醇酸树脂配方设计
课程设计—醇酸树脂设计
课程设计—醇酸树脂设计《化工前沿技术》结课论文论文题目JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY课程设计学院____化工与药学院______专业____化学工程与工艺__ _年级班别______________________学号______________________学生姓名_______________________指导教师_______________________2015年12月10日1.课题名称 (4)2.设计要求及任务： (4)2.1设计出醇酸树脂的配方，要求如下： (4)2.2叙述整个工艺流程，包括设备，工艺条件，原材料，成品质量指标 (4)2.3采用溶剂法进行生产，选用间歇式操作方式，原料自选 (4)2.4画带控制点的工艺流程图 (4)2.5设计反应釜，考虑个加料口及排空口等，操作压力，温度等各条件 (4)3. 设计过程中可以有合理创新 (4)序言 (5)1.1醇酸树脂 (6)1.1.1醇酸树脂涂料的优点： (6)1.2 醇酸树脂的分类 (6)1.2.1 按改性用脂肪酸或油的干性分 (6)1.2.2按醇酸树脂油度分 (7)2.1 合成原理 (9)2.2 合成原料 (9)2.2.1多元醇 (10)2.2.2多元酸 (10)2.2.3脂肪油(酸) (10)2.2.4催化剂 (10)2.2.5 催干剂 (10)2.2.6回流溶剂 (10)2.3 合成工艺 (10)2.3.1醇酸树脂的合成工艺: (10)2.4 醇酸树脂配方设计 (11)2.4.1主要原料的选取 (11)2.4.2配方的设计与计算 (11)2.4.3理论配方设计表： (13)2.5工艺流程确定 (14)2.5.1简单工艺流程图 (14)2.5.3产品指标 (15)2.5.4工艺流程图 (15)2.6物料衡算 (16)2.7改性研究 (16)2.8设计总结 (17)3.1 应用 (17)3.1.1独立作为涂料成膜树脂，利用自动氧化干燥交联成膜。
醇酸树脂配方设计
4、配方设计3
解：以1摩尔苯酐为基准 工业季戊四醇的用量为：2×（1＋0.1）×35.5＝78.1（g） 1摩尔苯酐完全反应生成水量：18g 由油度概念可得：油脂用量＝60%(苯酐量＋季戊四醇量－生成水量)/(1－60％) ＝60%(148＋78.1－18)/(1－60％)＝312.15（g） 因此豆油用量＝312.15×90％＝280.94（g） 梓油用量＝312.15×10％＝31.22（g） 理论树脂产量＝苯酐量＋季戊四醇量＋油脂量－生成水量 ＝148＋78.1＋312.15－18＝520.25（g）
5、配方设计4
溶剂用量＝（1－55％）×520.25/55％＝425.66（g） 溶剂汽油用量＝425.66×90％＝383.09（g） 二甲苯用量＝425.66×10％＝42.57（g） 配方核算主要是计算体系的平均官能度和凝胶点。此时，应将1摩尔油脂分子视为
1摩尔甘油和三摩尔脂肪酸。 将配方归入下表：
1、概述
合成醇酸树脂的反应是很复杂的。根据不同的结构、性能要求制备不同类型的树脂， 首先要拟定一个适当的配方，合成的树脂既要酸值低、分子量较大、使用效果好， 又要反应平稳、不致胶化。配方拟定还没有一个十分精确的方法，必须将所订配方 反复实验、多次修改，才能用于生产。
2、配方设计
目前，有一种半经验的配方设计方案，程序如下。 （1）根据油度要求选择多元醇过量百分数，确定多元醇用量。 油长（％） ＞65 65－60 60－55 55－50 50－40 40－30 甘油过量（％） 0 0 0－10 10－15 15－25 25－35 季戊四醇（％） 0－5 5－15 15－20 20－30 30－40 多元醇用量＝酯化1摩尔苯酐多元醇的理论用量（1＋多元醇过量百分数） 使多元醇过量主要是为了避免凝胶化。油度约小，体系平均官能度越大，反应中后
