精细化学品生产工艺 第七章：涂料配方设计
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精细化学品设计及生产
第七章 涂料产品配方设计
飞虹涂料生产工艺具体流程
第一节 概述
涂料是涂覆在物体上，能对被涂物起保护、装饰或其它作用， 由多种组分复配而成的一类精细化学品。
涂料的四个作用 ①保护作用 ②装饰作用 ③色彩标志作用 ④功能作用
一、涂料的分类
按 醇酸树脂
成 丙烯酸树脂
膜 酚醛树脂
物 环氧树脂
质 分
聚氨酯 聚乙烯
按 溶液涂料
涂 乳胶涂料
料 水基涂料
剂 粉末涂料
型 分
乳液涂料 双组分涂料
按 木制品涂料 室内用
被 汽车涂料
室外用
涂 物 体
建筑涂料 船舶涂料
木材用 金属用
分 金属用涂料 混凝土用
涂料的分类
按 涂 膜 外 观 分
大红漆
有光漆
亚光漆
半亚光漆
皱纹漆
锤纹漆
按 涂
按 常温固化
固 高温固化
化 射线固化
涂 刷涂
打底漆 防锈漆
装 方 式
喷涂 电泳涂 烘涂
料 防火漆 分 流化床涂
特 耐高温漆
殊 功 能 分
防污漆 防霉漆 绝缘漆
荧光漆
二、涂料配方技术的发展
节约成本、降低能耗、保护环境、生产机械(自动)化、计算机辅助配方设计
“4E” 即:经济(Economy)、效率(Efficiency)、生态(Ecology)、能源(Energy)，
涂料技术的发展趋势
1. 品种向多元化、系列化和高质量方向发展 2. 生产和施工向低原料和能源消耗方向发展 3. 溶剂涂料向高固分、水基化、无溶剂和粉末涂料发展 4. 无机类涂料开发和应用不断扩大
1、合成树脂占绝对优势；2、环保、高性能、省资源、节能涂料迅速增长；3、涂料制 造技术广泛采用不同学科的互相渗透，结合以繁衍出新技术和新涂料尤其是功能性涂料 (即特种涂料)的生产和应用； 4、生产工艺装备及自动化水平显着提高；5、涂料检测 技术趋向现代化；6、涂料应用技术有了进一步的发展；7、涂膜的使用寿命大大的延 长；8、电子计算机在涂料业的应用； 9、对涂料的价值、地位和技术含量的确认。
三、涂料的主要种类
⑴ 油脂漆类 ⑵ 天然树脂漆类 ⑶ 酚醛树脂漆类 ⑷ 氨基树脂漆类 ⑸ 硝基漆类 ⑹ 纤维素类 ⑺ 过氯乙烯类 ⑻ 乙烯基类 ⑼ 醇酸树脂类 ⑽ 丙烯酸树脂漆类 ⑾ 聚氨酯漆类 ⑿ 环氧树脂漆类 ⒀ 有机硅类 ⒁ 沥青类
第二节 涂料的配方结构与原料特性
一、基料
基料是涂料
醇酸树脂
的成膜物质，具 有粘结涂料中其 它组分形成涂膜
常 用
的功能。通常由 成
一种或几种树脂 膜
组成，它是使涂 基
料牢固附着于被 料
涂物面上形成连 及
续的薄膜，决定 其
着涂料的基本特 分
性 中最，重是要涂的料组配分方。类
环氧树脂 酚醛树脂 氨基树脂 聚氨酯 有机硅树脂 油脂和油基树脂 纤维素衍生物 氯化橡胶 乙烯类树脂 丙烯酸酯类树脂 沥青类
转 化 型 非 转 化 型
无机硅酸类
涂料用树脂的要求
