懷集東邦化學(xué)有限公司董事長(zhǎng)
日本東邦化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社常務(wù)董事
小原郭靖(HIROYASU OHARA)
最近,中國(guó)對(duì)歧化脂松香通過(guò)了新的國(guó)家(林業(yè)行業(yè))標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)(部頒)標(biāo)準(zhǔn)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(jī)會(huì),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(duì)大家有所幫助。另外,我們也必須要認(rèn)識(shí)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(hù)的好評(píng)價(jià)。
為此,將原來(lái)松香擔(dān)當(dāng)人員的一些經(jīng)驗(yàn),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。
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(jí)脂肪酸皂化物的殘留部分會(huì)對(duì)橡膠的物性造成損害。
⇒ 生產(chǎn)橡膠產(chǎn)品時(shí),用變成膠粘劑的松香皂化來(lái)作為乳化劑可能效果會(huì)更好。
⇒ 但是,作為樹(shù)脂酸的混合物—松香,含有較多的樅酸(abietic acid:簡(jiǎn)稱(chēng)AA)在反應(yīng)時(shí)會(huì)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(jìn)行歧化反應(yīng)后,使其失去雙鍵反應(yīng)即可。
⇒ 在美國(guó)是用木松香(用松樹(shù)的根蒸餾而得)加工成歧化松香、做成皂化產(chǎn)品來(lái)作為丁苯橡膠乳化劑開(kāi)始使用的。
二、 中國(guó)脂松香使用的歷史
⇒ 木松香產(chǎn)量越來(lái)越少,且價(jià)格越來(lái)越高。
⇒ 在美國(guó),用高油松香(用松樹(shù)等生產(chǎn)紙漿時(shí)的廢液中的生產(chǎn)的副產(chǎn)品) 做原料來(lái)生產(chǎn)歧化松香。現(xiàn)在的美國(guó)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(kāi)始生產(chǎn)丁苯橡膠時(shí),就委托東邦化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社進(jìn)行國(guó)產(chǎn)乳化劑的開(kāi)發(fā)。
⇒ 當(dāng)初他們是用進(jìn)口的木松香來(lái)生產(chǎn)的。東邦化學(xué)從近鄰的中國(guó)采購(gòu)到大量、便宜的脂松香后,經(jīng)過(guò)獨(dú)自的研究和開(kāi)發(fā),成功開(kāi)發(fā)出了歧化松香和所需的催化劑。在1961年1月達(dá)到了規(guī)模化生產(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(shuō),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(diǎn)
3-1 有無(wú)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(lèi)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(xì)小,可以說(shuō)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(huì)影響到樹(shù)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(guò)乳化聚合的反應(yīng)溫度和攪拌速度等可以來(lái)調(diào)整。還能用硬脂酸皂化等的量來(lái)進(jìn)行調(diào)整,所以對(duì)較大型的用戶(hù)來(lái)說(shuō),是不存在問(wèn)題的。
3-2 軟化點(diǎn)
歧化高油松香的軟化點(diǎn)要比歧化脂松香的軟化點(diǎn)低10℃左右。歧化高油松香的軟化點(diǎn)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(wèn)題。
3-3 色相
因廠家不同,色相有好有壞。
3-4 價(jià)格
主要取決于各廠家的價(jià)格戰(zhàn)略。
歧化脂松香是中國(guó)脂松香的出口價(jià)格而形成的國(guó)際價(jià)格。高油松香是受到同時(shí)生產(chǎn)的高油脂肪酸的市場(chǎng)影響的。在高油脂肪酸的價(jià)格較高時(shí),可以將高油松香進(jìn)行低價(jià)銷(xiāo)售?!?/p>
四、 歧化脂松香的指標(biāo)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(chēng)為樹(shù)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(guò)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(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,可增加脫氫樅酸含量(DAA)。脫氫樅酸(DAA)的含有率(%)是測(cè)量歧化松香以及歧化松香皂物性的指標(biāo)。