醇酸树脂配方设计
醇酸树脂配方设计醇酸树脂是一类具有独特性能的材料，广泛应用于油漆、胶粘剂、涂层等工业领域。
醇酸树脂的配方设计对于产品性能的优化和控制至关重要。
本文将介绍醇酸树脂配方设计的基本原则和方法，并以涂料为例，详细说明醇酸树脂配方设计的过程。
1.醇酸树脂的基本原则：(1)填充剂选择：在醇酸树脂配方设计中，填充剂的选择对于产品的性能起着重要作用。
填充剂可以有效改善树脂涂料的体积稳定性、耐候性、硬度等性能。
(2)溶剂选择：溶剂的选择对于树脂涂料的加工性能和涂装效果具有重要影响。
正确选择溶剂可以提高涂料的粘度调节性能、展流性能和干燥性能。
(3)硬化剂选择：根据所需的涂料性能，选择合适的硬化剂对于树脂涂料的性能优化有重要作用。
(4)助剂选择：合适的助剂可以在醇酸树脂配方中改变涂料的抗黄变性、耐温性、耐水性等性能。
2.醇酸树脂涂料配方设计的步骤：(1)确定涂料的用途和所需性能：根据涂料的使用环境和所需的性能要求，确定涂料的基本性能指标，如附着力、硬度、耐候性、耐化学品性等。
(2)选择主要原材料：根据涂料的性能要求，选择主要的树脂、填充剂、溶剂、硬化剂和助剂。
(3)确定配比：根据主要原材料的特性和性能指标，确定各原材料的配比。
通常需要通过试验和实验来确定最佳的配比比例。
(4)评价性能：根据配方确定后，制备样品进行性能评价。
包括粘度、干燥时间、附着力、硬度、耐候性等。
(5)优化调整：通过评价性能结果，根据实际需求对配方进行优化调整。
可以通过增减原材料的配比比例或者更换不同的原材料来达到理想的性能要求。
(6)量产试验：在确定最佳配方后，进行大批量试验生产。
在试验生产过程中，需要对产品进行整体性能评估，确保产品符合设计要求。
3.涂料配方设计案例：以下是一种常见的醇酸树脂涂料配方设计案例：-醇酸树脂：50%-填充剂：25%-溶剂：20%-硬化剂：5%其中，填充剂的选择可以根据具体需求来确定，如二氧化钛、滑石粉等。
溶剂的选择需要考虑涂料的粘度调节和干燥性能，常见的溶剂有甲苯、丙烯酸酯溶剂等。
醇酸树脂分子模型建立与配方设计研究
结构及分子量的大小。 为了得到比较理想的改性树脂，就必须对配方进行 精心设计，同时确定合理的生产工艺。
发展，从而使反应维持线形聚合。
例如：设计反应生成一个油度为５２％的亚麻油一甘 油一苯酐型醇酸树脂。
２醇酸树脂配方设计
醇酸树脂是比聚酯树脂更为复杂的一类树脂，各种
物料的比例和反应条件必须适当，否则，在炼制过程中， 聚合物就会发生胶化。
船、坦克、飞机等民用、工业、国防等领域使用。
醇酸树脂按其油脂用量的不同，一般可以分为长油、
中油、短油三大类。长油为含油量５８％以上，中油为含 油量４６—５８％，短油为含油量４６％以下。按其性质可分
为干性油醇酸树脂和不干性油醇酸树脂；干性油醇酸树 脂是利用不饱和脂肪酸或油制造的，涂层可以在室温下
醇酸树脂是涂料的主要成分，据报道，美国６０年代 涂料中树脂使用量分配情况大致为：醇酸树脂占５１％，
来源复杂，不仅有二元酸（苯酐），还有三元酸（偏苯三
的官能度也可以当２来处理。以二元酸苯酐与封闭后的 二元醇甘油或季戊四醇按等克分子反应，也将会得到类 似聚酯树脂的改性醇酸树脂，这样得到的改性树脂平均 官能度将近似２。被不饱和脂肪酸封闭的官能基，将留在
酸）等；不仅有二元醇（乙二醇），而且还有三元醇（甘 油）、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、四元醇（季戊四醇） 等。由于以上树脂的官能度不都是２，有的超过了２，给
经研究知道，该种树脂的分子上面仅有两个官能基， 因此树脂的官能度为２。主链上没有支链，因此树脂的支 化度为零。比如聚癸二酸乙二醇酯树脂、聚己二酸乙二 醇酯树脂、聚丁二酸丙二醇酯树脂等都属于这一类树脂，
第２届涂料用树脂研讨会暨第６届国际彩板及涂料涂装技术研讨会
