涂料技術(shù)基礎(chǔ)第二章4

第二章

合成樹(shù)脂及其在涂料中的應(yīng)用第二節(jié)、酚醛樹(shù)脂苯酚和甲醛在酸性或堿性的催化劑作用下，通過(guò)縮聚反應(yīng)生成在堿性催化劑作用下，甲醛過(guò)量時(shí)生成體型熱固性樹(shù)脂；在酸性催化劑作用下，苯酚過(guò)量時(shí)生成線(xiàn)型熱塑性樹(shù)脂；當(dāng)前1頁(yè)，總共86頁(yè)。1.化學(xué)反應(yīng)堿催化下，甲醛水溶液以甲二醇形式在鄰、對(duì)位發(fā)生取代反應(yīng)：當(dāng)前2頁(yè)，總共86頁(yè)。強(qiáng)堿性條件下，單羥甲基苯酚進(jìn)一步生成亞甲基橋，或亞甲基醚橋當(dāng)前3頁(yè)，總共86頁(yè)。堿催化時(shí)，pH控制在7~11，常用催化劑：NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2、NH4OHNa2CO3六亞甲基四胺(HMTA)甲醛過(guò)量，1<醛/酚<3當(dāng)前4頁(yè)，總共86頁(yè)。交聯(lián)：堿催化酚醛樹(shù)脂在進(jìn)行交聯(lián)之前，必須用酸調(diào)制中性或微酸性；固化方法：(常用)熱處理，130oC~200oC室溫下強(qiáng)酸固化，如對(duì)甲苯磺酸(常用，可與樹(shù)脂良好相容并接枝，杜絕酸遷移和銹化)，鹽酸，磷酸當(dāng)前5頁(yè)，總共86頁(yè)。固化機(jī)理：1.亞甲基橋與羥甲基之間縮水2.亞甲基橋與甲醛縮水當(dāng)前6頁(yè)，總共86頁(yè)。苯酚和甲醛在堿性條件下逐漸生成體型樹(shù)脂開(kāi)始生成的液態(tài)物溶于酒精、丙酮和堿性水溶液，稱(chēng)為甲階樹(shù)脂；繼續(xù)加熱，生成粘稠狀的液體，冷卻后成為脆性固體，能部分溶于酒精、丙酮，但不溶于堿性水溶液，稱(chēng)為乙階樹(shù)脂（固體受熱能軟化）；再繼續(xù)加熱，才生成不溶不熔的體型樹(shù)脂，稱(chēng)為丙階樹(shù)脂；教學(xué)實(shí)驗(yàn)中制備，由于加熱的時(shí)間不夠，一般生成乙階樹(shù)脂。當(dāng)前7頁(yè)，總共86頁(yè)。酸催化下，甲醛在苯酚對(duì)位發(fā)生取代反應(yīng)當(dāng)前8頁(yè)，總共86頁(yè)。酸環(huán)境下羥甲基不穩(wěn)定，易與苯酚的鄰、對(duì)位氫縮水：當(dāng)前9頁(yè)，總共86頁(yè)。常用的酸催化劑有鹽酸、硝酸、硫酸、甲酸、醋酸、乳酸、對(duì)甲苯磺酸、草酸……以草酸酸酐優(yōu)先（鹽酸易導(dǎo)致高腐蝕），用量為酚類(lèi)重量的0.1%~0.5%；酚/醛（摩爾比）為1/（0.75~0.85）當(dāng)前10頁(yè)，總共86頁(yè)。交聯(lián)：酸催化酚醛樹(shù)脂為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，須加入化學(xué)交聯(lián)劑固化常用交聯(lián)劑為六亞甲基四胺，用量9~10%當(dāng)前11頁(yè)，總共86頁(yè)。2.酚醛樹(shù)脂在涂料中的應(yīng)用酚醛樹(shù)脂特點(diǎn)：高粘結(jié)性；耐熱；低氧(水蒸氣)滲透性、低吸濕；耐化學(xué)腐蝕、有機(jī)酸、礦物質(zhì)穩(wěn)定性好；電絕緣主要缺點(diǎn)：色深、易泛黃，不易制成淺色及白色涂料當(dāng)前12頁(yè)，總共86頁(yè)。酚醛樹(shù)脂主要用途1.酚醛清漆phenolicvarnish酚醛樹(shù)脂或改性酚醛樹(shù)脂與干性植物油經(jīng)熬煉后，再加入催干劑和溶劑等配制而成特點(diǎn)涂膜光亮堅(jiān)韌、耐久性、耐水性和耐酸性均好；當(dāng)前13頁(yè)，總共86頁(yè)。根據(jù)溶劑介質(zhì)的性質(zhì)可分為油溶性和醇溶性酚醛清漆油溶性酚醛清漆含干性油，其溶劑是二甲苯和200號(hào)溶劑汽油或松節(jié)油，自干、烘干均可；涂膜光亮堅(jiān)硬、耐水性好、耐燙性好，但較脆、易泛黃廣泛用于涂飾木器家具、門(mén)窗和涂于油性色漆上作罩光用。