1.聚合物分子结构和性能符合涂膜的技术要求(防锈、耐 水、耐候、耐化学腐蚀等性质)。 2.分子量要适中。一般来说漆用树脂分子量愈高，涂膜的 物理机械性能愈好，但树脂的溶解性，混溶性和润湿性也 随之降低。故要求分子量适中。 3.溶解分散性要好，便于涂布。 4.能与其它树脂互溶，以便配合使用，提高涂膜性能。 5.成膜性良好，能赋予涂膜良好的防护性和装饰性。涂膜 具有适当的交联度。 6.稳定性要好,树脂在储存和使用中,至少保持半年不坏。 7.对颜料的湿润性好，便于颜料的分散。
树脂的“性能”取决于它的“组成”和“结构”。在 设计树脂中必须从 组成→结构→性能相互关系入手。
1. 醇酸树脂
醇酸树脂是Kienle于1927年提出的，是由多元醇和 多元酸(或酐)进行酯化反应而制得，包括植物油或脂肪 酸。醇酸树脂涂料价格低，成膜性好，涂膜缺陷少。但 其涂膜的室外耐久性较差。
根据植物油中含脂肪酸的不饱和程度的不同，一般将 植物油分成干性油(碘值大于140)、半干性油(碘值为 125～140)和不干性油(碘值小于125) 。植物油(或脂肪 酸)的不饱和程度越高，干性越好，但树脂的颜色则愈深。 使用具有特定结构的合成脂肪酸部分替代植物油可以获 得某些特殊性能的醇酸树脂，从而改进漆膜性能。常用 油类的化学及物理常数见下页表。
常用油类的化学及物理常数
醇酸树脂的改性
•植物油改性(短油度、中油度、长油度) •硝基纤维素改性 •氨基树脂改性(脲醛树脂改性、三聚氰胺-甲醛树脂改性) •氯化橡胶改性 •酚醛树脂改性 •乙烯基单体或树脂改性(苯乙烯类、丙烯酸、聚丁二烯、
环状烯烃改性)
•有机硅改性 •多异氰酸酯改性 •环氧树脂改性 •聚酰胺改性
醇酸树脂涂料中基料的配方设计
① 根据油度估计甘油的过量值，并求出油的投料量， 使缩聚反应单体的平均官能度小于2；
油度/% 甘油过量/%
30～40 30～35
40～55 17～30
55～60 10～17
60 0～10
② 列出配方，计算各反应物的mol量；
③ 计算临界凝胶点Pc，确认按配方投料不会发生 凝胶现象。
醇酸树脂涂料配方中其它原料的选择
•溶剂(中长油度醇酸树脂常用石油溶剂，短油度则常用芳香族碳氢化合物) •催干剂(钴、铅、镁、钙、锌、锰、锆的环烷酸盐，辛酸盐） •防结皮剂(酚类衍生物如叔丁基酚或酮肟如甲基乙基酮肟，用量为0.5%
～1.5%）
•防沉剂(热解硅、硬脂酸处理过的蒙脱土、氢化蓖麻油） •润湿剂(钙和锌的环烷酸盐，辛酸盐，脂肪醇硫酸酯、蓖麻油酸衍生物、
聚乙二醇醚、低粘度硅油）
2. 环氧树脂
环氧树脂有较好的耐化学药品性，尤其是耐碱性；对各种基材有极好的 黏结性；极好的韧性、硬度和柔软性；优良的耐水性。
环氧树脂涂料的特点：
•突出的附着力
•良好的耐腐蚀性
•品种性能的多样性和应用的广泛性
•适宜做粉末涂料、高固体分涂料、水性涂料 和无溶剂涂料
涂料用环氧树脂的种类
•双酚A型环氧树脂 •双酚F型环氧树脂 •热塑性酚醛环氧树脂 •阻燃性环氧树脂 •双酚砜型环氧树脂 •脂环族环氧树脂 •缩水甘油胺型环氧树脂 •新开发的环氧树脂品种
(含酰亚胺基的、含萘酚结构的、含联苯酚的、含四官能团的)
环氧树脂的几个重要质量指标
1. 环氧值A 2. 环氧指数B 3. 环氧当量C 4. 羟基值F 5. 羟基当量H 6. 酯化当量E
