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三羟甲基乙烷(TME)

2018/1/18

  


典型用途:





三羟甲基乙烷(TME)产品质量指标

序号

项目

单位

指标

1

外观

/

白色结晶体

2

羟基                

ω/%

41.0

3

杂质                <

ω/%

0.5

4

水不溶物            <

ω/%

0.01

5

熔点                

/

190-203

6

色度   (铂-钴色号)

Hazen单位

50


三羟甲基乙烷性能

       三羟甲基乙烷简称TME,也称2-羟基甲烷-2-甲基-1,3丙二醇,1,1,1-三(羟甲基)乙烷,戊甘油,CAS号:77-85-0,EINECS号:201-063-9,分子式:C5H12O3,分子量:120.15,是一种无味的白色结晶体,熔点:200~203℃,易溶于水。

三羟甲基乙烷主要用途
       三羟甲基乙烷(TME)是制备无油聚酯树脂的多元醇。TME分子的紧凑新戊基结构赋予了TME聚酯突出的品质。由于TME没有β氢,而它的@氢被阻止,所以TME的酯类对热、水分、光和氧化带来的破坏性具有强大的抵抗能力。因此,由于TME的使用可以得到进一步的特性,如耐候性、颜色和热稳定性、耐久性、保光性、耐烘烤性和耐污染性等。TME醇酸树脂可以制造具有膜,在中度和低度含油的醇酸树脂中,TME常常好于其他的多元醇或者多元醇的混合物。同时TME也可以赋予这些醇酸树脂好的干态和硬度品质。


       TME是符合苛刻的环保要求,环保的要求是越来越严格,不仅是对生产过程中的环保控制,而且也对下游产品使用过程中提出了环保要求。工厂使用TME,一个很重要的原因就是TME在应用在二氧化钛的生产和使用时,有非常低的VOC和很淡的气味,符合欧美苛刻的环保要求。在用其他的分散剂对二氧化钛进行包膜处理时,特别是在气流粉碎时,由于沸点等较低,有很高的挥发率,进而导致其他的分散剂在二氧化钛的表面吸附率降低,高温挥发的分散剂会逃逸到空气中,对现场生产的工人也会造成一定的损害。使用TME包膜的成品在高温下处理,如用作粉末涂料时,不会产生一种难闻的气味,这在欧美是受到严格控制的。TME能经受更高的温度,而且即使挥发,气味也很淡,更何况TME还经过了FDA的认证,可以使用在食品接触材料行业。好的品牌的通用级其不仅要考虑性能的问题,还要考虑是否符合环保的要求。因此,TME在欧美得到广泛的应用。

       在全球耐高温、高固体含量、粉末涂料、水性涂料等树脂涂料快速增长的推动下,三羟甲基乙烷的下游产品所占比例越来越高,其需求量也在膨胀,三羟甲基乙烷是一种重要的化工原料。在粉末涂料树脂、高固体树脂、醇酸树脂和聚酯等精细化学品生产领域有广泛的应用,主要用于二氧化钛颜料和硅改性的聚酯树脂、聚氨酯、环氧树脂、合成润滑剂、增塑剂、油墨、感光化学品和黏合剂等。三羟甲基乙烷在涂料树脂方面有大的需求规模,三羟甲基乙烷在醇酸树脂和聚酯树脂上的应用广泛。TME的新戊基结构非常稳定,因此TME树脂能够抵御高热、高湿和光照对体系结构的破坏作用。TME醇酸树脂树脂较其它多元醇树脂显示出更好的快速气干性能和硬度。同TMP相比,TME能提高体系的耐腐蚀性,增强光泽保持性能,改进耐磨损性,减缓体系褪色,提高涂料树脂的耐温性。三羟甲基乙烷在油漆方面也有较大的需求规模。三羟甲基乙烷无油聚酯树脂有着良好的保色性能。与其它多元醇相比,TME能改进硅化聚酯的耐热性和耐候性。醇酸树脂和聚酯树脂都可以和三聚氰胺树脂一起制造性能优异的烘烤瓷漆。使用TME的树脂经过严格的烘烤后,仍能够保持浅淡的颜色和高光泽。三羟甲基乙烷酯可以用做润滑型增塑剂的原料。短链的脂族酯可用在耐高温的多元醇酯合成润滑剂中。实际生产要在润滑剂成品中加入少量的和抗蚀剂。TME酯用于的纺织业润滑剂,据报道还用在了非加热食品中。由于TME能改进稳定性,TME三醋酯比甘油三醋酯更适合制造增塑剂。TME三安息香酸盐,可用于接触食品材料的粘合剂。三羟甲基乙烷也是其它无机颜料的表面包膜剂的选择。TME用作固相储能材料的研究有很多,典型的包括用在太阳能储存设备,绝缘纤维,储热建筑材料和食品加热设备。

