第十章-涂料知識(shí)學(xué)習(xí)

1、2021/3/261 第十章第十章 涂料涂料 精細(xì)化學(xué)品概論精細(xì)化學(xué)品概論 2021/3/262 5.1 概述概述 5.1.1 涂料的概念、作用和組成涂料的概念、作用和組成 2021/3/263 涂料的概念涂料的概念: 涂料俗稱油漆涂料俗稱油漆,是一種涂覆在物體表面并能形成牢固附著的連續(xù)是一種涂覆在物體表面并能形成牢固附著的連續(xù) 薄膜的配套性功能材料。薄膜的配套性功能材料。 目前各種高分子合成樹(shù)脂廣泛用作涂料的原料。目前各種高分子合成樹(shù)脂廣泛用作涂料的原料。 涂料的作用涂料的作用: （1）保護(hù)作用金屬、木材等的防腐）保護(hù)作用金屬、木材等的防腐 （2）裝飾作用汽車、日用電器、設(shè)備、家具等）裝飾作

2、用汽車、日用電器、設(shè)備、家具等 （3）特殊作用船體的防腐蝕和海洋生物附著）特殊作用船體的防腐蝕和海洋生物附著,防熱、防電等防熱、防電等 5.1概述概述 2021/3/264 涂料的組成涂料的組成:一般包含成膜物質(zhì)、溶劑、顏料或填料、助劑一般包含成膜物質(zhì)、溶劑、顏料或填料、助劑 四個(gè)組分。四個(gè)組分。 （1）成膜物質(zhì)成膜物質(zhì):主要由樹(shù)脂組成。還包括部分不揮發(fā)的活性稀主要由樹(shù)脂組成。還包括部分不揮發(fā)的活性稀 釋劑。它是使涂料牢固附著于被涂物質(zhì)表面上形成連續(xù)薄膜的釋劑。它是使涂料牢固附著于被涂物質(zhì)表面上形成連續(xù)薄膜的 主要物質(zhì)主要物質(zhì),是構(gòu)成涂料的基料是構(gòu)成涂料的基料,決定涂料的基本特征。決定涂料的基

3、本特征。 （2）有機(jī)溶劑或水有機(jī)溶劑或水:分散介質(zhì)。分散介質(zhì)。 （3）顏料和填料顏料和填料:主要用于涂料著色和改善涂膜性能主要用于涂料著色和改善涂膜性能,增強(qiáng)涂膜增強(qiáng)涂膜 的保護(hù)、裝飾和防銹作用。的保護(hù)、裝飾和防銹作用。 （4 4）助劑助劑: :是原料的輔助材料。如催干劑是原料的輔助材料。如催干劑, ,增塑劑增塑劑, ,固化劑固化劑, ,防老防老 化劑化劑, ,防霉劑防霉劑, ,流平劑流平劑, ,防沉淀劑防沉淀劑, ,防結(jié)皮劑等。防結(jié)皮劑等。 5.1概述概述 2021/3/265 5.1 概述概述 5.1.2 涂料的分類涂料的分類 （1 1）以成膜物質(zhì)為基礎(chǔ)分類）以成膜物質(zhì)為基礎(chǔ)分類: :GB

4、2705-92 以主要成膜物質(zhì)為基礎(chǔ)以主要成膜物質(zhì)為基礎(chǔ),將涂料劃分為將涂料劃分為18大類大類:成膜物質(zhì)分為成膜物質(zhì)分為17 類類,輔助材料列為第輔助材料列為第18類。類。 油脂油脂,天然樹(shù)脂天然樹(shù)脂,酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂,瀝青瀝青,醇酸樹(shù)脂醇酸樹(shù)脂,氨基樹(shù)脂氨基樹(shù)脂,硝酸纖維素硝酸纖維素 （酯）（酯）,纖維素酯、纖維素醚纖維素酯、纖維素醚,過(guò)氯乙烯樹(shù)脂過(guò)氯乙烯樹(shù)脂,烯類樹(shù)脂烯類樹(shù)脂,丙烯酸丙烯酸 樹(shù)脂樹(shù)脂,聚酯樹(shù)脂聚酯樹(shù)脂,環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂,聚氨酯樹(shù)脂聚氨酯樹(shù)脂,元素有機(jī)聚合物元素有機(jī)聚合物,橡膠橡膠,其其 它樹(shù)脂它樹(shù)脂,輔助材料。輔助材料。 2021/3/266 5.1 概述概述 （2 2）涂

5、料的形態(tài)分類）涂料的形態(tài)分類 固態(tài)涂料固態(tài)涂料: :即粉末涂料即粉末涂料 液態(tài)涂料液態(tài)涂料: :溶劑型涂料、水溶性涂料、水乳型涂料溶劑型涂料、水溶性涂料、水乳型涂料 （3 3）按涂料的特殊性能分類）按涂料的特殊性能分類 建筑涂料、防腐涂料、汽車涂料、防銹涂料、防水涂料、保建筑涂料、防腐涂料、汽車涂料、防銹涂料、防水涂料、保 濕涂料、彈性涂料、絕緣涂料等濕涂料、彈性涂料、絕緣涂料等 （4）按涂料的光澤分類）按涂料的光澤分類 高光型或有光型涂料、絲光型或半定型涂料、無(wú)光型或亞光高光型或有光型涂料、絲光型或半定型涂料、無(wú)光型或亞光 型涂料型涂料 2021/3/267 5.1 概述概述 5.1.3 我

