涂料技術(shù)基礎(chǔ)理論_下載

1、涂料用重要合成樹脂技術(shù)基礎(chǔ)1.環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂為含育一個以上環(huán)氧基團化合物的混合物。壞氧基用結(jié)構(gòu)式1.1表示：0/rccr'（1）i ih h當r或r'或者二者為六元脂肪壞時，稱為脂肪壞氧樹脂；當r或r'為不飽和脂肪酸時（如豆汕屮的汕酸），稱 為壞氧化汕；當r或r'為多元酸時，則稱為縮水甘汕酯型環(huán)氧樹脂；當只=乩r'為多元耗基苯酚時，則稱為 縮水甘汕瞇型環(huán)氧樹脂，最常用的雙酚a壞氧樹脂（式1.2）就屬于這一類。och3ohh,厶 hyht-卜丄 q-och,j：hyhfich3ch3oqoch2chch2（1.2）ch3不同的酚町以得到不同的u油瞇型環(huán)氧

2、樹脂，如以苯酚和甲醛縮合，得到的雙酚f,是3種升構(gòu)體的混合 物。由雙酚f與環(huán)氧氯丙烷可以制得雙酚f環(huán)氧樹脂(結(jié)構(gòu)式復(fù)雜，此略)。1.1環(huán)氧樹脂中的幾個重要技術(shù)指標環(huán)氧值每l()og環(huán)氧樹脂中含有環(huán)氧基的物質(zhì)的量，稱為環(huán)氧值。如分子量為340的環(huán)氧樹脂，其 兩端均為環(huán)氧基，則環(huán)氧值為：2a = x 100 = 0.58 mol/100g340環(huán)氧指數(shù) 每lkg環(huán)氧樹脂中所含有壞氧基的物質(zhì)的量，稱為環(huán)氧指數(shù)，b= 1()兒 如分子量為34() 的環(huán)氧樹脂，m 5 = 5.8 mol/kgo(3) 環(huán)氧當量(c或eew)含有l(wèi)mol壞氧基的樹脂的質(zhì)量稱為環(huán)氧當量，單位為g/mol環(huán)氧樹脂的分子 量愈

3、高，其環(huán)氧當暈愈大。100() 1000環(huán)氧當量二，即c=環(huán)氧指數(shù)b100100環(huán)氧當量=,即c二環(huán)氧值a(4) 疑基值(f)每10()g環(huán)氧樹脂中含有超基的物質(zhì)的量，稱為脛基值。如分子量為100()的環(huán)氧樹脂，分 子含有4個疑基，則疑基值為：4f= x100 = 0.4mol/100g1000梵基當量(h)含有l(wèi)mol釋基的樹脂的質(zhì)量稱為釋基當量，單位為g/mol100100疑基當量=,即h二疑基值f(6)酯化當量(e) 酯化lmol單竣酸(如60g醋酸或28()gcw脂肪酸)所需環(huán)氧樹脂的質(zhì)量，稱為酯化當量，單位為g/mol壞氧樹脂中疑基和環(huán)氧基都能與竣酸進行酯化反應(yīng)，并口酯化反應(yīng)時1個環(huán)

4、氧基相當于2個疑基，即酯化當量可表示為：100e=2a + f因此，通過疑基值和環(huán)氧值，可以計算出酯化當量的近似值。1.2環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)與性能環(huán)氧樹脂具有許多疑基和醯鍵，能與基材相吸引，因而對金屬有極好的粘結(jié)力，并對陶瓷、玻璃、混凝土、 木材等極性刪均有優(yōu)良的附看力。環(huán)氧樹脂固化時,體積收縮率低(2 %左右),不像不飽和聚酯固化時體積收 縮率高達11%,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而損及附著力。這是因為含雙鍵單體未聚合時的間距較長，一旦聚合，生成共價鍵, 間距縮短，體積收縮，所以不飽和聚酯的收縮率高。但是開環(huán)聚合則不同，因為聚合的原子間原先已由共價鍵 聯(lián)接，所以聚合后體積變化不大。壞氧樹脂中僅有脛基和瞇鍵，沒有