一、三羟甲基乙烷的典型用途

1.外用涂料如汽车涂料,电器涂料,农机涂料,和船舶涂料等满足耐候性要求的领域。

2.耐候性和抗热性能好的改性硅聚酯。

3.固含量的稀释剂和介质,在烘烤和干燥中满足VOC的要求。

4.汽车底漆同车体的结合,提高漆膜的弹性,抗腐蚀性和抗(多次)热性。

5.耐候性的快速气干型工业涂料。

6.用在金属制品上,能通过烘干快速恢复,涂料耐烘烤。

7.对弹性,牢固度和耐候性均有要求的卷材涂料。

8.要求弹性和良好的延展性的电线漆。

9.要求抗水解、耐酸、不脱落的饮料罐漆。 

10.要求在空气中干燥后坚硬,抗冲击,光泽度高的木器、玻璃和金属涂料。

11.热固树脂用的粉末涂料粘合剂,生产出来的粉末涂料抗化学性好。

12.增塑剂和稳定剂,要求耐热、抗光、耐酸碱、耐水,制造的氯乙烯颜色稳定。

13.用于亮光漆或水性/油性漆,制出的无色或有色高光泽漆膜颜色和光泽稳定性好,特别是TME醇酸。

14.树脂适合用于白色亮光漆。

15.用在清漆和亮光漆,获得的电线、变压器和磁线漆膜有良好的机械性能和电性能例如抗热冲击性。

16.速干型水溶性亮光漆,改进其耐腐蚀性。

17.用于气干型醇酸树脂稀释剂。

18.丙三醇的替代品,可以减少干燥时间,有硬度、稳定性、光泽度、和耐候性。

19.用于无机颜料的表面处理,例如用于二氧化钛可使其分散性,减少颜料团聚,提高易润湿性和光学性能。

20.光学胶片,提高胶片的抗撕、抗裂,抗破,不变形的移动现象。

21.热硫化油墨,使其有良好的光泽度、硬度、抗溶性和热稳定性。

22.人造润滑油,使其满足氧化腐蚀稳定性的检测要求。

23.纺织品类,减少其成品收缩率。

24.固相储热类,例如太阳能材料和自加温纺织材料

二、 三羟甲基乙烷的应用:

1、三羟甲基乙烷醇酸树脂

三羟甲基乙烷(TME)被广泛的应用于各种醇酸树脂以获得的产品,TME所赋予产品的突出优势即源于这种紧凑的新戊基多元醇的内部特性。由于TME没有β氢,而它的α氢被全高度阻止,因此TME的酯类对热、水分和光的破坏性影响具有强大的抵抗能力。TME醇酸树脂可以制造具有耐候性、颜色和热稳定性、保光性、耐烘烤性和耐污染性的膜。同时TME也可以赋予这些醇酸树脂优异的干燥和硬度品质。由于TME的高羟基含量、热稳定性和高反应,可以按照特殊的用途进行任意组成的定制。TME醇酸树脂可用于空气干燥和烘烤的用途。相对于季戊四醇,TME分子中的甲基具有溶解作用,因此TME醇酸树脂与其他成膜材料和普通添加剂具有较好的相容性。TME醇酸树脂可与胺醛,酚醛、乙烯基、丙烯酸、聚氨酯和聚酯树脂反应或混合,这些组分可以满足从汽车修补漆到纺织装饰品的广泛范围内的技术条件的需求。优良的电性能和优异的耐热性使得TME醇酸树脂可被用于磁线瓷漆和绝缘清漆,而TME所赋予产品的耐热性使得其成为车辆阻燃剂和耐火涂料所用多元醇的选择。溶剂和水都可以作为介质来承载TME。在水溶性醇酸树脂中,TME可以提供更佳的水解稳定性,干态和光泽保持力,硬度和防腐性。另外,TME醇酸树脂可以被定制用于快速风干烘烤的用途。

2、环氧树脂

TME可以与表氯醇反应生产氧树脂中间体和树脂。这些树脂可用于铸造用沙粘合剂,纸张湿强度添加剂及用于粘合剂等应用。多元醇的环氧化酯包括TME也可用于烘烤漆的涂面树脂。用于抗水薄膜、防腐、防碱和溶剂等应用。TME或酯。TME可用作不环氧聚合的引发剂或环氧/聚氨酯泡沫和树脂的改良剂。TME缩水甘油酯和醚是树脂组分中问体成分。这些产品是有用的清漆,不熔化的树脂,脱垢剂,染料,杀虫剂,医药,包线漆和润滑油添加剂。

3、聚酐

聚酐可用作交联剂或制备聚合物如聚酰亚胺。这种聚酐可由3摩尔的苯偏三酸酐和1摩尔含有三个醋酸基的TME这间的酯交换反应制备。反应可通过在溶剂如氯化联苯中采取高温(300C°)直到除去被解放的醋酸几个小时产品被离析成固体

4、合成润滑油,合成润滑剂

TME因为它的异常稳定的新戊烷基结构,是用于生产合成润滑油原料的多元醇酯。多元醇酯原料具有独特的综合性能-特别好的高温稳定性的低温粘度。他们是选择的用于生产苛刻要求的喷气发动机润滑油的原料由TME和短链脂肪酸制备的酯是生产耐高温合成润滑油非常有用的原料。脂肪酸的混合物常用于达到喷气发动机润滑油要求的低温粘度性能。少量的防蚀剂与完成的润滑油共同使用以高温性能。TME酯类对纺织品润滑剂也是有用的并且据说作为无热量的食品起苏油也是有用的。有很多种TME酯料见诸报导。TME混合酯显示出满足参数的要求MIL-L-7078J。

5、聚氨酯橡胶

TME聚酯可以用于定制优异的聚酯型多元醇用于氨基甲酸乙酯(尿烷)涂料。许多种二盐基酸如脂肪酸、癸二酸、azelaic酸或二聚物酸可与TME缩合制成合适的聚酯。单组分湿固化的聚氨酯涂料可以由异氰酸酯封端TME聚酯。单组分用于金属干燥器前的风干氨基甲酸酯改性油可以由醇酸树脂与TME的预缩合物来制备。双组分聚氨酯涂料要求TME聚酯具有足够的多余羟基与多羟基化合物或异氰酸封端聚合物以化学计量加合,所得到的涂料具有附着性、硬度、抗磨性能、抗析出性和好的使用寿命。高固树脂可由反应使可用的羟基功能团加到含有丙烯酸甲酯的树脂上获得。这种树脂可以用作高固涂料的主要载体或者用作稀释剂及具有氧化固化特性醇酸树脂或丙烯酸树脂固化调节剂。当这种醇酸树脂用作向日葵和高油酸TME醇酸树脂的反应性载体时,就会得到高耐候性和优良烘干特性的涂料。

