环氧涂料配方设计
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复配颜填料组成（质量分）
涂料底漆配方（质量分）
颜填料组成对涂料性能的影响
• 涂料制造
– （1）涂料配方
涂料配方（质量分）
– （2）涂料制造工艺 – （3）面漆制造
• 涂料性能
底漆和面漆常规性能
涂膜（底-面配套）性能
3.3 环氧粉末涂料示例
• 环氧粉末涂料基元组分及固化体系
– （1）环氧粉末涂料基元组分及固化体系
环氧涂料配方设计
李桂林 中海油常州涂料化工研究院
1 环氧树脂概述
1.1 环氧树脂的合成
• 环氧树脂合成方法
– （1）多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等化合物与环 氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。
– （2）链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸经环氧 化而成。
• 双酚A型环氧树脂的合成原理
– （1）在碱催化下，双酚A的酚羟基与环氧氯丙烷的环氧 基反应，生成端基为氯化羟基的化合物——开环反应。
• 环氧涂料配方设计的方法
– （1）创造性思维方法
• • • • • • • 分步法 优选法 预测法 参比法 逆向法 计算机法 经验法
– （2）具体操作方法
2.3 环氧涂料配方设计技术
• 成膜物结构更新技术
– （1）环氧树脂及其改性聚合物结构更新
• 1）UV固化的超支化聚合物
• 2）含磷、氮环氧树脂 • 3）有机钛改性环氧树脂 • 4）含硅丙烯酸酯低聚物
– （2）氯化羟基与NaOH反应，脱HCl再形成环氧基—— 闭环反应。
– （3）新生成的环氧基与双酚A的酚羟基反应生成端羟 基化合物——开环反应。
– （4）端羟基化合物与环氧氯丙烷反应生成端氯化羟基 化合物——开环反应。
– （5）生成的氯化羟基与NaOH反应，脱HCl再生成环 氧基——闭环反应。
成膜物固化 反应类型
自动氧化聚合
成膜特征
含碳-碳双键（C=C）的成膜物通过自由基链式聚合反应，形成交联固化网络结构 涂膜。特征：氧活化双键相邻的α-碳原子产生自由基，钴、锰、锌及过渡金属离 子促进氧的传递，加速固化反应。 成膜物是丙烯酸环氧酯类化合物及活性稀释剂。用过氧化物引发剂-促进剂的氧化还原体系引发自由基聚合，得到交联固化网络结构涂膜。特征：过氧化物产生自由 基引发C=C聚合。 丙烯酸环氧酯及活性稀释剂、环氧化合物为成膜物。UV是能量引发聚合的启动 者，光引发剂使成膜物的自由基加聚反应在几秒钟内迅速完成。特征：光引发剂分 子吸收UV光能后生成自由基或阳离子，引发C=C或环氧基聚合。 环氧树脂及活性稀释剂与含活泼氢化合物、质子给予体化合物、异氰酸酯、氨基甲 酸酯和脲类化合物进行加成固化反应。特征：活泼氢及质子给予体化合物与环氧基 发生氢转移加成聚合，形成交联固化网络结构涂膜，不释放低分子化合物；异氰酸 酯（-NCO）与环氧基加成固化，不发生氢原子转移、无低分子化合释放；氨基甲 酸酯及脲类化合物与环氧基发生氢转移加成环化聚合，释放出醇或胺低分子化合物。 亲核试剂、亲电试剂和配位催化剂引发环氧基催化聚合反应，形成交联固化网络结 构涂膜。特征：亲核试剂引发阴离子聚合、亲电试剂引发阳离子聚合、配位催化剂 引发配位催化聚合；在环氧树脂/酸酐的加成固化体系中加入亲核、亲电型固化促 进剂，可引发多活性反应中心的催化聚合反应。
– （1）反射放映银幕对粉末涂料的要求 – （2）涂膜砂纹形成原理及涂料组分选择 – （3）涂料制造与性能 – （4）涂料涂装要点
砂纹粉末涂料参考配方