环氧树脂的固化剂
1.胺类固化剂(脂肪族胺、芳香胺、脂环族胺、叔胺) 2.改性胺类固化剂(胺环氧树脂加成物、胺加成物、Mannich碱) 3.酰胺类固化剂(聚酰胺树脂、酰胺基胺、改性聚酰胺) 4.酸酐类固化剂 5.合成树脂类固化剂(酚醛树脂、氨基树脂、多异氰酸酯) 6.潜伏性固化剂(咪唑类、双氰胺、有机酰肼、某些改性的有机胺)
环氧树脂涂料的配方设计
1.环氧树脂种类对涂膜性能的影响
(膜的耐化学药品性、膜的有效交联密度、膜的玻璃化温度、膜的渗透指数)
2.固化剂的选择 3.溶剂的选择(对环氧树脂的溶解性、挥发速度) 4.颜填料的选择(着色颜料、保护颜料、功能性颜料、体质颜料) 5.助剂
环氧涂料所用助剂的作用和种类
作用
种
类
降低黏度
液态碳氢树脂和苯并呋喃-茚树脂
减少泡沫
聚硅烷和消泡剂
在湿膜里 促进空气释放 聚硅烷、低浓度的表面活性剂
避免颜料沉淀 气相SiO2、氢化蓖麻油、膨润土 增加颜料的润湿 聚羧酸酯、硅烷
提供触变性 改善流动性
气相SiO2、氢化蓖麻油、膨润土 硅油、硅树脂、脲醛树脂
改进韧性
稀释剂、乙烯或乙烯-丙烯酸树脂
在干膜里 改进硬度
改进耐磨性
酚醛树脂 聚合物柔韧剂、石蜡
3. 酚醛树脂
酚醛树脂是甲醛(或多聚甲醛)与2-3官能度的苯酚及 其衍生物加成缩合而成的。它是最早(1909年)工业化的 塑料之一。
当酚与醛的配比中酚过量并用酸催化时，得到的是 热塑性线型树脂，而采取醛过量碱催化时，得到的是热 固性交联型树脂。
线型和醇溶型在油类中溶解性很差，柔韧性、附着性 不太好，除了在耐化学腐蚀或胶泥方面外而很少应用于 其它目的。
酚醛树脂赋予涂料以硬度、光泽、快干、耐水、耐酸 碱及电绝缘等性能。用于涂料约占总产量的三分之一， 而酚醛类涂料则占总涂料量的五分之一。
酚醛树脂在涂料中的应用方式
酚醛树脂用于涂料时，除了烷基(或苯基)取代酚制造的“纯”酚 醛树脂外，更多的是用松香或桐油改性的树脂、醇醚化树脂； 还有与其它树脂的合用改性，如与醇酸树脂拼用以增加醇酸树脂的 耐潮性和耐碱性，与聚乙烯醇缩醛拼用以增加硬度和耐磨性，用作 高强度漆包线漆，与聚酰胺拼用以改善光泽和耐磨性，用于涂饰印 刷品和纸制品， 丁醇醚化酚醛树脂与环氧酯拼用调制成耐酸碱、耐农药且附着力好 的防化学腐蚀涂料。
4. 氨基树脂
氨基化合物与醛缩聚，再用醇醚化，形成的树脂就是氨基树脂。
涂料用的氨基树脂有四类： 1.脲醛树脂 2.三聚氰胺甲醛树脂 3.苯代三聚氰胺甲醛树脂 4.共缩聚树脂(上述1与2,和2与3共聚两种)
氨基树脂是水白色热固性聚合物，多用 作模塑材料和胶黏剂；在涂料生产中它常 与醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂和丙烯 酸树脂并用，制成溶剂型和水溶性涂料。
涂料用氨基树脂的种类
1.丁醇改性脲醛树脂 白色黏稠液体，多用于和不干
性醇酸树脂配制氨基醇酸烘漆，以提高醇酸树脂的硬度和干性，但 由于脲醛树脂耐候性、耐水性稍差，多用作室内漆和底漆。
2.丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂 应用同上，
