涂料基础01-第一章+醇酸树脂
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、生成聚酯树脂的反应
生产上一般由二元酸和二元醇进行酯化反应：
第一章 聚酯、醇酸树脂
7
HOOC-CH2-CH2-COOH+HO-CH2-OH→HOOC-CH2-CH2COO-CH2-CH2-OH+H2O
反应产物有两个羟基 ，官能度为2，还能继续反应，反 应后的生成物仍有两个羟基，还能继续反应···。
HOOC-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-OH+HOOC-CH2-CH2-COOCH2-CH2-OH→HOOC-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2-CH2-OH+H2O
从理论上讲生成物(树脂)的分子量可以无穷大，但实际 上是不可能的。原因是随分子量的增大，官能团的活性越来 越低，最后形成HO˜˜˜˜˜˜˜˜˜OH这样的结构。
顺丁烯二酸酐。 三元酸——苯偏三甲酸酐。
油类： 椰子油、蓖麻油、棉子油、豆油、亚麻油、桐油等。
第一章 聚酯、醇酸树脂
1
第二节 与醇酸树脂制造有关的化学反应
酯化反应 醇中羟基的氢原子与酸中羧基的氢氧基团缩合，生
成水与酯，通常是醇与酸混合在一起加热而发生的。
为使反应→应把反应时生成的水引出。
第一章 聚酯、醇酸树脂
第一章 聚酯树脂、醇酸树脂
第一节 醇酸树脂所用的原料
多元醇： 二元醇——乙二醇、新戊二醇 三元醇——甘油（丙三醇）、三羟甲基丙烷 四元醇——季戊四醇、伯醇、 仲醇、叔醇
多元酸： 一元酸——松香、苯甲酸、椰子油酸、豆油酸、亚麻油
酸、蓖麻油酸、松浆油酸等。 二元酸——乙二酸、苯二甲酸酐（苯酐）、间苯二甲酸、
第一章 聚酯、醇酸树脂
6
第二节 聚酯树脂
聚酯树脂是单纯由多元酸和多元醇缩合而成的。而 醇酸树脂则是由多元酸、多元醇和油类（脂肪酸）酯化 生成的。可以说，醇酸树脂是改性了的聚酯。
“官能度” 一个有机化合物分子上能起化学反应 的活性基团的数目，如醇的羟基，酸的羧基。
甘油——官能度为3，季戊四醇——4，间苯二甲酸 有两个羧基——官能度为2。
苯酐
148.11g 1.0
理论缩水量 -36.4g
聚酯产量 377.53g 64.5%
苯乙烯 208.28g 35.5%
2．工艺操作
按配方投入各种原料，加热升温至100℃后开动搅拌器， 通入N2。
液温升至150～160℃时，酯化反应开始。分馏柱柱温上 升，保温反应半小时，柱温控制在103℃以下。
第一章 聚酯、醇酸树脂
2
醇解反应 油类与醇共热，因有过多的羟基存在，将产生羟基
的重新分配现象。 油类也可用多元醇醇解（甘油、季戊四醇）。
第一章 聚酯、醇酸树脂
3
酸解反应 油类与有机酸共热，因有过多的羧基存在产生羧
基的重新分配现象，这种反应在实际生产中用的不 多，只有用间苯二甲酸时才采用。
第一章 聚酯、醇酸树脂
4
四、酯与酯的交换反应 不同酯的相互作用，则发生酸与醇的重新组合。
13
继续升温至195+5℃，保温反应，直至酸值达到要求 （75以下），缩水量达到理论值的2/3～3/4以上时，可以 减压蒸馏，迫使水分蒸出。
当酸值降至50附近时，反应基本完成，停止抽真空。
树脂降温至130℃左右时，与苯乙烯混溶稀释釜的温度 应控制在95℃以下，但不要低于70℃。
三．品种
1．通用型 191、196、189、306、307 邻苯型
2 异氰酸酯。由于异氰酸酯基-N=C=O在室温下就可以与 OH发生交联反应，所以这是一种常温下的固化剂。常用的有 甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔 酮二异氰酸酯(IPDI)。用量聚酯/异氰酸酯在1.05：1—1.3： 1。涂膜硬而有柔韧性、耐化学品、耐磨。
3 环氧树脂。环氧树脂中的环氧基与聚酯中的羟基发生 交联反应形成附着力强、耐蚀性好的涂膜。多用于制作粉末 涂料。
5．阻聚剂：
吸收和消耗系统中的自由基。避免树脂与苯乙烯混合时 产生凝胶，同时延长产品的贮存期。
对苯二酚，用量一般为树脂用量的0.5/1000～5/10000。
第一章 聚酯、醇酸树脂
12
二．不饱和聚酯树脂的合成
1．通用型不饱和聚酯的配方及反应式
成分:
g
mol
丙二醇 167.4g 2.2
顺酐
98.16g 1.0
2．中等耐蚀型 197
间苯型
