涂料中常用的高分子樹脂

涂料中常用的高分子樹脂演示文稿第一頁，共三十四頁。概述成膜物成膜方式：溶劑揮發(fā)涂料、自由基聚合涂料、縮合聚合涂料；成膜條件：常溫固化、加熱固化、特種固化。第二頁，共三十四頁。第1節(jié)揮發(fā)型涂料

1.簡(jiǎn)介特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，具有熱塑性，多具有可溶解性。種類：天然樹脂、天然高聚物、合成的線性高聚物。應(yīng)用：特殊要求的場(chǎng)合（漆膜拋光、防腐蝕）施工方法：常采用噴漆。第三頁，共三十四頁。

2.纖維素聚合物2.1來源與種類：木材、棉花。主要改性產(chǎn)品有：硝基纖維素、醋酸丁酸纖維素、乙基纖維素。2.2硝基纖維素：2.2.1種類：一、二、三硝基纖維素。含氮量分別是6.76％、11.11％、14.14％；2.2.2用途：低于10.5％：溶解度很差，只能制造塑料；10.5％～11.2％：SS型（醇溶解型）；高于12.3％：用于制造炸藥；11.2％～12.2％：用于涂料，溶于酯或酮，RS型。第四頁，共三十四頁。2.2.3硝基涂料漆：高粘度：強(qiáng)度好、耐寒、耐久性好；但是，粘度高，固含量低，流動(dòng)差，容易出現(xiàn)弊病。粘度低：打磨性能好，流動(dòng)好；但是，耐老化差。應(yīng)用：常用短、中油度的醇酸樹脂混合使用。常有：汽車修補(bǔ)漆、木器漆（快干性能好）第五頁，共三十四頁。2.3醋酸丁基纖維素：醋酸丁酸酯（CAB）保色性好安全性好流動(dòng)性好應(yīng)用：丙烯酸汽車涂料中的組分。第六頁，共三十四頁。3.鹵化聚合物特點(diǎn)：透水性低，用于防腐涂料漆。種類：溶液型熱塑性氯化聚合物（氯化橡膠、過氯乙烯等）聚氯乙烯塑溶膠：氟化聚合物：第七頁，共三十四頁。3.1溶液型熱塑性氯化聚合物優(yōu)點(diǎn)：耐化學(xué)性好、一定的耐候性；缺點(diǎn)：固含量低（20％以下）；光熱作用會(huì)降解。聚氯乙烯樹脂：強(qiáng)度好、不易燃、耐酸堿；但是不耐高溫（70℃以上），溶解度差，對(duì)金屬附著力差，很少單獨(dú)用于涂料。第八頁，共三十四頁。3.1.1氯化橡膠：制法：天然橡膠－塑煉降低分子量－溶解于四氯化碳－在80～100℃下通氯。特點(diǎn)：為消除更多雙鍵，殘余氯高達(dá)65%，水洗脫氯。必須加入增塑劑改善脆性。性能：具有很好的防水性能，用于高效防腐涂料（船舶、集裝箱、化工設(shè)備）。缺點(diǎn)：制造過程中的四氯化碳具有污染。發(fā)展：用氯化樹脂代替氯化橡膠做防腐涂料樹脂。第九頁，共三十四頁。3.1.2過氯乙烯制法：聚氯乙烯樹脂（含氯53％～56％）－在四氯乙烷或氯代苯溶劑中通氯得到（含氯65％）。性能特點(diǎn)：溶解性好、金屬附著力差，必須配套底漆。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：比氯化橡膠規(guī)整，附著力差，固含量低。第十頁，共三十四頁。3.1.3氯乙烯偏二氯乙烯共聚樹脂制法：氯乙烯（70％～45％）與偏二氯乙烯（30％～55％）共聚。特點(diǎn)：附著力好、柔韌性、抗伸張性好。優(yōu)點(diǎn)：不需添加增塑劑，無毒，可以用于飲料罐內(nèi)涂料。第十一頁，共三十四頁。必須加入增塑劑改善脆性。自由基引發(fā)劑引發(fā)聚合：不飽和聚酯涂料的不飽和基團(tuán)雙鍵，引發(fā)劑引發(fā)產(chǎn)生自由基，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)交聯(lián)成膜；2％：用于涂料，溶于酯或酮，RS型。來源：造紙廢液中分離提取。分子量：太高影響固含量提高，且影響噴涂；缺點(diǎn)：耐光性較差，易變黃，不適合制造白色漆。特點(diǎn)：為消除更多雙鍵，殘余氯高達(dá)65%，水洗脫氯。第三十一頁，共三十四頁。主要組分：聚甲基丙烯酸甲酯。第三十三頁，共三十四頁?；顫妬喖谆嚎諝鈱?duì)油的氧化只是發(fā)生在活潑亞甲基相連的雙鍵，即兩個(gè)雙鍵中間的亞甲基。高粘度：強(qiáng)度好、耐寒、耐久性好；硝基纖維素：改善漆膜流展性、溶劑釋放性、熱敏感性、打磨拋光性。第二十三頁，共三十四頁。鈷、鉛：與吸收氧的過程有關(guān)；3.1.4氯醋共聚物制法：氯乙烯與乙酸乙烯共聚。優(yōu)點(diǎn)：貯存穩(wěn)定性好，附著力高，含氯低。缺點(diǎn)：揮發(fā)性有機(jī)物高，固含量低，應(yīng)用在不斷減少。