6、三羟甲基乙烷用于二氧化钛等无机颜填料的表面处理

TME是一种含有新戊基结构的性能羟基化合物。它具有好的抗热性能、抗光性能、抗水解性能,TME特别适合于钛白粉和其他无机颜料的表面处理。由于它很易溶于水,使用起来很方便。同时,在颜料表面结构牢固,即使用于船舶涂料,TME和颜料表面依然牢固结合。用TME处理钛白粉典型特性如下:

1)提高分散性

2) 阻碍颜料团聚

3) 提高润湿能力

4) 增强光学特性

用TME处理后的钛白粉性能好于TMP。用TME处理过的钛白粉将具有良好的白度、分散、遮盖力、耐热性能,并在聚合物中阻止返黄和提高聚苯乙烯产品的亮度和色调。

7、三羟甲基乙烷应用于聚酯树脂

1) TME聚酯树脂

       TRIMET三羟甲基乙烷(TME),是制备无油聚酯树脂的多元醇。TME分子的紧凑新戊基结构赋予了TME聚酯突出的品质。由于TME没有β氢,而它的α氢被全部高度阻止,因此TME的酯类对热、水分、光和氧化带来的破坏性有抵抗能力。因此,由于TME的使用,可以得到进一步的特性,如耐候性、颜色和热稳定性、耐久性、保光性、耐烘烤性和耐污染性等。TME醇酸树脂可以制造具有的膜。在中度和低度含油的醇酸树脂中,TME常常优异于其他的多元醇或者多元醇的混合物。同时TME也可以赋予这些醇酸树脂优异的干态和硬度品质。TME制的的酯类,由于α碳被阻止了,对水解和氧化降解的抵抗力格外的强。聚酯有时用短链合成脂肪酸(到百分之20)进行改性,来相容性和润湿性能。用2-乙基己酸制得的TME树脂对氨基树脂具有相容性,用百分之15-30氨基树脂改性可制得非常硬韧的膜。ε-己内酯可以与羟基反映,是一种的TME聚酯改性剂,可以用它和TME一起替代TMP。由于TME具有较低的相对分子量,可以按照摩尔数来替代它,由己内酯来弥补重量差异。间苯二酸和酚酞的多芳基化合物的膜可以通过加入少量(百分之0.05-0.1摩尔)的TME来硬度,TME引入了游离羟基,可以用于交联。

2)TME聚酯的制备

      聚酯可以由多元醇和二元或三元酸或其衍生物通过直接酯化而轻松的制得,其他通常的制备方法,酯交换法、酰基氯法等,也可用于聚酯的制备。聚酯的制备方法与醇酸树脂的制备方法基本一致。树脂反应釜可以提供加热、温度控制、搅拌、挥发性物质的去除以及提供惰性气氛。典型情况下,一种聚酯可由TME和二元酸和/或酯类制得,加热组分至温度范围350-470°F,并去除挥发物。反应通过监控去除物质(反应中的水或醇)的量或者酸值来控制。在很多情况下,开始在445-465°F加热组分回流提纯,然后加入二甲苯共沸除水,是较好的做法。提高酯化温度对产物分子量的影响比醇酸树脂小,但是却可以提高反应速率。尤其是在450-470°F的高反应温度下,选用TME这种多元醇,可以缩短蒸煮时间,并且由于TME的热稳定性,可以得到高稳定性的聚酯。在如此高温度下制备的TME聚酯的颜色,一般要比相应反应物制备的树脂要明显的浅。另外,TME相对较低的挥发度也减少了多元醇在蒸馏时的损失。TME酯类对于用于聚酯树脂制备的很多组分都有较高的溶解程度。因此TME和邻苯二甲酸酐或间苯二甲酸的1:1摩尔比德预聚体,在加入其它组分之前可以达到很到的酯化程度。因此,由于TME酯类在生成后所具有的溶剂能力,初期只需加少量的液体组分即可实施蒸煮。