這類(lèi)清漆在20世紀(jì)50年代應(yīng)用較多，目前屬低檔漆，正逐步淘汰。醇溶性酚醛清漆由酚醛樹(shù)脂溶解于醇類(lèi)溶劑中制得，分揮發(fā)自干(熱塑型)或烘烤干燥(熱固型)兩種；涂膜堅(jiān)硬，有較好的耐油、耐水、耐熱、耐酸和絕緣性，黏結(jié)力較好常用于粘涂發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈、黏結(jié)有機(jī)玻璃和其他材料，作碳膜電阻底涂層、絕緣零件的表面涂裝和黏合層壓制品。當(dāng)前14頁(yè)，總共86頁(yè)。汽車(chē)涂料底漆使用電沉積法，沉積后從親水性轉(zhuǎn)為疏水性；酚醛樹(shù)脂堿催化甲階酚醛樹(shù)脂酸催化線(xiàn)性酚醛樹(shù)脂可同時(shí)使用雙酚A型酚醛樹(shù)脂，提高耐鹽霧性、泳透力（又稱(chēng)分散能力，在電泳涂漆時(shí)，涂料對(duì)被涂物的內(nèi)表面、凹穴處及背面的涂覆能力，一般以試條上電泳漆高度(厘米)表示。涂料的電阻值愈小，沉積漆膜電阻愈大，泳透力就愈好。）當(dāng)前15頁(yè)，總共86頁(yè)。3.金屬容器涂料因其防銹蝕、耐化學(xué)、硫化物污染性，酚醛樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯醇縮甲醛、醇酸樹(shù)脂等混用；用于桶、轉(zhuǎn)筒、食品容器內(nèi)外壁涂料當(dāng)前16頁(yè)，總共86頁(yè)。例：金屬罐頭涂料配方（固含量40%）組分投料比（%wt）環(huán)氧樹(shù)脂25.6酚醛樹(shù)脂14.4硅油（流平劑）0.3乙二醇20醋酸乙二醇酯39.5磷酸0.2當(dāng)前17頁(yè)，總共86頁(yè)。4.船舶用涂料丙烯酸聚氨酯船殼涂料代替常用的氯化橡膠船殼涂料已成為新的發(fā)展趨勢(shì)底漆船體底漆酚醛樹(shù)脂/聚乙烯醇縮丁醛修補(bǔ)底漆酚醛樹(shù)脂防銹漆油改性/樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂、氯化橡膠、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物煤焦油/環(huán)氧樹(shù)脂防污垢漆當(dāng)前18頁(yè)，總共86頁(yè)。涂裝防污涂料是技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)有效的方法；海洋防污涂料是通過(guò)海洋防污劑的可控釋放，與海洋污損生物發(fā)生作用，從而阻止海洋生物在船體表面的附著當(dāng)前19頁(yè)，總共86頁(yè)。第三節(jié)、氨基樹(shù)脂aminoresin

含有氨基的化合物與甲醛經(jīng)縮聚而成的樹(shù)脂的總稱(chēng)重要的樹(shù)脂有脲醛樹(shù)脂(UF)三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(MF)聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷(PAE)等當(dāng)前20頁(yè)，總共86頁(yè)。氨基樹(shù)脂作交聯(lián)劑的漆膜具有優(yōu)良的光澤、保色性、硬度、耐藥品性、耐水及耐侯性等廣泛用于汽車(chē)、工農(nóng)業(yè)機(jī)械、鋼制家具、家用電器和金屬預(yù)涂等工業(yè)涂料氨基樹(shù)脂在酸催化劑存在時(shí)，可在低溫烘烤或在室溫固化，這種性能可用于反應(yīng)性的二液型木材涂裝和汽車(chē)修補(bǔ)用涂料二液型：雙組份PU漿料，異氰酸酯組份與聚酯多元醇組份分開(kāi)包裝。當(dāng)前21頁(yè)，總共86頁(yè)。1.脲醛樹(shù)脂urea-formaldehyderesins，UF尿素與甲醛反應(yīng)得到的聚合物。又稱(chēng)脲甲醛樹(shù)脂特點(diǎn)加工成型時(shí)發(fā)生交聯(lián)，制品為不溶不熔的熱固性樹(shù)脂固化后的脲醛樹(shù)脂顏色比酚醛樹(shù)脂淺，呈半透明狀耐弱酸、弱堿，絕緣性能好，耐磨性極佳價(jià)格便宜缺點(diǎn)但遇強(qiáng)酸、強(qiáng)堿易分解，耐候性較差當(dāng)前22頁(yè)，總共86頁(yè)。