但抗水性、抗化学药品性、抗酸碱性、电绝缘性和耐电弧性更好。
3.六甲氧基甲基三聚氰胺树脂 (HMMM)
HMMM的官能度高，具有低黏度和高交联活性，广泛用于水溶性涂 料和高固体分涂料中，漆膜的柔韧性抗水性更高，与醇酸树脂的相 容性更好。
5. 聚氨酯
聚氨酯树脂是由多异氰酸酯与多元醇缩合而成的，其分子主 链含有强极性的氨基甲酸酯基。
聚氨酯树脂最显著的特点是优良的耐高低温性、韧性、耐磨 性、柔软性、耐化学品性和黏结性，具体使用时又有单组份 和双组份之分。
单组份聚氨酯
氨酯油、氨酯醇酸树脂
先将干性油与多元醇进行酯交换，再与二异氰酸酯反应，加入
催干剂，通过油脂的不饱和双键在空气中干燥而固化
单 封闭性聚氨酯
组 份
由多异氰酸酯和多羟基树脂两部分组成，其中异氰酸酯已被 苯酚、己内酰胺、或丙二酸酯封闭，使用时利用不同结构的
聚 氨酯键的热稳定性差异，置换反应而固化。
氨 潮气固化聚氨酯
酯
这类树脂是含-NCO端基的预聚物，在环境温度下与空气中的水分反
应固化成膜
聚氨酯分散体系
双组份聚氨酯 聚酯
异氰酸酯和多
多 元醇的加成物
丙烯酸树脂
异
氰 酸 酯
多异氰酸酯 的低聚体
)
(
固多
化 组
羟
分基
组
聚醚 环氧树脂
组
份
份
蓖麻油或其
多异氰酸酯与水
加工产品
反应形成缩二脲
其它树脂
一些聚氨酯树脂体系的性能
影响聚氨酯涂膜性能的因素
1. A、B组分的类型 2. -NCO/-OH的配比 3. 催化剂的品种与用量 4. 固化条件 5. 颜填料的影响 6. 溶剂、助剂的使用
6. 有机硅树脂
硅树脂是由甲基氯硅烷和苯基氯硅烷经水解、缩聚等步骤而 制得，通常是线型和体型聚合物的混合物。其中所含甲基和苯基 的比例对涂膜的性能有很大的影响：甲基含量高的硅树脂涂膜硬 度高，憎水性好，但与颜料和其它树脂的混溶性差；苯基含量高 的硅树脂涂膜热稳定性好，坚韧性好，与颜料和其它树脂的混溶 性好，但耐溶剂性较差。
纯有机硅树脂只能烘烤成膜，涂膜具有耐热、耐水和耐候等优 良性能，但对底层附着力较差。常与醇酸树脂、聚氨酯等并用或共 聚来改性。
水解法制备有机硅树脂的工艺流程
有机硅单体
有机氯硅烷
不 含
硅醇
有
机 烷氧基硅烷
官
能 团 氨基硅烷
的
酰氧基硅烷
含不饱和基
含 团的硅烷
有
机 官 能
羟基代有 机硅烷
团
的
环氧基代 有机硅烷
硅树脂的固化机理
1. 脱除水或乙醇的缩合反应(或消除氢) 2. 用过氧化物引发双键的自由基反应 3. 铂催化氢硅烷与双键发生加成反应
不同固化方式的比较
固化方式 优点
缺点
应用范围
缩合反应 耐热性好,成本低, 易发泡,须控 涂料,线圈浸渍,层压 强度、黏结性好 制官能团的量 板,憎水剂,胶黏剂
自由基 反应
加成反应
可在低温下固化， 空气妨碍表面 线圈浸渍，层压板，
贮存期长，可实现 固化
胶黏剂
无溶剂化
固化时形变小，不 催化剂易中毒，套管，线圈浸渍，层
发泡，易控制反应 影响固化
压板
有机硅树脂配方设计的原则
1. R/Si值，即烃基取代程度 2. Ph/R值，即取代基中苯基数目占全部烃基的比值