这类树脂的分子在反应中只能二维伸展，不能三维伸展。 但是实际的油改性醇酸树脂与上述树脂不同，由于原料
醇酸树脂配方总汇
醇酸树脂配方总汇醇酸树脂是一种常用的有机聚合物材料，具有优良的物理力学性能、化学稳定性和加工性能，被广泛应用于涂料、胶黏剂、塑料等行业。
下面是一些常见的醇酸树脂配方总汇。
I.醇酸树脂涂料配方总汇：1.丙烯酸酯醇酸树脂涂料配方：-主剂：丙烯酸酯醇酸树脂-溶剂：丙酮、乙醇、二甲苯-添加剂：光引发剂、流平剂、稀释剂2.环氧醇酸树脂涂料配方：-主剂：环氧醇酸树脂-溶剂：甲苯、丁酮、乙酸乙酯-添加剂：固化剂、防腐剂、流平剂3.聚氨酯醇酸树脂涂料配方：-主剂：聚氨酯醇酸树脂-溶剂：丁酮、甲酯、氯苯-添加剂：催化剂、乳化剂、增稠剂II.醇酸树脂胶黏剂配方总汇：1.聚氨酯醇酸树脂胶黏剂配方：-主剂：聚氨酯醇酸树脂-溶剂：丁酮、甲酯、氯苯-添加剂：固化剂、增稠剂、填料2.环氧醇酸树脂胶黏剂配方：-主剂：环氧醇酸树脂-溶剂：甲苯、丁酮、乙酸乙酯-添加剂：固化剂、填料、粘度调节剂3.丙烯酸酯醇酸树脂胶黏剂配方：-主剂：丙烯酸酯醇酸树脂-溶剂：丙酮、乙醇、二甲苯-添加剂：光引发剂、粘度调节剂、流变剂III.醇酸树脂塑料配方总汇：1.聚氨酯醇酸树脂塑料配方：-主剂：聚氨酯醇酸树脂-填料：玻璃纤维、碳纤维、纳米材料-添加剂：稳定剂、耐候剂、阻燃剂2.环氧醇酸树脂塑料配方：-主剂：环氧醇酸树脂-填料：石墨、滑石粉、硅酸盐-添加剂：固化剂、增韧剂、抗氧剂3.丙烯酸酯醇酸树脂塑料配方：-主剂：丙烯酸酯醇酸树脂-填料：无机颜料、纤维素材料、金属填料-添加剂：粘度调节剂、韧性剂、流变剂以上只是醇酸树脂配方总汇的一部分，不同的应用领域和具体的要求会有所差异，配方的具体成分还受到环境要求、工艺条件、市场需求等因素的影响。
希望这些配方能够为您提供一些参考和启发。
醇酸树脂配方设计
醇酸树脂配方设计一、Carothers 凝胶化理论av c F P 2= F av ：平均官能度 000m e e m e F B A av +==e 0：总当量数；e A ：酸当量数；e B ：醇当量数；m 0：总摩尔数。
e.g.1 若等摩尔的甘油、苯酐、脂肪酸(1:1:1)进行酯化，则 平均官能度2111112131=++⨯+⨯+⨯=av F ∴不会凝胶 在酸、醇官能团非等当量的情况下，过量的一种成份必须计算其有效官能度。
这时平均官能度即为平均有效官能度。
平均有效官能度等于未过量组分官能团数（酸官能团数）的两倍除以体系中分子总数之商。
02m e F A AV= 根据卡氏公式：A c e m P 0=当设计一个醇酸树脂时，最重要的是避免凝胶。
我们可以直接用起始原料中的摩尔数和羧基的当量数的比值来估计。
令该比值为K ，K 称为工作常数。
K=m 0/e A当K ＝1，表示反应到100%时凝胶。
在实际配方设计时，为了便于控制反应，可设计K 稍大于1；但也不能太大，因为多元醇太多必然引起聚合度下降，K 值不要超过1.05。
应注意的是：1. K 值仅适合于溶剂法醇酸的配方设计。
2. 熔融法生产醇酸，由于物料损失过多，K 值必须作适当调整。
3. 不同原料用于醇酸树脂制备时，K 也要调整。
二、醇酸树脂的配方计算醇酸树脂配方计算包括两个内容：1. 给出了L （油度）、K （工作常数）、r （醇超量）中的两个量，计算第三个量。
2. 已知原料之间的质量比，求L 、K 、r 、R （包括油中所含甘油在内的总的醇超量）计算公式如下：设L ：油度；M A2：苯酐的分子量；M B ：多元醇的分子量；n 0：油的摩尔数；M 0：油的分子量；n A2：苯酐的摩尔数；F A2：苯酐的官能度；n B ：多元醇的摩尔数；F B ：多元醇的官能度⎪⎭⎫ ⎝⎛-++-酯化生成水超量多元醇论量 酯化苯酐所需多元醇理M L L 油用量＝A 21002()()()()()0220222220000220020331833n F n n F n R F n F n r n M n M n M n M n L F n n n n n n K A A B B A A B B A B B A A A A B A ++==-++=++++=e.g.1 一种豆油醇酸树脂，它由苯酐、工业季戊四醇及豆油制成，油度为62.5%。
