市 場份額減少至30%左右。最近，由于石油等原材料價格持續(xù)上漲.發(fā)達國家重新關注可再 生資源的利用。其中W植物油為原料的油改性合成樹脂，環(huán)氧大豆油，改性醇酸和水性醇酸 的開發(fā)受到高度重視，醇酸樹脂的市場份額開始回升。
[0004] 醇酸樹脂可與其他樹脂（如硝化棉、氯化橡膠、環(huán)氧樹脂、丙帰酸樹脂、聚氨脂樹 月旨、氨基樹脂）配成多種不同性能的自干或烘干漆，廣泛用于橋梁等建筑物W及機械、車 輛、船舶、飛機、儀表等涂裝。此外，醇酸樹脂原料易得、工藝簡單，符合可持續(xù)發(fā)展的社會要 求。目前，醇酸漆仍然是重要的涂料品種之一，其產量約占涂料工業(yè)總量的20%~25%。
[0005]氣干性醇酸樹脂的傳統(tǒng)制備工藝是W精煉植物油（主要為大豆油、藍麻油、等）、 多元醇（季戊四醇和甘油）、多元酸（苯酢和對苯二甲酸）和一元酸（苯甲酸和松香酸）先 經過醇解，由于油脂與多元醇互不相容，所W油脂與多元醇必須先進行醋交換，即醇解，醋 交換反應必須在堿性條件下才能進行，在酸性條件下醋交換反應速率則非常緩慢，一般堿 性催化劑過去使用氧化鉛，由于氧化鉛毒性大，現在一般使用氨氧化裡作為醇解催化劑，醇 解完成后再與多元酸進行醋化脫水，縮聚成線性大分子樹脂，所W對于油脂的酸值有嚴格 的限制，一般不能超過2m巧OH/g，通常油脂經過膽存后逐步水解成為游離脂肪酸和甘油， 所W在投料前都要進行精制除去游離脂肪酸降低酸值W符合要求。或W干性或半干性植物 油脂肪酸、多元醇、多元酸及一元酸一步法醋化脫水，縮聚成線性大分子樹脂。
[0006] 植物油精制，俗稱"雙漂"，即堿漂和±漂，采用氨氧化鋼W中和油中的游離脂肪 酸，堿漂過程中要用大量的水對油進行洗涂，W除去油中殘余的堿液，洗涂廢水如果直接 排放則造成環(huán)境污染，廢水如果進行處理則投資及運行費用較高，并且對于高酸值植物油 (酸值高于10)則油的收率低，油損非常大，精制成本很高，再過高酸值的植物油就無法堿 漂精制。
[0007] 生產醇酸樹脂的原材料苯酢、豆油、季戊四醇價格一路上漲，采用傳統(tǒng)工藝或原材 料成本一路攀升。
[0008] 醇酸樹脂配方設計計算沿用半個多世紀的油內甘油-脂肪酸經典計算模式，采用 當量計算，計算結果誤差較大，也不符合實際，闖明久提出了用分子量與聚合度M-P，關系 式來設計和校核醇酸樹脂配方，其特點是W體系真實摩爾數為基礎，通過對醇解反應過程 分析，將投料配方和縮聚反應之間建立有機聯系，比較合理，嚴謹。該運算方法簡易準 確.能對醇酸樹脂技術提高與普及發(fā)揮一定的作用。但是僅適用于油-甘油-苯酢基本型 的醇酸樹脂配方，對于混合脂肪酸-季戊四醇-對苯二甲酸體系，則無法計算。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于；提供一種能有效降低生產成本的醇酸樹脂。
[0010] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：
[0011] 一種一元酸改性地溝油醇酸樹脂，其包括如下成分：
[0012] (a)動態(tài)酸值地溝油或酸化動植物油45~60質量份；
[0013] (b)松香12~18質量份；
[0014] (C)季戊四醇3~10質量份；
[0015] (d)甘油3~10質量份；
[0016] (e)二元酸12~20質量份；
[0017] 訊回流二甲苯4~6質量份；
[001引 （g) 200#溶劑油40~50質量份。
[0019] 與現有技術相比，本發(fā)明有益效果如下：所采用的原材料，油脂采用地溝油或酸化 油，多元醇采用季戊四醇和甘油，多元酸采用廢次對苯二甲酸、苯酢、對苯二甲酸，一元酸采 用松香酸或苯甲酸，溶劑采用200#溶劑油和C9脂肪姪溶劑和二甲苯；采用地溝油不但能消 除地溝油重返餐桌造成人們身體毒害，而且地溝油的價格較低廉，可W有效降低醇酸樹脂 的生產成本。
