第二章水溶性树脂

3、水溶性环氧树脂得制备
水溶性环氧树脂可分为阴离子型树脂和阳离 子型树脂,阴离子型树脂用于阳极电沉积涂料, 阳离子型树脂用于阴极电沉积涂料。
(1)阴离子型树脂
环氧树脂系涂料具有很好得附着力和防腐蚀性能,因而在水溶性涂料 中得到广泛应用。但由于为数较多得芳香族环氧树脂耐光性能较差、故多 用作底漆、防腐蚀漆等。
对应得转变温度即就是玻璃化转变温度,或就是玻璃化温度。
8、相对平均分子质量,分散粒径,表面张力,比重,闪点等
9、贮存稳定性:在室温下密封贮存,至少要求达到半年 以上,一般为一年以上、
10、VOC(涂料中有机挥发物得含量 )及HAPs(涂料中 有害空气中得污染物 )含量及种类
(二)成膜物性能: 在水性涂料一节已讲,此略、
9、有机硅树脂:水性树脂易水解成凝胶,价格高,固化 温度高时间长,常用来改性其她树脂、
10、有机氟树脂:高含氟量得树脂难以水性化,且易破 乳胶化,贮存稳定性差、常用来改性其她树脂、
11、水性异氰酸酯固化剂:用于作水性双组份聚氨酯 得固化剂、
(三)按树脂合成时使用得表面活性剂分:
水性树脂在生产中,为了保证树脂能尽可能以小得 软质胶粒状分散于水溶液中以及水性树脂在贮存中有 较佳得稳定性,往往需要加入一定得表面活性剂(乳化 剂)、
这类聚合物与非离子表面活性剂相似之处,与现有得水性树脂以 及大多数得溶剂型树脂相容,故可作活性稀释别来取代体系小得共溶 剂和胺。
B1ank结论 :
(三 )两性离子中间体法
1、水溶性油得制备
油分子中得双键与不饱和酸(或酐)加成,即可制得能 水溶得油,其反应机理因油分子双键结构不同而不 同。油分子结构有:具有共扼双键结构得油、具有 隔离双键结构得油及具有不饱和双键结构得油。 制备水溶油时,可以用亚麻仁油、桐油、脱水蓖 麻油、豆油等。不饱和羧酸可以就是顺丁烯二酸 (或酐)、反丁烯二酸、巴豆酸、亚甲基丁烯二酸 等,其中以顺丁烯二酸酐和反丁烯二酸用得最多。 以水溶性油为主体得合成树脂漆,由于耐候性能不 好,多用于底漆,施工方法多数采用电沉积涂装。
其中和成盐而具水溶性。 ②将强亲水基团例如聚乙二醇引入醇酸树脂中 ③利用乳化剂或配制本身能乳化得树脂。
(2)影响水溶性好坏得因素
①水质 应使用蒸馏水,因为硬水里含有多种金属离子,尤其就是 钙、镁等金属离子与醇酸树脂得酸作用会生成皂类,影响水 溶性。
②油类 油类对水溶性得影响大小依次就是:蓖麻油＞椰子油 ＞脱水蓖麻油、豆油、榨油、亚麻油。
此类树脂因本身得水溶性很小,涂膜干燥后得 耐水性远优于水溶性树脂,如将其与交联剂混合 固化后,某些品种得耐水性可与溶剂型树脂同类 产品相当、
如水性丙烯酸树脂,水性聚氨酯树脂等大部份 产品属于此类、
3、乳液型树脂(乳胶型树脂):树脂以较小得软质胶 粒状形式分散于水溶液中,其分散粒径大于0、1μm,在 水溶液中呈乳白不透明状、
(3)水溶性环氧树脂得发展
脂肪族环氧树脂(如环戊二烯环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、 环氧化油、甘油环氧树脂等)、杂环类环氧树脂都可以改性制 成性能各异得水溶性涂料,如水溶性双酚酸环氧酯粉末树脂和 高渗透力环氧酯树脂。
此外,环氧树脂、环氧酯还可以进行改性,例如用酚醛树脂、 氨基树脂、丙烯酸酯、聚酰胺树脂等都可制成改性得水溶性环 氧酯,这就为水溶性环氧树脂得发展提供了可靠得基础。
★5、羟值(羟值: 1g样品中得羟基所相当得氢氧化 钾(KOH)得毫克数,以mgKOH/g表示);
酸值(就是指中和1g天然脂肪中得游离酸所需 消耗氢氧化钾得毫克数 ) ★6、最低成膜温度(MFFT):此指标给出了该树 脂在自干时,能形成连续得漆膜得最低温度、当 然,MFFT可以在配漆时,通过添加成膜助剂来降低、