3．双酚A型 3301、323
4．乙烯基酯型 W2-1、MFE-2、3200
第一章 聚酯、醇酸树脂
14
四．不饱和聚酯树脂的固化
1．引发剂——引发树脂中自由基的交联。 常用引发剂：
Ⅰ号引发剂 过氧化环己酮、过氧化甲乙酮。
Ⅱ号引发剂 过氧化苯甲酰
2．促进剂——加快引发剂的交联速度。 Ⅰ号促进剂
第一章 聚酯、醇酸树脂
9
三、应用 聚酯树脂多用于巻材、罐头、汽车涂料、工业防腐涂
料、包装涂料、家俱涂料以及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ刷油墨。
第三节 不饱和聚酯树脂
一．原料 1．二元醇或多元醇
第一章 聚酯、醇酸树脂
10
2．不饱和二元酸 顺丁烯二酸酐（马来酸酐）、富马酸 、反丁烯二酸
酐、氯化马来酸、衣康酸、拧康酸等。
3．饱和二元酸 邻苯酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、癸二
酸、四氯苯酐、氢化苯酐等。
第一章 聚酯、醇酸树脂
11
4．交联剂
作用： ①固化时能与树脂分子键交联成体形结构大分子。 ②稀释剂
苯乙烯——粘度低，与树脂和各种辅助组分有很好的相 容性，能形成均匀的共聚物，成本低。
甲基丙烯酸甲酯——透明玻璃钢制品。 邻苯二甲酸二烯丙酯——耐热性、电绝缘性好、尺寸稳 定。
第一章 聚酯、醇酸树脂
8
二、聚酯树脂的固化
工业上合成的聚酯树脂根据原料的不 同，种类相当多， 但它们几乎都是粘稠透明的液体，需要用固化剂与之发生交 联反应才能形成有用的涂膜。
常用的固化剂有
1 氨基树脂---脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂。固化120130℃，用量为聚酯树脂的25-30%。用脲醛固化的树脂，固 化速度快，涂膜的机械性能好；用三聚氰胺固化的树脂，涂 膜的耐候性好，适合于作面漆。
五、醚化反应 两个羟基缩合，脱出一个水分子，使原来两个羟基
的化合物以醚链连接起来。在醇酸树脂制造中，反应温 度为200～250℃，并有酸碱存在，醚化反应才能发生。
第一章 聚酯、醇酸树脂
5
六．不饱和脂肪酸的加成反应
干性油含有不饱和脂肪酸具有不饱和双键，在醇酸树 脂的制造过程中，由于受热而发生加成反应─二聚反应。
生产上一般由二元酸和二元醇进行酯化反应：
第一章 聚酯、醇酸树脂
7
HOOC-CH2-CH2-COOH+HO-CH2-OH→HOOC-CH2-CH2COO-CH2-CH2-OH+H2O
反应产物有两个羟基 ，官能度为2，还能继续反应，反 应后的生成物仍有两个羟基，还能继续反应···。
HOOC-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-OH+HOOC-CH2-CH2-COOCH2-CH2-OH→HOOC-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2-CH2-OH+H2O
从理论上讲生成物(树脂)的分子量可以无穷大，但实际 上是不可能的。原因是随分子量的增大，官能团的活性越来 越低，最后形成HO˜˜˜˜˜˜˜˜˜OH这样的结构。
顺丁烯二酸酐。 三元酸——苯偏三甲酸酐。
油类： 椰子油、蓖麻油、棉子油、豆油、亚麻油、桐油等。
第一章 聚酯、醇酸树脂
1
第二节 与醇酸树脂制造有关的化学反应
酯化反应 醇中羟基的氢原子与酸中羧基的氢氧基团缩合，生
成水与酯，通常是醇与酸混合在一起加热而发生的。
为使反应→应把反应时生成的水引出。
第一章 聚酯、醇酸树脂
第一章 聚酯树脂、醇酸树脂
第一节 醇酸树脂所用的原料
多元醇： 二元醇——乙二醇、新戊二醇 三元醇——甘油（丙三醇）、三羟甲基丙烷 四元醇——季戊四醇、伯醇、 仲醇、叔醇
多元酸： 一元酸——松香、苯甲酸、椰子油酸、豆油酸、亚麻油
酸、蓖麻油酸、松浆油酸等。 二元酸——乙二酸、苯二甲酸酐（苯酐）、间苯二甲酸、
第一章 聚酯、醇酸树脂
6
第二节 聚酯树脂
聚酯树脂是单纯由多元酸和多元醇缩合而成的。而 醇酸树脂则是由多元酸、多元醇和油类（脂肪酸）酯化 生成的。可以说，醇酸树脂是改性了的聚酯。
“官能度” 一个有机化合物分子上能起化学反应 的活性基团的数目，如醇的羟基，酸的羧基。
甘油——官能度为3，季戊四醇——4，间苯二甲酸 有两个羧基——官能度为2。
苯酐
148.11g 1.0
理论缩水量 -36.4g
