叔碳酸又称新酸、三烷基乙酸,是一类具有支链的单饱和羧酸,是工业脂肪酸的重要分支。 由于三个烷基对碳原子的影响,其酸度略低于伯、仲碳酸,沸点一般低于伯、仲酸。 在室温下,叔碳酸(C5酸等少数品种除外)是液态的。 例如,戊酸己酯和壬酸己酯的酸催化水解速率是戊酸己酯的(20 30)倍,而戊酸酯和壬酸酯在碱催化水解中的水解速率比新癸酸酯快2800倍和900倍。
由此可见,叔碳酸盐具有优良的耐水解性。 此外,它还具有很高的耐热性、耐候性、抗变色性等性能。 由于叔碳酸酯系列产品具有优良的理化性能,在涂料中得到了广泛的应用,成为重要的精细化工原料,国内外市场需求旺盛,市场前景十分看好。
叔碳酸在涂料中的应用与发展
叔碳酸作为涂料用途非常广泛,主要用于汽车、冰箱、洗衣机、建筑等行业。 叔碳酸衍生物可以大大提高涂料的光泽度、化学稳定性、热稳定性、硬度、柔韧性和隔热性,其在涂料中的应用主要有三种形式:
1.叔碳酸与环氧氯丙烷反应生成叔碳酸缩水甘油酯,用于生产高档醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂及各种性能优良的树脂,进而生产自干或干燥醇酸漆,也可用作无溶剂环氧稀释剂。 由碳酸缩水甘油酯叔酯生产的树脂具有低粘度、高流动性和良好的耐候性、耐化学性、耐黄变性、优异的颜料润湿性等特点。 它通常用于汽车底漆、面漆和修补漆它还可以用作金属涂层的活性稀释剂,赋予涂层所需的粘度和适当的干燥速度。
2.叔碳酸与乙炔反应生成叔碳酸乙烯酯,可与醋酸乙烯酯树脂共聚或改性,西欧乳胶涂料的主要粘结剂就是这种共聚物,叔碳酸乙烯酯的高度支化结构使其具有良好的耐水性、耐紫外线性、耐热性和耐碱性, 主要用作醋酸乙烯酯的共聚单体,制备无规共聚物乳液,可生产乳胶涂料。这种乳胶涂料具有优良的流动性和基材润湿性,良好的耐擦洗性、耐候性,其性能远远优于醋酸乙烯酯共聚物产品,也优于目前性能最好的丙烯酸共聚物乳胶涂料,因此叔碳酸酯是一种非常有前途的有机原料。
3.叔碳酸盐的金属盐,如CO、MO、PB、ZN、CA盐,在油类和有机溶剂中溶解性好,粘度低,活性高,可用作油漆油墨的催干剂,其干燥时间比萘二甲酸酯短。 三级碳酸盐皂催干剂具有干燥速度快、涂膜硬度高等优点,各种碳酸皂在国外催干剂中占有一定比例。 此外,叔碳酸有机锡皂还可作为丙烯酸抗污染材料中的有效成分;由叔碳酸铜制成的船底涂料在拉伸强度、伸长率和其他性能方面超过了有机锡化合物。
叔碳酸市场需求趋势
叔碳酸盐独特的空间结构赋予涂膜优异的光泽和保色性、耐水碱性和耐过烘烤性,并具有在有机溶剂中溶解性好等诸多优点,因此叔碳酸盐是性能优良的涂料原料。
目前,国外碳酸叔的消费量逐年增加,用户遍布世界各地,尤其是欧洲。 以叔碳酸乙烯酯为例,20世纪70年代初,叔碳酸乙烯酯-醋酸乙烯共聚物乳胶涂料仅占乳胶涂料总量的5%,2024年上升到30%,2024年继续上升到32%,到2024年已经上升到36%左右, 此后每年都呈上升趋势,其性能超过了聚醋酸乙烯酯、醋酸丙烯、醋酸乙烯酯等常用聚合物。
西方国家和地区加快了叔碳酸乙烯酯单体改性醋酸乙烯酯乳胶涂料的研发,使新产品层出不穷,性能也越来越优异,该系列涂料在东南亚一经上市,就迅速占领了市场, 而台湾80%的内墙涂料都使用该系列产品。目前,叔碳酸乙烯酯-醋酸乙烯共聚物乳液涂料在世界范围内蓬勃发展,并有与丙烯酸乳胶涂料竞争的势头。
叔缩水甘油酯碳酸酯的发展前景
随着我国第一产业的快速发展,我国开始应用叔碳酸酯,自20世纪80年代中期以来,先后引进了数十条汽车涂装生产线,国内部分汽车涂装厂家生产阴极电泳底漆、高端汽车面漆、汽车修补漆等,均采用叔缩水甘油为原料。 目前,我国的上海大众、长春捷达、一汽富康神龙等高端轿车生产发展极为迅速,此外还有许多新的高端轿车生产线,已成为我国的支柱产业。 此外,中国家电行业发展迅速,已形成产业种类齐全,不仅立足国内市场,已大规模走向国际市场,因此碳酸叔缩水甘油酯在我国市场需求量大,发展前景十分广阔。
叔碳酸乙烯酯的发展方向
我国叔碳酸乙烯酯的用量不如叔碳酸缩水甘油酯大,一些乳胶涂料厂家尝试使用叔碳酸乙烯酯和醋酸乙烯共聚物进行乳胶涂料的试生产,效果非常好,同类产品在耐候性、耐碱性和**、 特别是高颜料配比制成的涂料,符合涂料节能、低污染、环保的发展方向。随着社会的发展,居民的健康环保意识不断提高,对房屋装饰材料的环保提出了更高的要求,因此,叔碳酸乙烯酯在乳胶涂料行业具有很好的发展前景。