《涂料及應(yīng)用第二章》ppt課件

1、.n 環(huán)氧樹脂的特性目的n 環(huán)氧值A(chǔ)：每100g環(huán)氧樹脂中含有環(huán)氧基的物質(zhì)的量n 例：兩端為環(huán)氧基封端的BPA環(huán)氧樹脂，分子量為340，那么A值為多少？1002/0.59340/gAmolg mol.2.2. 環(huán)氧指數(shù)環(huán)氧指數(shù)B B：每：每1kg1kg環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基物環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基物質(zhì)的量，質(zhì)的量，B=10AB=10A3.3. 環(huán)氧當(dāng)量環(huán)氧當(dāng)量C (EEWC (EEW，epoxy equivalent per epoxy equivalent per weight)weight)：含有：含有1mol1mol環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的質(zhì)量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的質(zhì)量(g/mol)(g/mol)。環(huán)

2、氧樹脂的分子量愈大，環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧樹脂的分子量愈大，環(huán)氧當(dāng)量愈大。愈大。10001000100100CBCA環(huán)氧當(dāng)量；環(huán)氧指數(shù)環(huán)氧當(dāng)量；環(huán)氧值.4.4. 羥基值羥基值F F：每：每100g100g環(huán)氧樹脂中所含羥基物質(zhì)的環(huán)氧樹脂中所含羥基物質(zhì)的物質(zhì)的量。物質(zhì)的量。5.5. 如分子量為如分子量為10001000的的BPABPA環(huán)氧樹脂，含有環(huán)氧樹脂，含有4 4個(gè)羥個(gè)羥基，那么羥基值基，那么羥基值F F為：為：6.6. 羥基當(dāng)量羥基當(dāng)量H H ：含有：含有1mol1mol羥基的環(huán)氧樹脂的質(zhì)羥基的環(huán)氧樹脂的質(zhì)量量(g/mol)(g/mol)。1004/0.41000/gFmolg mol100100

3、HF羥基當(dāng)量，羥基值.6.6. 酯化當(dāng)量酯化當(dāng)量E E：酯化：酯化1mol1mol單羧基所需環(huán)氧樹脂的單羧基所需環(huán)氧樹脂的質(zhì)量質(zhì)量 (g/mol) (g/mol)。7.7. 環(huán)氧樹脂中，羥基和環(huán)氧基都能與羧基生成環(huán)氧樹脂中，羥基和環(huán)氧基都能與羧基生成酯，并且一個(gè)環(huán)氧基可與兩個(gè)羧基反響，所酯，并且一個(gè)環(huán)氧基可與兩個(gè)羧基反響，所以酯化當(dāng)量可表示為：以酯化當(dāng)量可表示為：1002EAF.n 環(huán)氧樹脂構(gòu)造與性能的關(guān)系n 環(huán)氧樹脂中有許多羥基及醚鍵，能與基材相互作用，因此對(duì)金屬有極好的粘結(jié)力，并對(duì)陶瓷、玻璃、混凝土、木材等極性基材均有優(yōu)良的附著力，俗稱萬(wàn)能膠。n 構(gòu)造中不含有不飽和鍵，交聯(lián)間距長(zhǎng)，體積收縮

4、率小。n 環(huán)氧樹脂中僅有羥基及醚鍵，沒有酯基，因此耐堿性好。.4. 固化后呈三維網(wǎng)狀構(gòu)造，因此其耐油類浸漬性能優(yōu)良。5. 與熱固性酚醛樹脂涂料相比較，環(huán)氧樹脂內(nèi)含芳烴，質(zhì)鞏固，醚鍵便于分子鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)，環(huán)氧樹脂交聯(lián)間距長(zhǎng)，具有一定的韌性。6. 酚醛樹脂因其交聯(lián)間距比環(huán)氧樹脂短，很脆。.6. 與不同樹脂間相互配合，可制成多種涂料：7. 含有環(huán)氧基，可與活潑氫(酚醛樹脂、氨基樹脂、聚酰胺樹脂等)加成；8. 含有羥基，可與酯基(聚酯樹脂、異氰酸酯)等交換或聚加成。9. 雙酚A環(huán)氧樹脂構(gòu)造中由于含有芳香醚鍵，其-H易被氧化發(fā)生降解，因此戶外耐候性差：.n 環(huán)氧樹脂固化性能環(huán)氧樹脂固化性能n 環(huán)氧樹脂被活潑