砂纹粉末涂料及涂膜性能指标
3.4 UV固化涂料
• 涂料固化体系
自由基光引发剂：以安息香醚为代表的单分子光引发剂 以二苯酮为代表的双分子反应光引发剂 自由基光固化体系 光固化成膜物：丙烯酸类乙烯基酯低聚物、活性稀释剂及硫 醇一烯树脂
• 双酚A型环氧树脂的质量指标
– 平均相对分子质量和相对分子质量分布 – 环氧基的含量 – 羟基含量 – 黏度和软化点 – 氯含量 – 杂质含量
1.2环氧涂料用环氧树脂及其改性聚合物
• 环氧树脂品种
– 双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、间苯二 酚型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、邻甲 酚甲醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂肪族缩水 甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、环 氧化烯烃化合物、脂环族环氧树脂、杂环型环 氧树脂、水性环氧树脂、阻燃性环氧树脂和柔 性环氧树脂等。
3 环氧涂料配方设计示例
3.1双包装环氧涂料 （以输气管道内壁用涂料为示例）
• 输气管道内壁用防护涂料基元组分
– （1）选择成膜物
H07 系列固化剂组成质量/%
清漆配方与性能
涂料B组分配方
涂料配方与性能
– （2）选择匹配助剂 – （3）确定颜填料组分 – （4）选择混合溶剂
混合溶剂组成及其对涂料黏度影响
2.2 环氧涂料配方设计内容与方法
• 环氧涂料配方设计的内容
色漆配方设计的主要内容有基料类型选择、 颜填料品种选择及PVC值确定、助剂匹配、溶 剂确定、基本配方和生产配方确定等。涂料配 方设计还应注意以下内容： （1）改进、提升现有产品性能。 （2）开发适应性配套涂料。 （3）开发具有自主知识产权涂料，避免仿造或 “克隆”模式。 （4）基材及其表面处理。 （5）涂料使用环境。
• 纳米复合技术
– （1）纳米材料的特异效应
小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏 观量子遂道效应
– （2）纳米材料的物理与化学特性
• 1）纳米粒子的物理特性
在热学、光学、动力学、表面活性等方面都呈现出特异功能
• 2）纳米粒子的化学特性
①吸附 ②分散与团聚 ③磁性液体
– （3）纳米复合涂料 – （4）纳米复合颜填料 – （5）纳米材料应用技术
– （3）助剂的匹配规则
• 1）充分发挥匹配助剂体系的正效应 • 2）确定有本质特性的匹配助剂体系 • 3）匹配助剂体系的稳定性
– （4）匹配助剂的选择
• 1）单包装无溶剂环氧特种防腐涂料用匹配助剂 • 2）输气管道内壁用双包装环氧防护涂料的匹配助剂 • 3）匹配助剂体系示例 助剂匹配技术不是几种助剂的机械掺混，而是 在掌握助剂组成结构与性能基础上，充分发掘并利 用助剂的敏感性、选择性、凸显效应、协同效应和 特性叠加效应等应用特性，通过助剂品种、用量、 相互制约作用的综合考证后，才确定的匹配助剂体 系。这种匹配助剂体系是一种展示综合性能的新型 助剂品种，是助剂应用理念的创新与实践，是涂料 产品创新的战术途径之一。
2 环氧涂料技术基础
2.1 环氧涂料成膜物的固化与固化体氧化聚合 – 自由基引发聚合 – 能量引发聚合（辐射固化） – 缩聚固化 – 氢转移聚合（加成固化） – 催化聚合
• 成膜物固化及其固化体系
环氧涂料成膜物的固化反应、成膜特征及其固化体系示例
• 5）MR051含氨酯键及硅烷的环氧树脂 • 6）四官能度环氧树脂
• 7）水性环氧树脂及其改性聚合物
– （2）固化剂结构更新
