大多数酚醛树脂1-4是由甲醛与酚醛反应制备的，酚醛被认为对环境有毒有害。现在，随着人们对环境保护的日益关注，由于严格的法规确保了这一点，工业必须为有机涂料组合物中存在的所有有害物质(如酚和VOCs)寻找环保替代品。188金宝搏bet官网因此，技术发展的重点是减少涂料中的VOCs，以满足工业要求。为此，由于酚醛原料的供应减少和价格波动，从腰果壳液(CNSL)中提取的腰果酚作为一种环保的酚类替代品的使用正变得越来越重要。188金宝搏bet官网利用CNSL的组分之一腰果酚5,6代替普通苯酚制备硝基苯酚，可实现重要的工业目标。CNSL是从腰果树坚果(Anacardium occidentale)中获得的，在印度本土可获得。腰果酚是一种n-十五二烯基苯酚，其脂肪族侧链通常由1、2和3个双键的混合物组成，呈饱和侧链(5.4%)、单烯烃(48.5%)、二烯烃(16.8%)和三烯烃(29.33%)组成一条线性链在聚合物的合成中，使用腰果酚(8-12)是被认为有毒的普通苯酚的天然替代品，并且在制备novolacs时不使用溶剂，这是在发展环保涂料方面向前迈出的一步。
在酸性介质中，以不同摩尔比的腰果酚与甲醛反应合成腰果酚-甲醛酚醛树脂;研究了这些树脂涂膜在金属八酸盐型混合干燥器中的风干和烘干固化行为。
实验
188金宝搏bet官网腰果酚采购自Satya Cashew Chemicals Ltd.， Chennai。使用来自孟买Qualigens Fine Chemicals的甲醛(40%溶液)进行甲酰化。琥珀酸(S.D. Fine Chem.)用作催化剂，甲醇(S.D. Fine Chem.)用于溶解催化剂。使用从当地市场采购的金属混合干燥器对所应用的薄膜进行固化。用氢氧化钠(Qualigens Fine Chemicals)、硫酸(Qualigens Fine Chemicals)、二甲苯(Qualigens Fine Chemicals)和矿物松节油(MTO)等试剂对固化膜的耐化学性能进行了评价。
腰果酚-甲醛酚醛树脂合成
以丁二酸为催化剂，制备了四种不同摩尔比的腰果酚-甲醛树脂，即:1:6 .6、1:7 .7、1:8 .8和1:9 .9。以腰果酚为基础的催化剂(1%)在温暖条件下溶解于适量甲醇中。腰果酚充入一个500毫升的三颈烧瓶，配有冷凝器，接地连接温度计口袋和适当加热安排的电动搅拌器。甲醛(40%)溶液与催化剂一起通过漏斗滴入腰果酚。初始反应混合物的pH值为4。反应混合物在持续搅拌4小时下加热到120 - 125°C。甲醛加成完成后，将反应混合物再加热半小时，然后取出，测定游离甲醛的量，以检查甲基化反应的完成情况最终反应混合物的pH值为2。反应产物在60℃真空下完全冷却干燥。树脂配方如表1所示。
树脂特性
使用Spectrum BX FTIR分光光度计(Perkin Elmer, USA)在4000-400 cm−1的工作范围内获得所制备树脂的红外光谱(相对于透射率与波数的百分比)。采用Perkin Elmer系列-200型凝胶渗透色谱法(GPC)测定了不同摩尔比的腰果酚-甲醛酚醛树脂和腰果酚的分子量。
混合干燥器和金属的数量
在树脂固体的基础上，以0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的量使用含钴(0.16%)、锰(0.56%)和铅(5.4%)为octoate的混合干燥器。表2列出了每50克树脂使用的每种金属干燥器中钴、锰和铅的含量(克)。
膜的应用
将制备好的腰果酚-甲醛酚醛树脂溶解在适量的苯/甲醇(1:1)混合物中，加入预定量的混合干燥器，搅拌得到所需粘度的均匀混合物。锡板(尺寸150×50× 0.3 mm)用MTO和洗涤剂清洗，最后用甲醇清洗，在烤箱中100°C干燥30分钟，在干燥器中冷却。然后用刷子均匀地涂上树脂溶液。
薄膜风干
树脂镀膜板放置在室外，室温下风干。采用0.05%、1.0%、1.5%、2.0% (w/w)比例的混合干燥机，观察了CN1、CN2、CN3、CN4树脂的风干性能。首先，每小时观察一次风干膜的情况，然后每12小时观察一次，最后每24小时观察一次。
胶片烘烤
在1.5% (w/w)混合干燥剂的基础上，用刷子在锡板上涂上四种不同的树脂，分别为CN1、CN2、CN3和CN4涂层组合。这些面板被放置在温度为50、75、100、125、150和180°C的热风烤箱中，持续不同时间，即30、40和50分钟，以及1、1.5、3、5、8和12小时。
结果与讨论
红外光谱分析腰果酚与树脂CN1、CN2、CN3、CN4的红外光谱分别如图1、图2所示。在3609-3610 cm-1处有一个强峰，表明腰果酚和腰果酚-甲醛酚醛树脂中存在游离OH基团。在3398 cm-1处观察到的宽频带是由于酚基中的氢键。3033-3034 cm-1为芳香族C-H拉伸峰，2927-2928 cm-1为腰果酚侧链脂肪族C-H拉伸峰和CH2桥接峰。
分子量测定