合成機(jī)理酸催化：氨基單體與甲醛加成生成單、雙、三羥甲基脲，可進(jìn)一步在酸催化下與胺加成：當(dāng)前23頁(yè)，總共86頁(yè)。當(dāng)前24頁(yè)，總共86頁(yè)。脲醛樹(shù)脂的組成1）樹(shù)脂反應(yīng)程度較淺的縮聚物，粘度小，便于浸漬填料，保證在較長(zhǎng)的生產(chǎn)周期和干燥后仍有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性工業(yè)上多采用尿素與甲醛的低溫縮合物（一、二羥甲基脲的混合物）脲與甲醛的配比為1.5:1（摩爾比），在pH=8、30oC~35oC全部溶解；加入脲量0.3%~0.54%的草酸及0.33%~0.88%的草酸酯，發(fā)生放熱反應(yīng)，溫度并保持在55~60度，嚴(yán)格控制pH=5.5~6.5，經(jīng)60~75min即得所需的脲醛樹(shù)脂由于縮聚度較低，實(shí)際上僅剛過(guò)加成反應(yīng)階段，主要的縮聚反應(yīng)是在固化過(guò)程中進(jìn)行的。當(dāng)前25頁(yè)，總共86頁(yè)。2）固化劑常用的有草酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、一氯乙酸等3）填料最常用的填料是紙漿，其次為木粉或無(wú)機(jī)填料（石棉、玻璃纖維、云母等）紙漿是以木材為原料，經(jīng)亞硫酸鹽處理，溶去木材中非纖維素雜質(zhì)，再經(jīng)漂白即得的純凈的纖維素填料的用量為總物料量的25%-32%用量過(guò)少，流動(dòng)性大，制品強(qiáng)度低；用量過(guò)多，流動(dòng)性小，制品表面不光滑，耐水性降低當(dāng)前26頁(yè)，總共86頁(yè)。4）著色劑賦予鮮艷的色彩注意，所用著色劑的著色能力強(qiáng)，在塑料中能分散均勻，在加工溫度下和長(zhǎng)期的日光照射時(shí)不變色，不從制品中析出通常用的著色劑是顏料，染料較少使用，用量為物料量的0.01%-0.2%當(dāng)前27頁(yè)，總共86頁(yè)。脲醛樹(shù)脂的一般組成

原料規(guī)格用量（公斤）備注甲醛36.5%600普通甲醛尿素含≥N46300市售聚乙烯醇2099或2299型號(hào)（平均聚合度/醇解度）適量氫氧化鈉30%適量壓堿氯化銨20%適量調(diào)酸當(dāng)前28頁(yè)，總共86頁(yè)。2.三聚氰胺甲醛樹(shù)脂（三聚氰胺樹(shù)脂，melamine-formaldehyderesin，MF）三聚氰胺與甲醛反應(yīng)所得到的聚合物，又稱(chēng)密胺甲醛樹(shù)脂、密胺樹(shù)脂；加工成型時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，制品為不溶不熔的熱固性樹(shù)脂習(xí)慣上常把它與脲醛樹(shù)脂統(tǒng)稱(chēng)為氨基樹(shù)脂固化后的三聚氰胺甲醛樹(shù)脂無(wú)色透明，在沸水中穩(wěn)定，甚至可以在150℃使用，且具有自熄性、抗電弧性和良好的力學(xué)性能。當(dāng)前29頁(yè)，總共86頁(yè)。原料：三聚氰胺（Melamine）化學(xué)式：C3H6N6，俗稱(chēng)密胺、蛋白精，2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪是一種三嗪類(lèi)含氮雜環(huán)有機(jī)化合物，被用作化工原料白色單斜晶體，幾乎無(wú)味微溶于水（3.1g/L常溫）可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等不溶于丙酮、醚類(lèi)對(duì)身體有害，不可用于食品加工或食品添加當(dāng)前30頁(yè)，總共86頁(yè)。合成反應(yīng)機(jī)理堿催化下先與甲醛生成多羥甲基三聚氰胺：當(dāng)前31頁(yè)，總共86頁(yè)。多羥甲基三聚氰胺分子間縮聚成大分子，有兩種方式羥甲基與活潑氫縮去水分子羥甲基與羥甲基縮去水分子和甲醛分子（第一種方式）當(dāng)前32頁(yè)，總共86頁(yè)。