涂料及应用第二章
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离酚醛，污染环境。
涂料及应用第二章
环氧树脂固化 要选分子量高的树脂，含羟基多的树脂， 羟基官能度较大，固化速度快。 高分子量环氧树脂具有较长的分子链，可 提高涂膜的弹性。
涂料及应用第二章
环氧树脂在涂料中的应用 1. 工业保护、维修
低温固化环氧树脂用于大型结构的保护和防腐 （此时不便进行高温固化） – 固化时间24~27h； – 漆膜厚度150~200微米； – 含有35%~45%的颜料、防腐剂
A 100g 2 / mol 0.59 340g / mol
涂料及应用第二章
2. 环氧指数B：每1kg环氧树脂中所含环氧基物
质的量，B=10A
3. 环 氧 当 量 C (EEW ， epoxy equivalent per
weight)：含有1mol环氧基的环氧树脂的质量
(g/mol)。环氧树脂的分子量愈大，环氧当量
粘结性； – 引入烷基链、烷氧基(醚键)链，降低Tg。
涂料及应用第二章
2. 与多元酸及其酸酐的反应 多元酸及其酸酐是第二类常用的环氧树脂
固化剂。 如邻苯二甲酸酐，在加热条件下首先和环
氧树脂中的羟基反应生成单酯
酸或碱做催化剂，可以加速酸酐的固化反 应，常用的催化剂有KOH、叔胺、季铵盐、有 机碱以及质子酸等。
涂料及应用第二章
3. 与多元硫醇化合物的固化反应 早期认为，硫醇化合物作固化剂时没有胺
涂料及应用第二章
2. 容器涂料 高分子量环氧树脂用作食品罐头内壁涂料，
固化剂采用酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂 等。 – 分子量为13000~16000，湿粘结力较好； – 环氧值3.5~5，粘接力较好； – 20%~30% 高 分 子 组 分 (31000) 与 低 分 子 组 分
(9500)复合，粘接性较好； – 加入磷酸酯形成强氢键，提高柔韧性、防腐性、
涂料及应用第二章
脂肪胺的活性高于芳香胺。 胺固化剂的用量一般为4-5%。 弱酸、多元醇以及取代醇可以促进固化反应。 马来酸、邻苯二甲酸、低分子量酮、酯等倾向
于抑制该固化反应。 如工业固化促进剂 2,4,6-三(N,N-二甲基胺亚甲基) 苯酚：
涂料及应用第二章
碱、酸催化固化机理
涂料及应用第二章
• 放热量大、施工时限短； • 湿度较大时，漆膜泛白，橘皮、皱孔； • 具有刺激性、臭味； 对策：以胺与少量液态树脂加成物、或聚酰胺 作固化剂，降低毒性，提高贮存稳定性。
涂料及应用第二章
胺的反应活性： • 伯胺＞仲胺＞＞叔胺； • 正丁胺＞二乙胺＞二正丙胺＞二正丁胺＞二 异戊胺＞乙苯胺＞正丙苯胺＞正丁苯胺……
涂料及应用第二章
1. 与胺类固化剂的交联反应 环氧树脂在常温下与多元胺反应固化，固
化速度快，粘度低。 反应过程：伯胺与环氧基反应生成仲胺，
仲胺与环氧基反应变成叔胺，叔胺与环氧基反 应生成四价季铵盐化合物，进而生成高分子涂 膜。
涂料及应用第二章
涂料及应用第二章
多元胺固化特点 优点
• 活性高、固化快 不足
类化合物活波，环氧树脂固化时需要烘烤，后 来发现，在适当的催化剂存在下，硫醇的固化 反应很快。
• 尤其是三级胺作用下，环氧树脂/硫醇的 固化反应很快；
• 比环氧树脂/胺的固化反应快几倍，在低 温下尤其如此。
涂料及应用第二章
4. 与酚醛树脂的固化反应 酚醛树脂固化环氧树脂具有极好的粘结性、
韧性、耐溶剂性、耐酸碱性和耐化学药品性。 是环氧树脂涂料中耐腐蚀性最好的一种。 固化反应要在高温下进行，此树脂会有游
7. 双酚A环氧树脂结构中因为含有芳香醚键，其 α-H易被氧化发生降解，因而户外耐候性差：
涂料及应用第二章
涂料及应用第二章
环氧树脂固化性能 1. 环氧树脂被活泼氢物质加成，进行固化。 2. 活泼氢物质包括： • R-N-H：多元胺、聚酰胺树脂、氨基树脂。 • R-O-H：多元酸、多元酚、酚醛树脂。 • R-S-H：多元硫醇。 3. 环氧树脂、固化剂(活泼氢)每分子含有≥2活 性中心，交联固化成3D网络，形成热固性的 高分子涂膜。
量(g/mol)。
羟基当量
羟1基00值，H 涂料及应用第二章
100 F