按照所加入得表面活性剂得电荷类型,我们可将水 性树脂分为阳离子型,阴离子型,非离子型、
(四)按其配制成漆后得固化方式分: 常温自干型,氧化干燥型,高温烘烤型,UV辐
射固化型等
常用水溶性树脂有:
水溶性油及改性水溶性油 水溶性环氧树酯 水溶性醇酸树脂 水溶性聚酯树脂 水溶性丙烯酸树脂等。
大家应该也有点累了，稍作休息
第二章水溶性树脂
二、水性树脂得分类
(一)按树脂在水中得外观及溶解性分: 1、水溶性树脂:在水中有一定得溶解性,树脂液外
观通常呈透明状、其通过在树脂中引入亲水基团以增 加其在水中得溶解性。特点为涂膜有较好得外观,但其 树脂得分子量较小,干燥性、耐水性、耐溶剂性均较差。
如水性纤维素衍生物,水性改性聚丁二烯树脂均属 于此类、
乳液型树脂得分子量较大,通常具有良好得力学性能、 干燥性、耐水性及耐腐蚀性。
如水性环氧树脂,水性醇酸树脂等大部份产品属于此 类、水性丙烯酸树脂,水性聚氨酯树脂等也有部份产品 属于此类、
*因此类树脂在合成乳化时需加入大量得乳化剂, 这对其最终得涂膜耐水性产生一定影响,故其耐水性通 常不及水分散型树脂、
7、玻璃化转变温度(Tg):聚合物得Tg越高,其漆膜也 相应会略硬些,但最低成膜温度也会越高、
非晶聚物有三种力学状态,她们就是玻璃态、高弹态和粘流态。 在温度较低时,材料为刚性固体状,与玻璃相似,在外力作用下只 会发生非常小得形变,此状态即为玻璃态:
当温度继续升高到一定范围后,材料得形变明显地增加,并在随 后得一定温度区间形变相对稳定,此状态即为高弹态,温度继续 升高形变量又逐渐增大,材料逐渐变成粘性得流体,此时形变不 可能恢复,此状态即为粘流态。 我们通常把玻璃态与高弹态之间得转变,称为玻璃化转变,她所
四、水性树脂其她事宜
1、包装容器:一般用不透明塑料容器包装、因水会 对金属容器产生腐蚀、
2、可燃性:一般不可燃,但少数品种因含有较多有机 溶剂而可燃、
3、危害性:一般为低毒、因其对水生生态环境有一 定影响,其废弃物应按一般化学品进行处理、
4、贮存:应密封贮存、理想得贮存温度在5~30℃、 应尽量避免于0℃以下贮存,因许多品种会在此温度以 下结冻,从而导致树脂解冻后析出胶结、
(二)从树脂官能团及合成原料可分为:
*1、水性纤维素衍生物:其就是水溶性得,在表面活性 剂,建筑漆等领域有应用、
*2、水性改性油:耐光,耐候,耐热差,一般作底漆用、 *3、水性改性聚丁二烯树脂,水性环氧树脂,水性酚醛 树脂 4、水性醇酸树脂:光泽高,柔韧性好,抗冲击性好,耐 水性不好,贮存中易水解,而导致性能下降、丙烯酸改 性后能适当提高其水解稳定性及干速、 5、水性聚酯树脂:硬度高,光泽好,耐久性好,水解稳 定性及贮存稳定性差、
大家有疑问的，可以
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三、水性树脂得性能参数
(一)供货参数:
★1、固含(不挥发份) ★2、PH值:常为7~8、5,树脂处于略碱性有利于贮存、 ★3、外观 ★4、粘度:常以旋转粘度或牛顿粘度计、
水性树脂经过一段时间贮存后,其粘度可能会有 较大得降低,这就是正常现象、因为在贮存中树脂得 PH值会略有下降,随着PH值得下降,其粘度会有明显得 下降、 只需在使用时将PH值调高即可、
利用水溶性阴离子型树脂分子链上剩余得双键、羟基及羧基等基团与 其她官能团反应、可达到改性得目得。
水溶性环氧酯得水溶性、稳定性、粘度、电沉积效果和漆膜性能好坏 与制备时选择得酯化当量、顺丁烯二酸酐量、助溶剂、中和剂,以及酯化程 度和酸酐加成反应得条件有关 。