6、國(guó)涂料工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨向我國(guó)涂料工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨向 （1）發(fā)展速度快目前產(chǎn)量）發(fā)展速度快目前產(chǎn)量200萬(wàn)噸萬(wàn)噸/年年,年增長(zhǎng)速度年增長(zhǎng)速度3.4%,生生 產(chǎn)企業(yè)約產(chǎn)企業(yè)約8000家家 （2）普通型為主）普通型為主,高性能、環(huán)保型與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距高性能、環(huán)保型與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距 （3）水溶性涂料、高固體粉未涂料、光固化涂料是發(fā)展方向）水溶性涂料、高固體粉未涂料、光固化涂料是發(fā)展方向 2021/3/268 5.2.1基本結(jié)構(gòu)及合成方法基本結(jié)構(gòu)及合成方法 原料原料:多元醇、多元酸和單元酸（油）。其中多元醇常用甘油多元醇、多元酸和單元酸（油）。其中多元醇常用甘油 和季戊四醇和季戊四醇

7、;多元酸常用苯酐多元酸常用苯酐,其次是間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸其次是間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸 和順酐和順酐;單元酸常用植物油脂肪酸（如蓖麻油、松香油等）、單元酸常用植物油脂肪酸（如蓖麻油、松香油等）、 合成脂肪酸或芳香酸等。合成脂肪酸或芳香酸等。 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 合成反應(yīng)合成反應(yīng):A. 主鏈主鏈:由多元酸與多元醇縮聚（以苯酐和甘油反應(yīng)為例）由多元酸與多元醇縮聚（以苯酐和甘油反應(yīng)為例） O O O n +n H2C HCOH OH H2COH OH OO OH2CC H OH H2COH n 2021/3/269 B .側(cè)鏈側(cè)鏈:由單元羧酸與主鏈上羥基酯化由單元羧酸與主鏈上羥基酯化

8、 OH OO OH2CC H OH H2COH n + nRCOOH OH OO OH2CC H O H2COH n C O R 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2610 5.2.2 油度及其對(duì)醇酸樹(shù)脂性能的影響油度及其對(duì)醇酸樹(shù)脂性能的影響 a.油度的定義油度的定義:油度的定義油度的定義:醇酸樹(shù)脂組分中油（單元脂肪酸）所占的質(zhì)醇酸樹(shù)脂組分中油（單元脂肪酸）所占的質(zhì) 量百分含量稱為油度（量百分含量稱為油度（OL）其表示式如下其表示式如下: OL（%）（油的質(zhì)量）（油的質(zhì)量/樹(shù)脂理論產(chǎn)量）樹(shù)脂理論產(chǎn)量）100 油的質(zhì)量油的質(zhì)量/（多元醇質(zhì)量多元酸質(zhì)量油的質(zhì)量生成水的質(zhì)量）（多元醇質(zhì)

9、量多元酸質(zhì)量油的質(zhì)量生成水的質(zhì)量） 100 醇酸樹(shù)脂按油度來(lái)分為醇酸樹(shù)脂按油度來(lái)分為:短、中、長(zhǎng)三種油度短、中、長(zhǎng)三種油度 短短:3545%; 中中:4660%; 長(zhǎng)長(zhǎng):60%以上以上 b.油度概念的擴(kuò)展油度概念的擴(kuò)展:擴(kuò)展為醇酸樹(shù)脂擴(kuò)展為醇酸樹(shù)脂側(cè)鏈側(cè)鏈所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2611 c.油度對(duì)醇酸樹(shù)脂性能的影響油度對(duì)醇酸樹(shù)脂性能的影響: 1. 1.溶解度與極性溶解度與極性: :隨油度增大隨油度增大, ,非極性增大非極性增大, ,在非極性溶劑中在非極性溶劑中 溶解度增大溶解度增大; ;反之反之, ,在極性溶劑中溶解度增大。在極性

10、溶劑中溶解度增大。 2. 2.硬度硬度: :隨油度減小隨油度減小, ,硬度增大。硬度增大。 3. 3.干率干率: :中等油度的干率性好。中等油度的干率性好。 4. 4.耐久性耐久性: :中等油度的室外耐久性好。中等油度的室外耐久性好。 5. 5.刷涂性刷涂性: :長(zhǎng)油度長(zhǎng)油度, ,柔性增大柔性增大, ,刷涂性好。刷涂性好。 6. 6.耐水性耐水性: :中等油度的耐水性好中等油度的耐水性好, ,極性大易吸水。極性大易吸水。 7. 7.保光保色性保光保色性: :隨油度減小其保光保色性得到改善。隨油度減小其保光保色性得到改善。 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2612 a.羥值定義羥