3.单体的结构
有机硅树脂的改性
长油醇酸树脂
化 学 聚氨酯 聚 合 改 环氧树脂 性
第七章 涂料产品配方设计
飞虹涂料生产工艺具体流程
第一节 概述
涂料是涂覆在物体上，能对被涂物起保护、装饰或其它作用， 由多种组分复配而成的一类精细化学品。
涂料的四个作用 ①保护作用 ②装饰作用 ③色彩标志作用 ④功能作用
一、涂料的分类
按 醇酸树脂
成 丙烯酸树脂
膜 酚醛树脂
物 环氧树脂
质 分
聚氨酯 聚乙烯
按 溶液涂料
涂 乳胶涂料
料 水基涂料
剂 粉末涂料
型 分
乳液涂料 双组分涂料
按 木制品涂料 室内用
被 汽车涂料
室外用
涂 物 体
建筑涂料 船舶涂料
木材用 金属用
分 金属用涂料 混凝土用
涂料的分类
按 涂 膜 外 观 分
大红漆
有光漆
亚光漆
半亚光漆
皱纹漆
锤纹漆
按 涂
按 常温固化
固 高温固化
化 射线固化
涂 刷涂
打底漆 防锈漆
装 方 式
喷涂 电泳涂 烘涂
料 防火漆 分 流化床涂
特 耐高温漆
殊 功 能 分
防污漆 防霉漆 绝缘漆
荧光漆
二、涂料配方技术的发展
节约成本、降低能耗、保护环境、生产机械(自动)化、计算机辅助配方设计
“4E” 即:经济(Economy)、效率(Efficiency)、生态(Ecology)、能源(Energy)，
涂料技术的发展趋势
1. 品种向多元化、系列化和高质量方向发展 2. 生产和施工向低原料和能源消耗方向发展 3. 溶剂涂料向高固分、水基化、无溶剂和粉末涂料发展 4. 无机类涂料开发和应用不断扩大
1、合成树脂占绝对优势；2、环保、高性能、省资源、节能涂料迅速增长；3、涂料制 造技术广泛采用不同学科的互相渗透，结合以繁衍出新技术和新涂料尤其是功能性涂料 (即特种涂料)的生产和应用； 4、生产工艺装备及自动化水平显着提高；5、涂料检测 技术趋向现代化；6、涂料应用技术有了进一步的发展；7、涂膜的使用寿命大大的延 长；8、电子计算机在涂料业的应用； 9、对涂料的价值、地位和技术含量的确认。
三、涂料的主要种类
⑴ 油脂漆类 ⑵ 天然树脂漆类 ⑶ 酚醛树脂漆类 ⑷ 氨基树脂漆类 ⑸ 硝基漆类 ⑹ 纤维素类 ⑺ 过氯乙烯类 ⑻ 乙烯基类 ⑼ 醇酸树脂类 ⑽ 丙烯酸树脂漆类 ⑾ 聚氨酯漆类 ⑿ 环氧树脂漆类 ⒀ 有机硅类 ⒁ 沥青类
第二节 涂料的配方结构与原料特性
一、基料
基料是涂料
醇酸树脂
的成膜物质，具 有粘结涂料中其 它组分形成涂膜
常 用
的功能。通常由 成
一种或几种树脂 膜
组成，它是使涂 基
料牢固附着于被 料
涂物面上形成连 及
续的薄膜，决定 其
着涂料的基本特 分
性 中最，重是要涂的料组配分方。类
环氧树脂 酚醛树脂 氨基树脂 聚氨酯 有机硅树脂 油脂和油基树脂 纤维素衍生物 氯化橡胶 乙烯类树脂 丙烯酸酯类树脂 沥青类
转 化 型 非 转 化 型
无机硅酸类
涂料用树脂的要求