醇酸树脂的制备
醇酸树脂的制备一、仪器（100ml 、500ml ）烧杯、天平、搅拌器、温度计、电热套、水浴锅二、实验原理三、醇酸树脂的分类按性能：干性油醇酸树脂—桐油、亚麻油、豆油、红花油、 不干性油醇酸树脂—椰子油、蓖麻油等 按含油多少短油度油量 35~45% 中油度油量 40～60% 长油度油量 60～70％ 油度（％）= ％四、制造方法，工艺上分为 溶剂法、脂肪酸法 从原料上分 熔融法 、醇解法五、脂肪酸法配方：成分 用量(kg ） eA eB m0 占树脂成分(％） 亚麻油 241。
4 0.824 - 0.824 55.0 甘油（油内）— — 0.824 0。
275 — 甘油 67。
5 - 2.176 0.725 15.37 苯酐 148。
0 2.00 — 1.00 33。
73 总计 456。
9 2。
824 3。
0 2。
824 104.10 理论出水量 18。
0 — — - 4。
1 树脂的量438。
9———100。
0六、操作步骤将脂肪酸（亚麻油）、多元醇(甘油）、多元酸（苯二甲酸酐）在一起进行酯化。
树脂的理论产量油用量①常规法：将全部反应物加入反应容器内混合,在不断搅拌下升温，在200～250℃下保温酯化.中间不断地测定酸值和粘度，达到要求时停止加热，将树脂溶化成溶液,但这种方法制得的漆膜干燥时间慢、挠折性、附着力均不太理想.②高聚物法：先加入部分脂肪酸（40~90%）与多元醇、多元酸进行酯化，先形成链状高聚物,然后再补加余下得脂肪酸，将酯化反应完成。
所制备的树脂漆膜干燥快、挠折性、附着力、耐碱性都比常规法有所提高.醇酸树脂制备清漆醇酸清漆:又称三宝漆。
这种漆的附着力、光泽度、耐久性比前两种好。
它干燥快，硬度高，可抛光、打磨，色泽光亮。
但膜脆、耐热、抗大气性较差。
适于涂刷室内门窗、地面、家具等。
清漆的组成：成膜物质、助剂、溶剂配方操作步骤按配方中用量示，向容器中依次加入硝基纤维素、聚硅氧烷、消泡剂BYK—141、流平剂BYK-358、催干剂松香，间隔为3~5 min,低速搅拌，然后加入已分散好的助溶剂醋酸丁酯和成膜物质亚麻油中油度醇酸树脂混合液，中速搅拌15 min，再加人防腐剂、增稠剂DBP，降至低速分散10 min，用200目滤布过滤出料，醇酸树脂制备磁漆配方操作步骤将醇酸树脂称量加入反应容器中,开启搅拌,加入AT203、膨润土、钛白粉分散30 min，研磨后，加入剩余原料，搅拌15 min。
醇酸树脂合成配方的设计与计算
醇酸树脂合成配方的设计与计算
醇酸树脂是一种常用的合成树脂，其配方设计与计算可以遵循以下步骤：
1. 确定目标性质：首先，确定所需合成醇酸树脂的目标性质，例如固化时间、强度、耐热性等。
这将有助于确定合适的原料和配方比例。
2. 选择醇和酸：根据目标性质选择合适的醇和酸。
常见的醇包括甘油、乙二醇等，常见的酸包括酞菁酸、异氰酸酯等。
选择时要考虑它们的反应活性、可用性和相容性。
3. 确定配比：根据所选的醇和酸，确定它们的配比。
配比的选择可以参考相关文献或经验数据，也可以通过试验进行确定。
需要注意的是，醇和酸的摩尔比应该满足化学反应的需求，并考虑到产品性能的平衡。
4. 添加助剂：根据需要，可以添加一些助剂来改善树脂的性能。
例如，可以添加稀释剂来调整黏度，添加固化剂来加速反应速度，添加填料来增加强度等。
5. 计算配方：根据所选的配比和所需合成量，计算各个组分的质量或体积。
这可以通过将摩尔比转换为质量比或体积比进行实现。
