醛酮树脂的作用

背景及概述^[1][2]

醛酮树脂是由环己酮与甲醛在一定条件下共缩合而成的树脂产物。这种树脂硬度高.粘度低,特别适用作涂料、油墨等改性添加剂。该树脂所用的原料价廉且来源丰富.易工业化生产,因此,在日本、美国、德国等均己工业化生产。我国70年代己研制成这种树脂.但一直未见报道和工业化生产。合成醛酮树脂的传统方法是环己酮与甲醛在有机溶剂和氢氧化钠存在下一步共缩合,但所得树脂的质量不稳定,与烃类溶剂混溶性差,而且颜色深.因此.对涂料等材料的改性效果不够理想。

性质

醛酮树脂是醛酮缩聚而成的中性、无毒硬树脂，外观为无色至淡黄色透明颗粒，能溶于除脂肪烃以外的所有涂料工业常用溶剂，具有十分良好的溶解性；且适用于大多数的油墨、涂料和胶粘剂体系，可以用来提高油墨、胶粘剂和涂料的快流动性、干性、光泽、附着力、颜料的润湿性等。醛酮树脂的化学结构赋予其特殊质量与特性，因为这种树脂在结构中不含酯键，所以具有较好的耐水性。另外，酮基团和羟基团的极性不仅使其具有广泛的溶解性和相溶性，同时具有良好的颜料润湿性和附着力。这样的特性使它对提高油墨、涂料和胶粘剂的快干性、光泽度、附着力、流平性、颜料润湿性、耐候性和固含量等具有很好的作用，由此成为油墨、涂料和胶粘剂的理想的原材料。

醛酮树脂具有光泽性好、硬度强、抗降解、在阳光下不变色等功能特性。由于有醛酮树脂结构中不含酯键，因而耐水性较好。醛酮树脂广泛应用于木器漆、复合、柔版、凹版油墨、圆珠笔油墨、醇容性油墨、烫金材料、热封涂料、高固体份工业涂料等方面。

酮醛树脂分子结构中含有羰基，端基为羟基，与涂料用的树脂与溶剂具有良好的兼容性，对颜料有良好的润湿、分散作用，能有效提高涂料的初干性、附着力、硬度及光泽等性能，使形成的漆膜具有良好的耐油性、耐化性及耐候性，是一种性能优良的涂料用多功能助剂，广泛用作制备涂料、油墨通用色浆的研磨树脂以及提高涂料性能的助剂。此外，还广泛用作油墨、圆珠笔的分散剂和光亮剂。

应用^[3]

改性醛酮树脂-乳化墨水

S1、将5.0g分子量为1800g/mol的醛酮树脂溶于100mL干燥甲苯，将上述溶液冷却至-5℃。在搅拌下，向上述醛酮树脂溶液中缓慢滴加10mmol的溴代异丁酰溴的甲苯溶液，滴加完毕后，继续于-5℃下反应5小时，并缓慢升温至室温搅拌24小时。

而后过滤并除去沉淀物，滤液用水洗涤至中性后加入无水硫酸镁干燥。减压蒸去溶剂，得到溴化的醛酮树脂，该溴化的醛酮树脂呈淡黄色固体。所得谱图中的化学位移与预期结构相吻合，证实了该化合物的成功制备。

S2、取1g步骤S1中得到的溴化的醛酮树脂溶解于20mL干燥甲苯中，而后加入2.5mmol的甲基丙烯酸聚乙二醇酯，搅拌混合后通氮气20分钟，在氮气氛围下加入0.05mmol的溴化亚铜和0.05mmol的五甲基二乙烯基三胺，继续通氮气20分钟后于80℃下进行反应。在反应4h后将反应液过中性氧化铝柱，向过铝柱后收集到的液体溶液倒入250mL甲醇进行沉淀，将产物于真空下干燥至恒重，得到改性醛酮树脂。经凝胶色谱仪测定其分子量为3600g/mol。其核磁谱图证实了该化合物的成功制备。

制备^[2]

在反应釜中投入甲基丙烯酸43.05份、对甲苯磺酸2.58份、二氯甲烷84.93份、对苯二酚、活性炭以及硅胶(广州化学试剂厂)50份，得混合物，控制对苯二酚和活性炭在混合物中的含量分别为200ppm和150ppm；并充分混合搅拌均匀；缓慢开始蒸汽加热，控制加热速度使其蒸汽压在0.3Mpa，在1.5h之内升温至85℃，并维持此温度搅拌20分钟；将二羟甲基丙酸33.53份逐步加入反应釜中，3h内完成投料并回流反应3.5h；继续蒸汽加热，使反应釜蒸汽压在0.4Mpa，1h内升温至110℃，并充分混合搅拌30分钟；将事先用二氯甲烷溶解的醛酮树脂溶液，248份逐步加入反应釜中，1h内完成投料并继续回流反应5h。

向反应釜中加入质量浓度为10％的纯碱溶液及质量浓度为20％的NaCl溶液，洗涤4次静置分层，取上层有机相抽滤，除去活性炭，然后加压脱去二氯甲烷(真空度﹥-0.09Mpa，温度30℃)，即得改性醛酮树脂，其理论结构式如下：

该结构的末端带有四个双键，可直接应用于光固化体系中，同时增强化学交联密度，提高产物硬度和耐化性及耐溶剂性能。在反应釜中加入该改性醛酮树脂10份、光固化树脂UMA510(长兴化学工业股份有限公司)37份、二丙二醇二丙烯酸酯(长兴化学工业股份有限公司)50份、2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮(常州强力电子材料有限公司)3份，搅拌均匀，即可得到光固化涂料组合物。

主要参考资料

[1] 徐鹏, & 孙东成. (2014). 醛酮树脂改性的阴/非离子型聚氨酯分散体的合成与性能. 高分子材料科学与工程, 30(5), 6-10.

[2] 余宗萍, 成伟, & 杨鹏飞. (2013). 醛酮树脂在紫外光固化色漆中的应用研究. 信息记录材料, 14(6), 22-25.

[3] 徐鹏, 孙东成, XuPeng, & SunDongcheng. (2013). 基于醛酮树脂的聚氨酯分散体的涂膜性能研究. 涂料工业, 43(3), 21-24.