5、酯基，因而耐堿性尤為突出。不像醇酸樹脂會被皂化破壞，又固化后呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此其耐油品類浸漬性優(yōu)良，廣泛地被應(yīng)用j:石油丄業(yè)油品貯罐的內(nèi)壁防腐涂層。與熱固性酚醛樹脂涂料比較，環(huán)氧樹脂漆含芳坯（苯壞），顯剛性，堅硬，但有醴鍵便于分子鏈的扭曲和旋轉(zhuǎn)，具有一定的韌性，不像粉醛樹脂那么脆（因其交聯(lián)間距比環(huán)氧樹脂短）。壞氧樹脂交聯(lián)間距長，便于內(nèi)旋轉(zhuǎn)。oh0hiioch2of i 交聯(lián)間距一丨-酚醛樹脂och3ohhocchch2 -卜c 一och? h咼一07；i_ch3i 交聯(lián)間距1環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂對濕面有二定的潤濕力、，尤其是便用聚酰胺樹脂作固化劑吋,j制成水下固化施工涂料，能排擠 物面的水隨涂覆

6、，用丁水下結(jié)構(gòu)的搶修利防腐施工。環(huán)氧樹脂分了結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基和輕基2種活性基團，能與多元胺、聚酰胺、酚醛、氨基樹脂和多界鼠酸酯配合反應(yīng)，制成許多種涂料。既可常溫（固化）干燥，也可高溫烘干，以滿足不同的施工要求。但是，雙酚a壞氧樹脂結(jié)構(gòu)中因含有芳香瞇鍵，其中處h易被氧化發(fā)生降解|何引起粉化，因而戶外耐候性 較差。如下式所示：0h壞氧樹脂對溶解在某些有機溶劑屮，樹脂的溶劑性隨分子量的增加而降低。酮類、酯類、瞇醇類和氯代坯類是壞氧樹脂的良溶劑，對壞氧樹脂有很好的溶劑能力。芳涇和醇類不是環(huán)氧樹脂的良溶劑，但是芳姪與醇類混合后，則町作為屮等分子量樹脂的溶劑或稀釋劑。表1列舉了固體壞氧樹脂在各種溶劑屮的溶

7、劑特性。表1固體環(huán)氧樹脂溶劑特性溶劑分子呈900的樹脂分子最2900的樹脂溶劑分子量900的樹脂分子盤2900的樹脂近似粘度(25 °c)10pa s溶解度%（樹脂 質(zhì)量）近似粘度(250lopa s溶解度%（樹脂 質(zhì)量）近似粘度(25 °c)lopa s溶解度%（樹脂質(zhì)量）近似粘度(25，c)10 pa s溶解度%（樹脂質(zhì)量）50% （質(zhì)量）的樹脂溶液40% （質(zhì) 量）的樹 脂溶液50% （質(zhì)址） 的樹 脂溶液40% （質(zhì) 量）的樹 脂溶液50% （質(zhì) s）的樹 脂溶液40%傾 量）的樹 脂溶液50% （質(zhì) 量）的樹 脂溶液40% （質(zhì) 量）的樹 脂溶液甲酮<0.5

8、<0.5189.20.0529脂酩酸乙酯<0.5<0.5181.750.1028類甲乙酮<0.5<0.5全溶0.250.05全溶類醋酸丁酯0.5<0.5201.300.2037甲基異丁基麗0.50.5231.045cmc0.7<0.5全溶1.500.275全溶甲基環(huán)己酮2.50.5全溶6.01.50全溶醇醋酸溶纖劑1.40.5全溶1.750.05全溶二丙麗醇2.51.0全溶9.8-14.82.50全溶類丁基溶纖劑17.50.5全溶4.61.0全溶溶劑或稀釋劑在涂料中使用的原則：%1 溶劑的溶解能力分子量很高的樹脂應(yīng)以酮類或瞇醇類作真溶劑；中等分子量的樹

9、脂對用芳坯和醇的混 合物作溶劑；低分子量的樹脂對溶于芳坯中，但為提高溶解力，多采用芳燒和醇的混合溶劑。%1 涂料的施丄方式刷涂施工應(yīng)采用初期揮發(fā)速度較慢的混合溶劑；烘干漆應(yīng)采用后期揮發(fā)速度較慢的高 沸點混合溶劑。%1 溶劑的反應(yīng)性 酯類或酮類能和按類發(fā)生反應(yīng)，降低胺固化效果，注意選用。%1 在保證涂料性能的前提下，盡可能多的使用稀釋劑，以降低成木。在涂料屮使用最多的是4種同體環(huán)氧樹脂，其平均分了量為90()、140()、29(x)、375()。環(huán)氧樹脂與芳香族聚合物是混溶的，而與脂肪族聚合物是不容的；與脈醛樹脂可按任意比例混溶，與三聚 氧胺甲醛樹脂混溶性要差一些。表2為固體環(huán)氧樹脂與其它樹脂混