5、氫物質(zhì)加成，進(jìn)展固化。環(huán)氧樹脂被活潑氫物質(zhì)加成，進(jìn)展固化。n 活潑氫物質(zhì)包括：活潑氫物質(zhì)包括：n R-N-HR-N-H：多元胺、聚酰胺樹脂、氨基樹脂。：多元胺、聚酰胺樹脂、氨基樹脂。n R-O-HR-O-H：多元酸、多元酚、酚醛樹脂。：多元酸、多元酚、酚醛樹脂。n R-S-HR-S-H：多元硫醇。：多元硫醇。n 環(huán)氧樹脂、固化劑環(huán)氧樹脂、固化劑( (活潑氫活潑氫) )每分子含有每分子含有22活性活性中心，交聯(lián)固化成中心，交聯(lián)固化成3D3D網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成熱固性的高分子網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成熱固性的高分子涂膜。涂膜。.1. 與胺類固化劑的交聯(lián)反響2. 環(huán)氧樹脂在常溫下與多元胺反響固化，固化速度快，粘度低。3. 反

6、響過(guò)程：伯胺與環(huán)氧基反響生成仲胺，仲胺與環(huán)氧基反響變成叔胺，叔胺與環(huán)氧基反響生成四價(jià)季銨鹽化合物，進(jìn)而生成高分子涂膜。.多元胺固化特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)活性高、固化快缺乏放熱量大、施工時(shí)限短；濕度較大時(shí)，漆膜泛白，橘皮、皺孔；具有刺激性、臭味；對(duì)策：以胺與少量液態(tài)樹脂加成物、或聚酰胺作固化劑，降低毒性，提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性。.l 胺的反響活性：l 伯胺仲胺叔胺；l 正丁胺二乙胺二正丙胺二正丁胺二異戊胺乙苯胺正丙苯胺正丁苯胺.l 脂肪胺的活性高于芳香胺。l 胺固化劑的用量普通為4-5%。l 弱酸、多元醇以及取代醇可以促進(jìn)固化反響。l 馬來(lái)酸、鄰苯二甲酸、低分子量酮、酯等傾向于抑制該固化反響。l 如工業(yè)固化促進(jìn)劑 2

7、,4,6-三(N,N-二甲基胺亞甲基)苯酚：.堿、酸催化固化機(jī)理堿、酸催化固化機(jī)理.2. 與多元酸及其酸酐的反響3. 多元酸及其酸酐是第二類常用的環(huán)氧樹脂固化劑。4. 如鄰苯二甲酸酐，在加熱條件下首先和環(huán)氧樹脂中的羥基反響生成單酯5. 酸或堿做催化劑，可以加速酸酐的固化反響，常用的催化劑有KOH、叔胺、季銨鹽、有機(jī)堿以及質(zhì)子酸等。.3. 與多元硫醇化合物的固化反響4. 早期以為，硫醇化合物作固化劑時(shí)沒有胺類化合物活波，環(huán)氧樹脂固化時(shí)需求烘烤，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖谙?，硫醇的固化反響很快?. 尤其是三級(jí)胺作用下，環(huán)氧樹脂/硫醇的固化反響很快；6. 比環(huán)氧樹脂/胺的固化反響快幾倍，在低溫下

8、尤其如此。.4. 與酚醛樹脂的固化反響5. 酚醛樹脂固化環(huán)氧樹脂具有極好的粘結(jié)性、韌性、耐溶劑性、耐酸堿性和耐化學(xué)藥品性。是環(huán)氧樹脂涂料中耐腐蝕性最好的一種。6. 固化反響要在高溫下進(jìn)展，此樹脂會(huì)有游離酚醛，污染環(huán)境。.u 環(huán)氧樹脂固化環(huán)氧樹脂固化u 要選分子量高的樹脂，含羥基多的樹脂，羥基要選分子量高的樹脂，含羥基多的樹脂，羥基官能度較大，固化速度快。官能度較大，固化速度快。u 高分子量環(huán)氧樹脂具有較長(zhǎng)的分子鏈，可提高高分子量環(huán)氧樹脂具有較長(zhǎng)的分子鏈，可提高涂膜的彈性。涂膜的彈性。.環(huán)氧樹脂在涂料中的運(yùn)用環(huán)氧樹脂在涂料中的運(yùn)用1. 工業(yè)維護(hù)、維修2. 低溫固化環(huán)氧樹脂用于大型構(gòu)造的維護(hù)和防腐

9、此時(shí)不便進(jìn)展高溫固化3. 固化時(shí)間2427h；4. 漆膜厚度150200微米；5. 含有35%45%的顏料、防腐劑.2. 容器涂料3. 高分子量環(huán)氧樹脂用作食品罐頭內(nèi)壁涂料，固化劑采用酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂等。4. 分子量為1300016000，濕粘結(jié)力較好；5. 環(huán)氧值3.55，粘接力較好；6. 20%30%高分子組分(31000)與低分子組分(9500)復(fù)合，粘接性較好；7. 參與磷酸酯構(gòu)成強(qiáng)氫鍵，提高柔韌性、防腐性、粘結(jié)性；8. 引入烷基鏈、烷氧基(醚鍵)鏈，降低Tg。.3. 重涂料固態(tài)環(huán)氧樹脂或其混合物溶解于丙酮/乙醇/芳烴混合溶劑中構(gòu)成的涂料；4. 普通以酰胺作固化劑；5.