• • • • • • • 1）潜伏性固化剂及促进剂 2）低温水下固化剂 3）多功能固化剂 4）提高粘接性的固化剂 5）水性含磷环氧固化剂 6）水性聚醚改性环氧固化剂 7）HP091快干固化剂
• • • • • • • • 1）气相二氧化硅 2）聚醚改性聚二甲基硅氧烷 3）全氟表面活性剂 4）钛酸酯偶联剂 5）聚丙烯酸酯类 6）乳化剂 7）助燃耐蚀剂 8）水性消泡剂
– （2）助剂的应用特性
• • • • • 1）助剂的敏感性 2）助剂的选择性 3）助剂的凸显效应 4）助剂的协同效应 5）助剂的特性叠加效应
固化体系示例
不饱和脂肪酸环氧酯树脂（简称环氧酯）/钴、锰等 金属羧酸盐。 成膜物/过氧化酮/钴盐类； 成膜物/过氧化物/钴盐/助促进剂； 成膜物/过氧化物/叔胺类。 丙烯酸环氧酯及活性稀释剂/自由基光引发剂； 环氧化合物/阳离子光引发剂；丙烯酸单（双酚A）环 氧酯/自由基光引发剂/2-甲基咪唑。 环氧树脂/胺类（或含羧基化合物、酸酐类）； 环氧树脂/异氰酸酯/季铵盐； 环氧树脂/氨基甲酸酯化合物/叔胺； 环氧树脂/脲类化合物； 水稀释F51环氧树脂/二氰二胺单包装水性体系。 环氧树脂/苄基二甲胺等叔胺（或三氟化硼配合物、 异丙醇铝等）； 环氧树脂/酸酐/叔胺（或叔胺与辛酸锌匹配促进 剂）； 环氧树脂/热塑性酚醛树脂/叔胺； 环氧树脂/酸酐/钴（Ⅱ）乙酰丙酮螯合物潜伏性体系。 环氧树脂/含羧基树脂/酸性催化剂； 环氧树脂/氨基树脂（或烷氧基化的酚醛树脂等）； 环氧树脂/四甲氧甲基甘脲等。
• 双酚A型环氧树脂的结构与性能特点
– 双酚A型环氧树脂的化学结构如下：
– 从上述化学结构中可以看出，双酚A型环氧树脂的大分 子结构具有以下特征： ①大分子的两端是反应能力很强的环氧基； ②分子主链上有许多醚键，是一种线型聚醚结构； ③n值较大的树脂分子链上有规律地、相距较远地出现许 多仲羟基，可以看成是一种长链多元醇； ④主链上还有大量苯环、次甲基和异丙基。
自由基引发聚合
紫外线（UV） 固化
加成固化
催化聚合
缩聚固化
环氧树脂的仲羟基与含羟基、羧基及烷氧基化合物在催化剂存在下，发生缩聚固化 反应。特征：缩聚固化形成含醚键或酯键的交联固化网络结构涂膜，同时产生水和 醇等低分子化合物。
• 环氧树脂固化剂用量
– （1）多元胺固化剂的用量 – （2）有机酸酐固化剂的用量 – （3）羧基树脂的用量 – （4）咪唑及二氰二胺类固化剂的用量 – （5）酚醛树脂及含酚羟基聚合物的用量 – （6）氨基树脂的用量 – （7）封闭异氰酸酯化合物的用量
– （4）固化剂的协同效应
• 1）间苯二酚/二氰二胺的协同效应 • 2）固化剂协同效应试验
– （5）助剂的协同效应
• • • • 1）固化促进剂 2）阻燃剂 3）光引发剂 4）催干剂
– （6）溶剂的协同效应
• 复配改性技术
– （1）复配改性的基本特征及作用
参与复配改性的基元材料间交渗透、特性加和、改 善性能、创新产品。
– （3）功能性树脂的开发应用
• 1）聚苯胺树脂 • 2）液晶树脂
• 协同增效技术
– （1）协同效应的基本特征 1+1＞2 – （2）合成树脂的协同效应
• 1）聚氨酯/环氧树脂互穿网络体系 • 2）三元体系互穿网络
– （3）颜填料的协同效应
• • • • 1）防锈颜料及钛白表面处理时的协同效应 2）水性涂料用颜填料 3）纳米材料的协同效应 4）二氧化硅及活性锌粉的产气反应
涂料固化 体系
阳离子光固化体系
阳离子光引发剂：碘鎓盐和硫鎓盐、芳茂铁盐 光固化成膜物：环氧化合物、多环单体和乙烯基醚低聚物
双重固化体系
阳离子与自由基混合体系：成膜物有丙烯酸酯系列、乙烯基醚 系列和环氧系列 光固化与其他固化混杂体系：自由基光固化-热固化、厌氧固化、 湿固化、缩聚固化等