多羥甲基三聚氰胺分子間縮聚成大分子，有兩種方式羥甲基與活潑氫縮去水分子羥甲基與羥甲基縮去水分子和甲醛分子（第二種方式）當(dāng)前33頁(yè)，總共86頁(yè)。氨基樹(shù)脂的應(yīng)用氨基樹(shù)脂硬、脆；一般不單獨(dú)做涂料使用；與羥基、羧基、酰胺基等柔性樹(shù)脂交聯(lián)固化；當(dāng)前34頁(yè)，總共86頁(yè)。在涂料中的應(yīng)用用于涂料的氨基樹(shù)脂主要分為以下種類(lèi)：涂料常用氨基樹(shù)脂三聚氰胺甲醛樹(shù)脂（MF）丁醇改性MF樹(shù)脂低醚化程度高醚化程度異丁醇改性MF樹(shù)脂低醚化程度高醚化程度正丁醇/異丁醇改性MF樹(shù)脂甲醇改性MF樹(shù)脂脲醛樹(shù)脂（UF）芳香取代MF樹(shù)脂共聚樹(shù)脂三聚氰胺/芳香取代MF樹(shù)脂低醚化高醚化三聚氰胺/脲醛樹(shù)脂當(dāng)前35頁(yè)，總共86頁(yè)。三聚氰胺甲醛樹(shù)脂（MF）耐污性、耐化學(xué)、耐候性好；丁醇醚化MF，用于汽車(chē)面漆、廚房用漆、卷材、鐵罐印制、酸固化涂料；甲醚化、混醇醚化MF，卷材涂料、高固色漆卷材涂料要求樹(shù)脂有較好的表面硬度，同時(shí)具有極佳的變形性，具有極強(qiáng)的金屬粘接力，良好的耐候性由于聚酯以及環(huán)氧等基料樹(shù)脂系中含有羥基，它們可采用氨基樹(shù)脂或異氰酸酯樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)六甲氧甲基三聚氰胺樹(shù)脂最普通的交聯(lián)劑，在160℃或更高溫度下反應(yīng)所得的涂料具有高柔韌性和耐候性當(dāng)前36頁(yè)，總共86頁(yè)。醚化改性的MF舉例——主要用于其它樹(shù)脂的固化劑1）汽車(chē)底漆固化劑種類(lèi)：丁醚化UF、丁醚化MF、丁醚化苯代三聚氰胺樹(shù)脂（BB，butylatedbenzoguanamineresin）基體樹(shù)脂：醇酸樹(shù)脂固化條件：120~150oC，20~30min當(dāng)前37頁(yè)，總共86頁(yè)。2）木器漆固化劑種類(lèi)：丁醚化UF（酸催化固化）基體樹(shù)脂：醇酸樹(shù)脂固化條件：室溫或60oC烘干當(dāng)前38頁(yè)，總共86頁(yè)。3）家電殼層漆固化劑種類(lèi)：丁醚化苯代三聚氰胺樹(shù)脂、甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂基體樹(shù)脂：醇酸樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂固化條件：140~160oC，20~30min當(dāng)前39頁(yè)，總共86頁(yè)。4）水性涂料固化劑種類(lèi)：甲醚化三聚氰胺樹(shù)脂基體樹(shù)脂：水性醇酸樹(shù)脂、水性丙烯酸樹(shù)脂固化條件：180oC，20~30min當(dāng)前40頁(yè)，總共86頁(yè)。在造紙中的應(yīng)用1）紙張濕強(qiáng)劑紙纖維親水，被水濕透后發(fā)生膨脹，失去其大部分強(qiáng)度，余下部分強(qiáng)度通常稱(chēng)為濕強(qiáng)度。濕強(qiáng)度大于15%的紙就成為濕強(qiáng)紙；脲醛樹(shù)脂為非離子性，不能被帶陰性電荷的紙纖維較好的吸附，不能直接在漿內(nèi)添加，只能用浸漬法(如表面涂布)當(dāng)前41頁(yè)，總共86頁(yè)。脲醛樹(shù)脂通過(guò)化學(xué)交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包裹在纖維周?chē)?，不?huì)被水解，阻止吸水膨脹，束縛了纖維的潤(rùn)漲，保持了紙張的濕強(qiáng)度。傳統(tǒng)的脲醛樹(shù)脂由于有游離甲醛危害，國(guó)外已禁用；而不含甲醛的濕強(qiáng)劑成本比較高改性脲醛樹(shù)脂：以乙二醛部分或全部代替甲醛；產(chǎn)物無(wú)污染、穩(wěn)定性能好、增強(qiáng)效果明顯當(dāng)前42頁(yè)，總共86頁(yè)。