1.聚合物分子结构和性能符合涂膜的技术要求(防锈、耐 水、耐候、耐化学腐蚀等性质)。 2.分子量要适中。一般来说漆用树脂分子量愈高，涂膜的 物理机械性能愈好，但树脂的溶解性，混溶性和润湿性也 随之降低。故要求分子量适中。 3.溶解分散性要好，便于涂布。 4.能与其它树脂互溶，以便配合使用，提高涂膜性能。 5.成膜性良好，能赋予涂膜良好的防护性和装饰性。涂膜 具有适当的交联度。 6.稳定性要好,树脂在储存和使用中,至少保持半年不坏。 7.对颜料的湿润性好，便于颜料的分散。
树脂的“性能”取决于它的“组成”和“结构”。在 设计树脂中必须从 组成→结构→性能相互关系入手。
1. 醇酸树脂
醇酸树脂是Kienle于1927年提出的，是由多元醇和 多元酸(或酐)进行酯化反应而制得，包括植物油或脂肪 酸。醇酸树脂涂料价格低，成膜性好，涂膜缺陷少。但 其涂膜的室外耐久性较差。
根据植物油中含脂肪酸的不饱和程度的不同，一般将 植物油分成干性油(碘值大于140)、半干性油(碘值为 125～140)和不干性油(碘值小于125) 。植物油(或脂肪 酸)的不饱和程度越高，干性越好，但树脂的颜色则愈深。 使用具有特定结构的合成脂肪酸部分替代植物油可以获 得某些特殊性能的醇酸树脂，从而改进漆膜性能。常用 油类的化学及物理常数见下页表。
常用油类的化学及物理常数
醇酸树脂的改性
•植物油改性(短油度、中油度、长油度) •硝基纤维素改性 •氨基树脂改性(脲醛树脂改性、三聚氰胺-甲醛树脂改性) •氯化橡胶改性 •酚醛树脂改性 •乙烯基单体或树脂改性(苯乙烯类、丙烯酸、聚丁二烯、
环状烯烃改性)
•有机硅改性 •多异氰酸酯改性 •环氧树脂改性 •聚酰胺改性
醇酸树脂涂料中基料的配方设计
① 根据油度估计甘油的过量值，并求出油的投料量， 使缩聚反应单体的平均官能度小于2；
油度/% 甘油过量/%
30～40 30～35
40～55 17～30
55～60 10～17
60 0～10
② 列出配方，计算各反应物的mol量；
③ 计算临界凝胶点Pc，确认按配方投料不会发生 凝胶现象。
醇酸树脂涂料配方中其它原料的选择
•溶剂(中长油度醇酸树脂常用石油溶剂，短油度则常用芳香族碳氢化合物) •催干剂(钴、铅、镁、钙、锌、锰、锆的环烷酸盐，辛酸盐） •防结皮剂(酚类衍生物如叔丁基酚或酮肟如甲基乙基酮肟，用量为0.5%
～1.5%）
•防沉剂(热解硅、硬脂酸处理过的蒙脱土、氢化蓖麻油） •润湿剂(钙和锌的环烷酸盐，辛酸盐，脂肪醇硫酸酯、蓖麻油酸衍生物、
聚乙二醇醚、低粘度硅油）
2. 环氧树脂
环氧树脂有较好的耐化学药品性，尤其是耐碱性；对各种基材有极好的 黏结性；极好的韧性、硬度和柔软性；优良的耐水性。
环氧树脂涂料的特点：
•突出的附着力
•良好的耐腐蚀性
•品种性能的多样性和应用的广泛性
•适宜做粉末涂料、高固体分涂料、水性涂料 和无溶剂涂料
涂料用环氧树脂的种类
•双酚A型环氧树脂 •双酚F型环氧树脂 •热塑性酚醛环氧树脂 •阻燃性环氧树脂 •双酚砜型环氧树脂 •脂环族环氧树脂 •缩水甘油胺型环氧树脂 •新开发的环氧树脂品种
(含酰亚胺基的、含萘酚结构的、含联苯酚的、含四官能团的)
环氧树脂的几个重要质量指标
1. 环氧值A 2. 环氧指数B 3. 环氧当量C 4. 羟基值F 5. 羟基当量H 6. 酯化当量E
环氧树脂的固化剂