– （2）合成树脂的复配改性
• 1）物理方法复配示例 • 2）化学方法复配示例
– （3）固化剂的复配
• • • • 1）聚酰胺与酚醛树脂复配 2）固化剂共熔 3）包接化合物 4）光引发剂与咪唑复配
– （4）颜填料的复配
• 1）颜填料性能简介 • 2）复配颜填料体系的选择
• 助剂匹配技术
– （1）助剂结构与性能关系
• 涂料制造
– （1）涂料B组分制造
涂料BI和BⅡ组分配方（质量分）
– （2）涂料A组分制造 – （3）涂料配制
• 涂料性能与应用
两种涂料的性能
3.2 单包装环氧涂料 （以高固体分环氧特种防腐涂料为例）
• 高固体分环氧特种防腐涂料基元组分
– （1）确定成膜物 – （2）选择颜填料 – （3）选择匹配助剂体系
• 环氧活性稀释剂
– 丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、烷基缩水 甘油酯、C12~C14烷基缩水甘油醚、丙三醇缩 水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、多元醇、缩 水甘油醚、苯基缩水甘油醚和甲基苯基缩水甘 油醚等。
• 改性环氧树脂及聚合物
– 含氨酯键有机硅环氧树脂、聚氨酯改性环氧树 脂、丙烯酸酯-环氧树脂接枝共聚物、丙烯酸环 氧酯（俗称乙烯基酯树脂）、不饱和脂肪酸环 氧酯（简称环氧酯）、环氧化的SBS、羧基丁 腈橡胶增韧环氧树脂和纳米粒子（梯度交联纳 米粒子、核壳聚合物纳米粒子、无机纳米粒子） 增韧环氧树脂等。
• 1）涂料基元组分的选择 环氧树脂及环氧化合物
• 2）环氧粉末涂料固化体系
• 大桥钢管桩用熔结环氧粉末涂料
– （1）熔结环氧粉末涂料特性 – （2）熔结环氧粉末涂料制造
各层熔结环氧粉末参考配方
– （3）熔结环氧粉末涂料性能
熔结环氧粉末涂层质量指标
– （4）整体钢管桩涂层结构与涂装工艺
• 砂纹粉末涂料
涂料底漆配方（质量分）
颜填料组成对涂料性能的影响
• 涂料制造
– （1）涂料配方
涂料配方（质量分）
– （2）涂料制造工艺 – （3）面漆制造
• 涂料性能
底漆和面漆常规性能
涂膜（底-面配套）性能
3.3 环氧粉末涂料示例
• 环氧粉末涂料基元组分及固化体系
– （1）环氧粉末涂料基元组分及固化体系
环氧涂料配方设计
李桂林 中海油常州涂料化工研究院
1 环氧树脂概述
1.1 环氧树脂的合成
• 环氧树脂合成方法
– （1）多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等化合物与环 氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。
– （2）链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸经环氧 化而成。
• 双酚A型环氧树脂的合成原理
– （1）在碱催化下，双酚A的酚羟基与环氧氯丙烷的环氧 基反应，生成端基为氯化羟基的化合物——开环反应。
• 环氧涂料配方设计的方法
– （1）创造性思维方法
• • • • • • • 分步法 优选法 预测法 参比法 逆向法 计算机法 经验法
– （2）具体操作方法
2.3 环氧涂料配方设计技术
• 成膜物结构更新技术
– （1）环氧树脂及其改性聚合物结构更新
• 1）UV固化的超支化聚合物
• 2）含磷、氮环氧树脂 • 3）有机钛改性环氧树脂 • 4）含硅丙烯酸酯低聚物
– （2）氯化羟基与NaOH反应，脱HCl再形成环氧基—— 闭环反应。
– （3）新生成的环氧基与双酚A的酚羟基反应生成端羟 基化合物——开环反应。
– （4）端羟基化合物与环氧氯丙烷反应生成端氯化羟基 化合物——开环反应。