2）涂布交聯(lián)劑也稱(chēng)硬化劑；涂布紙經(jīng)涂布干燥后必須具有抗?jié)裥院铣删酆衔锬z乳具有良好的抗水性；淀粉、聚乙烯醇、蛋白質(zhì)、海藻酸鈉等天然涂布粘合劑和表面施膠劑的抗水性很差，需要使用交聯(lián)劑以增強(qiáng)涂布紙張耐濕摩擦能力，苯酚改性脲醛樹(shù)脂(PUF)，克服了脲醛樹(shù)脂(UF)耐水、耐熱、耐老化性能差及使用過(guò)程中釋放甲醛、貯存期短等缺點(diǎn)涂布紙當(dāng)前43頁(yè)，總共86頁(yè)。3）膠體絮凝劑絮凝：帶電基團(tuán)和水中帶電性難于分離的粒子結(jié)合，降低其電勢(shì)，使其處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并利用吸附性使這些顆粒集中，通過(guò)物理或者化學(xué)方法分離出來(lái)絮凝劑：為達(dá)到絮凝目的而使用的藥劑，主要應(yīng)用于給水和污水處理領(lǐng)域。分為無(wú)機(jī)、有機(jī)高分子、微生物絮凝劑新型的高分子絮凝劑：陽(yáng)離子型改性脲醛樹(shù)脂季銨鹽(MU-FRQA)以尿素、甲醛、環(huán)氧氯丙烷、三甲胺為原料合成水溶性較好，生產(chǎn)成本低，對(duì)陰離子性膠體的絮凝效果好當(dāng)前44頁(yè)，總共86頁(yè)。4）造紙膠粘劑羥基丙烯酸酯樹(shù)脂(乳液)及端異氰酸酯基水性聚氨酯樹(shù)脂，可降低游離甲醛含量，又能明顯提高粘合強(qiáng)度及耐水性聚氨酯樹(shù)脂對(duì)脲醛樹(shù)脂黏合強(qiáng)度的改進(jìn)最為明顯，但對(duì)耐水性的改性效果稍差；PVA和三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂降低膠粘劑中的游離醛含量，提高其貯存穩(wěn)定性；使膠粘劑的耐水性能有較大的提高游離醛含量下降當(dāng)前45頁(yè)，總共86頁(yè)。第四節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂（epoxyResin）環(huán)氧（樹(shù)脂）砂漿地坪當(dāng)前46頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)分類(lèi)脂肪環(huán)氧樹(shù)脂（聚丙二醇二縮水甘油醚）不飽和脂肪酸環(huán)氧樹(shù)脂or環(huán)氧油（環(huán)氧大豆油）縮水甘油酯環(huán)氧樹(shù)脂縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂（雙酚A型、雙酚F型、酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、氫化雙酚A）當(dāng)前47頁(yè)，總共86頁(yè)。脂肪環(huán)氧樹(shù)脂（聚丙二醇二縮水甘油醚，PPGDGE）R’為脂肪鏈、脂肪醚、脂肪環(huán)等如PPGDGE：當(dāng)前48頁(yè)，總共86頁(yè)。不飽和脂肪酸環(huán)氧樹(shù)脂or環(huán)氧化油（環(huán)氧大豆油的主要成分）R’為不飽和脂肪酸如環(huán)氧油酸：當(dāng)前49頁(yè)，總共86頁(yè)。縮水甘油酯環(huán)氧樹(shù)脂R’為多元酸或酯如：3官能團(tuán)脂環(huán)族縮水甘油酯環(huán)氧樹(shù)脂TDE-85

當(dāng)前50頁(yè)，總共86頁(yè)。縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂R’為多元羥基酚、芳香醚、環(huán)烷基醚等如：雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂當(dāng)前51頁(yè)，總共86頁(yè)。如：雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂當(dāng)前52頁(yè)，總共86頁(yè)。酚醛環(huán)氧樹(shù)脂（Novolac）——由熱塑性酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧氯丙烷縮合而成當(dāng)前53頁(yè)，總共86頁(yè)。氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂HydrogenizedBisphenolAEpoxy與BisphenolAEpoxy相比，在性能上有什么區(qū)別？當(dāng)前54頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物的性能特點(diǎn)1)力學(xué)性能高——具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力，分子結(jié)構(gòu)致密，力學(xué)性能高于酚醛樹(shù)脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹(shù)脂；2)附著力強(qiáng)——固化體系中含有活性極大的環(huán)氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性基團(tuán)，對(duì)金屬、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等極性基材以?xún)?yōu)良的附著力；3)固化收縮率小——1%～2%，是熱固性樹(shù)脂中固化收縮率最小的品種；線(xiàn)脹系數(shù)很小，一般為6×10-5/℃，所以固化后體積變化不大；酚醛樹(shù)脂為8%～10%；不飽和聚酯樹(shù)脂為4%～6%；有機(jī)硅樹(shù)脂為4%～8%)。當(dāng)前55頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物的性能特點(diǎn)4)工藝性好——環(huán)保型涂料：固化時(shí)基本上不產(chǎn)生低分子揮發(fā)物，可低壓成型或接觸壓成型；制造無(wú)溶劑、高固體粉末涂料及水性涂料等；5)優(yōu)良的電絕緣性——是熱固性樹(shù)脂中介電性能最好的品種之一；6)穩(wěn)定性好——固化物呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，抗化學(xué)藥品，酸、堿、鹽等多種介質(zhì)腐蝕的性能優(yōu)于不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等；純品不易變質(zhì)（≈1年），耐油類(lèi)浸漬；大量用作防腐蝕底漆，油槽、油輪、飛機(jī)的整體油箱內(nèi)壁襯里；7)耐熱性——一般為80~100℃；特殊耐熱品種≥200℃。當(dāng)前56頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量指標(biāo)1.環(huán)氧值（A）每100g環(huán)氧樹(shù)脂含有環(huán)氧基物質(zhì)的量例：兩端為環(huán)氧基封端的BPA環(huán)氧樹(shù)脂，分子量為340，則A值為多少？當(dāng)前57頁(yè)，總共86頁(yè)。2.環(huán)氧指數(shù)（B）每1kg環(huán)氧樹(shù)脂中所含環(huán)氧基物質(zhì)的量B=10A當(dāng)前58頁(yè)，總共86頁(yè)。3.環(huán)氧當(dāng)量C（EEW，epoxyequivalentperweight）1mol環(huán)氧基所分擔(dān)的樹(shù)脂質(zhì)量（g/mol）當(dāng)前59頁(yè)，總共86頁(yè)。4.羥基值F每100g環(huán)氧樹(shù)脂所含羥基物質(zhì)的量例：分子含有4個(gè)羥基的BPA環(huán)氧樹(shù)脂，分子量1000，則F值為多少？當(dāng)前60頁(yè)，總共86頁(yè)。羥基當(dāng)量H1mol羥基所分擔(dān)的樹(shù)脂質(zhì)量（g/mol）當(dāng)前61頁(yè)，總共86頁(yè)。6.