(2)阳离子型树脂
制备水溶性阳离子型树脂时,可使环氧树脂先与异氰酸酯预聚物或 丙烯酸聚合物反应,得到含有氨基、羟基和氨(胺)基得树脂。当用封闭 得多异氰酸酯作交联固化剂时,胺酸盐聚合物得混合物可用作阴极电 沉积涂料得基料。在漆膜固化时,异氰酸酯官能团解封,与环氧树脂加 成物游离得氨基反应、形成交联固化漆膜。
*因高分子聚合物在水中完全溶解,会使体系粘度变 得非常大,故完全水溶得树脂就是不能作为成膜物质得、 水性涂料用树脂在水中就是部份互溶或不溶得、
2、水分散性树脂:树脂以微小得软质胶粒状形式分 散于水溶液中,其分散粒径通常在0、01~0、1μm,因此 在水溶液中呈透明或半透明乳白色状态、
水分散型树脂得涂层固化后较紧密,光泽及 透明性好,耐水和耐腐蚀性均较优良。
5、水溶性聚酯树脂
聚酯树脂就是由多元醇和多元酸缩聚而成得。其 漆膜得硬度、光泽、过烘烤性及耐久性都很好。 聚酯树脂可分为饱和聚酯和不饱和聚酯两类,作为 烘烤漆,不饱和聚酯用得比较普遍。 要使多元醇和多元酸缩聚成为热固性聚酯树脂, 所用得多元醇与多元酸二者中必须有一个具有两 个以上得活性官能团。 为了制备具有水溶性得聚酯树脂,必须将反应控制 在一个较高得酸值,或者把酸超量较大幅度地提高 也可取得水溶性得效果。在配方设计时,必须采用 单元酸或用二元醇来调节分子结构,以避免胶凝并 可改进漆膜得性能。
③油度 短油＞中油＞长油,油度越长水溶性越差。 ④助溶剂 丁基溶纤剂、仲丁醇＞乙基溶纤剂、丁醇＞乙醇。 ⑤中和剂 乙醇胺、三乙胺最好,氨水、氢氧化钾、氢氧化钠最
差。 ⑥多元醇 常用得多元醇如甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇对
水溶性得影响大小依次就是:三羟甲基丙烷＞季戊四醇＞甘 油。 ⑦多元酸 以失水偏苯三酸、均苯四甲酸酐较好,邻苯二甲酸酐 较差,如果加人少量得顺丁烯二酸酐油(可视作多元酸)对水溶 性有好处,尤其就是稳定性会有很大得提高。
反应原理
2、改性水溶性油得制备
要把疏水性油制成水溶性油、采用让油分子结合 上具有亲水性质得按酸基团,并使之形成一定得酸 值。通常,最终酸值(就是指中和1g天然脂肪中得游 离酸所需消耗氢氧化钾得毫克数)应保持在60以上, 才能获得较好得水溶性和稳定性。
常用得改性油有水溶性顺丁烯二酸所改性油、 水溶性二甲酚酚醛改性油、水溶性松香酚醛、环 戊二烯改性油及半酯化水溶性油
浩海化工得树脂最低抗温度可达到-10℃以下,在此 温度以上树脂均不会析出胶结、
五、常用水溶性树脂得制造方法
(一 )成盐法
1 在聚合物分子链上引入强亲水基团
2 中和成盐获得水溶性 例如:
或者
3 助溶剂
既能溶解高分子树脂而本身又能溶解于水。
(二 ) 非离子基团法
B1ank设计出了一种新型得低分子量聚合物,其水溶件就是通过 引人非离了基闭(—OH、—O—)而获得得。
最近年来还开发了水溶性环氧—丙烯酸接枝共聚树脂和水 溶性丙烯酸改性环氧树脂。
水溶性丙烯酸பைடு நூலகம்性环氧树脂得制备方法如下:
4、水溶性醇酸树脂
醇酸树脂也可以制成各种类型得水溶性涂料,如常 温干燥、低温烘干、氨基树脂改性烘干漆,由环氧 树脂改性、酚醛树脂改性得水溶性醇酸树脂。
(1)水溶性醇酸树脂得制造方法 ①使传统得醇酸树脂含过量得羧基,并用胺或氨将
6、氨基树脂:用作其她树脂得交联剂、常用 HMMM(六甲氧基三聚氰胺树脂),可水溶、
★7、水性丙烯酸树脂:光泽高,保光,保色性好,耐候性 好、
★8、聚氨酯树脂: ·单组份水性聚氨酯交联密度低,耐水,耐溶剂和耐
热较差、
·将水性聚氨酯与含羟基或环氧基或氨基得树脂交 联后,涂膜性能可达到溶剂型聚氨酯性能、