需要注意的是，醇酸树脂的合成配方设计与计算涉及到一系列复杂的化学反应和材料科学知识，建议在实验室或专业人员的指导下进行。
同时，根据具体情况调整配方是必要的，以获得最佳的性能和效果。
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醇酸树脂配方设计
一、Carothers 凝胶化理论
av c F P 2
= F av ：平均官能度 000m e e m e F B A av +==
e 0：总当量数；e A ：酸当量数；e B ：醇当量数；m 0：总摩尔数。
e.g.1 若等摩尔的甘油、苯酐、脂肪酸(1:1:1)进行酯化，则 平均官能度21
11112131=++⨯+⨯+⨯=av F ∴不会凝胶 在酸、醇官能团非等当量的情况下，过量的一种成份必须计算其有效官能度。
这时平均官能度即为平均有
效官能度。
平均有效官能度等于未过量组分官能团数（酸官能团数）的两倍除以体系中分子总数之商。
02m e F A AV
= 根据卡氏公式：A c e m P 0
=
当设计一个醇酸树脂时，最重要的是避免凝胶。
我们可以直接用起始原料中的摩尔数和羧基的当量数的比
值来估计。
令该比值为K ，K 称为工作常数。
K=m 0/e A
当K ＝1，表示反应到100%时凝胶。
在实际配方设计时，为了便于控制反应，可设计K 稍大于1；但也不
能太大，因为多元醇太多必然引起聚合度下降，K 值不要超过1.05。
应注意的是：
1. K 值仅适合于溶剂法醇酸的配方设计。
2. 熔融法生产醇酸，由于物料损失过多，K 值必须作适当调整。
3. 不同原料用于醇酸树脂制备时，K 也要调整。
二、醇酸树脂的配方计算
醇酸树脂配方计算包括两个内容：
1. 给出了L （油度）、K （工作常数）、r （醇超量）中的两个量，计算第三个量。
2. 已知原料之间的质量比，求L 、K 、r 、R （包括油中所含甘油在内的总的醇超量）
计算公式如下：设
L ：油度；M A2：苯酐的分子量；M B ：多元醇的分子量；n 0：油的摩尔数；M 0：油的分子量；n A2：苯酐的
摩尔数；F A2：苯酐的官能度；n B ：多元醇的摩尔数；F B ：多元醇的官能度
⎪⎭
⎫ ⎝⎛-++-酯化生成水超量多元醇论量 酯化苯酐所需多元醇理M L L 油用量＝A 21002()()()
()()02202
22220000220020331833n F n n F n R F n F n r n M n M n M n M n L F n n n n n n K A A B B A A B B A B B A A A A B A ++==-++=++++=
e.g.1 一种豆油醇酸树脂，它由苯酐、工业季戊四醇及豆油制成，油度为62.5%。
苯酐当量为74，工业季戊
四醇当量为35.4。
计算该树脂配方。
解：这一题是已知油度L 和醇超量r ，计算出油的用量，即知道整个配方。
查表，62.5%油度醇酸树脂，采用季戊四醇时，醇应该过量5~15%。
我们取10%。
假定苯酐用1N ，则季戊四醇应1+1*10%=1.1N.
23.173910010*4.354.35745.621005.62=⎪⎭
⎫ ⎝⎛-++-=油用量 可见该醇酸树脂配方为：
重量表示 当量表示
苯酐
74 1 季戊四醇 35.4+3.54＝38.94
1.1 豆油
173.23 173.23/293=0.591 注：豆油的分子量879，所以每一当量的豆油重量是293
e.g.2计算一个55%油度亚麻油醇酸树脂的配方。
K 值为1。
由甘油、苯酐、亚麻油组成。
解：设使用苯酐1个当量，解以下联立方程：
2121
00
21
0021
0181.9214887987955.02
331⨯-+⨯+==⨯++++==B B n n n L n n n n K
得n 0=0.137； n B =0.363 ∴亚麻油：0.137*879=120.3g
苯酐：74g 甘油：33.4g。