1.胺类固化剂(脂肪族胺、芳香胺、脂环族胺、叔胺) 2.改性胺类固化剂(胺环氧树脂加成物、胺加成物、Mannich碱) 3.酰胺类固化剂(聚酰胺树脂、酰胺基胺、改性聚酰胺) 4.酸酐类固化剂 5.合成树脂类固化剂(酚醛树脂、氨基树脂、多异氰酸酯) 6.潜伏性固化剂(咪唑类、双氰胺、有机酰肼、某些改性的有机胺)
环氧树脂涂料的配方设计
1.环氧树脂种类对涂膜性能的影响
(膜的耐化学药品性、膜的有效交联密度、膜的玻璃化温度、膜的渗透指数)
2.固化剂的选择 3.溶剂的选择(对环氧树脂的溶解性、挥发速度) 4.颜填料的选择(着色颜料、保护颜料、功能性颜料、体质颜料) 5.助剂
环氧涂料所用助剂的作用和种类
作用
种
类
降低黏度
液态碳氢树脂和苯并呋喃-茚树脂
减少泡沫
聚硅烷和消泡剂
在湿膜里 促进空气释放 聚硅烷、低浓度的表面活性剂
避免颜料沉淀 气相SiO2、氢化蓖麻油、膨润土 增加颜料的润湿 聚羧酸酯、硅烷
提供触变性 改善流动性
气相SiO2、氢化蓖麻油、膨润土 硅油、硅树脂、脲醛树脂
改进韧性
稀释剂、乙烯或乙烯-丙烯酸树脂
在干膜里 改进硬度
改进耐磨性
酚醛树脂 聚合物柔韧剂、石蜡
3. 酚醛树脂
酚醛树脂是甲醛(或多聚甲醛)与2-3官能度的苯酚及 其衍生物加成缩合而成的。它是最早(1909年)工业化的 塑料之一。
当酚与醛的配比中酚过量并用酸催化时，得到的是 热塑性线型树脂，而采取醛过量碱催化时，得到的是热 固性交联型树脂。
线型和醇溶型在油类中溶解性很差，柔韧性、附着性 不太好，除了在耐化学腐蚀或胶泥方面外而很少应用于 其它目的。
酚醛树脂赋予涂料以硬度、光泽、快干、耐水、耐酸 碱及电绝缘等性能。用于涂料约占总产量的三分之一， 而酚醛类涂料则占总涂料量的五分之一。
酚醛树脂在涂料中的应用方式
酚醛树脂用于涂料时，除了烷基(或苯基)取代酚制造的“纯”酚 醛树脂外，更多的是用松香或桐油改性的树脂、醇醚化树脂； 还有与其它树脂的合用改性，如与醇酸树脂拼用以增加醇酸树脂的 耐潮性和耐碱性，与聚乙烯醇缩醛拼用以增加硬度和耐磨性，用作 高强度漆包线漆，与聚酰胺拼用以改善光泽和耐磨性，用于涂饰印 刷品和纸制品， 丁醇醚化酚醛树脂与环氧酯拼用调制成耐酸碱、耐农药且附着力好 的防化学腐蚀涂料。
4. 氨基树脂
氨基化合物与醛缩聚，再用醇醚化，形成的树脂就是氨基树脂。
涂料用的氨基树脂有四类： 1.脲醛树脂 2.三聚氰胺甲醛树脂 3.苯代三聚氰胺甲醛树脂 4.共缩聚树脂(上述1与2,和2与3共聚两种)
氨基树脂是水白色热固性聚合物，多用 作模塑材料和胶黏剂；在涂料生产中它常 与醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂和丙烯 酸树脂并用，制成溶剂型和水溶性涂料。
涂料用氨基树脂的种类
1.丁醇改性脲醛树脂 白色黏稠液体，多用于和不干
性醇酸树脂配制氨基醇酸烘漆，以提高醇酸树脂的硬度和干性，但 由于脲醛树脂耐候性、耐水性稍差，多用作室内漆和底漆。
2.丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂 应用同上，
但抗水性、抗化学药品性、抗酸碱性、电绝缘性和耐电弧性更好。