– （5）生成的氯化羟基与NaOH反应，脱HCl再生成环 氧基——闭环反应。
成膜物固化 反应类型
自动氧化聚合
成膜特征
含碳-碳双键（C=C）的成膜物通过自由基链式聚合反应，形成交联固化网络结构 涂膜。特征：氧活化双键相邻的α-碳原子产生自由基，钴、锰、锌及过渡金属离 子促进氧的传递，加速固化反应。 成膜物是丙烯酸环氧酯类化合物及活性稀释剂。用过氧化物引发剂-促进剂的氧化还原体系引发自由基聚合，得到交联固化网络结构涂膜。特征：过氧化物产生自由 基引发C=C聚合。 丙烯酸环氧酯及活性稀释剂、环氧化合物为成膜物。UV是能量引发聚合的启动 者，光引发剂使成膜物的自由基加聚反应在几秒钟内迅速完成。特征：光引发剂分 子吸收UV光能后生成自由基或阳离子，引发C=C或环氧基聚合。 环氧树脂及活性稀释剂与含活泼氢化合物、质子给予体化合物、异氰酸酯、氨基甲 酸酯和脲类化合物进行加成固化反应。特征：活泼氢及质子给予体化合物与环氧基 发生氢转移加成聚合，形成交联固化网络结构涂膜，不释放低分子化合物；异氰酸 酯（-NCO）与环氧基加成固化，不发生氢原子转移、无低分子化合释放；氨基甲 酸酯及脲类化合物与环氧基发生氢转移加成环化聚合，释放出醇或胺低分子化合物。 亲核试剂、亲电试剂和配位催化剂引发环氧基催化聚合反应，形成交联固化网络结 构涂膜。特征：亲核试剂引发阴离子聚合、亲电试剂引发阳离子聚合、配位催化剂 引发配位催化聚合；在环氧树脂/酸酐的加成固化体系中加入亲核、亲电型固化促 进剂，可引发多活性反应中心的催化聚合反应。
– （1）反射放映银幕对粉末涂料的要求 – （2）涂膜砂纹形成原理及涂料组分选择 – （3）涂料制造与性能 – （4）涂料涂装要点
砂纹粉末涂料参考配方
砂纹粉末涂料及涂膜性能指标
3.4 UV固化涂料
• 涂料固化体系
自由基光引发剂：以安息香醚为代表的单分子光引发剂 以二苯酮为代表的双分子反应光引发剂 自由基光固化体系 光固化成膜物：丙烯酸类乙烯基酯低聚物、活性稀释剂及硫 醇一烯树脂
• 双酚A型环氧树脂的质量指标
– 平均相对分子质量和相对分子质量分布 – 环氧基的含量 – 羟基含量 – 黏度和软化点 – 氯含量 – 杂质含量
1.2环氧涂料用环氧树脂及其改性聚合物
• 环氧树脂品种
– 双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、间苯二 酚型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、邻甲 酚甲醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂肪族缩水 甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、环 氧化烯烃化合物、脂环族环氧树脂、杂环型环 氧树脂、水性环氧树脂、阻燃性环氧树脂和柔 性环氧树脂等。
3 环氧涂料配方设计示例
3.1双包装环氧涂料 （以输气管道内壁用涂料为示例）
• 输气管道内壁用防护涂料基元组分
– （1）选择成膜物
H07 系列固化剂组成质量/%
清漆配方与性能
涂料B组分配方
涂料配方与性能
– （2）选择匹配助剂 – （3）确定颜填料组分 – （4）选择混合溶剂
混合溶剂组成及其对涂料黏度影响
2.2 环氧涂料配方设计内容与方法
• 环氧涂料配方设计的内容
色漆配方设计的主要内容有基料类型选择、 颜填料品种选择及PVC值确定、助剂匹配、溶 剂确定、基本配方和生产配方确定等。涂料配 方设计还应注意以下内容： （1）改进、提升现有产品性能。 （2）开发适应性配套涂料。 （3）开发具有自主知识产权涂料，避免仿造或 “克隆”模式。 （4）基材及其表面处理。 （5）涂料使用环境。
