懷集東邦化學有限公司董事長
日本東邦化學工業(yè)株式會社常務(wù)董事
小原郭靖(HIROYASU OHARA)
最近,中國對歧化脂松香通過了新的國家(林業(yè)行業(yè))標準。中國(部頒)標準將作為世界性的規(guī)格通用,這是一件令人高興的事。
就此機會,我想就這些規(guī)格是在什么樣的歷史背景下產(chǎn)生的這件事,讓大家知曉,或許能對大家有所幫助。另外,我們也必須要認識到根據(jù)使用用途,完全不同規(guī)格的產(chǎn)品要比常規(guī)產(chǎn)品更能得到客戶的好評價。
為此,將原來松香擔當人員的一些經(jīng)驗,向有志于從事松香深加工事業(yè)的年輕人,作一下交流和溝通?!?br />
一、 為什么非要使用歧化松香
水中乳化聚合生產(chǎn)丁苯橡膠,可生產(chǎn)出均質(zhì)的優(yōu)良橡膠。
⇒ 一般的高級脂肪酸皂化物的殘留部分會對橡膠的物性造成損害。
⇒ 生產(chǎn)橡膠產(chǎn)品時,用變成膠粘劑的松香皂化來作為乳化劑可能效果會更好。
⇒ 但是,作為樹脂酸的混合物—松香,含有較多的樅酸(abietic acid:簡稱AA)在反應(yīng)時會產(chǎn)生雙鍵反應(yīng)(共軛雙鍵),和橡膠的原料單體產(chǎn)生反應(yīng),因此不能使用。
⇒ 松香進行歧化反應(yīng)后,使其失去雙鍵反應(yīng)即可。
⇒ 在美國是用木松香(用松樹的根蒸餾而得)加工成歧化松香、做成皂化產(chǎn)品來作為丁苯橡膠乳化劑開始使用的?! ?/p>
二、 中國脂松香使用的歷史
⇒ 木松香產(chǎn)量越來越少,且價格越來越高。
⇒ 在美國,用高油松香(用松樹等生產(chǎn)紙漿時的廢液中的生產(chǎn)的副產(chǎn)品) 做原料來生產(chǎn)歧化松香?,F(xiàn)在的美國是以高油松香為主流。
⇒ 在日本,瑞翁公司和日本合成橡膠公司(現(xiàn)JSR)從開始生產(chǎn)丁苯橡膠時,就委托東邦化學工業(yè)株式會社進行國產(chǎn)乳化劑的開發(fā)。
⇒ 當初他們是用進口的木松香來生產(chǎn)的。東邦化學從近鄰的中國采購到大量、便宜的脂松香后,經(jīng)過獨自的研究和開發(fā),成功開發(fā)出了歧化松香和所需的催化劑。在1961年1月達到了規(guī)?;a(chǎn)。
⇒ 在亞洲地區(qū)的歧化松香生產(chǎn)廠家,現(xiàn)在基本上使用同樣的歧化反應(yīng)催化劑。所以說,亞洲地區(qū)生產(chǎn)的歧化松香的性能也基本相同。
三、 歧化高油松香和歧化脂松香的不同點
3-1 有無脂肪酸
高油松香含有少量的高油脂肪酸。通常使用脂肪酸含量在2%以下的高油松香。
脂松香是完全不含有脂肪酸的。所含有的酸類僅僅是松香酸。
脂肪酸的乳化性能要比松香酸好,乳化粒子很容易變得細小,可以說高油松香的反應(yīng)速度比脂松香要快。
但是,脂肪酸的殘留部分會影響到樹脂產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,一般的脂松香系列能較大范圍的適宜于橡膠產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。
在乳化性方面,通過乳化聚合的反應(yīng)溫度和攪拌速度等可以來調(diào)整。還能用硬脂酸皂化等的量來進行調(diào)整,所以對較大型的用戶來說,是不存在問題的。
3-2 軟化點
歧化高油松香的軟化點要比歧化脂松香的軟化點低10℃左右。歧化高油松香的軟化點低,特別在夏季,容易形成粘糊狀和從包裝桶內(nèi)漏出,造成難以粉碎等的質(zhì)量問題。
3-3 色相
因廠家不同,色相有好有壞。
3-4 價格
主要取決于各廠家的價格戰(zhàn)略。
歧化脂松香是中國脂松香的出口價格而形成的國際價格。高油松香是受到同時生產(chǎn)的高油脂肪酸的市場影響的。在高油脂肪酸的價格較高時,可以將高油松香進行低價銷售?!?/p>
四、 歧化脂松香的指標和意義
4-1 脫氫樅酸(DAA :dehydro-abietic acid)以及鈉鹽和鉀鹽的含有率
松香是有包含多種松香酸和總稱為樹脂酸的混合物。
這中間代表樅酸(AA)的雙鍵反應(yīng)(共軛雙鍵)酸通過歧化,反應(yīng)成脫氫樅酸(DAA)和二氫樅酸(dihydro-abietic acid)。
