花椒籽油水性醇算树脂的制备与性能研究

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1、申请理学硕士学位论文题目：花椒籽油水性醇酸树脂的制备与性能研究学科门类：理学一级学科：化学培养单位：化学与化工学院硕士生：蒋亚娟导师：马养民教授2018年5月PreparationandPropertiesofZanthoxylumBungeanumSeedOil-basedWaterborneAlkydResinAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofScienceByYajuanJiang

2、Supervisor:Prof.YangminMaMay2018花椒籽油水性醇酸树脂的制备与性能研究摘要醇酸树脂具有原料易得、工艺简单、漆膜性能优良等优点，是一种重要涂料用树脂。植物油作为一种可再生资源，是合成醇酸树脂的重要原料。而我国食用植物油供不应求，因此，合理开发一种价格低廉、可用于工业化原料的非食用油显得尤为重要。花椒籽作为花椒的副产物，含油量为27~31%，来源广泛，是一种很好的油脂资源。花椒籽油（ZSO）属于半干性植物油，可以作为有机涂料原料。若以ZSO制备醇酸树脂，不仅可以增加花椒种植的附加值，还能降低醇酸树脂的生产成本。本文以ZSO制备了水性醇酸树脂，并以环氧树脂

3、和聚氨酯分别对其性能进行了改性。通过分析比较各项影响漆膜性能的因素，从而对合成花椒籽油水性醇酸树脂的配方及工艺进行了优化；并采用FT-IR、粒径分析仪、TEM、TG和接触角测定仪等分别对树脂的结构、乳液粒径、热稳定性以疏水性进行了表征和分析。具体内容如下：（1）花椒籽油水性醇酸树脂（WA）：以ZSO、三羟甲基丙烷（TMP）、苯酐（PA）、间苯二甲酸酐（IPA）、苯甲酸（BA）和偏苯三酸酐（TMA）等原料合成了环保型的WA。通过分析比较漆膜的各项性能，当油度为50%，醇超量为10%~12.5%，最终酸值控制在60~50mgKOH/g，多元酸摩尔比n(PA):n(IPA):n(BA)

4、=2:1:1时，得到的WA乳液粒径分布均匀，储存稳定性好，而且漆膜的干燥速度良好，光泽度、附着力和柔韧性优异，但硬度及耐水性不够理想。（2）环氧改性花椒籽油水性醇酸氨基烤漆（EWA-H）：分别将环氧树脂E44和E20引入WA结构中，合成了环氧改性水性醇酸树脂(EWA)，再将EWA与六甲氧基甲基三聚氰胺（HMMM）混合得到EWA-H。通过分析比较漆膜的各项性能，发现在第二步酯化反应时引入环氧树脂，且当E44和E20的含量分别控制在11.1~13.3%和13.8~17.5%时，制备的EWA乳液具备良好的储存稳定性。与WA相比，EWA各项性能均有了较大改善。当EWA和HMMM混合质量比

5、为3:1时，在高温下固化的EWA-H漆膜，相比WA表现出优异的硬度和耐水性，以及良好的耐酸和耐碱性、热稳定性。（3）聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂（PUWA）：以异佛二酮二异氰酸酯（IPDI）为改性剂，2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）为水性单体合成了PUWA。I通过分析比较漆膜的各项性能，当醇超量（r）为30%，n(-NCO):n(-COOH)为1.25:1~1.5:1，DMPA含量为7.5%时，得到的PUWA乳液具备良好的稳定性，漆膜具有优异的自干速度和良好的硬度、耐水性和耐酸性，与相比WA耐碱性也得到了改善。关键词：花椒籽油，醇酸树脂，环氧树脂，聚氨酯，水性涂料IIPrepa

6、rationandPropertiesofZanthoxylumbungeanumSeedOil-BasedWaterborneAlkydResinABSTRACTAlkydresinisanimportantcoatingresinsbecauseofitseasyavailabilityofrawmaterials,simpleprocess,andexcellentpaintfilmproperties.Vegetableoilasarenewableresourceisanimportantrawmaterialforthesynthesisofalkydresin.Ho

7、wever,theediblevegetableoilisinshortsupplyespeciallyinChina.Therefore,itisparticularlyimportanttodevelopakindofnon-edibleoilwhichisinexpensiveandcanbeusedforindustrializedrawmaterials.Zanthoxylumbungeanumseed,asaby-productofzanthoxylumbungean