6. 酯化当量E：酯化1mol单羧基所需环氧树脂的 质量 (g/mol)。 环氧树脂中，羟基和环氧基都能与羧基生 成酯，并且一个环氧基可与两个羧基反应， 所以酯化当量可表示为：
E 100 2A F
涂料及应用第二章
环氧树脂结构与性能的关系 1. 环氧树脂中有许多羟基及醚键，能与基材相 互作用，因而对金属有极好的粘结力，并对 陶瓷、玻璃、混凝土、木材等极性基材均有 优良的附着力，俗称万能胶。 2. 结构中不含有不饱和键，交联间距长，体积 收缩率小。 3. 环氧树脂中仅有羟基及醚键，没有酯基，因 而耐碱性好。
第二章 涂料的组成及各组成的作用
2.1 的结构组成概述 2.2 成膜物质的组成、特性及作用 2.3 颜填料的组成、特性及作用 2.4 溶剂的组成、特性及作用 2.5 助剂的组成、特性及作用
涂料及应用第二章
环氧树脂的特性指标 1. 环氧值A：每100g环氧树脂中含有环氧基的物 质的量 例：两端为环氧基封端的BPA环氧树脂，分 子量为340，则A值为多少？
愈大。
环氧当量
1000 环氧指数
；C
1000 B
环氧当量
Baidu Nhomakorabea
100 环氧值
；C
100 A
涂料及应用第二章
4. 羟基值F：每100g环氧树脂中所含羟基物质的
物质的量。
如分子量为1000的BPA环氧树脂，含有4个羟
基，则羟基值F为：
F 100g 4 / mol 0.4 1000g / mol
5. 羟基当量H ：含有1mol羟基的环氧树脂的质
涂料及应用第二章
4. 固化后呈三维网状结构，因此其耐油类浸渍 性能优良。
5. 与热固性酚醛树脂涂料相比较，环氧树脂内 含芳烃，质坚硬，醚键便于分子链内旋转， 环氧树脂交联间距长，具有一定的韧性。 酚醛树脂因其交联间距比环氧树脂短，很脆。
涂料及应用第二章
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6. 与不同树脂间相互配合，可制成多种涂料： 含有环氧基，可与活泼氢(酚醛树脂、氨基 树脂、聚酰胺树脂等)加成； 含有羟基，可与酯基(聚酯树脂、异氰酸酯) 等交换或聚加成。
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环氧树脂固化 要选分子量高的树脂，含羟基多的树脂， 羟基官能度较大，固化速度快。 高分子量环氧树脂具有较长的分子链，可 提高涂膜的弹性。
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环氧树脂在涂料中的应用 1. 工业保护、维修
低温固化环氧树脂用于大型结构的保护和防腐 （此时不便进行高温固化） – 固化时间24~27h； – 漆膜厚度150~200微米； – 含有35%~45%的颜料、防腐剂
A 100g 2 / mol 0.59 340g / mol
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2. 环氧指数B：每1kg环氧树脂中所含环氧基物
质的量，B=10A
3. 环 氧 当 量 C (EEW ， epoxy equivalent per
weight)：含有1mol环氧基的环氧树脂的质量
(g/mol)。环氧树脂的分子量愈大，环氧当量
粘结性； – 引入烷基链、烷氧基(醚键)链，降低Tg。
涂料及应用第二章
2. 与多元酸及其酸酐的反应 多元酸及其酸酐是第二类常用的环氧树脂
固化剂。 如邻苯二甲酸酐，在加热条件下首先和环
氧树脂中的羟基反应生成单酯
酸或碱做催化剂，可以加速酸酐的固化反 应，常用的催化剂有KOH、叔胺、季铵盐、有 机碱以及质子酸等。
涂料及应用第二章
3. 与多元硫醇化合物的固化反应 早期认为，硫醇化合物作固化剂时没有胺
涂料及应用第二章
2. 容器涂料 高分子量环氧树脂用作食品罐头内壁涂料，
固化剂采用酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂 等。 – 分子量为13000~16000，湿粘结力较好； – 环氧值3.5~5，粘接力较好； – 20%~30% 高 分 子 组 分 (31000) 与 低 分 子 组 分
(9500)复合，粘接性较好； – 加入磷酸酯形成强氢键，提高柔韧性、防腐性、