10、 高耐溶劑、耐油產(chǎn)品以胺、胺加成物為固化劑；6. 耐堿、耐溶劑，硬度、強(qiáng)度高，用于儲(chǔ)存設(shè)備內(nèi)涂層。.4. 民用涂料雙組份環(huán)氧樹脂AB膠5. 主劑B：環(huán)氧樹脂，溶劑、助劑、填充劑、顏料。6. 固化劑A：聚酰胺。7. 適用于：8. 鋁板、鍍鋅板、合金鋼板、鐵板設(shè)備及特殊材質(zhì)外表的維護(hù)；9. 地板、墻面、家電、泳池等。10.環(huán)氧樹脂分子量 900 .四醇酸樹脂五醇酸樹脂是一種合成的聚合物，是聚酯的一種。六可經(jīng)過(guò)聚合物中組分的調(diào)理制備出性能優(yōu)良的適用于外表涂層的樹脂。七制備：醇酸樹脂是由多元醇、多元酸及脂肪酸為主要成分，經(jīng)過(guò)縮聚反響進(jìn)展酯化制備的。X：羥基OH，烷氧基OR，羧烷基OCOR，(酰)氯；Y

11、：醇?jí)A金屬陰離子RO-，醇ROH，氨RNH，羧酸COO-；. 主要用作涂料、油漆，在金屬防護(hù)、家具、車輛、建筑等方面有廣泛運(yùn)用，也可用作漆包線的絕緣層，制成油墨大量運(yùn)用于印刷工業(yè)，此外也用于制造模壓塑料 干性醇酸樹脂可在空氣中固化；非干性醇酸樹脂那么要與氨基樹脂混合，經(jīng)加熱才干固化 固化成膜后，有光澤和韌性，附著力強(qiáng)，并具有良好的耐磨性、耐候性和絕緣性等。.l 醇酸樹脂原料組成：l 多元醇：甘油、季戊四醇、山梨醇、三羧甲基丙烷及各種二甘醇。l 多元酸：鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸、馬來(lái)酸等。l 一元酸：主要是桐油、亞麻油、豆油等植物油中所含旳酸，也可以是苯甲酸、合成脂肪酸。.l 油度：對(duì)于油

12、性樹脂漆，油度以每1分量份硬樹脂中所含油的分量份數(shù)來(lái)表示，但美國(guó)以100磅硬樹脂中所含油的加侖數(shù)來(lái)表示。 l 對(duì)于醇酸樹脂，油度以樹脂固體中所含油(脂肪酸)的分量百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，即：l 油度(%)=油用量/樹脂實(shí)際產(chǎn)量100%。 .W0：植物油的用量； WR：醇酸樹脂實(shí)際產(chǎn)量；WA2、WG：分別為苯酐和甘油的用量；WA、WH2O：分別為高級(jí)脂肪酸和水的實(shí)際生成量。 短油度 中油度 長(zhǎng)油度醇酸樹脂 3343 4359 5984%100)(0RWWL油度OHAGARWWWWW22.常見的飽和脂肪酸：常見的飽和脂肪酸：1 1、月桂酸十二酸；、月桂酸十二酸；2 2、豆蔻酸十四酸；、豆蔻酸十四酸；3 3、

13、軟脂酸十六酸；、軟脂酸十六酸；4 4、硬脂酸十八酸。、硬脂酸十八酸。.常見的不飽和脂肪酸：1、油酸十八碳烯9酸；2、亞油酸十八碳二烯9，12酸；3、亞麻酸十八碳三烯9，12，15酸；4、桐油酸十八碳三烯9，11，13酸；5、蓖麻油酸12羥基十八碳烯9酸。.l 油度主要運(yùn)用于醇酸樹脂l 醇酸樹脂按含油多少分為短、中、長(zhǎng)三種油度: l 短油度多顯示樹脂的性能，長(zhǎng)油度多顯示出油的特點(diǎn);l 油度的意義：l 表示醇酸樹脂中弱極性構(gòu)造的含量 ：長(zhǎng)鏈脂肪酸相對(duì)于聚酯構(gòu)造極性較弱；l 表示醇酸樹脂中柔性成分的含量 ：長(zhǎng)鏈脂肪酸殘基是柔性鏈段 , 而苯酐聚酯是剛性鏈段 ；.l 合成方法：l 直接酯化、酯交換、酸