第十二頁，共三十四頁。3.2聚氯乙烯塑溶膠制法：懸浮聚合（相對(duì)分子質(zhì)量10萬）塑溶膠：能夠溶解增塑劑，但不顯著溶脹聚合物的溶劑稱為塑溶膠。用途：常用于冷軋鋼板或涂鋅鋼板，經(jīng)過200℃烘干1～2min，聚合物溶解于增塑劑，形成熔融態(tài)，冷卻即可得到涂層花紋。用于廠房鋼、船舶內(nèi)艙等。性能：戶外耐久、化學(xué)穩(wěn)定、耐溫?zé)帷⒖故瘬艉?。缺點(diǎn)：涂層厚，報(bào)廢材料難以回收造成污染。第十三頁，共三十四頁。3.3氟化聚合物種類：聚偏氟乙烯（PVDF）以及偏氟乙烯（VDF）共聚物。性能：PVDF戶外耐久性好、VDF共聚物優(yōu)良的濕附著力和耐腐蝕性。共聚單體：多已氰酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯等。第十四頁，共三十四頁。4.熱塑性丙烯酸酯主要組分：聚甲基丙烯酸甲酯。共聚單體：丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯共聚作用：改善漆膜脆性、揮發(fā)溶劑、附著力以及顏料的潤(rùn)濕能力。分子量：太高影響固含量提高，且影響噴涂；太低影響保光性。一般要求90000.分子量分布：越窄越好，Mw/Mn在2.1～2.3.第十五頁，共三十四頁?；旌贤苛现苽洌合趸w維素：改善漆膜流展性、溶劑釋放性、熱敏感性、打磨拋光性。醋酸丁酸纖維素：耐光性好于硝基纖維素。過氯乙烯樹脂：混溶極好，耐熱耐久性好；但施工性差、流動(dòng)性差。與熱固性樹脂比較：耐光性好、耐老化性好、無需烘烤；固體物含量很低，溶劑用量高，VOC污染大。第十六頁，共三十四頁。必須加入增塑劑改善脆性。成膜物成膜方式：溶劑揮發(fā)涂料、自由基聚合涂料、縮合聚合涂料；改進(jìn)：與其它干性油煉制涂料，加熱到260℃～280℃聚合成熟桐油使用。副反應(yīng)：過氧化氫重排中，產(chǎn)生低分子產(chǎn)物和鏈斷裂反應(yīng)，使漆膜變脆變色而老化。復(fù)雜的自催化反應(yīng)：過氧化氫基團(tuán)消耗，引發(fā)自由基聚合并交聯(lián)成膜；單獨(dú)使用不催干，可以發(fā)揮其它催干劑的作用。共聚單體：丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯原理：基本分三個(gè)階段：可分為：干性油、半干性油和不干性油?？煞譃椋焊尚杂?、半干性油和不干性油。特點(diǎn)：干性比桐油和梓油稍差；第2節(jié)自由基聚合固化涂料第二十六頁，共三十四頁。油漆來歷：天然動(dòng)植物油（干性油）和大漆（天然成膜物）合稱。成膜物成膜方式：溶劑揮發(fā)涂料、自由基聚合涂料、縮合聚合涂料；第2節(jié)自由基聚合固化涂料自由基聚合反應(yīng)成膜形式：氧化聚合：油脂中雙鍵氧化聚合形成網(wǎng)絡(luò)大分子結(jié)構(gòu)；自由基引發(fā)劑引發(fā)聚合：不飽和聚酯涂料的不飽和基團(tuán)雙鍵，引發(fā)劑引發(fā)產(chǎn)生自由基，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)交聯(lián)成膜；能量引發(fā)聚合：紫外光或電子束引發(fā)共價(jià)鍵化合物聚合。第十七頁，共三十四頁。1.氧化聚合型涂料油漆來歷：天然動(dòng)植物油（干性油）和大漆（天然成膜物）合稱。用于室溫干燥的長(zhǎng)或中油度醇酸樹脂等。成膜方式：空氣氧化聚合成膜。第十八頁，共三十四頁。1.1油脂油脂的成份和結(jié)構(gòu)：甘油三脂肪酸酯（主要是植物油，還包括動(dòng)物油、合成脂肪酸）；常見植物油的脂肪酸：棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、桐油酸、蓖麻醇酸等；（一般18碳酸）碘值：碘飽和100g油脂中的雙鍵需要消耗的碘的重量。第十九頁，共三十四頁。常見油脂的碘值和結(jié)構(gòu)第二十頁，共三十四頁。油的干性：油脂的不飽和程度?？煞譃椋焊尚杂?、半干性油和不干性油。干性油：碘值大于140gI2/100g，2～5天室溫下自行干燥；半干性油：碘值100～140gI2/100g，十幾天甚至幾十天才干燥；不干性油：碘值小于100gI2/100g，不能自干。第二十一頁，共三十四頁。碘值只是測(cè)定了雙鍵數(shù)量，沒有表明雙鍵分布?；顫妬喖谆嚎諝鈱?duì)油的氧化只是發(fā)生在活潑亞甲基相連的雙鍵，即兩個(gè)雙鍵中間的亞甲基。

