簡史
1919德國A.Grun和R.Winkler首先提出了松香的聚合方法,以濃硫酸為催化劑,將松香溶解在石油醚中,在-5℃下處理6小時,得到松香。從20世紀30年代開始,美國就建起了聚合松香的生產車間。我國在1968研究了以硫酸為催化劑的聚合松香生產工藝,並在1973建廠生產。80年代初,以硫酸-氯化鋅為催化劑的工藝投入生產。這兩種過程在生產中共存。有兩種型號:115 #和140 #。
性質和分類
聚合松香軟化點高,抗氧化性能優異,在有機溶劑中粘度高,不結晶,酸值低,與天然或合成成膜劑及橡膠混溶性好。聚合松香有羧基,可以反應生成鹽、酯、醇。根據松香原料的不同,可分為聚合松香、聚合木松香和聚合油松香。根據二聚體的含量,可分為聚合松香和二聚松香。前者含有約35%的二聚體,後者含有約80%。
生產工藝
以硫酸催化劑為例,主要工藝條件如下:①溶解。汽油消耗量(以松香計)為80 ~ 100%。②聚合。硫酸用量(以松香計)為15%,反應溫度為43±3℃,反應時間為2.5 ~ 3小時。③洗滌。油水重量比為1∶5,洗滌溫度為60℃,鹽水濃度為0.5%。④蒸餾。頂溫110±2℃,底溫210±5℃,活氣壓力78 ~ 98 kPa(上段)和147 ~ 176 kPa(下段)。聚合催化劑可分為兩類:壹類是質子酸,如硫酸、對甲苯磺酸、氟磺酸、磷酸、乙酰硫酸、硫酸單乙酯、鹽酸等。壹類是路易斯酸,如氯化鋅、三氯化鋁、四氯化鈦、四氯化錫、硼酐等。松香的聚合是壹個復雜的過程,生成的二聚體具有多種結構,隨反應條件的不同而變化。隨著硫酸濃度和用量的增加,聚合松香軟化點升高,酸值降低,但酸渣也增加,影響收率。隨著反應溫度的升高,聚合松香軟化點升高,酸值降低,產量增加,但顏色加深。2小時後聚合接近完成,如果時間延長,對聚合幾乎沒有影響。不同溶劑得到的聚合松香顏色深淺不同,以汽油為溶劑制備的產品顏色最淺。
質量指標
顏色不得低於ⅲ級(硫酸法)和ⅳ級(硫酸-氯化鋅法);軟化點(環球法)110.0 ~ 120.0℃(115型)、135.0 ~ 145.0℃(140型)酸值不低於145.0(165438型)熱水可溶物不超過0.20%;乙醇不溶物不大於0.050%(硫酸法),不大於0.030%(硫酸-氯化鋅法)。
使用
①墨水。用作汽油影印油墨、醇溶性凹印油墨、清漆油墨、膠印油墨、高速輪轉橡膠彩印油墨和鉛印油墨的原料,制備的油墨光澤好、固色快、保色性好、立體感強。②油漆。聚合松香的衍生物(聚合松香酯)可與其他添加劑壹起制成快幹耐堿漆、醇溶性清漆、合成樹脂清漆等。③粘合劑。用作壓敏膠和熱熔膠中的增粘劑,可以提高粘接強度,降低成本。④其他方面。增加電纜浸漬油的粘度,也可用於助焊劑、紙張施膠、肥皂、金屬催幹劑、中藥蠟丸、光學樹脂膠、樂器松香、建築材料等。此外,經美國食品法批準,經特殊處理的聚合松香和二聚松香酯可用於與食品包裝有關的粘合劑、塗料和紙張。