酯化當(dāng)量E酯化1mol羧基所需環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量（g/mol）因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)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)羧基反應(yīng)，所以酯化當(dāng)量可表示為：當(dāng)前62頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂的制備雙酚A在堿性條件下，酚羥基（BPA-）與環(huán)氧基加成；發(fā)生負(fù)電荷的轉(zhuǎn)移和氯離子的離去；BPA另一端也發(fā)生相同反應(yīng)，獲得環(huán)氧封端的BPA；環(huán)氧封端的BPA繼續(xù)被去質(zhì)子化的BPA-加成當(dāng)前63頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧聚合度與性能

聚合度n與BPA及ECH的用量相關(guān)聯(lián)ECH大量過(guò)量，n→0；ECH較多過(guò)量，n=0.11~0.15；標(biāo)準(zhǔn)液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂；ECH略多于BPA，分子量和n增大。當(dāng)前64頁(yè)，總共86頁(yè)。聚合度n與樹(shù)脂性能M(BPA)=228;M(ECH)=92.52n環(huán)氧當(dāng)量值分子量熔點(diǎn)(oC)0.13190370~390液體2500100065~754900500095~10514.4180010000125~13516360020000145~155當(dāng)前65頁(yè)，總共86頁(yè)。ECH/BPA摩爾比與產(chǎn)物分子量的關(guān)系ECH/BPA環(huán)氧當(dāng)量（C）分子量2.6249~5002.15345~7701.57516~12281.4582~19591.33730~34201.25862~47001.21180~6600當(dāng)前66頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系——物理性能極性鍵及孤對(duì)電子：羥基、醚鍵對(duì)金屬、陶瓷、玻璃、混凝土、木材等極性基材附著良好；交聯(lián)間距長(zhǎng)，體積收縮率?。粵](méi)有酯基，耐堿性好；三維固化網(wǎng)絡(luò)，耐油浸漬、溶脹；含芳烴，質(zhì)硬；含醚鍵，σ鍵便于鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)前67頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系——化學(xué)性能與不同樹(shù)脂間相互配合，制成多種涂料：含有環(huán)氧基，可與活潑氫(酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂等)加成；含有羥基，可與酯基(聚酯樹(shù)脂、異氰酸酯)等交換或聚加成。含有芳香醚鍵，α-H易被氧化降解，耐候性差：當(dāng)前68頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系——固化性能環(huán)氧樹(shù)脂被活潑氫物質(zhì)加成，進(jìn)行固化活潑氫物質(zhì)包括：R-N-H：多元胺、聚酰胺樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂R-O-H：多元酸、多元酚、酚醛樹(shù)脂R-S-H：多元硫醇環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑(活潑氫)每分子含有≥2活性中心，交聯(lián)固化成3D網(wǎng)絡(luò)，形成熱固性涂膜當(dāng)前69頁(yè)，總共86頁(yè)。固化性能1.與胺類(lèi)固化：氨基在環(huán)氧基上加成伯胺→仲胺；仲胺→叔胺；叔胺→季銨鹽例如：當(dāng)前70頁(yè)，總共86頁(yè)。