增加催化劑的添加量和延長反應(yīng)時間,可增加脫氫樅酸含量(DAA)。脫氫樅酸(DAA)的含有率(%)是測量歧化松香以及歧化松香皂物性的指標。
當然,用同樣的原料、用同樣的催化劑來進行歧化反應(yīng)時,相對容易比較。但由于松香的種類(脂松香和高油松香)、產(chǎn)地、催化劑的不同,它的規(guī)格指標也就完全不盡相同了。因此即使DAA的絕對值大也不能判斷它的物性就好。
羥酸皂化產(chǎn)品乳化劑好,但為了防止異常反應(yīng),后面將進行說明的樅酸(AA)含量就比較重要了。盡管用相同的脂松香、貴金屬催化劑生產(chǎn)的產(chǎn)品,如果該數(shù)值太低的話,應(yīng)該是原料松香的質(zhì)量太差或者反應(yīng)時間太短所造成的。通常有設(shè)定下限值。
也有廠家使用碘化物、硫磺化物、鐵化物等各種催化劑進行歧化反應(yīng),脫氫樅酸(DAA)值很低的產(chǎn)品也有客戶在使用。用這類產(chǎn)品也可以進行丁本橡膠(SBR)乳化聚合反應(yīng),這也表明脫氫樅酸(DAA)和乳化聚合作用沒有直接的關(guān)系。
4―2 樅酸(AA abietic acid)以及鈉鹽和鉀鹽的含有率
這是含有共軛雙鍵的分子,需要將其含量變成零。
通常,0.3%~0.5%的含量是允許的,但我們公司在生產(chǎn)時是按0%進行管理。與松香的種類和催化劑無關(guān),在生產(chǎn)時,理想是使用該數(shù)值為0%的產(chǎn)品。
4-3 曇點(渾濁點)(僅限于皂化產(chǎn)品的指標)
N-20和K-25的皂化產(chǎn)品在溫度降低時會有一小部不溶部分,這部分稱為曇點(也稱為渾濁點)。
通常規(guī)格值在5℃以下。
該數(shù)值高就意味著產(chǎn)品的溶解性能差,理想是0℃以下。
即使產(chǎn)生曇點(渾濁點)只要加溫后也可溶解。但是,加溫后顏色容易變深,所以需要適度掌握。
沒有充分反應(yīng)好的產(chǎn)品,其曇點(渾濁點)也高。
4-4 色相
歧化松香產(chǎn)品的色相用松香獨特色相等級來表示,通常分為X(特級),WW(一級),WG(二級)。
我們用羅維邦色相儀測量,用色號確定色級。
在日本,皂化產(chǎn)品的色相通常用Gardner Color No.表示。其值通常在 8以下。但該規(guī)格本來是面向丁苯橡膠客戶的。對其它客戶,我們的產(chǎn)品都按6以下進行管理。
也有改良色相的藥劑,經(jīng)藥劑改良后的色相隨著時間的推移會發(fā)生變化,產(chǎn)生著色。我們在生產(chǎn)中沒有使用藥劑,其產(chǎn)品顏色為天然樹脂淡色。
4-5 不皂化物
一般來說,縮短歧化反應(yīng)的時間就會減少不皂化物。所以該規(guī)格數(shù)值管理過低,就容易出現(xiàn)歧化反應(yīng)時間不足的產(chǎn)品,其樅酸(AA)就會有殘留或相容性變差等。
不皂化物含量多,客戶就會覺得不利,認為采購了與乳化沒有關(guān)系的東西。但是使用乳化性本來就劣于脂肪酸的歧化松香作乳化劑就是認為歧化松香的綜合性能適合丁苯橡膠和ABS樹脂產(chǎn)品,其值過低就容易損壞歧化松香的其它性能,我們按照自己的理解,根據(jù)商品設(shè)計中什么是最重要的思路,我們通常推薦用8-12%進行管理。
4-6 外觀
產(chǎn)品通常為淺黃色透明。但歧化脂松香在固化時容易產(chǎn)生白色晶體,含有一定比例的結(jié)晶物。
按現(xiàn)在的技術(shù)要使該結(jié)晶物為零還是很困難,無論那個廠家的產(chǎn)品都有一定程度的結(jié)晶品。
我們對所有產(chǎn)品進行結(jié)晶檢驗,控制結(jié)晶品不要流通到客戶那里去。
4-7 其它
有時也把羥值(OHV)、皂化值(AV)、軟化點等列入歧化脂松香(100% 品)
產(chǎn)品規(guī)格。
但這些數(shù)值是為了檢測原料松香的質(zhì)量或者用于中和反應(yīng)的當量計算中,對皂化產(chǎn)品的需方來講是沒有什么意義的。
4-8 金屬成分:
金屬成分對催化劑活性和產(chǎn)品性能影響較大,所以從新的供方采購時,需要進行檢測。
但主要取決于原料松香,所以重新采購時檢測后可以減少檢測的次數(shù)。
結(jié)束語:
我本來不是松香行業(yè)的技術(shù)人員,我只是把過去從前輩那里所聽到的話,照原樣在這里講了一遍,其中可能存在專業(yè)人士聽后認為是錯誤的內(nèi)容,所以還請大家包涵本人才疏學淺。