當(dāng)然,用同樣的原料、用同樣的催化劑來(lái)進(jìn)行歧化反應(yīng)時(shí),相對(duì)容易比較。但由于松香的種類(lèi)(脂松香和高油松香)、產(chǎn)地、催化劑的不同,它的規(guī)格指標(biāo)也就完全不盡相同了。因此即使DAA的絕對(duì)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(jìn)行說(shuō)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(huà),應(yīng)該是原料松香的質(zhì)量太差或者反應(yīng)時(shí)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(jìn)行歧化反應(yīng),脫氫樅酸(DAA)值很低的產(chǎn)品也有客戶(hù)在使用。用這類(lèi)產(chǎn)品也可以進(jìn)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(méi)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(shí)是按0%進(jìn)行管理。與松香的種類(lèi)和催化劑無(wú)關(guān),在生產(chǎn)時(shí),理想是使用該數(shù)值為0%的產(chǎn)品。
4-3 曇點(diǎn)(渾濁點(diǎn))(僅限于皂化產(chǎn)品的指標(biāo))
N-20和K-25的皂化產(chǎn)品在溫度降低時(shí)會(huì)有一小部不溶部分,這部分稱(chēng)為曇點(diǎn)(也稱(chēng)為渾濁點(diǎn))。
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(diǎn)(渾濁點(diǎn))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(méi)有充分反應(yīng)好的產(chǎn)品,其曇點(diǎn)(渾濁點(diǎn))也高。
4-4 色相
歧化松香產(chǎn)品的色相用松香獨(dú)特色相等級(jí)來(lái)表示,通常分為X(特級(jí)),WW(一級(jí)),WG(二級(jí))。
我們用羅維邦色相儀測(cè)量,用色號(hào)確定色級(jí)。
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(lái)是面向丁苯橡膠客戶(hù)的。對(duì)其它客戶(hù),我們的產(chǎn)品都按6以下進(jìn)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(shí)間的推移會(huì)發(fā)生變化,產(chǎn)生著色。我們?cè)谏a(chǎn)中沒(méi)有使用藥劑,其產(chǎn)品顏色為天然樹(shù)脂淡色。
4-5 不皂化物
一般來(lái)說(shuō),縮短歧化反應(yīng)的時(shí)間就會(huì)減少不皂化物。所以該規(guī)格數(shù)值管理過(guò)低,就容易出現(xiàn)歧化反應(yīng)時(shí)間不足的產(chǎn)品,其樅酸(AA)就會(huì)有殘留或相容性變差等。
不皂化物含量多,客戶(hù)就會(huì)覺(jué)得不利,認(rèn)為采購(gòu)了與乳化沒(méi)有關(guān)系的東西。但是使用乳化性本來(lái)就劣于脂肪酸的歧化松香作乳化劑就是認(rèn)為歧化松香的綜合性能適合丁苯橡膠和ABS樹(shù)脂產(chǎn)品,其值過(guò)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(jì)中什么是最重要的思路,我們通常推薦用8-12%進(jìn)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(shí)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(wú)論那個(gè)廠家的產(chǎn)品都有一定程度的結(jié)晶品。
我們對(duì)所有產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)晶檢驗(yàn),控制結(jié)晶品不要流通到客戶(hù)那里去。
4-7 其它
有時(shí)也把羥值(OHV)、皂化值(AV)、軟化點(diǎn)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(cè)原料松香的質(zhì)量或者用于中和反應(yīng)的當(dāng)量計(jì)算中,對(duì)皂化產(chǎn)品的需方來(lái)講是沒(méi)有什么意義的。
4-8 金屬成分:
金屬成分對(duì)催化劑活性和產(chǎn)品性能影響較大,所以從新的供方采購(gòu)時(shí),需要進(jìn)行檢測(cè)。
但主要取決于原料松香,所以重新采購(gòu)時(shí)檢測(cè)后可以減少檢測(cè)的次數(shù)。
結(jié)束語(yǔ):
我本來(lái)不是松香行業(yè)的技術(shù)人員,我只是把過(guò)去從前輩那里所聽(tīng)到的話(huà),照原樣在這里講了一遍,其中可能存在專(zhuān)業(yè)人士聽(tīng)后認(rèn)為是錯(cuò)誤的內(nèi)容,所以還請(qǐng)大家包涵本人才疏學(xué)淺。