成膜树脂丙烯酸环氧.ppt
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1、第四章第四章 成膜树脂的品种及性能成膜树脂的品种及性能4.1 酚醛树脂酚醛树脂4.2 聚酯树脂聚酯树脂4.3 醇酸树脂醇酸树脂4.4 不饱和树脂不饱和树脂4.5 氨基树脂氨基树脂4.6 丙烯酸树脂丙烯酸树脂4.7 环氧树脂环氧树脂4.8 聚氨酯树脂聚氨酯树脂4.9 其他树脂其他树脂4.6 丙烯酸树脂丙烯酸树脂 烯类聚合物树脂在涂料上应用的种类很多,但最重烯类聚合物树脂在涂料上应用的种类很多,但最重要的是丙烯酸树脂,要的是丙烯酸树脂,丙烯酸树脂是由丙烯酸树脂是由丙烯酸及其酯类丙烯酸及其酯类和和甲基丙烯酸及其酯类甲基丙烯酸及其酯类或或其它烯类单体其它烯类单体共聚共聚制成的树脂。制成的树脂。本节主要
2、内容本节主要内容4.6.1 丙烯酸树脂的主要类型丙烯酸树脂的主要类型4.6.2 丙烯酸树脂的结构及性能特点丙烯酸树脂的结构及性能特点4.6.3 丙烯酸树脂的主要性能丙烯酸树脂的主要性能4.6.4 丙烯酸树脂的固化丙烯酸树脂的固化4.6.5 丙烯酸树脂在涂料中的应用丙烯酸树脂在涂料中的应用 丙烯酸类树脂的种类很多,根据其合成单体的种丙烯酸类树脂的种类很多,根据其合成单体的种类可以分为以下几种类型。类可以分为以下几种类型。4.6.1 丙烯酸树脂的主要类型丙烯酸树脂的主要类型一一.丙烯酸及其酯类均聚物树脂丙烯酸及其酯类均聚物树脂丙烯酸丙烯酸丙烯酸酯丙烯酸酯聚丙烯酸聚丙烯酸聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯二二.甲
3、基丙烯酸及其酯类均聚物树脂甲基丙烯酸及其酯类均聚物树脂甲基丙烯酸甲基丙烯酸甲基丙烯酸酯甲基丙烯酸酯聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯三三.其它烯类单体共聚树脂其它烯类单体共聚树脂 一一般般说说来来,丙丙烯烯酸酸酯酯与与甲甲基基丙丙烯烯酸酸酯酯的的均均聚聚物物的的性性能能很很难难满满足足成成膜膜物物的的要要求求,通通常常要要采采取取共共聚聚的的方方法法。参参与与共共聚聚的的其其他他单单体体主主要要有有:苯苯乙乙烯烯、丙丙烯烯腈、甲基丙烯酰胺腈、甲基丙烯酰胺等。等。例如:甲基丙烯酸酯与苯乙烯的共聚物例如:甲基丙烯酸酯与苯乙烯的共聚物4.6.2 丙烯酸树脂的结构及性能特点丙烯酸树脂
4、的结构及性能特点一一.丙烯酸及其酯类均聚物丙烯酸及其酯类均聚物2.羰羰基基相相邻邻氢氢原原子子的的反反应应活活性性较较高高。羰羰基基相相邻邻氢氢原原子子易易被被自由基所夺取,因此水解稳定性、光化学稳定性稍差。自由基所夺取,因此水解稳定性、光化学稳定性稍差。1.主链容易旋转主链容易旋转。聚丙烯酸和羰基相邻的是氢原子,空间聚丙烯酸和羰基相邻的是氢原子,空间位阻较小,链旋转容易,因此位阻较小,链旋转容易,因此Tg较低,有较长的伸长率,较低,有较长的伸长率,但抗张强度较低,但抗张强度较低,1.空空间间位位阻阻较较大大,主主链链旋旋转转困困难难。聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸酯酯有有一一和和羰羰基基相相邻邻的