3.六甲氧基甲基三聚氰胺树脂 (HMMM)
HMMM的官能度高，具有低黏度和高交联活性，广泛用于水溶性涂 料和高固体分涂料中，漆膜的柔韧性抗水性更高，与醇酸树脂的相 容性更好。
5. 聚氨酯
聚氨酯树脂是由多异氰酸酯与多元醇缩合而成的，其分子主 链含有强极性的氨基甲酸酯基。
聚氨酯树脂最显著的特点是优良的耐高低温性、韧性、耐磨 性、柔软性、耐化学品性和黏结性，具体使用时又有单组份 和双组份之分。
单组份聚氨酯
氨酯油、氨酯醇酸树脂
先将干性油与多元醇进行酯交换，再与二异氰酸酯反应，加入
催干剂，通过油脂的不饱和双键在空气中干燥而固化
单 封闭性聚氨酯
组 份
由多异氰酸酯和多羟基树脂两部分组成，其中异氰酸酯已被 苯酚、己内酰胺、或丙二酸酯封闭，使用时利用不同结构的
聚 氨酯键的热稳定性差异，置换反应而固化。
氨 潮气固化聚氨酯
酯
这类树脂是含-NCO端基的预聚物，在环境温度下与空气中的水分反
应固化成膜
聚氨酯分散体系
双组份聚氨酯 聚酯
异氰酸酯和多
多 元醇的加成物
丙烯酸树脂
异
氰 酸 酯
多异氰酸酯 的低聚体
)
(
固多
化 组
羟
分基
组
聚醚 环氧树脂
组
份
份
蓖麻油或其
多异氰酸酯与水
加工产品
反应形成缩二脲
其它树脂
一些聚氨酯树脂体系的性能
影响聚氨酯涂膜性能的因素
1. A、B组分的类型 2. -NCO/-OH的配比 3. 催化剂的品种与用量 4. 固化条件 5. 颜填料的影响 6. 溶剂、助剂的使用
6. 有机硅树脂
硅树脂是由甲基氯硅烷和苯基氯硅烷经水解、缩聚等步骤而 制得，通常是线型和体型聚合物的混合物。其中所含甲基和苯基 的比例对涂膜的性能有很大的影响：甲基含量高的硅树脂涂膜硬 度高，憎水性好，但与颜料和其它树脂的混溶性差；苯基含量高 的硅树脂涂膜热稳定性好，坚韧性好，与颜料和其它树脂的混溶 性好，但耐溶剂性较差。
纯有机硅树脂只能烘烤成膜，涂膜具有耐热、耐水和耐候等优 良性能，但对底层附着力较差。常与醇酸树脂、聚氨酯等并用或共 聚来改性。
水解法制备有机硅树脂的工艺流程
有机硅单体
有机氯硅烷
不 含
硅醇
有
机 烷氧基硅烷
官
能 团 氨基硅烷
的
酰氧基硅烷
含不饱和基
含 团的硅烷
有
机 官 能
羟基代有 机硅烷
团
的
环氧基代 有机硅烷
硅树脂的固化机理
1. 脱除水或乙醇的缩合反应(或消除氢) 2. 用过氧化物引发双键的自由基反应 3. 铂催化氢硅烷与双键发生加成反应
不同固化方式的比较
固化方式 优点
缺点
应用范围
缩合反应 耐热性好,成本低, 易发泡,须控 涂料,线圈浸渍,层压 强度、黏结性好 制官能团的量 板,憎水剂,胶黏剂
自由基 反应
加成反应
可在低温下固化， 空气妨碍表面 线圈浸渍，层压板，
贮存期长，可实现 固化
胶黏剂
无溶剂化
固化时形变小，不 催化剂易中毒，套管，线圈浸渍，层
发泡，易控制反应 影响固化
压板
有机硅树脂配方设计的原则
1. R/Si值，即烃基取代程度 2. Ph/R值，即取代基中苯基数目占全部烃基的比值
3.单体的结构
有机硅树脂的改性
长油醇酸树脂
化 学 聚氨酯 聚 合 改 环氧树脂 性