——CH2－CH＝CH－CH2－CH＝CH－CH2——干性指數(shù)：亞油酸一個(gè)活潑亞甲基，亞麻酸兩個(gè)活潑亞甲基。用亞油酸和亞麻酸含量來表征干性（氧化性）。干性指數(shù)＝1×亞油酸％＋2×亞麻酸％平均活潑亞甲基數(shù)

＝（雙烯酸分子含量＋三烯酸分子含量×2）×3

當(dāng)活潑亞甲基數(shù)>2.2時(shí)，認(rèn)為是干性油。第二十二頁，共三十四頁。酸值：油脂中游離酸的含量，用KOH中和測(cè)定。中和1g油脂消耗的KOH質(zhì)量（用mg表示）為酸值。油脂越新鮮，酸值越小。減少酸值的方法：堿洗（或稱堿漂）、白土（水合硅酸鋁）脫色。第二十三頁，共三十四頁。常用油脂：（1）桐油主要成份：桐油酸，含有三個(gè)共軛雙鍵；特點(diǎn)：容易氧化、干燥快、成膜堅(jiān)韌、耐水性好；缺點(diǎn)：?jiǎn)为?dú)使用或用量太多，容易引起干燥質(zhì)量問題，皺褶等問題。改進(jìn)：與其它干性油煉制涂料，加熱到260℃～280℃聚合成熟桐油使用。第二十四頁，共三十四頁。常用油脂：（2）亞麻油（胡麻油）主要成份：亞油酸、亞麻酸；特點(diǎn)：干性比桐油和梓油稍差；優(yōu)點(diǎn)：耐久性、漆膜柔韌性比桐油好、不易老化；缺點(diǎn)：耐光性較差，易變黃，不適合制造白色漆。第二十五頁，共三十四頁。常用油脂：（3）梓油（青油）來源：烏桕仔壓榨得到。特點(diǎn)：干性比亞麻油好，漆膜堅(jiān)韌、耐久；泛黃小于亞麻油，可以生產(chǎn)白漆。第二十六頁，共三十四頁。常用油脂：（4）豆油性質(zhì)：半干性油，碘值115gI2/100g；特點(diǎn)：漆膜不易泛黃，常用于制造醇酸樹脂漆和白色漆。第二十七頁，共三十四頁。常用油脂：（5）蓖麻油性質(zhì)：不干性油，碘值81～91gI2/100g；用途：制造不干性醇酸樹脂。改性：12碳原子上的羥基與異氰酸根反應(yīng)生產(chǎn)聚氨酯。高溫脫水，產(chǎn)生雙鍵，形成脫水蓖麻油，屬于干性油，干性好于亞麻油，不泛黃。第二十八頁，共三十四頁。常用油脂：（6）松漿油（塔油、塔爾油）來源：造紙廢液中分離提取。成份：松香酸30％～38％；脂肪酸40％～50%；酸值180mgKOH/g；碘值140gI2/100g；性能：漆膜硬度好，附著力好，光澤度好。缺點(diǎn)：顏色稍深。第二十九頁，共三十四頁。油脂的應(yīng)用處理：精漂、除去雜質(zhì)、脫色、高溫?zé)捴疲康模貉趸⒕酆?、加成；分子量增大，粘度升高的各種熟油基料）。用途：配比溶劑和催干劑，即得清油；配比顏料和其它輔料即得油性色漆。深加工：酚醛樹脂、酯膠、瀝青、醇酸、氨酯油、環(huán)氧酯等的主要組成。第三十頁，共三十四頁。植物油干燥原理：基本分三個(gè)階段：導(dǎo)入期：天然抗氧劑（生育酚）被消耗；快速氧化期：氧分子與脂肪雙鍵附近碳原子上的氫反應(yīng)成過氧化氫基團(tuán)；復(fù)雜的自催化反應(yīng)：過氧化氫基團(tuán)消耗，引發(fā)自由基聚合并交聯(lián)成膜；副反應(yīng)：過氧化氫重排中，產(chǎn)生低分子產(chǎn)物和鏈斷裂反應(yīng)，使漆膜變脆變色而老化。第三十一頁，共三十四頁。催干劑的作用：金屬氧化物具有催干作用。常見：油溶性的鈷、錳、鉛、鋯、鈣、鋅等。表催干（面催干）劑：主要催化漆膜表面的干燥。透催干劑：鉛皂和鋯皂。催化整個(gè)干燥過程。助催干劑：鈣皂和鋅皂。單獨(dú)使用不催干，可以發(fā)揮其它催干劑的作用。催干機(jī)理：鈷、鉛：與吸收氧的過