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松香酯树脂改性多异氰酸酯预聚物是松香在PU涂料中应用的一个途径。探讨了原理、原料选择、配方设计、制造工艺、产品指标与应用性能。以此途径可以获得用于2KPU涂料固化剂与MCPU涂料的低游离TDI预聚物。

1 引言

松香可在聚氨酯(PU)涂料中应用已人所共知。其在多异氰酸酯预聚物中的应用，如以松香改性醇酸树脂作为预聚物的羟基母体用以制备S685PU漆的固化剂，以松香改性聚氨酯油(聚氨酯醇酸)树脂作为单组分气干型PU涂料都是人们所熟知的。至于松香酯树脂直接作为—NCO/—OH型2KPU漆的羟基组分的成分也是常见的。本文要讨论的是以松香酯树脂来改性多异氰酸酯预聚物(下文中简记为“预聚物”)，用做—NCO/—OH型2KPU涂料固化剂或者单组分湿固化聚氨酯(MCPU)涂料，以求降低成本，提高刷涂性、流平性，同时控制预聚物产品中的游离TDI(下文中简记为“f-TDI”)的含量。松香树脂指的是以松香为主要原料经化学加工而得到的树脂，如松香皂、松香酯及改性松香酯等。本研究中应用的是松香酯，其常用的品种见表1[1，2]。至于松香皂，由于金属离子的催化作用，易使—NCO/—OH反应失控，没有采用。在松香酯的制备中多元醇都是过量的(如过量5%)，但松香也难于完全酯化，树脂产品还有一定的酸值，再考虑到在高温酯化反应过程中部分松香分解脱羧，被强力排风抽除而损失，因此可以判断，多元醇的羟基绝不可能完全酯化，在松香酯分子上肯定还有残留的羟基。试验中应用的一批145季戊四醇松香酯树脂，实测羟值为80mgKOH/g，由此，推算其平均羟基的摩尔质量数约为700，相当于每个季戊四醇分子中的4个羟基中的2.6个羟基为松香所酯化的情况，也就是说，平均而言，这个树脂可以近似地被看成“1.4元醇”。所以，松香酯即便不能如同一般多元醇那样，单独被用做预聚物的多元醇母体，也可以作为羟基母体的一个成员，通过羟基与—NCO基的反应，使自身“锚固”在多元醇/TDI的预聚物的大分子上。这就是松香酯树脂可以用于改性预聚物的依据。

2 原料选择

2.1松香酯树脂的选择

对138、145、422、424这4种树脂均进行了初步筛选试验。考虑到138、422等甘油酯树脂，其分子上残留的羟基必定是位阻很大、活性很低的甘油仲羟基，而422、424是顺酐改性树脂，其中含有一部分三元酸酯，官能度大，结构比较复杂，对于预聚物合成工艺的安全性与产品的贮存稳定性较容易产生不良影响(试验中已有所表现)，因此，着重选用结构相对简单，残留羟基为伯羟基的145季戊四醇松香酯树脂进行了系统的试验，得到了肯定的结果。

表1 常用松香酯及改性松香酯树脂