3) TME聚酯的质量特点

       TME给与聚酯涂料组分及其形成的膜许多好的品质。总的来说,TME耐候性、颜色和热稳定性、抗水性,其膜也被用于耐久的、坚固的、防撞击的工业烤漆上。TME聚酯颜色浅,可以用于生产透明膜,或者与颜料混合制备高光泽、低色泽的磁漆。TME是一种多元醇,可以与无油聚酯树脂混合,并且为其提供高度的热稳定性和耐过烘烤性。可以使用TME聚酯作为基础树脂来制备烤瓷。比如,TME可以部分与苯甲酸发生酯化反应,并剩下两个羟基,然后继续与偏苯三酸酐和己二酸在352°F下反应制得树脂。这种方法制得的磁漆具有良好的耐碱性。TME/乙二醇聚酯与胺醛树脂的混合物可以生产具有耐过度烘烤性和高光泽色泽保持力的烤漆。另外,这些涂料还具有好的耐洗涤剂、碱、肥皂、溶剂的能力,高度的韧性和柔性,耐擦伤性和耐黄变性。例如,由间苯二甲酸、富马酸、壬酸、TME和新戊二醇反应制得的聚酯,蒸煮的温度缓慢升高到240°C,冷却到145°C后,加入二甲苯,继续230-240°C在蒸煮,直到得到酸值为10或者更低(3-4小时)。二甲苯使树脂的固含量下降到百分之60,并且使此溶液的粘度为H(Gardner-Holdt),酸度为9。将此聚酯与丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂(Resimene875,4部分)混合,并且在177°C下烘烤30分钟固化。这种固化后的涂料在204°C继续烘烤1小时后可以显示出高光泽和色泽保持力。将TME聚酯与丙烯酸树脂、胺甲醛树脂混合可以制得一种具有固化好,高光泽和色泽,硬度好,耐肥皂、洗涤剂、溶剂性能热固性树脂。例如,一种聚酯由以下物质制得:间苯二甲酸、富马酸、壬酸、TME和新戊二醇,加入二甲苯固含量降到百分之70;一种由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸制备的丙烯酸树脂;以及丁醇改性苯代三聚氰胺甲醛树脂。一种烘烤中具有高度色泽稳定性的聚酯可以在350-450°F下,由在不相邻碳原子上包含至少3个羟基基团的脂肪酸,一种芳香二酸的二烷基酯和一种脂肪族二酸,使羟基和羧基在1.2-1.5的比例下制得。多元醇为TME。TME聚酯可以制成较淡的颜色,TME可用于淡色和透明聚酯薄膜的制备。为此,树脂可由对苯二酸、TME、1,4-丁二醇和钛酸四丁酯的催化下加热到180-230°C下制得。一种水解稳定的清漆可以用混合TME/邻苯二甲酸酐/异癸基醇聚酯以及甲基三聚氰胺甲醛树脂制得。具有良好附着力和耐水、溶剂化学品、污染性能薄膜,可以通过烘烤包含了水稀释的TME聚酯基体并混合了三聚氰胺树脂的涂料来形成。这种聚酯的羟值300-800,酸值低于30,数均分子量500-3000。例如,在170°C下加热TME(500)、DL-马来酸(500)、氧化双丁基锡(0.4份)5小时,再180°C下加热7小时。

4)TME Polyesters for Powder Coating粉末涂料用TME聚酯

       TME聚酯可用于制备粉末涂料中的粘合剂。例如用TME、聚对苯二甲酸乙二醇酯、3,5,5-基己酸,和邻苯二甲酸酐加热到115-125°C,加入百分之5的六(甲氧基甲基)三聚氰胺并减压制得。成品是一种点在75°C的可以制得耐化学腐蚀的热固性涂料的树脂。

