叔碳酸（shina）及其乙烯酯（shivena）和缩水甘油酯（shigena）的概述

新癸酸是有十个碳的高支链脂肪酸。在分子结构上，所谓“新”、“叔”或称“特”特指高支链脂肪酸α－C位上完全烷基取代。显然，有各种碳数不同的叔碳酸：特戊酸含有五个碳原子，是碳数最少的叔碳酸，在涂料上应用的一般是新癸酸、新壬酸、新辛酸、新庚酸、新十一酸、新十三酸等。

支链脂肪酸虽然广泛存在于自然界，但是，可以大规模工业化生产的叔碳酸是合成方法生产的，即在高压条件下，酸性催化剂催化，烯烃和一氧化碳反应制得。这个反应是Koch与其合作者根据在OXO反应的基础上发展而来，并对这类反应做了深入的研究，从三十年代有人取得专利权到现在，主要工艺原理没有本质变化，但是，经过六、七十年的改进，工艺细节上有更多的进步，转化率不断提高，工艺条件进一步缓和。

使用的烯烃原料一般是三聚丙烯，俗称壬烯，是一元不饱和烯烃的异构体混合物。所以产品为饱和一元支链脂肪酸的异构体混合物，主要含量的异构体有十种左右，由于原料来源不同、生产工艺略有差别，所以各生产厂家生产的叔碳酸组成略有差异。但是，综合性能相差无几。用户选择时，除了确认质量标准以外，需要严格确认两点：第一、α－C位上几乎完全烷基取代，否则没有足够的保护功能，如异辛酸（严格的化学名称应是2－乙基己酸）不可替代新癸酸的应用；第二、虽然是高度支链化脂肪酸，但是，质量化程度不可过高，即有足够的柔度，否则制成的树脂玻璃化温度过高，如有一种新壬酸玻璃化温度达到70℃，只能部分补充新癸酸的应用。客户选择它们的衍生物上如有疑问可与我联系。

虽然，叔碳酸也属于脂肪酸系列，但是，由于结构不同，性能上与直链脂肪酸有截然不同的区别。这一点在早期应用研究中曾经给人们造成困惑。研究树脂和涂料的工作者在开发新产品、新功能涂料产品时，需要解决如下问题时，可使用本产品，将为您的工作带来意想不到的功效。

》相容性好：常温下六个碳以上的直链脂肪酸均为固体，而叔碳酸除叔戊酸外均为液体，凝固点很低，即使碳数很高的叔碳酸也是液体。这样，叔碳酸和涂料中常用的有机树脂、溶剂可以任意比例混溶，不会因为结晶而游离出来。

》化学稳定性：直链脂肪酸可以通过一般工艺和醇直接反应成酯，而叔碳酸在通常条件下几乎不与醇成酯，反之，叔碳酸一旦成酯将很难水解，例如，戊酸酯、壬酸酯、新戊酸酯在碱催化条件下水解速率比新癸酸酯分别快2800倍，900倍和7倍。叔碳酸无论是直接插入树脂中，还是通过衍生物（如通过叔碳酸缩水甘油酯、叔碳酸乙烯酯）进入聚合物中，酯键都很难水解，尤其在碱性条件下有无法比拟的稳定性。

》降低粘度：支链化的叔碳酸，烷基支链呈团状，没有直链羧酸的长链之间相互缠绕的现象，分子间相互作用力小，粘度低。所以，加入叔碳酸缩水甘油酯成为降低树脂粘度的重要手段，反应结束后，叔碳酸插入树脂中，起到保护涂膜、提高漆膜质量的作用。使用在丙烯酸树脂中，可以有效地控制分子量及其分布，有效地降低树脂粘度，从而提高涂料固体份，而涂料性能并不因为分子量降低而下降。

》紫外线稳定性：叔碳酸的团状惰性烷基结构分散在树脂中，象伞一样保护树脂中的功能基团不受紫外线的攻击。真正可用于涂料的叔碳酸的团状烷基结构并不是完全的刚性结构，柔软性同时也是其特征，柔软的烷基侧链抵挡和吸收紫外线能量，转化为热运动将能量释放。所以，用户在使用叔碳酸产品时要兼顾其柔性和刚性。在汽车漆抗紫外线和保光方面，它已经有了突出的表现。

》叔碳酸乙烯酯和乙酸乙烯酯共聚乳液是继纯丙乳液和苯丙乳液的又一乳液体系。叔碳酸乙烯酯和乙酸乙烯酯竞聚率接近1：1，二者几乎进行无规共聚，叔碳酸乙烯酯均匀地分布在乳胶粒中，烷基基团不但对自身酯键进行保护，而且还可以保护邻近的乙酸乙烯酯的酯键，研究表明，一个叔碳酸分子可以保护邻近的3个乙酸乙烯酯的酯键。乙酸乙烯酯提供合成乳液低成本，叔碳酸乙烯酯提供乳液高性能。

》由于竞聚率接近1：1，叔醋乳液合成工艺非常简单，这样就大大降低了生产成本。并且，因为共聚反应非常完全，所以，残余单体含量非常低，现在大部分低VOC乳液都是叔醋体系，当然，这一点还与叔碳酸乙烯酯的内增塑性相关，内增塑性使配制低VOC时减少成膜助剂加入量。

》叔碳酸产品系列有广泛的Tg范围。生产乳液时，根据需要一般选择玻璃化温度为－3℃的产品。可以根据顾客需要提供玻璃化温度更低的产品，例如－10℃的产品，这个产品更适合用于胶粉乳液的制备。开发水性木器漆和水性氟碳涂料时，一般使用Tg为70℃的新壬酸乙烯酯。

》新癸酸缩水甘油酯提供给树脂涂料的独特功能，是引入的叔碳酸独特的团状烷基基团发挥的作用。引入方式是通过新癸酸缩水甘油酯的环氧基团，对羧基、羟基、胺基等树脂中常见的功能基有广泛的反应活性。新癸酸缩水甘油酯粘度低，可有效地降低树脂粘度，制备高固体分环保型油漆。