11、值定義:100克樹(shù)脂中含有的羥基的當(dāng)量數(shù)克樹(shù)脂中含有的羥基的當(dāng)量數(shù),稱為羥值。稱為羥值。 5.2.3 羥值及其對(duì)醇酸樹(shù)脂性能的影響羥值及其對(duì)醇酸樹(shù)脂性能的影響: b.羥值對(duì)樹(shù)脂性能的影響羥值對(duì)樹(shù)脂性能的影響: 1.超量的羥基值對(duì)樹(shù)脂分子鏈長(zhǎng)短起調(diào)節(jié)作用。過(guò)量的端超量的羥基值對(duì)樹(shù)脂分子鏈長(zhǎng)短起調(diào)節(jié)作用。過(guò)量的端 羥基值將對(duì)分子鏈起終止作用。醇酸樹(shù)脂分子鏈的重復(fù)結(jié)羥基值將對(duì)分子鏈起終止作用。醇酸樹(shù)脂分子鏈的重復(fù)結(jié) 構(gòu)單元（鏈節(jié)）數(shù)與羥基超量成函數(shù)關(guān)系構(gòu)單元（鏈節(jié)）數(shù)與羥基超量成函數(shù)關(guān)系: 1 1 U r U:鏈節(jié)數(shù)鏈節(jié)數(shù);rn(多元醇多元醇)/n（二元酸）（二元酸）,n為摩爾數(shù)為摩爾數(shù) 5.2 醇

12、酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2613 c.羥值對(duì)醇酸樹(shù)脂涂膜性能的影響羥值對(duì)醇酸樹(shù)脂涂膜性能的影響: 粘度隨羥值增加而增大。粘度隨羥值增加而增大。 羥基與自動(dòng)氧化過(guò)程中形成的過(guò)氧化氫能形成較穩(wěn)定的羥基與自動(dòng)氧化過(guò)程中形成的過(guò)氧化氫能形成較穩(wěn)定的 絡(luò)合物絡(luò)合物,阻止過(guò)氧化氫基分解阻止過(guò)氧化氫基分解,降低膜干燥速度。降低膜干燥速度。 隨羥值增加隨羥值增加,涂膜的保光性下降。涂膜的保光性下降。 游離羥基的存在游離羥基的存在,對(duì)涂膜的耐水性、硬度、抗張強(qiáng)度、對(duì)涂膜的耐水性、硬度、抗張強(qiáng)度、 耐候性均有不利影響。耐候性均有不利影響。 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2614 5

13、.2.4 水性醇酸樹(shù)脂涂料的應(yīng)用和發(fā)展前景水性醇酸樹(shù)脂涂料的應(yīng)用和發(fā)展前景 水性涂料的優(yōu)點(diǎn)水性涂料的優(yōu)點(diǎn):水無(wú)毒、無(wú)味、不燃燒水無(wú)毒、無(wú)味、不燃燒,既降低成本既降低成本,又大大降低又大大降低 VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）含量（揮發(fā)性有機(jī)物）含量,是綠色環(huán)保型涂料。是綠色環(huán)保型涂料。 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2615 水的引入也帶來(lái)了一系列的問(wèn)題: 例如:水的蒸發(fā)潛熱大,加速干燥需要提高溫度,而且水 的揮發(fā)速度受相對(duì)濕度的影響很大; 水的表面張力非常大,對(duì)顏料的分散和涂料的涂布都有 不利影響; 當(dāng)水性涂料應(yīng)用于金屬基體時(shí),由于水的高導(dǎo)電性可能 引起基體腐蝕等 。 2021/3/

14、2616 水性涂料面臨的問(wèn)題水性涂料面臨的問(wèn)題: 水揮發(fā)比有機(jī)溶劑難水揮發(fā)比有機(jī)溶劑難; 水的表面張力大水的表面張力大,對(duì)顏料的分散和涂料的涂布不利對(duì)顏料的分散和涂料的涂布不利 對(duì)金屬基本的腐蝕對(duì)金屬基本的腐蝕,需加入助溶劑、表面活性劑、需加入助溶劑、表面活性劑、 還原劑等還原劑等,而有些助劑又會(huì)帶來(lái)不同的負(fù)面影響而有些助劑又會(huì)帶來(lái)不同的負(fù)面影響; 配制比溶劑型復(fù)雜。配制比溶劑型復(fù)雜。 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2617 A. 有機(jī)硅改性的水性醇酸樹(shù)脂涂料有機(jī)硅改性的水性醇酸樹(shù)脂涂料: 制備方法制備方法: （1）制備反應(yīng)性的有機(jī)硅低聚物）制備反應(yīng)性的有機(jī)硅低聚物,再和醇酸

15、樹(shù)脂上的羥基再和醇酸樹(shù)脂上的羥基 反應(yīng)。反應(yīng)。 （2）將有機(jī)硅低聚物作為多元醇與醇酯樹(shù)脂進(jìn)行共縮聚。）將有機(jī)硅低聚物作為多元醇與醇酯樹(shù)脂進(jìn)行共縮聚。 OSi CH3 CH3 OSi CH3 O CH3 Si CH3 OH CH3 n H 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2618 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):既保留了醇酸樹(shù)脂涂料涂刷性好、室溫固化和涂膜物既保留了醇酸樹(shù)脂涂料涂刷性好、室溫固化和涂膜物 理、機(jī)械性能好的優(yōu)點(diǎn)理、機(jī)械性能好的優(yōu)點(diǎn),又具有有機(jī)硅樹(shù)脂耐熱、耐紫外線老又具有有機(jī)硅樹(shù)脂耐熱、耐紫外線老 化及耐水性好的特點(diǎn)化及耐水性好的特點(diǎn),是一種綜合性能優(yōu)良的涂料。是一種綜合性能優(yōu)良的涂料。