8、TME应用于硅改性聚酯树脂

       硅树脂改性可以用于对油改性的醇酸树脂和聚酯树脂的性质进一步改进。TME可以用于定制超性能的聚酯,这种超性能聚酯用作与甲氧基硅烷缩合的基体。TME聚酯的硅树脂改性提供了改进的耐热、耐磨和耐候性及保光性。因此,硅树脂改性的TME醇酸树脂主要用于风干保养末道漆、也适用于表面涂层,及热表面涂层如热水加热器,炉子,电动机等。硅树脂改性的聚酯,加或不加少量的三聚氰胺-甲醛交联剂,用于工业热固末道漆。

       对于需要改性树脂进行的依重量而进行百分之15-50的硅酸树脂改性可获得有用的性能改进。当定制的树脂包含百分之30的硅树脂改性时,的性能可明显观察到。对于硅树脂改性,聚醚或醇酸树脂的选择是非常重要的。基于异对苯二甲酸、乙二醇和新戊二醇的产品通常可以获得较好的结果。提供不同程度挠性变化的改性酸是非干性脂肪酸,二聚物、脂肪、癸二酸和azelaic酸。由干性油如大豆、脱水的蓖麻油和亚麻仁油制备的短油醇酸树脂也适用于硅树脂改性。交联可以由三聚胺树脂实现。硅树脂-醇酸树脂共聚物的耐热性和多元醇对其具有影响。含有TME组成的树脂的整体恶性循环能好于由其他三元醇制备的树脂。与TME和新戊二醇的共聚物具有较高的耐热性。在275°F的温度下曝露在空气中,数百小时后,TME树脂保持了很好的光泽度、色泽、薄膜整体性和柔韧性。经过一系列的深入研究后,Earhart 对定制的进行了硅树脂改性聚酯基体的参数进行了评估。比较聚酯的组成,在主骨架上的多余的羟基和分子量或酯对的数量的当量应保持恒定数。这些因素相应的硅烷与三聚胺树脂交联剂的缩合。研究表明硅树脂改性的TME/乙二醇聚酯在硬度、柔韧度值方面,附着力改进及降低成本方面要优于相应的TMP聚酯。从对TME和TMP树脂对的研究中,Earhart 提到了树脂化学工程师有了改进TMP到聚酯的实际方法。实现的方法是通过用TME代替TMP这种简单的手段和少量的乙二醇保持羟基和邻苯二甲酸的含量的稳定。以这种方法定制的树脂具有改进的性质并且更经济。关于多元醇对硅树脂-醇酸树脂共聚物的性质影响研究中,用TME定制的树脂比用三元醇定制的树脂具有好的性能。与TME和新戊二醇的共聚物显示了更好的耐热性。在275°F 温度下,曝露在空气中数百小时的TME树脂保持了很好的光泽,色泽,薄膜完整性和柔韧性。这些聚合可以用强酸进行催化。与邻苯二甲酸酐相比,异对苯二甲酸更趋于使聚酯薄 膜更硬、缺少柔韧性。通过加入硅树脂可以改进硬度并保持稍许改进的柔韧性使得上述的相反关系可得到明显的变化。在高保光性的硅树脂改性的聚酯末道漆中TME是的,用于这种涂层成分的聚酯可以由TME、异对苯二甲酸、 azelaic或脂肪酸、和少量的其他添加剂组成。推荐加入少量的乙二醇和TME可以得到更好的结果。这种涂层有好的硬度,韧性和附着力。

三羟甲基丙烷与三羟甲基乙烷的区别产品性能

        三羟甲基丙烷(TMP)与三羟甲基乙烷(TME)均属多元醇系列,尽管它们结构类似,但两者有很多显著不同的特性。例如,TME的硬度更硬、耐温性更好。TME的新戊基结构赋予了它好的应用性能,TME酯化物有更好的热稳定性和很强的的耐热和抗光性、抗水解性能,水解指标关系到酯的抗腐蚀性和稳定性。因此,TME是性能涂料基料的好的选择,特别是用在水性的醇酸树脂和聚酯亮光漆。TMP 主要作聚氨脂、PVC聚合、HIPS等扩链剂、光(热)固化剂等,应用领域可相互补充,是不可相互替代的不同多元醇产品。