聚酯产量 377.53g 64.5%
苯乙烯 208.28g 35.5%
2．工艺操作
按配方投入各种原料，加热升温至100℃后开动搅拌器， 通入N2。
液温升至150～160℃时，酯化反应开始。分馏柱柱温上 升，保温反应半小时，柱温控制在103℃以下。
第一章 聚酯、醇酸树脂
2
醇解反应 油类与醇共热，因有过多的羟基存在，将产生羟基
的重新分配现象。 油类也可用多元醇醇解（甘油、季戊四醇）。
第一章 聚酯、醇酸树脂
3
酸解反应 油类与有机酸共热，因有过多的羧基存在产生羧
基的重新分配现象，这种反应在实际生产中用的不 多，只有用间苯二甲酸时才采用。
第一章 聚酯、醇酸树脂
4
四、酯与酯的交换反应 不同酯的相互作用，则发生酸与醇的重新组合。
13
继续升温至195+5℃，保温反应，直至酸值达到要求 （75以下），缩水量达到理论值的2/3～3/4以上时，可以 减压蒸馏，迫使水分蒸出。
当酸值降至50附近时，反应基本完成，停止抽真空。
树脂降温至130℃左右时，与苯乙烯混溶稀释釜的温度 应控制在95℃以下，但不要低于70℃。
三．品种
1．通用型 191、196、189、306、307 邻苯型
2 异氰酸酯。由于异氰酸酯基-N=C=O在室温下就可以与 OH发生交联反应，所以这是一种常温下的固化剂。常用的有 甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔 酮二异氰酸酯(IPDI)。用量聚酯/异氰酸酯在1.05：1—1.3： 1。涂膜硬而有柔韧性、耐化学品、耐磨。
3 环氧树脂。环氧树脂中的环氧基与聚酯中的羟基发生 交联反应形成附着力强、耐蚀性好的涂膜。多用于制作粉末 涂料。
5．阻聚剂：
吸收和消耗系统中的自由基。避免树脂与苯乙烯混合时 产生凝胶，同时延长产品的贮存期。
对苯二酚，用量一般为树脂用量的0.5/1000～5/10000。
第一章 聚酯、醇酸树脂
12
二．不饱和聚酯树脂的合成
1．通用型不饱和聚酯的配方及反应式
成分:
g
mol
丙二醇 167.4g 2.2
顺酐
98.16g 1.0
2．中等耐蚀型 197
间苯型
3．双酚A型 3301、323
4．乙烯基酯型 W2-1、MFE-2、3200
第一章 聚酯、醇酸树脂
14
四．不饱和聚酯树脂的固化
1．引发剂——引发树脂中自由基的交联。 常用引发剂：
Ⅰ号引发剂 过氧化环己酮、过氧化甲乙酮。
Ⅱ号引发剂 过氧化苯甲酰
2．促进剂——加快引发剂的交联速度。 Ⅰ号促进剂
第一章 聚酯、醇酸树脂
9
三、应用 聚酯树脂多用于巻材、罐头、汽车涂料、工业防腐涂
料、包装涂料、家俱涂料以及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ刷油墨。
第三节 不饱和聚酯树脂
一．原料 1．二元醇或多元醇
第一章 聚酯、醇酸树脂
10
2．不饱和二元酸 顺丁烯二酸酐（马来酸酐）、富马酸 、反丁烯二酸
酐、氯化马来酸、衣康酸、拧康酸等。
3．饱和二元酸 邻苯酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、癸二
酸、四氯苯酐、氢化苯酐等。
第一章 聚酯、醇酸树脂
11
4．交联剂
作用： ①固化时能与树脂分子键交联成体形结构大分子。 ②稀释剂
苯乙烯——粘度低，与树脂和各种辅助组分有很好的相 容性，能形成均匀的共聚物，成本低。
甲基丙烯酸甲酯——透明玻璃钢制品。 邻苯二甲酸二烯丙酯——耐热性、电绝缘性好、尺寸稳 定。
第一章 聚酯、醇酸树脂
8
二、聚酯树脂的固化
工业上合成的聚酯树脂根据原料的不 同，种类相当多， 但它们几乎都是粘稠透明的液体，需要用固化剂与之发生交 联反应才能形成有用的涂膜。
常用的固化剂有
1 氨基树脂---脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂。固化120130℃，用量为聚酯树脂的25-30%。用脲醛固化的树脂，固 化速度快，涂膜的机械性能好；用三聚氰胺固化的树脂，涂 膜的耐候性好，适合于作面漆。
五、醚化反应 两个羟基缩合，脱出一个水分子，使原来两个羟基
的化合物以醚链连接起来。在醇酸树脂制造中，反应温 度为200～250℃，并有酸碱存在，醚化反应才能发生。
第一章 聚酯、醇酸树脂
5
六．不饱和脂肪酸的加成反应
干性油含有不饱和脂肪酸具有不饱和双键，在醇酸树 脂的制造过程中，由于受热而发生加成反应─二聚反应。