胺加成環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)的特點(diǎn)常溫反應(yīng)，固化快，粘度低；反應(yīng)活性：伯胺＞仲胺＞＞叔胺；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……當(dāng)前71頁(yè)，總共86頁(yè)。胺加成環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)的特點(diǎn)弱酸、多元醇、取代醇可促進(jìn)固化反應(yīng)強(qiáng)酸、脂肪一元醇促進(jìn)效果不好（why？）例如：工業(yè)固化促進(jìn)劑2,4,6-三(N,N-二甲基胺亞甲基)苯酚：當(dāng)前72頁(yè)，總共86頁(yè)。堿、酸催化胺加成環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)機(jī)理當(dāng)前73頁(yè)，總共86頁(yè)。多元胺固化優(yōu)點(diǎn)活性高、固化快不足放熱量大、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(shù)脂加成物、或聚酰胺作固化劑，降低毒性，提高貯存穩(wěn)定性。RNH2+CO2+H2O→RNH3HCO3當(dāng)前74頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂計(jì)算100g環(huán)氧樹(shù)脂固化所需胺的質(zhì)量是多少？可由以下二式計(jì)算：1.2.100g環(huán)氧樹(shù)脂所需胺的質(zhì)量胺的分子量氨基活潑氫數(shù)環(huán)氧值100g環(huán)氧樹(shù)脂所需胺的質(zhì)量活潑氫當(dāng)量（=胺分子量/活潑氫數(shù)）環(huán)氧當(dāng)量（=環(huán)氧分子量/環(huán)氧基團(tuán)數(shù)）（=100/環(huán)氧值）當(dāng)前75頁(yè)，總共86頁(yè)。例：計(jì)算固化100g環(huán)氧值為0.2的環(huán)氧樹(shù)脂所需己二胺的克數(shù)解：己二胺分子量116，分子上活潑氫總數(shù)為4當(dāng)前76頁(yè)，總共86頁(yè)。環(huán)氧樹(shù)脂在涂料中的應(yīng)用1.工業(yè)保護(hù)、維修低溫固化環(huán)氧樹(shù)脂用于大型結(jié)構(gòu)的保護(hù)和防腐（此時(shí)不便進(jìn)行高溫固化）固化時(shí)間24~27h；漆膜厚度150~200微米；含有35%~45%的顏料、防腐劑當(dāng)前77頁(yè)，總共86頁(yè)。2.容器涂料高分子量環(huán)氧樹(shù)脂用作食品罐頭內(nèi)壁涂料，固化劑采用酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂等分子量為13000~16000，濕粘結(jié)力較好；環(huán)氧值3.5~5，粘接力較好；20%~30%高分子組分(31000)與低分子組分(9500)復(fù)合，粘接性較好；加入磷酸酯形成強(qiáng)氫鍵，提高柔韌性、防腐性、粘結(jié)性；引入烷基鏈、烷氧基(醚鍵)鏈，降低Tg；當(dāng)前78頁(yè)，總共86頁(yè)。3.重涂料——固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂或其混合物溶解于丙酮/乙醇/芳烴混合溶劑中形成的涂料；一般以酰胺作固化劑；高耐溶劑、耐油產(chǎn)品以胺、胺加成物為固化劑；耐堿、耐溶劑，硬度、強(qiáng)度高，用于貯存設(shè)備內(nèi)涂層當(dāng)前79頁(yè)，總共86頁(yè)。4.民用涂料——雙組份環(huán)氧樹(shù)脂（AB膠）主劑（B）：環(huán)氧樹(shù)脂，溶劑、助劑、填充劑、顏料固化劑（A）：聚酰胺適用于：鋁板、鍍鋅板、合金鋼板、鐵板設(shè)備及特殊材質(zhì)表面的保護(hù)；地板、墻面、家電、泳池等環(huán)氧樹(shù)脂分子量≈900當(dāng)前80頁(yè)，總共86頁(yè)。雙組份環(huán)氧樹(shù)脂漆當(dāng)前81頁(yè)，總共86頁(yè)。4.環(huán)氧樹(shù)脂-