10、容表。表2固體環(huán)氧樹脂與其它樹脂混容表樹脂類壞氧樹脂分子雖和用雖.耳分比樹脂類環(huán)氧樹脂分子量和用量百分比1000150030004000100015003000400090%50%10%90%50%10%90%50%i(n90%50%10%90%5(yi10%9g 50%lg90%5(yi10%*丿(廠50%10%醇酸樹脂類:短油度豆油醇酸樹脂1i11ii1iii1i纖維素衍生物類 氨基樹脂類ii1i1i111111中油度豆油醇酸樹脂11iiiii1ii11i三聚鈦胺甲滋樹脂n1i1i1i11111長油度豆汕醇酸樹脂111ii1ii1ii1ii服醛樹脂iniii111iii111iii111i

11、ii111iii111111苯乙烯改性醇酸樹脂 不干性醇酸樹脂 酚醛樹脂類：iiiiiii111iiiiihiiiiiiiiii iniiniini ini iniin氯化衍生物 氯化聯(lián)苯 氯化橡膠iiiiiiniiiiiiniiniiiiniin iiiin iiiii純酚醛樹脂iii111iiihiiiiiiiinininininin乙烯衍生物松香改性酚醛樹脂iiiiiiiiiiii聚乙烯醇縮甲醛iiiininininininininininin注：i 一不混容（漆膜渾濁）；ii-微混容（漆膜云霧狀）:iii-混容（漆膜透明）?；烊菪詼y定方法：將樹脂混合物溶入適當?shù)幕旌先軇╁瑑A在玻璃板上

12、制成薄膜，然后在100°c卜-烘干lh, 取出觀察漆膜的澄清度（透明度），漆膜透明打即混容。1.3環(huán)氧固化體系的理論計算（d伯、仲胺類固化劑的使用量計算公式1：mg=x eh”式屮g100g環(huán)氧樹脂所需胺的質(zhì)量，g；m胺的分子量；hn氨基上活潑氫原子總數(shù)；e壞氧樹脂的壞氧值；m/hn活潑氫摩爾質(zhì)量。公式2：g=x 100式屮g100g環(huán)氧樹脂所需胺的質(zhì)量，g；qx活潑氫當量(胺的物質(zhì)的量/活潑氫原子數(shù))；0壞氧當量(100/壞氧值)。例1：計算固化100g壞氧值為0.2的壞氧樹脂所需要己二胺的克數(shù)。已知己二胺的分子量為116,氨基上活潑氫原子總數(shù)為4,根據(jù)公式1計算得：m1166=

13、x e=x 0.2 = 5.8(g)h”4胺值的定義：相對lg樣品屮的堿度的koh的質(zhì)量(mg)o由胺值可以計算岀按當量:56100胺當量=胺值這樣，01=胺當量xhn式屮nn胺加成物的氮原子數(shù)：hn胺加成物的活潑氫原子數(shù)。則，公式3：g = qx e式中g(shù)l()og環(huán)氧樹脂所需胺加成物的質(zhì)量，g；q活潑氫當量；e壞氧樹脂的環(huán)氧值。叔胺無活潑氫原子，一般很少單獨使用，主耍作固化促進劑。(2)多元酸及其酸酹作環(huán)氧固化劑的用量計算固化劑用量計算公式：g = mxexk(公式 1)式中g(shù)每10()g壞氧樹脂所蠱酸阡的質(zhì)量；m酸阡分子量；e壞氧樹脂的壞氧值；k常數(shù)(0.6-1) o當以酸阡加成物作固化