纯腰果酚的分子量理论上约为300，但通过GPC分析(表3)发现，由于腰果酚中存在一定量的无心酸，其分子量为353。
腰果酚和腰果酚-甲醛酚醛树脂的色谱图如图3-7所示。
治疗特征测定
树脂膜通过风干和热风烘箱进行固化。这些腰果酚-甲醛酚醛树脂的固化反应不同于腰果酚与甲醛的初始反应。这不仅是由于元取代长链的影响，也因为甲基化腰果酚的pH从4降低到2。因此，进一步的反应发生为酸催化硝酸钠缩合。与之不同的是，经取代后的苯酚在邻位和对位的反应活性增加。因此，前驱取代苯酚如腰果酚的初始甲酰化反应非常快。但是，后续的固化速度比未取代苯酚(普通苯酚)慢。
风干特性
采用0.05%、1.0%、1.5%、2.0% (w/w)不同比例的金属混合干燥剂，研究了CN1、CN2、CN3、CN4树脂的空气干燥性能。
烘烤固化性能
金属干燥剂的加入也影响涂膜在热风炉中烘烤的固化特性。在目前的组合物(表2，即Pb, Co和Mn)中，八酸锰在烘烤整理物中特别起聚合加速剂的作用它通常比Co更有效。Co和Mn主要改善漆膜的表面干燥，而Pb则使漆膜整个厚度都干燥。
CN3的高分子量对固化有很大影响。因此，与CN4、CN2和CN1相比，CN3在初始甲基化反应中甲醛的可用性更大，说明CN3具有最高分子量(970)的低温反应活性。较高的摩尔比导致了不同程度的甲基化，从邻位的单取代到邻位和对位的三取代，单取代腰果酚的比例可能最低。
薄膜性能评价
采用腰果酚-甲醛酚醛树脂镀膜锡板(1.5%混合干燥器烘烤)，按照标准测试方法，对玻璃面板上固化膜的物理性能和耐化学性能进行评估。物理性质
用CN1、CN2、CN3和CN4树脂固化后的薄膜，对其物理性能进行了评价，如粘附性17、柔韧性18、硬度19、20、光泽度21和冲击性22结果如表6所示。
粘连性采用跨舱带试验;交叉孵化试验结果显示，所有薄膜均为100%附着力，无任何方形被抬起。这是由于树脂中存在羟基。对于柔韧性，所有树脂薄膜都通过了1/8英寸芯轴弯曲测试。可以说，由于腰果酚中C15长侧链的存在，薄膜具有相当好的柔韧性。硬度测量用于划痕和铅笔硬度。从划痕硬度值可以看出，CN3树脂的最大硬度为1400g，铅笔硬度为4H。树脂的硬度较低是因为腰果酚的C15长侧链导致了薄膜的柔软性。光泽度也很好。CN3的抗冲击性较好，但因其硬度较差。
抗化学腐蚀性能
将玻璃面板上的固化薄膜浸入不同的液体中，即蒸馏水、酸碱溶液和溶剂中，按照标准测试方法评估耐化学性能用于测试的化学试剂为NaOH和H2SO4的正常水溶液、蒸馏水、二甲苯、甲基乙基酮(MEK)和MTO。最初每小时观察一次膜况，随后在24小时、48小时和96小时观察一次膜况。从溶剂中分离24小时后，从酸、碱溶液和蒸馏水中分离96小时后，薄膜被去除。将固化后的薄膜用水冲洗，露天放置2小时后进行观察。固化膜的耐化学性能见表7。
数据(表7)表明，CN1膜在蒸馏水中不受影响，在酸碱溶液中受影响部分，在二甲苯中受影响略大。酸、碱和溶剂对CN2膜的影响较小，尤其是二甲苯。CN3树脂不受酸性和碱性介质的影响，但受二甲苯的影响较小。树脂CN4的耐酸、耐碱、耐溶剂性能与CN2相同。
所有树脂的耐化学性能表明/证实，被指定为CN3的树脂在酸性条件下由于甲基羟基较少而稳定，而对于碱溶液，固化的CN3由于交联程度较高而表现出良好的耐化学性能。由于树脂结构具有C15长链，除二甲苯外，其余树脂均表现出较好的耐溶剂性。固化膜的耐化学性随分子量的增加而增强，树脂间的交联性能依次为CN3、CN4、CN2和CN1。
结论
用于制备树脂的腰果酚与甲醛的摩尔比对制备的腰果酚-甲醛酚醛树脂的分子量有很大影响。当腰果酚与甲醛的摩尔比为1:8 .8时，所得腰果酚-甲醛酚醛树脂的最高分子量为970。将制备好的腰果酚-甲醛酚醛树脂与1.5%的混合八酸金属干燥剂作为薄膜涂在金属板上，在风干和烘干条件下均可固化。这些膜的风干时间在2 ~ 5天之间，其中CN3树脂风干时间最短，效果最好。在热固化方面，所应用的薄膜在125-180ºC的温度范围内可在不同时间固化。而最佳固化温度为150℃，摩尔比为1:8 .8的腰果酚-甲醛酚醛树脂在30min内固化。物理性能，如附着力和柔韧性较好，但硬度略差。腰果酚甲醛树脂薄膜除耐二甲苯外，其它耐化学性能也较好。结果表明，所制备的涂层组合物可用于底漆配方中作为金属基体的保护涂层。确认
作者在此感谢新德里的全印度技术教育委员会(AICTE)在TAPTEC计划(AICTE文件编号8021/RID/NPROJ/TAP-12/2002-03)下为“开发环保型和节能的阴极电沉积聚合涂料”项目提供的财政援助。我们也要感谢应用研究和测试精密仪器中心(SICART)， Vallabh Vidya Nagar对制备的树脂进行GPC分析，以及金奈Satya Cashew化学有限公司为这项工作提供腰果酚和CNSL的免费样品。欲了解更多信息，请联系raju_hbti25@yahoo.com;或pramod.hbti@yahoo.co.in。