5、的甲甲基基,由由于于空空间间阻阻碍碍较较大大,旋旋转转比比较较困困难难。聚聚合合物物的的玻玻璃璃化化温温度度较较高高,并并有有较较高高的的抗张强度和低端伸长率。抗张强度和低端伸长率。二二.甲基丙烯酸及其酯类均聚物甲基丙烯酸及其酯类均聚物2.没没有有羰羰基基相相邻邻氢氢原原子子,树树脂脂活活性性较较低低。有有很很好好的的抗水解性能以及化学稳定性。抗水解性能以及化学稳定性。三三.其他共聚物其他共聚物 其他共聚物随着共聚物组成的不同,聚合物具有不其他共聚物随着共聚物组成的不同,聚合物具有不同的性能。同的性能。有的组成主要用于改善共聚物的力学性能,有的则有的组成主要用于改善共聚物的力学性能,有的则可以
6、赋予共聚物新的性能,因此根据在树脂中的作用及可以赋予共聚物新的性能,因此根据在树脂中的作用及对涂膜的贡献,合成丙烯酸树脂的单体可分为对涂膜的贡献,合成丙烯酸树脂的单体可分为非功能性非功能性单体和单体和功能性功能性单体。单体。(1)软单体软单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈等甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈等丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基已酯等乙基已酯等(2)硬单体硬单体 主主要要用用来来改改进进树树脂脂的的玻玻璃璃化化温温度度,调调节节树树脂脂的的极极性性、溶解度以及机械力学性能等。溶解度以及机械力学性能等。1.非功能性单体非功能性单体丙烯酸、甲基丙烯酸等
7、。丙烯酸、甲基丙烯酸等。丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯等。丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯等。另另外外,还还有有酰酰氨氨基基型型、缩缩水水甘甘油油基基型型、N-羟羟甲甲基丙烯酰胺型基丙烯酰胺型等等(2)羟基型羟基型(1)羧基型羧基型 可可以以在在树树脂脂中中引引入入官官能能团团,用用以以与与交交联联剂剂反反应应形成交联结构。形成交联结构。2.功能性单体功能性单体4.6.3 丙烯酸树脂的主要性能丙烯酸树脂的主要性能1.色浅。色浅。水白、透明。水白、透明。2.耐耐光光、耐耐候候性性佳佳。户户外外曝曝晒晒耐耐久久性性强强,耐耐紫紫外外光光照照射不易分解或变黄,能长期保持原有的光泽及色泽。射不易分解或变
8、黄,能长期保持原有的光泽及色泽。3.耐耐热热、耐耐过过热热烘烘烤烤。在在170温温度度下下不不分分解解、不不变变色,在色,在230左右或更高的温度下仍不变色;左右或更高的温度下仍不变色;丙丙烯烯酸酸树树脂脂对对光光的的主主吸吸收收峰峰处处在在太太阳阳光光谱谱范范围围之之外外,用用它它制制成成的的丙丙烯烯酸酸酯酯漆漆具具有有特特别别优优良良的的耐耐光光性性及及耐户外老化性能。耐户外老化性能。4.耐耐腐腐蚀蚀。有有较较好好的的耐耐酸酸、碱碱、盐盐、油油脂脂、洗洗涤涤剂剂等等化学品的沾污及腐蚀性能。化学品的沾污及腐蚀性能。4.6.4 丙烯酸树脂的固化丙烯酸树脂的固化一一.热塑性丙烯酸树脂热塑性丙烯酸
9、树脂 按按照照丙丙烯烯酸酸树树脂脂的的固固化化性性能能,丙丙烯烯酸酸树树脂脂可可以以分分为为热塑性丙烯酸树脂热塑性丙烯酸树脂和和热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂两类。两类。热热塑塑性性丙丙烯烯酸酸树树脂脂在在成成膜膜过过程程中中不不发发生生进进一一步步交交联联,因因此此它它的的相相对对分分子子量量较较大大,一一般般在在75000-120000之之间间。一一般般为为溶溶剂剂型型涂涂料料,利利用用溶溶剂剂挥挥发发成成膜膜在在施施工工黏黏度下,其施工固体分一般在度下,其施工固体分一般在10%-25%之间。之间。具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施