16、B. 丙烯酸樹(shù)脂改性的水性醇酸樹(shù)脂涂料丙烯酸樹(shù)脂改性的水性醇酸樹(shù)脂涂料 制備方法制備方法:將（甲基）丙烯酸（酯）單體與脂肪酸上有不飽和雙鍵的將（甲基）丙烯酸（酯）單體與脂肪酸上有不飽和雙鍵的 醇酸樹(shù)脂共聚生成水性樹(shù)脂。醇酸樹(shù)脂共聚生成水性樹(shù)脂。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):具有丙烯酸樹(shù)脂優(yōu)良的保色保光性、耐候性、耐腐蝕性及快干、具有丙烯酸樹(shù)脂優(yōu)良的保色保光性、耐候性、耐腐蝕性及快干、 高硬度的特點(diǎn)高硬度的特點(diǎn),又具有醇酸樹(shù)脂的特性又具有醇酸樹(shù)脂的特性 5.2 醇酸樹(shù)脂涂料醇酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2619 C.氨基樹(shù)脂改性的水性醇酸樹(shù)脂涂料氨基樹(shù)脂改性的水性醇酸樹(shù)脂涂料 制備方法制備方法:氨基甲酸酯樹(shù)脂中含有

17、的氨基與醇酸樹(shù)脂中的羧基氨基甲酸酯樹(shù)脂中含有的氨基與醇酸樹(shù)脂中的羧基 反應(yīng)交聯(lián)。反應(yīng)交聯(lián)。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):漆膜的硬度得到明顯的改善漆膜的硬度得到明顯的改善,耐水、耐酸堿性、耐溶劑性、耐污染性耐水、耐酸堿性、耐溶劑性、耐污染性 優(yōu)良優(yōu)良,附著力強(qiáng)。附著力強(qiáng)。 配方舉例配方舉例: 1）聚醚聚氨酯）聚醚聚氨酯:由甲苯二異氰酸酯與聚乙二醇、聚丙二醇聚合而成。由甲苯二異氰酸酯與聚乙二醇、聚丙二醇聚合而成。 2）改性醇酸樹(shù)脂）改性醇酸樹(shù)脂: 組分組分亞麻油脂亞麻油脂 肪酸肪酸 間苯二甲酸間苯二甲酸三羥甲基三羥甲基 丙烷丙烷 聚醚聚聚醚聚 氨酯氨酯 重量份40212410 3）水性醇酸樹(shù)脂涂料水性醇酸樹(shù)脂涂料:

18、在在100份上述改性醇酸樹(shù)脂中加入份上述改性醇酸樹(shù)脂中加入15份丁基溶纖劑、份丁基溶纖劑、 25份乙基溶纖劑后充分?jǐn)嚢璺菀一芾w劑后充分?jǐn)嚢?再加入再加入4.4份三乙胺份三乙胺,在攪拌下慢慢加入在攪拌下慢慢加入79份份 水水,充分混合充分混合,制得固體分為制得固體分為45%,粘度粘度5.5 Pas水溶性氨基樹(shù)脂改性的醇水溶性氨基樹(shù)脂改性的醇 酸樹(shù)脂。酸樹(shù)脂。 2021/3/2620 丙烯酸樹(shù)脂涂料以丙烯酸樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì)的涂料。丙烯酸樹(shù)脂涂料以丙烯酸樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì)的涂料。 特點(diǎn)特點(diǎn):涂膜外觀裝飾性好涂膜外觀裝飾性好,有優(yōu)良的耐光性和戶外耐候性有優(yōu)良的耐光性和戶外耐候性,保色保色 保光保光

19、,是現(xiàn)代裝飾性涂料的主要品種。包括熱塑型丙烯酸樹(shù)脂和熱是現(xiàn)代裝飾性涂料的主要品種。包括熱塑型丙烯酸樹(shù)脂和熱 固型丙烯酸樹(shù)脂兩類。固型丙烯酸樹(shù)脂兩類。 最主要的用途最主要的用途:汽車工業(yè)汽車工業(yè),還廣泛用于輕工、家用電器、卷鋼還廣泛用于輕工、家用電器、卷鋼 材料、儀器儀表以及木材、塑料、織物、皮革和紙張等制品。丙材料、儀器儀表以及木材、塑料、織物、皮革和紙張等制品。丙 烯酸乳膠漆是建筑涂料的主要品種。烯酸乳膠漆是建筑涂料的主要品種。 目前正向高固體分含量、水性化、無(wú)溶劑化等的方向發(fā)展。目前正向高固體分含量、水性化、無(wú)溶劑化等的方向發(fā)展。 5.3 丙烯酸樹(shù)脂涂料丙烯酸樹(shù)脂涂料 2021/3/262

