硅酸乙酯以及无机富锌涂料(二) 2020-05-21 12:59:24

(二)关于硅酸乙酯的水解

    硅酸乙酯自身是不能直接用于涂料成膜的,必须进行预水解后才能作为涂料的成膜物质。以下摘自王宇晖等一篇文章,对硅酸乙酯的水解计算进行了一些分析。一家之言,可能并不确切。仅分享之。

3 聚硅酸乙酯水解理论计算

3.1 聚硅酸乙酯水解的必要性
    聚硅酸乙酯分子结构中不含活性基团,与金属不会发生化学反应,所以必须将乙氧基转化为羟基,乙氧基转化的比例超过50%时,很快就会固化,转化比例过低时,反应活性又不够,所以乙氧基转化比例(水解度x)掌握在20%~40%,此时兼具反应活性和贮存稳定性。
3.2 硅酸乙酯水解的当量比为: -OC2H5/H2O=1:1
3.3 聚硅酸乙酯水解的化学反应
聚硅酸乙酯的部分水解化学反应如下:
 
聚硅酸乙酯每个分子中含有乙氧基(-OC2H5)的个数为g=2n+2,要转化为羟基(-OH)的比例为x,即
 
则乙氧基基团要转化为羟基基团的平均数目为
      x(2n+2)
3.4 水解加水量
由于水解的-OC2H5/H2O当量比为1,所以,乙氧基基团要转化为羟基基团的当量数也就等于加水的当量数。
d个当量的聚硅酸乙酯,乙氧基基团要转化为羟基基团的比值,乘以水的分子量,就是该水解度(x)下的加水量(W),计算式如下:
 
4.5 聚硅酸乙酯水解后乙醇生成量
因为-OC2H5/H2O当量比为1,所以一个摩尔的水分子就产生1摩尔的乙醇,也就是加水摩尔量=摩尔乙醇产生量,乙醇产生量(S)表达式如下:
 
3.6 水解完成后,计算体系内聚硅酸乙酯水解物的量,初步投料总量减去乙醇生成量,就是体系内聚硅酸乙酯水解物的量(G),也就是固体物质。
G=Z-S                                                                 [10]
3.7 要满足一定技术规格的固体含量(V%)的聚硅酸乙酯水解物的条件,折算后的溶液总量为
Y=G/V。                                                            [11]
3.8 硅酸乙酯的水解是一个化学平衡过程,为了使水解反应能够有效、平稳地进行,有必要加入一定的水解介质。使用/不使用、使用不同的水解介质会得到不同的结果。结果表明,如果不加入水解介质,则水解反应不稳定,水解液无法使用。反应介质主要应为醇类溶剂、酯类等溶剂。
计算出反应介质投入量(C),反应介质投入量为总量减去初步投料量,即
C=Y-Z;

3.9 确定催化剂的用量,催化剂一般用性催化剂,用量一般为总量的千分之一至千分之三。

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