10、工方便,易于施工重涂和返工,制备铝粉漆时铝粉的施工方便,易于施工重涂和返工,制备铝粉漆时铝粉的白度、定位性好。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机白度、定位性好。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。械、建筑等领域应用广泛。二二.热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂 热热固固性性丙丙烯烯酸酸树树脂脂一一般般相相对对分分子子量量较较低低一一般般在在10000-20000之之间间,通通过过高高固固体体树树脂脂的的合合成成工工艺艺,树树脂脂的的相相对对分分子子量量可可低低至至2000。一一般般利利用用树树脂脂中中的的活活性基团,用化学交联剂进行固化,形成网状结构。性基团,用化学交联剂进行固
11、化,形成网状结构。热热固固性性丙丙烯烯酸酸树树脂脂的的固固含含量量比比较较高高,施施工工固固体体分分一般在一般在30%-70%之间。之间。一一般般用用树树脂脂进进行行固固化化,常常用用的的树树脂脂固固化化剂剂有有:氨氨基树脂基树脂、环氧树脂环氧树脂、聚氨酯聚氨酯等。等。与热塑性树脂相比,热固性树脂有以下优点:与热塑性树脂相比,热固性树脂有以下优点:(A)固含量较高;)固含量较高;(B)与含有其他活性基团树脂的相容性更好;)与含有其他活性基团树脂的相容性更好;(C)具有更好的韧性;)具有更好的韧性;(D)具有更强的耐腐蚀性;)具有更强的耐腐蚀性;(E)具有更高的耐热性和耐紫外线照射性。)具有更高
12、的耐热性和耐紫外线照射性。热热固固性性丙丙烯烯酸酸树树脂脂广广泛泛用用于于家家电电涂涂料料。如如洗洗衣衣机机、电电冰冰箱箱、冰冰柜柜、空空调调等等。具具有有优优良良的的粘粘结结性性和和耐耐污污性性,因因而而无无需需底底漆漆。另另一一个个主主要要用用途途是是作作汽汽车车涂涂料料,具具有有固固化化温温度度低低、硬硬度度高高、柔柔软软性性好好、色色漆漆范范围围宽宽和和户户外外耐耐久久性优良等特点。性优良等特点。丙丙烯烯酸酸树树脂脂为为成成膜膜物物质质的的涂涂料料称称为为丙丙烯烯酸酸涂涂料料,它它可可用用于于多多种种涂涂料料如如溶溶剂剂型型、水水型型、粉粉末末型型以及光固化型涂料。以及光固化型涂料。4
13、.6.5 丙烯酸树脂在涂料中的应用丙烯酸树脂在涂料中的应用一一.聚氨酯丙烯酸塑料漆(双组分涂料)聚氨酯丙烯酸塑料漆(双组分涂料)1.组成及特性组成及特性 由由丙丙烯烯酸酸树树脂脂、颜颜料料、助助剂剂(甲甲组组分分)及及溶溶剂、固化剂(乙组分)组成双组分涂料。剂、固化剂(乙组分)组成双组分涂料。聚聚氨氨酯酯丙丙烯烯酸酸塑塑料料漆漆对对聚聚丙丙烯烯酸酸类类塑塑料料有有很很好的附着力。好的附着力。广广泛泛用用于于汽汽车车、摩摩托托车车、家家电电和和机机电电行行业业的的聚聚丙丙烯烯酸类塑料的面层涂装。酸类塑料的面层涂装。2.用用 途途二二.聚氨酯丙烯酸锤纹漆(双组分涂料)聚氨酯丙烯酸锤纹漆(双组分涂料
