第二章 涂料树脂的合成

第二章涂料树脂的合成

主要内容

涂料树脂的作用及特点

涂料树脂的重要品种

◆醇酸树脂

◆氨基树脂

◆环氧树脂

◆聚氨酯树脂

◆有机硅树脂

◆聚丙烯酸酯

2.1 涂料树脂的作用及特点2.1.1 作用

✓形成连续膜并附着于底材；

✓能够将其它组分结合在一起成膜；

✓提供相当致密的外层表面。

2.1.2 特点

①分子量

◆一般地，树脂分子量高，涂层的力学性能、耐

老化性、耐腐蚀性较高；

◆过高的分子量，会影响溶解性、相容性、黏度、

对颜料的润湿性等；

◆热塑性树脂和热固性树脂不同。

②分子结构

◆不对称苯环—有利于提高Tg和硬度，但不耐光照、

易泛黄；

◆极性基团—有利于提高附着力。而羟基、羧基、氨

基等官能团有助于提高漆膜的交联密度；

◆结晶性—不利于树脂的透明性和柔韧性，可采用共

聚、共混或接枝等方法避免结晶。

③合成方法

◆反应机理—逐步聚合、自由基聚合、共聚聚合、

阴离子聚合、基团转移聚合等；

◆实施方法—溶液聚合、乳液聚合（种子乳液聚

合、核壳乳液聚合等）。

丙烯酸酯类单体聚合时，特定的引发剂基团一边向增长的链端转移，一边进行聚合。增

长链端的结构始终与引发剂的结构相同，得到

几乎单分散的聚合物，且是活性的。

合成工艺：

醇解法酸解法脂肪酸法溶剂法熔融法

原料种类工艺过程

醇解法工艺简单，反应平稳，易于控制，原料对设备的腐蚀性小，生产成本也较低；

溶剂法在提高酯化速度、降低反应温度和改善产品质量方面均优于熔融法。

2.2.1.4 改性醇酸树脂

◆松香改性醇酸树脂

◆酚醛树脂改性醇酸树脂

◆乙烯类单体改性醇酸树脂◆有机硅改性醇酸树脂

◆触变性醇酸树脂

◆水性醇酸树脂

酚醛树脂改性醇酸树脂：

原理：

碱性催化的低分子量的对叔丁基苯酚酚醛树脂与醇酸树脂反应。

作用：

对叔丁基苯酚酚醛树脂油溶性好，与醇酸树脂相容性好；提高漆膜的耐水性、耐酸碱性；增加醇酸树脂的粘度。

乙烯类单体改性醇酸树脂：

原理：

共聚法：乙烯类单体与脂肪酸的共轭双键共聚合。

酯化法：含羟基或羧基的低分子量聚丙烯酸（酯）与醇酸树脂反应。

作用：

提高漆膜的干燥速率；

苯乙烯改性的醇酸树脂具有较好耐水性；

甲基丙烯酸甲酯改性的醇酸树脂有较好的耐候性。

有机硅改性醇酸树脂：

原理：

硅醇的醇羟基，聚硅烷分子中的甲氧基或乙氧基与醇酸树脂分子中的羟基发生缩合成醚的反应。

作用：

提高漆膜的耐水性和耐候性。

2.2.2 氨基树脂

•以含有氨基官能团的化合物与醛类（主要是甲醛）经缩聚反应制得的热固性树脂称为氨基树脂。

•用于涂料的氨基树脂必须以醇类化合物改性，使其能溶于有机溶剂。

广泛用于各种有烘烤条件的金属制品，如医疗器械、各种仪器、仪表、热水瓶外壳、家用电器、五金零件等。

图2-1 脲醛树脂的合成工艺过程图

1—反应釜；2—减速器；3—冷凝器；4—冷凝液贮罐；5—真空罐；6—真空泵

图2-3 连续法生产脲醛树脂的工艺流程图

1-计量槽；2-自动计量秤：3、4、14-液体计量器；5-溶剂高位槽；6、7、16-冷凝器；8、10-反应釜；9、12-真空接受器；11-分离器；13、17、

19-齿轮泵；15-混合器；18-板框过滤器

图2-5 三聚氰胺甲醛树脂生产设备

④氨基共缩聚树脂

三聚氰胺与尿素或苯代三聚氰胺共缩聚

尿素+三聚氰胺+甲醛：降低成本，提高附着力；

苯基三聚氰胺+三聚氰胺+甲醛：改善与醇酸树脂的混溶性，提高漆膜的光泽、耐水性、耐碱性和耐候性。

2.2.3 环氧树脂

•环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的高分子化合物。

固化前：线型，热塑性，分子量340-7000

固化后：交联，热固性。

优点：分子结构中含有环氧基、羟基、氨基、醚键、酯键等极性基团，因此对大多数材料均具有较强的附着力。此外，其价格低廉，工艺简单，漆膜固化收缩率低，耐化学介质性好。

缺点：脆性大，不耐冲击和振动，容易发生开裂。

2.2.

3.1 环氧树脂的分类

化学结构缩水甘油型环氧树脂环氧化烯烃环氧树脂元素改性环氧树脂

2.2.

3.2 环氧树脂的命名

按照GB/T1844-1995规定，环氧树脂缩写代号用“EP”表示，环氧树脂牌号由两组数字组成，在两组数字间用“－”连接，如：第Ⅰ数字组－第Ⅱ数字组。

第Ⅰ数字组由5位阿拉伯数字组成。前两位数字表示树脂的化学成分，后三位数字分别表示树脂黏度、环氧当量的范围值和对改性剂或溶剂的规定。第Ⅱ数字组由3位阿拉伯数字组成。分别表示树脂的密度范围值、添加剂类型和特征。

1980年标准

例如，某一牌号环氧树脂系以二酚基丙烷为主要组成物质，其环氧值为0.48～0.54mol/100g，算术平

均值为0.51，该树脂的全称为E-51环氧树脂。