• 纳米复合技术
– （1）纳米材料的特异效应
小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏 观量子遂道效应
– （2）纳米材料的物理与化学特性
• 1）纳米粒子的物理特性
在热学、光学、动力学、表面活性等方面都呈现出特异功能
• 2）纳米粒子的化学特性
①吸附 ②分散与团聚 ③磁性液体
– （3）纳米复合涂料 – （4）纳米复合颜填料 – （5）纳米材料应用技术
– （3）助剂的匹配规则
• 1）充分发挥匹配助剂体系的正效应 • 2）确定有本质特性的匹配助剂体系 • 3）匹配助剂体系的稳定性
– （4）匹配助剂的选择
• 1）单包装无溶剂环氧特种防腐涂料用匹配助剂 • 2）输气管道内壁用双包装环氧防护涂料的匹配助剂 • 3）匹配助剂体系示例 助剂匹配技术不是几种助剂的机械掺混，而是 在掌握助剂组成结构与性能基础上，充分发掘并利 用助剂的敏感性、选择性、凸显效应、协同效应和 特性叠加效应等应用特性，通过助剂品种、用量、 相互制约作用的综合考证后，才确定的匹配助剂体 系。这种匹配助剂体系是一种展示综合性能的新型 助剂品种，是助剂应用理念的创新与实践，是涂料 产品创新的战术途径之一。
2 环氧涂料技术基础
2.1 环氧涂料成膜物的固化与固化体氧化聚合 – 自由基引发聚合 – 能量引发聚合（辐射固化） – 缩聚固化 – 氢转移聚合（加成固化） – 催化聚合
• 成膜物固化及其固化体系
环氧涂料成膜物的固化反应、成膜特征及其固化体系示例
• 5）MR051含氨酯键及硅烷的环氧树脂 • 6）四官能度环氧树脂
• 7）水性环氧树脂及其改性聚合物
– （2）固化剂结构更新
• • • • • • • 1）潜伏性固化剂及促进剂 2）低温水下固化剂 3）多功能固化剂 4）提高粘接性的固化剂 5）水性含磷环氧固化剂 6）水性聚醚改性环氧固化剂 7）HP091快干固化剂
• • • • • • • • 1）气相二氧化硅 2）聚醚改性聚二甲基硅氧烷 3）全氟表面活性剂 4）钛酸酯偶联剂 5）聚丙烯酸酯类 6）乳化剂 7）助燃耐蚀剂 8）水性消泡剂
– （2）助剂的应用特性
• • • • • 1）助剂的敏感性 2）助剂的选择性 3）助剂的凸显效应 4）助剂的协同效应 5）助剂的特性叠加效应
固化体系示例
不饱和脂肪酸环氧酯树脂（简称环氧酯）/钴、锰等 金属羧酸盐。 成膜物/过氧化酮/钴盐类； 成膜物/过氧化物/钴盐/助促进剂； 成膜物/过氧化物/叔胺类。 丙烯酸环氧酯及活性稀释剂/自由基光引发剂； 环氧化合物/阳离子光引发剂；丙烯酸单（双酚A）环 氧酯/自由基光引发剂/2-甲基咪唑。 环氧树脂/胺类（或含羧基化合物、酸酐类）； 环氧树脂/异氰酸酯/季铵盐； 环氧树脂/氨基甲酸酯化合物/叔胺； 环氧树脂/脲类化合物； 水稀释F51环氧树脂/二氰二胺单包装水性体系。 环氧树脂/苄基二甲胺等叔胺（或三氟化硼配合物、 异丙醇铝等）； 环氧树脂/酸酐/叔胺（或叔胺与辛酸锌匹配促进 剂）； 环氧树脂/热塑性酚醛树脂/叔胺； 环氧树脂/酸酐/钴（Ⅱ）乙酰丙酮螯合物潜伏性体系。 环氧树脂/含羧基树脂/酸性催化剂； 环氧树脂/氨基树脂（或烷氧基化的酚醛树脂等）； 环氧树脂/四甲氧甲基甘脲等。
• 双酚A型环氧树脂的结构与性能特点
– 双酚A型环氧树脂的化学结构如下：
– 从上述化学结构中可以看出，双酚A型环氧树脂的大分 子结构具有以下特征： ①大分子的两端是反应能力很强的环氧基； ②分子主链上有许多醚键，是一种线型聚醚结构； ③n值较大的树脂分子链上有规律地、相距较远地出现许 多仲羟基，可以看成是一种长链多元醇； ④主链上还有大量苯环、次甲基和异丙基。