14、)1.组成及特性组成及特性 由由羟羟基基丙丙烯烯酸酸树树脂脂、铝铝粉粉、颜颜料料、助助剂剂(甲甲组组分分)及溶剂、固化剂(乙组分)组成的双组份涂料。及溶剂、固化剂(乙组分)组成的双组份涂料。聚聚氨氨酯酯丙丙烯烯酸酸锤锤纹纹漆漆具具有有花花纹纹美美观观清清晰晰、干干性性快快、高光泽、密着性好、高硬度等特点高光泽、密着性好、高硬度等特点。2.用用 途途 广广泛泛用用于于各各种种机机电电设设备备、仪仪器器、仪仪表表、机机床床电电器器等表面保护饰面。等表面保护饰面。三三.聚氨酯丙烯酸木器用漆(双组分涂料)聚氨酯丙烯酸木器用漆(双组分涂料)1.组成及特性组成及特性 由由热热固固性性丙丙烯烯酸酸树树脂脂、
15、颜颜料料、填填料料等等(甲甲组组分分)及溶剂、固化剂组成双组份涂料。及溶剂、固化剂组成双组份涂料。聚聚氨氨酯酯丙丙烯烯酸酸木木器器用用漆漆具具有有光光泽泽度度高高、丰丰满满度度极极佳佳,鲜鲜映映性性好好、柔柔韧韧性性和和抗抗冲冲性性优优,且且耐耐化化学学品品性性优优异等特点异等特点。四四.聚氨酯丙烯酸哑光面漆(双组分涂料)聚氨酯丙烯酸哑光面漆(双组分涂料)1.组成及特性组成及特性 由由以以脂脂肪肪族族异异酸酸脂脂固固化化含含羟羟基基丙丙烯烯酸酸树树脂脂为为基基料料,加入各种所需的优质颜料而配成的双组份涂料加入各种所需的优质颜料而配成的双组份涂料 具具有有优优异异的的耐耐候候性性、保保色色性性与
16、与保保光光性性,漆漆膜膜坚坚韧韧、光光泽泽好好、不不粉粉化化、不不泛泛黄黄、装装饰饰好好、有有优优良良的的耐耐化化学学品品性性能能和和耐耐水水性性、耐耐矿矿物物油油、植植物物油油、石石油油溶溶剂剂和和石石油油制制品良好,且耐冲击性和耐磨性良好。品良好,且耐冲击性和耐磨性良好。2.用用 途途 适适用用于于大大型型车车辆辆、船船舶舶、机机表表、仪仪器器、仪仪表表等等高高级级产品或重大工程的钢结构或铝合金表面作高性能面漆。产品或重大工程的钢结构或铝合金表面作高性能面漆。五五.马路标志漆(单组分涂料)马路标志漆(单组分涂料)1.组成及特性组成及特性 丙丙烯烯酸酸标标志志漆漆由由热热塑塑性性丙丙烯烯酸酸
17、树树脂脂、溶溶剂剂、颜颜料料、填填料料等等制制备备而而成成的的单单组组分分涂涂料料。具具有有不不会会滴滴、快快干干、反反光光性性能能好好,经经久久耐耐用用的的特特点点。还可以加入玻璃珠增强的反光效果。还可以加入玻璃珠增强的反光效果。2.使用范围使用范围 可可用用在在在在沥沥青青和和水水泥泥地地面面上上,适适合合用用于于马马路路标标志志、高速公路、停车场、马路、货仓和转弯位的标志。高速公路、停车场、马路、货仓和转弯位的标志。六六.丙烯酸金属闪光漆(单组分涂料)丙烯酸金属闪光漆(单组分涂料)1.组成及特性组成及特性 是是一一种种由由热热塑塑性性丙丙烯烯酸酸树树脂脂、闪闪光光颜颜料料、助助剂剂及混合
18、溶剂组成单组份涂料。及混合溶剂组成单组份涂料。丙丙烯烯酸酸金金属属闪闪光光漆漆具具有有漆漆膜膜丰丰满满、干干性性快快、高高光光泽泽、密密着着性性好好、高高硬硬度度、且且其其对对各各种种塑塑胶胶底底材材都都有极佳的附着力等特点。有极佳的附着力等特点。2.用途用途 产产品品主主要要用用汽汽车车、摩摩托托车车塑塑料料配配件件的的涂涂装装;以以及及汽汽车车、摩摩托托车车修修补补漆漆;机机床床设设备备及及轻轻工工业业产产品品的的面面漆漆涂装。涂装。4.7 环氧树脂环氧树脂 环环氧氧树树脂脂是是四四大大合合成成树树脂脂之之一一,从从1893年年发发明明到到现现在在历历经经半半个个多多世世纪纪的的发发展展,