涂料及应用第二章
脂肪胺的活性高于芳香胺。 胺固化剂的用量一般为4-5%。 弱酸、多元醇以及取代醇可以促进固化反应。 马来酸、邻苯二甲酸、低分子量酮、酯等倾向
于抑制该固化反应。 如工业固化促进剂 2,4,6-三(N,N-二甲基胺亚甲基) 苯酚：
涂料及应用第二章
碱、酸催化固化机理
涂料及应用第二章
• 放热量大、施工时限短； • 湿度较大时，漆膜泛白，橘皮、皱孔； • 具有刺激性、臭味； 对策：以胺与少量液态树脂加成物、或聚酰胺 作固化剂，降低毒性，提高贮存稳定性。
涂料及应用第二章
胺的反应活性： • 伯胺＞仲胺＞＞叔胺； • 正丁胺＞二乙胺＞二正丙胺＞二正丁胺＞二 异戊胺＞乙苯胺＞正丙苯胺＞正丁苯胺……
涂料及应用第二章
1. 与胺类固化剂的交联反应 环氧树脂在常温下与多元胺反应固化，固
化速度快，粘度低。 反应过程：伯胺与环氧基反应生成仲胺，
仲胺与环氧基反应变成叔胺，叔胺与环氧基反 应生成四价季铵盐化合物，进而生成高分子涂 膜。
涂料及应用第二章
涂料及应用第二章
多元胺固化特点 优点
• 活性高、固化快 不足
类化合物活波，环氧树脂固化时需要烘烤，后 来发现，在适当的催化剂存在下，硫醇的固化 反应很快。
• 尤其是三级胺作用下，环氧树脂/硫醇的 固化反应很快；
• 比环氧树脂/胺的固化反应快几倍，在低 温下尤其如此。
涂料及应用第二章
4. 与酚醛树脂的固化反应 酚醛树脂固化环氧树脂具有极好的粘结性、
韧性、耐溶剂性、耐酸碱性和耐化学药品性。 是环氧树脂涂料中耐腐蚀性最好的一种。 固化反应要在高温下进行，此树脂会有游
7. 双酚A环氧树脂结构中因为含有芳香醚键，其 α-H易被氧化发生降解，因而户外耐候性差：
涂料及应用第二章
涂料及应用第二章
环氧树脂固化性能 1. 环氧树脂被活泼氢物质加成，进行固化。 2. 活泼氢物质包括： • R-N-H：多元胺、聚酰胺树脂、氨基树脂。 • R-O-H：多元酸、多元酚、酚醛树脂。 • R-S-H：多元硫醇。 3. 环氧树脂、固化剂(活泼氢)每分子含有≥2活 性中心，交联固化成3D网络，形成热固性的 高分子涂膜。
量(g/mol)。
羟基当量
羟1基00值，H 涂料及应用第二章
100 F
6. 酯化当量E：酯化1mol单羧基所需环氧树脂的 质量 (g/mol)。 环氧树脂中，羟基和环氧基都能与羧基生 成酯，并且一个环氧基可与两个羧基反应， 所以酯化当量可表示为：
E 100 2A F
涂料及应用第二章
环氧树脂结构与性能的关系 1. 环氧树脂中有许多羟基及醚键，能与基材相 互作用，因而对金属有极好的粘结力，并对 陶瓷、玻璃、混凝土、木材等极性基材均有 优良的附着力，俗称万能胶。 2. 结构中不含有不饱和键，交联间距长，体积 收缩率小。 3. 环氧树脂中仅有羟基及醚键，没有酯基，因 而耐碱性好。
第二章 涂料的组成及各组成的作用
2.1 的结构组成概述 2.2 成膜物质的组成、特性及作用 2.3 颜填料的组成、特性及作用 2.4 溶剂的组成、特性及作用 2.5 助剂的组成、特性及作用
涂料及应用第二章
环氧树脂的特性指标 1. 环氧值A：每100g环氧树脂中含有环氧基的物 质的量 例：两端为环氧基封端的BPA环氧树脂，分 子量为340，则A值为多少？
愈大。
环氧当量
1000 环氧指数
；C
1000 B
环氧当量
Baidu Nhomakorabea
100 环氧值
；C
100 A
涂料及应用第二章
4. 羟基值F：每100g环氧树脂中所含羟基物质的
物质的量。
如分子量为1000的BPA环氧树脂，含有4个羟
基，则羟基值F为：
F 100g 4 / mol 0.4 1000g / mol
5. 羟基当量H ：含有1mol羟基的环氧树脂的质
涂料及应用第二章
4. 固化后呈三维网状结构，因此其耐油类浸渍 性能优良。
5. 与热固性酚醛树脂涂料相比较，环氧树脂内 含芳烃，质坚硬，醚键便于分子链内旋转， 环氧树脂交联间距长，具有一定的韧性。 酚醛树脂因其交联间距比环氧树脂短，很脆。
涂料及应用第二章
涂料及应用第二章
6. 与不同树脂间相互配合，可制成多种涂料： 含有环氧基，可与活泼氢(酚醛树脂、氨基 树脂、聚酰胺树脂等)加成； 含有羟基，可与酯基(聚酯树脂、异氰酸酯) 等交换或聚加成。