20、1 5.3 丙烯酸樹(shù)脂涂料丙烯酸樹(shù)脂涂料 5.3.1 丙烯酸樹(shù)脂的原料和合成方法丙烯酸樹(shù)脂的原料和合成方法: 以（甲基）丙烯酸酯及苯乙烯為主的丙烯酸酯類單體為原以（甲基）丙烯酸酯及苯乙烯為主的丙烯酸酯類單體為原 料料,一般用自由基加聚反應(yīng)聚合。一般用自由基加聚反應(yīng)聚合。 常用引發(fā)劑主要有兩類常用引發(fā)劑主要有兩類: :1.1.過(guò)氧化物類過(guò)氧化物類: :過(guò)氧化苯甲酰過(guò)氧化苯甲酰, , 過(guò)氧化叔丁基苯甲酰過(guò)氧化叔丁基苯甲酰, ,過(guò)氧化二叔丁基過(guò)氧化二叔丁基, ,叔丁基過(guò)氧化氫。叔丁基過(guò)氧化氫。 2.2.偶氮二異丁腈。偶氮二異丁腈。 2021/3/2622 5.3 丙烯酸樹(shù)脂涂料丙烯酸樹(shù)脂涂料 甲基丙

21、烯酸甲酯與苯乙烯共聚甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯共聚, ,反應(yīng)式如下反應(yīng)式如下: : CH H2C H2C C CH3 COOCH3 n+ m 引發(fā)劑 溶劑 H2 CC CH3 C H C H2 C （ O OCH3 ） mn （ 2021/3/2623 A.熱塑性丙烯酸樹(shù)脂熱塑性丙烯酸樹(shù)脂 熱塑性丙烯酸樹(shù)脂可溶或可熔熱塑性丙烯酸樹(shù)脂可溶或可熔,在施工和使用過(guò)程中不再進(jìn)行在施工和使用過(guò)程中不再進(jìn)行 交聯(lián)交聯(lián),溶劑揮發(fā)后就形成平滑光潔的膜。由于樹(shù)脂本身不再交溶劑揮發(fā)后就形成平滑光潔的膜。由于樹(shù)脂本身不再交 聯(lián)聯(lián),因此用它制成的漆若不采用接枝共聚或互穿網(wǎng)絡(luò)聚合因此用它制成的漆若不采用接枝共聚或互穿網(wǎng)絡(luò)聚

22、合,其性其性 能如附著力、玻璃化溫度能如附著力、玻璃化溫度(Tg)、柔韌性、抗沖擊力、耐腐蝕性、柔韌性、抗沖擊力、耐腐蝕性 、耐熱性、電性能等遠(yuǎn)不如熱固性丙烯酸樹(shù)脂。、耐熱性、電性能等遠(yuǎn)不如熱固性丙烯酸樹(shù)脂。 主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn):白色透明白色透明,極好的耐水性和耐紫外線性能。極好的耐水性和耐紫外線性能。 主要應(yīng)用主要應(yīng)用:用作汽車面漆用作汽車面漆,外墻涂料的耐光裝飾漆。外墻涂料的耐光裝飾漆。 5.3 丙烯酸樹(shù)脂涂料丙烯酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2624 B.熱固性丙烯酸樹(shù)脂熱固性丙烯酸樹(shù)脂 熱固性丙烯酸涂料是樹(shù)脂溶液的溶劑揮發(fā)后熱固性丙烯酸涂料是樹(shù)脂溶液的溶劑揮發(fā)后,通過(guò)加熱（即烘通過(guò)加熱（即烘

23、 烤）烤）,或與其它官能團(tuán)（如異氰酸酯）反應(yīng)才能固化成膜或與其它官能團(tuán)（如異氰酸酯）反應(yīng)才能固化成膜。這。這 類樹(shù)脂的分子鏈上必須含有能進(jìn)一步反應(yīng)的類樹(shù)脂的分子鏈上必須含有能進(jìn)一步反應(yīng)的官能團(tuán)（羧基、官能團(tuán)（羧基、 羥基、環(huán)氧基、胺基、酰胺基等）羥基、環(huán)氧基、胺基、酰胺基等）,在制漆時(shí)在制漆時(shí),與加入的氨基樹(shù)與加入的氨基樹(shù) 脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯等樹(shù)脂中的官能團(tuán)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯等樹(shù)脂中的官能團(tuán)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn):溶解度好溶解度好;與其它樹(shù)脂的混溶性好與其它樹(shù)脂的混溶性好;可制成高固體分涂料可制成高固體分涂料; 具有良好的耐化學(xué)性、耐候性具有良好的耐化學(xué)性、耐候

24、性,漆膜豐滿漆膜豐滿,保光保色性好保光保色性好, 烘烤不變色。烘烤不變色。 主要應(yīng)用主要應(yīng)用:氨基丙烯酸烤漆氨基丙烯酸烤漆,用于汽車等交通工具。用于汽車等交通工具。 5.3 丙烯酸樹(shù)脂涂料丙烯酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2625 官能團(tuán)官能團(tuán)單體單體交聯(lián)及交聯(lián)劑交聯(lián)及交聯(lián)劑 羧基羧基（甲基）丙烯酸（甲基）丙烯酸三聚氰胺甲醛樹(shù)脂三聚氰胺甲醛樹(shù)脂, 環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂 羥基羥基（甲基）丙烯酸羥乙酯（甲基）丙烯酸羥乙酯 （甲基）丙烯酸羥丙酯（甲基）丙烯酸羥丙酯 多異氰酸酯多異氰酸酯,三聚氰胺三聚氰胺 甲醛樹(shù)脂甲醛樹(shù)脂 酸酐酸酐順丁烯二酸酐順丁烯二酸酐 衣康酸酐（亞甲基丁二酸酐）衣康酸酐（亞甲基丁二酸酐）