19、产产量量不不断断增增加加,质质量量不不断提高,品种不断增多。断提高,品种不断增多。环环氧氧树树脂脂的的研研究究始始于于20世世纪纪30年年代代。1934年年德德国国公公司司的的的的P.Schlack发发现现用用胺胺类类化化合合物物可可使使含含有有多多个个环环氧氧基基团团的的化化合合物物聚聚合合成成高高分分子子化化合合物物,生生成成低低收收缩缩率率的塑料,从而获得德国专利。的塑料,从而获得德国专利。稍稍后后,瑞瑞士士 Trey公公司司的的Pierre Castan和和美美国国Devoe&Raynolds公公司司的的S.O.Greelee用用双双酚酚A和和环环氧氧氯氯丙丙烷烷经经缩缩聚聚反反应应制
20、制得得环环氧氧树树脂脂,用用有有机机多多元元胺胺或或邻邻苯苯二二甲甲酸酸酐均可使树脂固化,并具有优良的粘接性。酐均可使树脂固化,并具有优良的粘接性。不不久久,瑞瑞士士的的Ciba公公司司、美美国国的的Shell公公司司以以及及Dow Chemical公公司司都都开开始始了了环环氧氧树树脂脂的的工工业业化化生生产产及及应应用用开开发发研研究究。进进入入20世世纪纪50年年代代,在在普普通通双双酚酚A环环氧氧树树脂脂生生产产应应用用的的同同时时,一一些些新新型型的的环环氧氧树树脂脂相相继继问问世世。1960年年前前后后,相相继继出出现现了了热热塑塑性性酚酚醛醛环环氧氧树树脂脂、卤卤代代环环氧氧树树
21、脂脂、聚烯烃环氧树脂。聚烯烃环氧树脂。涂涂料料上上所所用用的的环环氧氧树树脂脂约约占占其其总总产产量量的的一一半半之之多多,广广泛泛用用于于汽汽车车工工业业、造造船船工工业业、石石油油工工业业、化化学学工工业业和电气工业等诸多方面。和电气工业等诸多方面。本节主要内容1.环氧树脂的组成与结构环氧树脂的组成与结构2.环氧树脂的分类环氧树脂的分类3.环氧树脂的主要性能环氧树脂的主要性能4.环氧树脂的固化反应及固化剂环氧树脂的固化反应及固化剂4.5.1 环氧树脂的组成和结构环氧树脂的组成和结构 环氧树脂从环氧化合物衍生而来的聚合物或齐聚物。环氧树脂从环氧化合物衍生而来的聚合物或齐聚物。环环氧氧树树脂脂
22、是是指指分分子子中中含含有有二二个个或或二二个个以以上上环环氧氧基基并并在在适适当当化化学学助助剂剂如如固固化化剂剂存存在在下下能能形形成成三三向向交交联联结结构构的的化合物之总称。简称为化合物之总称。简称为EP。一一.环氧树脂的组成环氧树脂的组成例如:双酚双酚A型环氧树脂型环氧树脂结构特点结构特点(1)树脂分子中含有环氧基;)树脂分子中含有环氧基;(2)主链上含有醚键;)主链上含有醚键;(3)树脂分子中含有苯环。)树脂分子中含有苯环。二二.环氧树脂的结构特点环氧树脂的结构特点4.7.2 环氧树脂的分类环氧树脂的分类 环氧树脂种类较多,且新品种不断增多,因此分环氧树脂种类较多,且新品种不断增多
23、,因此分类的方法较多。类的方法较多。一一.按化学结构分类按化学结构分类 按化学结构差异,环氧树脂可分为缩水甘油类环按化学结构差异,环氧树脂可分为缩水甘油类环氧树脂和非缩水甘油类环氧树脂氧树脂和非缩水甘油类环氧树脂2大类。大类。1.缩水甘油类缩水甘油类 缩缩水水甘甘油油类类环环氧氧树树脂脂可可看看成成缩缩水水甘甘油油的的衍衍生生化化合合物物。主主要要有有缩缩水水甘甘油油醚醚类类、缩缩水水甘甘油油酯酯类类和和缩缩水水甘甘油油胺类胺类3种。种。缩水甘油醚类缩水甘油醚类 缩水甘油醚类环氧树脂是指分子中含缩水甘油醚的化缩水甘油醚类环氧树脂是指分子中含缩水甘油醚的化合物,常见的主要有以下几种:合物,常见的
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