5-7主体树脂和氨基树脂的官能团——主体树脂官能点的类型
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5主体树脂和氨基树脂的官能团——主体树脂官能点的类型
CYMEL303反应的有醇酸,聚酯,丙烯酸,环氧及其它成膜物,他们必须含有一个或多个官能团——羟基,羧基,酰胺基。
谈到聚合物树脂的配方即是艺术又是科学,有相当多的文章可以满足你的兴趣,你最感兴趣的应是“主体树脂真的具有羟基,羧基或酰胺基团吗?”
醇酸是由碱性的甘油或季戊四醇与二元酸如苯酐反应生成的盐或酯,作为涂料用,他们必须被干性或不干性油改性如蓖麻油或亚麻油。醇酸树脂真的有我们所需要的官能团吗?是的,主要是羟基和少量的羧基。
醇酸实际上是聚酯,但聚酯通常没有醇酸那么复杂。不象醇酸一般用三羟基醇和苯酐,聚酯常用二羟基醇和直链的二元酸,他们可以是也可以不是用油改性的。例如,我公司的某些CYPLEX树脂就是二聚酸改性的。聚酯一般主要是羟基型的,也有羧基型的,如CYPLEX1600就是高羧基官能团的聚酯树脂。
丙烯酸树脂是用含OH,COOH及CONH2官能团的单体加成聚合的。有些丙烯酸树脂可能含有所有这些官能团,一般一种官能团的优先。环氧树脂通常是含羟官能团的。
氨基树脂的官能团图示如下,CYMEL303的反应机理见单册,在这里只要说说某些反应产物足以说明了,除了交联就是甲醇,水和甲醛。
氨基树脂中的官能团:
HYDROXY—OH羟基
—COOH羧基
—CONH2酰胺基
注意,可能的反应从这开始:
先羟甲基化然后烷氧基化
CH2OH羟甲基
CH2OR烷氧基
=CH3甲基
=C2H5乙基
=C4H9丁基
羟甲基化烷基醚化
先是在碱或酸的存在下,甲醛的CH2OH(羟甲基)取代三聚氰氨上的H(氢),即羟甲基化反应,然后是在酸性条件下用醇进行烷氧基化反应,如果ROH上的R 是CH3,即甲氧甲基。
甲氧甲基三聚氰氨甲醛树脂的结构:
部分烷氧基化的聚合体全部烷氧基化的单体
全部烷氧基化的单体就是HMMM,或叫CYMEL303,所有的H(6个)都被甲氧甲基取代。部分烷氧基化的聚合体树脂具有甲氧甲基,羟甲基和—NH亚胺基。我们将用CL试剂根据其结构区分之。
标准的丁醚化三聚氰氨甲醛树脂的结构:
注意:丁氧甲基羟甲基
亚胺基
亚甲基桥
甲氧基桥
表6按官能团分类的氨基树脂
在我们的“高固体份氨基交联剂指导”小册子中更详细地讨论了如粘度,克分子组成,解释了聚合度并用我们的一些高固体份氨基树脂举例说明之。
303
CYMEL 325
CYMEL 370
CYMEL 248-8丁醚化氨基
%>98808855G —H
X-Z 2X-Z 1Z 2-Z 4N-Q 1.7
2.3
2.6
5-7
6高固体份氨基交联剂
“涂料新技术”杂志使描述树脂特性的参数搞得太复杂,以至于用溶剂容忍度,粘度,每加仑当量等解释已不够用了,还要用下图辅助说明。氰特公司的高固体氨基树脂的附加数据对开发新的涂料特性将很有帮助。
讨论:
A、聚合度(DP)
如果聚合度DP=1.0说明树脂是完全单体状态,即只有一个三聚氰氨结构,DP=2.0说明有两个三聚氰氨结构由亚甲基或甲氧基桥连接起来。DP=1.5,2.3是经过GPC测定分子量后计算的平均聚合度DPs。
B、粘度
粘度与多种因素有关,比如羟甲基化的程度,烷氧基化的程度,醇的类型及聚合度等,下面罗列了一些可比性数据。
1全部羟甲基化,全部烷氧基化的树脂粘度比高亚氨基NH含量,同样DP 的低(如CYMEL1130比325和323的低)
2同样DP,全部烷氧基化的树脂比部分烷氧基化的低(如CYMEL301比350低)
3同样DP,高分子量的醇比低分子量醇的粘度要低(如CYMEL303比1116低)
C、克分子组成
条形图表示的是氰特公司产品经化学分析法得出的分子组成,不代表其绝对组成。对条形图的解释如下:
1CYMEL303——全部羟甲基化,全部甲氧基化,含少量自由羟甲基
2CYMEL350——全部羟甲基化,部分甲氧基化,含游离羟甲基(CH2OH)较多
3CYMEL1116——全部羟甲基化,大约50%甲氧基化,50%乙氧基化,少量游离羟甲基
4CYMEL325——全部羟甲基化,具有大量—NH亚胺基
图5高固体份氨基交联剂的分子组成指导图
固体份,%溶剂粘度分子组成百分数聚合度DP
高烷氧基化,低亚胺基含量—NH
300>98——T-X 1.35
>98——W-Z2 1.5
>98——X-Z2 1.75
>97——Z2-Z5 1.55
>98——Z-Z2 2.5
>98——O-R 1.4
>98——U-X 1.4
>98——S-W 1.6
>98——J-N 1.35
>98——X-Z1 1.6
>98——U-Y 1.6
>96——Z1-Z3 2.9
高亚胺基含量—NH
32790±2异丁醇Z2-Z5☆ 1.75
80±2异丁醇X-Z1☆☆☆ 2.3
80±2异丁醇Y-Z3☆☆ 1.8
79±2水U-W☆☆☆☆ 1.8
80±2正丁醇Y-Z3☆ 2.0
83±2正丁醇W-Z1☆ 2.3
80±2正丁醇Z-Z3☆ 2.7
部分烷氧基化
37088±2异丁醇Z2-Z4 2.5
80±2异丁醇V-Z 2.5
85±2水Y-Z2 2.0注:
1固体份:45℃45分钟
2DP聚合度(±0.2)