14、酐法具有商業(yè)價(jià)值l 酰氯法l 直接酯化法：同一分子或不同分子的羧酸與羥基之間的反響l 機(jī)理：羧酸不電離自催化作用.2. 酯交換法催化劑為電負(fù)性在1.01.7之間的金屬鹽：Ca、Mn、Zn、Cd、Pb、Sb、Co3. 第一步：二元酯與過(guò)量的二元醇發(fā)生酯交換4. 第二步：產(chǎn)物進(jìn)一步縮聚較高溫度、真空.3. 酸酐法4. 酸酐與醇進(jìn)展酯化反響：.醇酸樹脂合成： 醇解法、酸解法、脂肪酸法。醇解法：將油先與甘油進(jìn)展醇解，構(gòu)成甘油的不完全脂肪酸酯，再與苯酐酯化制備醇酸樹脂。醇解法優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單、易操作、腐蝕小、本錢低。醇酸樹脂的工藝過(guò)程：溶劑法、熔融法。溶劑法優(yōu)點(diǎn)：提高酯化速度、降低反響溫度和改善產(chǎn)質(zhì)量量。

15、結(jié)論：醇酸樹脂工業(yè)消費(fèi)以醇解法和溶劑法為主。.檢驗(yàn)?zāi)康模和庥^、檢驗(yàn)?zāi)康模和庥^、 粘度、酸值、固含量等粘度、酸值、固含量等固含量：指涂料含有的不揮發(fā)物的量。固含量：指涂料含有的不揮發(fā)物的量。溶劑溶劑油、多元醇油、多元醇多元酸、二甲苯多元酸、二甲苯醇解醇解聚酯化聚酯化兌稀兌稀過(guò)濾過(guò)濾儲(chǔ)槽儲(chǔ)槽檢驗(yàn)檢驗(yàn)溶劑法醇解消費(fèi)工藝流程：溶劑法醇解消費(fèi)工藝流程：.醇酸樹脂的配方設(shè)計(jì)醇酸樹脂的配方設(shè)計(jì)1 1、凝膠點(diǎn)、凝膠點(diǎn)PcPc及任務(wù)常數(shù)及任務(wù)常數(shù)K K羧基數(shù)（含油）分子總數(shù)分子總數(shù)含油羧基數(shù)平均官能度平均官能度KPC)(22. 樹脂實(shí)際產(chǎn)量：等于苯二甲酸酐用量、甘油(或其他多元醇)用量、脂肪酸(或油)用量之和減

16、去酯化時(shí)產(chǎn)生的水量。 那么油量可由以下公式計(jì)算： 以 r 表示多元醇與苯二甲酸酐的比值，根據(jù)醇酸樹脂常數(shù)計(jì)算公式，有：100%油度油量苯二甲酸酐量+多元醇量-酯化產(chǎn)生水量油度212101223AAAAAAAeereemxKeee油當(dāng)量數(shù)油當(dāng)量數(shù)苯二甲酸酐當(dāng)量數(shù)苯二甲酸酐當(dāng)量數(shù)醇酐比醇酐比多元醇官能度多元醇官能度. 令配方中苯酐為1mol，即eA2=2，那么有： 當(dāng)多元醇為甘油時(shí)，假設(shè)K=1，那么： 當(dāng)多元醇為季戊四醇時(shí)，假設(shè)K=1，那么：11142132322223AAAeKKxrerre.例：以豆油脂肪酸、季戊四醇、苯酐為原料，設(shè)計(jì)一種長(zhǎng)油度慢干漆、油度為62%的醇酸樹脂配方，要求K=1，并計(jì)算樹脂產(chǎn)量、實(shí)際出水量，作出樹脂配方表。知季戊四醇當(dāng)量為34.5，苯酐酸當(dāng)量74，不飽和脂肪酸當(dāng)量為280，水分子量18。提示：根據(jù)樹脂常數(shù)K=1和油度方程計(jì)算. 解：令當(dāng)量數(shù)如下：豆油脂肪酸eA1，苯酐eA2=2，季戊四醇eB1。因K=1，有 解得： 又根據(jù)： 油度(%)=油用量/樹脂實(shí)際產(chǎn)量100%，得 出水量=18eA1+18/2eA2=43.42111212121211124242800.622807