25、 環(huán)氧樹(shù)脂、多異氰酸環(huán)氧樹(shù)脂、多異氰酸 酯自交聯(lián)酯自交聯(lián) 環(huán)氧基環(huán)氧基（甲基）丙烯酸縮水甘油酯（甲基）丙烯酸縮水甘油酯, 烷基縮水甘油醚烷基縮水甘油醚 多元羧酸多元羧酸,加熱催化自加熱催化自 交聯(lián)交聯(lián) 胺基胺基（甲基）丙烯酸二甲氨基乙酯（甲基）丙烯酸二甲氨基乙酯自交聯(lián)自交聯(lián) 酰胺基酰胺基（甲基）丙烯酰胺（甲基）丙烯酰胺 順丁烯二酰亞胺順丁烯二酰亞胺 自交聯(lián)環(huán)氧樹(shù)脂自交聯(lián)環(huán)氧樹(shù)脂 熱固性丙烯酸樹(shù)脂的官能單體和交聯(lián)劑熱固性丙烯酸樹(shù)脂的官能單體和交聯(lián)劑 5.3 丙烯酸樹(shù)脂涂料丙烯酸樹(shù)脂涂料 2021/3/2626 在聚氨酯分子鏈中含有相當(dāng)量的氨基甲酸酯鍵在聚氨酯分子鏈中含有相當(dāng)量的氨基甲酸酯鍵: 5

26、.4 聚氨酯樹(shù)脂涂料聚氨酯樹(shù)脂涂料 C O OHNR 凡是用異氰酸酯或其反應(yīng)產(chǎn)物為原料的涂料都統(tǒng)稱為凡是用異氰酸酯或其反應(yīng)產(chǎn)物為原料的涂料都統(tǒng)稱為聚氨酯涂料聚氨酯涂料。 性能性能:（1）物理機(jī)械性能好）物理機(jī)械性能好,涂膜堅(jiān)硬、柔韌、光亮、豐滿、耐磨涂膜堅(jiān)硬、柔韌、光亮、豐滿、耐磨,附著力強(qiáng)。附著力強(qiáng)。 （2）耐腐蝕性能優(yōu)異）耐腐蝕性能優(yōu)異,耐酸耐酸,耐石油。耐石油。 （3）電性能好）電性能好,宜作漆包線漆和其他電絕緣漆。宜作漆包線漆和其他電絕緣漆。 （4）施工適應(yīng)范圍廣）施工適應(yīng)范圍廣,可室溫固化或加熱固化?？墒覝毓袒蚣訜峁袒?。 （5）能和多種樹(shù)脂混溶）能和多種樹(shù)脂混溶,可在廣泛的范圍內(nèi)調(diào)

27、整配方可在廣泛的范圍內(nèi)調(diào)整配方,配制成多品種、配制成多品種、 多性能的涂料產(chǎn)品。多性能的涂料產(chǎn)品。 2021/3/2627 應(yīng)用應(yīng)用:木器、地板、電器、儀表、機(jī)械、飛機(jī)、車輛木器、地板、電器、儀表、機(jī)械、飛機(jī)、車輛 塑料、皮革、紙張、織物等涂裝。塑料、皮革、紙張、織物等涂裝。 5.4.15.4.1制備聚氨酯涂料的基本反應(yīng)制備聚氨酯涂料的基本反應(yīng) 聚氨酯預(yù)聚體通常是由聚氨酯預(yù)聚體通常是由端羥基預(yù)聚體端羥基預(yù)聚體（包括二羥基聚醚、（包括二羥基聚醚、 二羥基聚酯及多羥基聚醚等）與二元或多二羥基聚酯及多羥基聚醚等）與二元或多異氰酸酯異氰酸酯進(jìn)行重進(jìn)行重 鍵加成聚合而成鍵加成聚合而成: (n+1) HO

28、OH + (n+2) OCN-R-NCO C OO C NH O R NH O NHROCNC O OO C O NH R-NCO()n 5.4 聚氨酯樹(shù)脂涂料聚氨酯樹(shù)脂涂料 2021/3/2628 與水反應(yīng)與水反應(yīng):潮（濕）氣固化型涂料潮（濕）氣固化型涂料 RNCO + H2ORNHC O OHRNH2+CO2 RNCO+ RNH2C O NHHNRR 5.4.25.4.2 聚氨酯涂料的制備方法聚氨酯涂料的制備方法 聚氨酯涂料主要分為聚氨酯涂料主要分為單組分單組分濕固化涂料和濕固化涂料和雙組分雙組分涂料。涂料。 單組分單組分:是含異氰酸酯基的預(yù)聚物是含異氰酸酯基的預(yù)聚物,涂布后與空氣中的濕氣