[0020] 本發(fā)明的另一技術問題在于：提供一種能有效降低生產成本的醇酸樹脂的制備方 法。
[0021] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：
[0022] -種一元酸改性地溝油醇酸樹脂的制備方法，其包括下列步驟：
[0023] 第一步；降酸值，先將地溝油或酸化油投入反應蓋內，準備好油水分離器中的墊底 二甲苯及回流二甲苯；攬拌升溫到22(TC，加入配方量的季戊四醇，繼續(xù)升溫到230~25(TC 保持回流醋化、脫水、降酸值，2~3小時測酸值，酸值降至2m巧OH/gW下為反應終點。
[0024]第二步：醇解，加入催化劑氨氧化裡，進行醇解，使地溝油或酸化油與甘油成為互 溶的均相；停止回流，放出回流二甲苯，加入氨氧化裡催化劑及配方量的甘油，再繼續(xù)升溫 至IJ240~25(TC，保持醇解2小時。在醇解時準備好油水分離器中的墊底二甲苯及回流二甲 苯，達到醇解終點。
[00巧]第Η步：醋化，加入松香酸、二元酸，與上述醇解物進行醋化反應；降溫到22(TC加 對苯二甲酸、松香，立即加入回流二甲苯。繼續(xù)升溫到230~25(TC保持回流醋化脫水1~ 1. 5小時；半小時測一次粘度，直至粘度符合3. 5~4. 5砂，酸值10m巧OH/gW下時為合格。 [002引第四步：降溫，蓋內蛇管通冷卻水降溫，溫度降到14(TCW下時，抽料兌稀，過濾。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0028] 地溝油中由于含有大量游離脂肪酸，并且酸值非常不穩(wěn)定。采用地溝油制作醇酸 樹脂，必須對脂肪酸部分和油脂部分分別進行配方設計計算，然后再根據游離脂肪酸和油 脂百分比進行綜合相加，配方設計按照六個步驟進行。
[0029] 第一步.計算地溝油中游離脂肪酸和油脂含量
[0030] 地溝油中游離脂肪酸的百分含量按下式計算：
[00 引]
!'!>
[0032] 式中α-------地溝油中游離脂肪酸的百分含量，％
[0033]β1-------地溝油酸值，m巧OH/g
[0034] 地溝油中油脂百分含量％為（1-α)X100% 似
[0035] 第二步.脂肪酸-松香酸-季戊四醇-對苯二甲酸型基準醇酸樹脂的配方計算：
[0036] 本發(fā)明的計算方法，采用闖明久的配方計算基本原理，對脂肪酸-松香酸-季戊四 醇-對苯二甲酸較復雜體系醇酸樹脂配方進行改進，使本設計計算方法適用于多種體系。
[0037] 油脂是由Η個分子脂肪酸與一個丙Η醇醋化脫去一個分子水而成為脂肪酸丙Η 醇醋，即油脂。脂肪酸原為油脂的組成部分，采用溯源法將其脂肪酸假定與甘油醋化為油 月旨，脂肪酸與油脂的關系為：
[0038]
C貧）
[0039] 式中；Nl--油脂的摩爾數，mol,kgmol
[0040]Wp----脂肪酸投料量在樹脂理論產量中的比例；g，kg
[0041]Μρ----脂肪酸的摩爾質量，g/mol，kg/kgmol
[0042] 油脂為脂肪酸丙Η醇醋，同樣道理，一元酸不能縮聚為直鏈大分子，其作為直鏈分 子和鏈終止劑?？蒞把所有的一元酸當作不同分子量的脂肪酸甘油Η醋，Η個分子松香酸 與一個分子的甘油結合成為松香酸甘油Η醋，其相應松香酸甘油Η醋的摩爾數皆可采用公 式（3)計算。
[0043] 醇酸樹脂配方中的油度一般為給定值以脂肪酸或一元酸的摩爾質量ML= 56100/ 酸值，則油脂或脂肪酸甘油Η醋的摩爾數為：
[0044]
(4)
[0045] -元酸轉化為一元酸甘油Η醋的摩爾質量按下式計算：
[0046] 一元酸甘油Η脂摩爾質量（Ml)為：
[0047]Ml= 3Μρ+38. 09 (5)
[0048] 式中：Mf-----為一元酸的摩爾質量，Ms= 56100/酸值。
[004引將公式（4)、妨代入公式（3)，化簡后得到所需脂肪酸的質量（WF);
[0050]
巧）
[0051] 一元酸甘油Η醋在配方中之和L為：
[0052] L=L1+L2
[0053] (7)
[00