自由基引发聚合
紫外线（UV） 固化
加成固化
催化聚合
缩聚固化
环氧树脂的仲羟基与含羟基、羧基及烷氧基化合物在催化剂存在下，发生缩聚固化 反应。特征：缩聚固化形成含醚键或酯键的交联固化网络结构涂膜，同时产生水和 醇等低分子化合物。
• 环氧树脂固化剂用量
– （1）多元胺固化剂的用量 – （2）有机酸酐固化剂的用量 – （3）羧基树脂的用量 – （4）咪唑及二氰二胺类固化剂的用量 – （5）酚醛树脂及含酚羟基聚合物的用量 – （6）氨基树脂的用量 – （7）封闭异氰酸酯化合物的用量
– （4）固化剂的协同效应
• 1）间苯二酚/二氰二胺的协同效应 • 2）固化剂协同效应试验
– （5）助剂的协同效应
• • • • 1）固化促进剂 2）阻燃剂 3）光引发剂 4）催干剂
– （6）溶剂的协同效应
• 复配改性技术
– （1）复配改性的基本特征及作用
参与复配改性的基元材料间交渗透、特性加和、改 善性能、创新产品。
– （3）功能性树脂的开发应用
• 1）聚苯胺树脂 • 2）液晶树脂
• 协同增效技术
– （1）协同效应的基本特征 1+1＞2 – （2）合成树脂的协同效应
• 1）聚氨酯/环氧树脂互穿网络体系 • 2）三元体系互穿网络
– （3）颜填料的协同效应
• • • • 1）防锈颜料及钛白表面处理时的协同效应 2）水性涂料用颜填料 3）纳米材料的协同效应 4）二氧化硅及活性锌粉的产气反应
涂料固化 体系
阳离子光固化体系
阳离子光引发剂：碘鎓盐和硫鎓盐、芳茂铁盐 光固化成膜物：环氧化合物、多环单体和乙烯基醚低聚物
双重固化体系
阳离子与自由基混合体系：成膜物有丙烯酸酯系列、乙烯基醚 系列和环氧系列 光固化与其他固化混杂体系：自由基光固化-热固化、厌氧固化、 湿固化、缩聚固化等
– （2）合成树脂的复配改性
• 1）物理方法复配示例 • 2）化学方法复配示例
– （3）固化剂的复配
• • • • 1）聚酰胺与酚醛树脂复配 2）固化剂共熔 3）包接化合物 4）光引发剂与咪唑复配
– （4）颜填料的复配
• 1）颜填料性能简介 • 2）复配颜填料体系的选择
• 助剂匹配技术
– （1）助剂结构与性能关系
• 涂料制造
– （1）涂料B组分制造
涂料BI和BⅡ组分配方（质量分）
– （2）涂料A组分制造 – （3）涂料配制
• 涂料性能与应用
两种涂料的性能
3.2 单包装环氧涂料 （以高固体分环氧特种防腐涂料为例）
• 高固体分环氧特种防腐涂料基元组分
– （1）确定成膜物 – （2）选择颜填料 – （3）选择匹配助剂体系
• 环氧活性稀释剂
– 丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、烷基缩水 甘油酯、C12~C14烷基缩水甘油醚、丙三醇缩 水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、多元醇、缩 水甘油醚、苯基缩水甘油醚和甲基苯基缩水甘 油醚等。
• 改性环氧树脂及聚合物
– 含氨酯键有机硅环氧树脂、聚氨酯改性环氧树 脂、丙烯酸酯-环氧树脂接枝共聚物、丙烯酸环 氧酯（俗称乙烯基酯树脂）、不饱和脂肪酸环 氧酯（简称环氧酯）、环氧化的SBS、羧基丁 腈橡胶增韧环氧树脂和纳米粒子（梯度交联纳 米粒子、核壳聚合物纳米粒子、无机纳米粒子） 增韧环氧树脂等。
• 1）涂料基元组分的选择 环氧树脂及环氧化合物
• 2）环氧粉末涂料固化体系
• 大桥钢管桩用熔结环氧粉末涂料
– （1）熔结环氧粉末涂料特性 – （2）熔结环氧粉末涂料制造
各层熔结环氧粉末参考配方
– （3）熔结环氧粉末涂料性能
熔结环氧粉末涂层质量指标
– （4）整体钢管桩涂层结构与涂装工艺
• 砂纹粉末涂料