29、反應(yīng)而交聯(lián)固化。涂布后與空氣中的濕氣反應(yīng)而交聯(lián)固化。 常用的有以聚醚或蓖麻油（含有羥基）醇解物為基礎(chǔ)的預(yù)聚物。常用的有以聚醚或蓖麻油（含有羥基）醇解物為基礎(chǔ)的預(yù)聚物。 雙組分雙組分:包括多羥基組分和多異氰酸酯兩組分包括多羥基組分和多異氰酸酯兩組分,在使用前將兩組分混合在使用前將兩組分混合,羥基羥基 與異氰酸根反應(yīng)而交聯(lián)成膜。與異氰酸根反應(yīng)而交聯(lián)成膜。 5.4 聚氨酯樹(shù)脂涂料聚氨酯樹(shù)脂涂料 2021/3/2629 （2）常用多異氰酸酯單體）常用多異氰酸酯單體: CH3 NCO NCO 甲苯二異氰酸酯（TDA） H2 COCNNCO 二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI） （ ）芳香族二異氰酸酯）芳香族二

30、異氰酸酯 （1）多羥基化合物）多羥基化合物:聚醚、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂和多羥基醇類。聚醚、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂和多羥基醇類。 5.4 聚氨酯樹(shù)脂涂料聚氨酯樹(shù)脂涂料 2021/3/2630 （ ）脂肪族二異氰酸酯）脂肪族二異氰酸酯 CH3 NCO 3-二異氰酸酯（IMIC） H2 COCNNCO 二二異氰酸酯（HMDI） NCOOCN OCN NCO HDI NCO NCO 異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI） 5.4 聚氨酯樹(shù)脂涂料聚氨酯樹(shù)脂涂料 2021/3/2631 （ ）多功能異氰酸酯單體）多功能異氰酸酯單體,如如: 分子結(jié)構(gòu)中含有分子結(jié)構(gòu)中含有NCO和以和以CC雙鍵雙鍵。 H2C C CH3 C O O

31、CH2CH2NCO 甲基丙烯酸異氰酸乙基酯（IEM） 催化劑催化劑:胺類化合物胺類化合物,如三乙胺如三乙胺 改性劑改性劑:如增塑劑（苯二甲酸酯）如增塑劑（苯二甲酸酯） 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑:如光穩(wěn)定劑（二苯甲酮）如光穩(wěn)定劑（二苯甲酮） （3）制備聚氨酯的其它助劑）制備聚氨酯的其它助劑: 5.4 聚氨酯樹(shù)脂涂料聚氨酯樹(shù)脂涂料 2021/3/2632 水性雙組分聚氨酯防腐涂料配方水性雙組分聚氨酯防腐涂料配方: 5.4 聚氨酯樹(shù)脂涂料聚氨酯樹(shù)脂涂料 原料名稱原料名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/原料名稱原料名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/ 主漆主漆A（含羥基組分）（含羥基組分）9 三聚磷酸鋁（防銹顏料）三聚磷酸鋁（防銹顏料） 5

32、0100 1 LuhydranS937T (BASF羥基丙烯酸乳液羥基丙烯酸乳液) 40010 改性磷酸鋅（防銹顏料）改性磷酸鋅（防銹顏料） 11 TEGO 822（消泡劑）（消泡劑） 50100 0.8 2二甲基乙胺二甲基乙胺(DMEA) （1:1在水中）在水中） 812 二乙二醇丁醚乙酸酯二乙二醇丁醚乙酸酯 （DB Acetate）(成膜助成膜助 劑劑) 15 3 FuC 2030(分散劑分散劑)313 水水60 4 DC 65（消泡劑）（消泡劑）0.5總計(jì)總計(jì)約約800 5 潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕劑5固化劑固化劑B（NCO組分）組分） 6 防沉劑防沉劑1 水性自乳化水性自乳化HDI型固化劑型固化劑

33、(Basonat HW160PC) 7 金紅石鈦白粉金紅石鈦白粉52.5 8 硫酸鋇硫酸鋇87.5 2021/3/2633 5.4.35.4.3聚氨酯涂料的發(fā)展趨勢(shì)聚氨酯涂料的發(fā)展趨勢(shì) （1）水性聚氨酯涂料）水性聚氨酯涂料: （2 2）聚氨酯粉末涂料）聚氨酯粉末涂料 5.4 聚氨酯樹(shù)脂涂料聚氨酯樹(shù)脂涂料 2021/3/2634 5.55.5環(huán)氧樹(shù)脂涂料環(huán)氧樹(shù)脂涂料 環(huán)氧樹(shù)脂涂料是以環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧酯樹(shù)脂和環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂涂料是以環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧酯樹(shù)脂和環(huán) 氧醇酸樹(shù)脂為基料的涂料。環(huán)氧樹(shù)脂涂料耐化學(xué)性氧醇酸樹(shù)脂為基料的涂料。環(huán)氧樹(shù)脂涂料耐化學(xué)性 強(qiáng)強(qiáng), ,粘附力強(qiáng)粘附力強(qiáng), ,穩(wěn)定性好。穩(wěn)定性好。 環(huán)氧樹(shù)