14、劑時，通過測定酸值后，再按以下公式計算：10()g = 561000 x(公式 2)a式中g(shù)每10()g壞氧樹脂所需酸阡的質(zhì)量，g；a酸阡的酸值；q壞氧樹脂的環(huán)氧當量。-般在三級胺作催化劑卜，酸酊/環(huán)氧基的摩爾比為1 : 1,所得涂膜的性能最好；無催化劑時，摩爾比為0.85 : 1 最佳。(3)環(huán)氧與氨基樹脂的固化反應(yīng)壞氧樹脂/氨基樹脂固化的漆膜的柔韌性很好，顏色淺，光澤高。壞氧樹脂與氨基樹脂的配方(質(zhì)量比)為 70： 30時，漆膜的性能最好；當環(huán)氧樹脂比例增加時，漆膜的柔韌性和附著力提高。如增加氨基樹脂的比例時, 漆膜的碩度和耐溶劑性提高。氨基樹脂的使用比例在30%以下時，則烘烤溫度需提高很

15、多。無酸催化時，烘烤條件為19(x05°c,烘烤時間為30min,加入清漆總不揮發(fā)分的().5%的對甲苯橫酸嗎咻 鹽，烘烤溫度可降低為150°c,烘烤時間為30mino表3環(huán)氧樹脂/氨基樹脂烘漆配方舉例原料清漆投料比/%磁漆投料比/%金紅石型鈦白粉28.0e-06環(huán)氧樹脂2&022.060% 丁醇讎化腺醛樹脂袞20.015.0二丙酮醇26.017.0二甲苯26.018.0*方宇貿(mào)易(深圳)冇限公司代理578-1 丁醉張化服醛樹脂：電話：()755-27953691傳真：()793-2463398手機 注：干燥溫度條件:2()021(rc,2

16、0min。2 聚氨酯（pu）2.2 nco/oh配方量計算（1）-nco基當量與百分含量的關(guān)系：含1克當量的一nco基團（當量= 42）的固化劑組分的質(zhì)量。例如：已知某預(yù)聚物個化劑）的nco含量為8.8%,則該預(yù)聚物的nco基當量=42x100/8.8=477.2g（2）-oh當量與與百分含量的關(guān)系：含1克當量的一oh基（當量=17）的基料組分的質(zhì)量。例如：已知某徑基樹脂的徑基值為24（）mgkoh/lg（樹脂，則其一oh基當量=56.1 x 1（）00/240=233.7g徑基當量二 17/ oh % = 17 x 1 （）0/ oh （g）耗值oh = 56100x oh%/17 = 33

17、00x oh%（mgkoh/g 樹脂）得到以下配方計算公式：%1 當-nco/-oh =1 ： 1時，則每100g固化劑（a組分）所需釋基樹脂（b組分）的質(zhì)量：133571.42 x nco% （a 組分）冊=拜值（b組分）%1 當一nco/oh » ： 1時，則每100g耗基樹脂（b組分）所需固化劑（a組分）的質(zhì)量：0.075 +以拜值（b組分）吩nco% （a 組分）若a組分的一nco含量及b組分的一oh均以質(zhì)量百分數(shù)表示，則計算公式如f：當一nco/oh= 1 : i時，則每100g耗基樹脂（b組分）所需固化劑（a組分）的質(zhì)量：247 x oh % （b 組分）nco%（a 組

18、分）（g）當一nco/oh = r ： 1時，則每loog輕基樹脂（b組分）所需固化劑（a組分）的質(zhì)量:247xr xoh%（b 組分）nco% （a 組分）例一甲紐分：tdi加成物（50%溶液），含一nco 8.7%乙紐分：聚酯樹脂（50%溶液），含一oh 2.0%若一nco/oh=1 ： 1 （mol）,則100g聚酯樹脂液所需卬組分的質(zhì)量數(shù)為:247xoh%（b 組分） 247x2.0w.a= = = 56.8（g）nco%（a 組分）8.7即每100g b組分（聚酯樹脂）需配56.8g a組分（tdi加成物固化劑）。例二甲組分：tdi加成物（5（）%溶液），含nco 8.7%乙組分：e12環(huán)氧樹脂，含oh 5.78%若一nco/oh = 1.2 ： 1 （mol）,則100ge-12樹脂所需甲組分的質(zhì)量數(shù)為:247 x 廠x oh % （b 組分） 247 x1.2x 5.78必二=196.9（g）nco% （a 組分）8.7即每l（）（）g b組分（e-12環(huán)氧樹脂）需配196.9ga組分（tdi加成物固化劑）。表4 -nco/-oh型雙組分聚氨酯涂料中常用a. b組分的配比.特性和用途a組分b組分a/b （質(zhì)量比）主耍特性主耍用途tdi自聚物tdi/hdi共