34、脂涂料主要用于環(huán)氧樹(shù)脂涂料主要用于: :防腐蝕涂料防腐蝕涂料, ,艦船涂料艦船涂料, , 電氣絕緣涂料電氣絕緣涂料, ,家具裝飾涂料家具裝飾涂料, ,食品罐頭內(nèi)壁涂料食品罐頭內(nèi)壁涂料, ,水水 泥地坪涂料泥地坪涂料, ,還有特種涂料等。還有特種涂料等。 2021/3/2635 5.5.1 環(huán)氧樹(shù)脂的合成及主要化學(xué)性質(zhì)環(huán)氧樹(shù)脂的合成及主要化學(xué)性質(zhì) 目前產(chǎn)量最大的環(huán)氧樹(shù)脂是環(huán)氧氯丙烷和雙酚目前產(chǎn)量最大的環(huán)氧樹(shù)脂是環(huán)氧氯丙烷和雙酚A A （二酚基丙烷）合成的（二酚基丙烷）合成的: : HO CH3 CH3 OHClH2C CH CH2 O (n+1)+ (n+2) NaOH O CH3 CH3 O

35、H2 CH2C O CH3 CH3 OCH H2 C OH O H2 CCH2 O n H2C 2021/3/2636 環(huán)氧樹(shù)脂中有相當(dāng)活潑的官能團(tuán)環(huán)氧基。氧環(huán)氧樹(shù)脂中有相當(dāng)活潑的官能團(tuán)環(huán)氧基。氧 上帶有負(fù)電荷上帶有負(fù)電荷,碳上帶有正電荷碳上帶有正電荷,形成兩個(gè)反應(yīng)形成兩個(gè)反應(yīng) 活性中心。親電試劑向氧原子進(jìn)攻活性中心。親電試劑向氧原子進(jìn)攻,親核試劑親核試劑 向碳原子進(jìn)攻向碳原子進(jìn)攻,結(jié)果引起結(jié)果引起CO鍵斷裂。環(huán)氧基鍵斷裂。環(huán)氧基 可以和胺、酰胺、酚、羥基、羧基等起反應(yīng)可以和胺、酰胺、酚、羥基、羧基等起反應(yīng), 這是環(huán)氧樹(shù)脂涂料固化交聯(lián)反應(yīng)的根據(jù)這是環(huán)氧樹(shù)脂涂料固化交聯(lián)反應(yīng)的根據(jù)。環(huán)氧。環(huán)氧 樹(shù)

36、脂中含有仲醇基樹(shù)脂中含有仲醇基,可以和羥甲基、有機(jī)硅、可以和羥甲基、有機(jī)硅、 有機(jī)鈦、脂肪酸反應(yīng)有機(jī)鈦、脂肪酸反應(yīng),這是環(huán)氧樹(shù)脂固化和改這是環(huán)氧樹(shù)脂固化和改 性的前提。性的前提。 2021/3/2637 5.5.2環(huán)氧樹(shù)脂的固化環(huán)氧樹(shù)脂的固化 固化劑的種類很多固化劑的種類很多, ,如脂肪族多元胺類如脂肪族多元胺類, ,芳香族多芳香族多 元胺類元胺類, ,各種胺改性劑各種胺改性劑, ,各種有機(jī)酸及酸酐各種有機(jī)酸及酸酐, ,咪唑咪唑, , 一些合成樹(shù)脂如脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等。一些合成樹(shù)脂如脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等。 2021/3/2638 （1）與胺類固化劑交聯(lián)）與胺類固化劑交聯(lián) 脂肪族胺類固化劑在目

37、前使用得比較多。常 用的胺類固化劑有乙二胺、氨基乙醇胺等。 NH2 + O N H H2 C H C OH O N OHOH O N OOH OH 2021/3/2639 （2）與酸酐和羧酸固化劑交聯(lián)）與酸酐和羧酸固化劑交聯(lián) () 酸酐與環(huán)氧樹(shù)脂中的羥基反應(yīng)生成單酯 CHHO O O O+ O O OH OCH 2021/3/2640 () 單酯中的羧基與環(huán)氧基酯化生成二酯 + O O OH OCH O O O O OCH OH ()在酸存在下在酸存在下, ,環(huán)氧基與羥基起醚化反應(yīng)環(huán)氧基與羥基起醚化反應(yīng) CHHO + O O O O OCH OH O O O OCH O CH2 2021/3/2641 () 單酯與羥基反應(yīng)生成二酯 CH + O O OH OCH O O O OCH HOCH+H2O （3）與其他樹(shù)脂交聯(lián)）與其他樹(shù)脂交聯(lián) 和含有羥基的樹(shù)脂如酚醛樹(shù)脂交聯(lián)和含有羥基的樹(shù)脂如酚醛樹(shù)脂交聯(lián); ;和含有胺基的和含有胺基的 樹(shù)脂如脲醛樹(shù)脂交聯(lián)樹(shù)脂如脲醛樹(shù)脂交聯(lián); ;和含有羧基的樹(shù)脂交聯(lián)和含有羧基的樹(shù)脂交聯(lián), ,如丙烯如丙烯 酸樹(shù)脂中加入少量環(huán)氧樹(shù)脂酸樹(shù)脂中加入少量環(huán)氧樹(shù)脂,