1、第一节第一节 环氧树脂环氧树脂一、概述一、概述环氧树脂是四大合成树脂之一，从环氧树脂是四大合成树脂之一，从1893年发明到现在历经半年发明到现在历经半个多世纪的发展，产量不断增加，质量不断提高，品种不断个多世纪的发展，产量不断增加，质量不断提高，品种不断增多。增多。涂料上所用的环氧树脂约占其总产量的一半之多，广涂料上所用的环氧树脂约占其总产量的一半之多，广泛用于汽车工业、造船工业、石油工业、化学工业和电气工泛用于汽车工业、造船工业、石油工业、化学工业和电气工业等诸多方面。业等诸多方面。n环氧树脂主要是指含环氧基团的聚合物环氧树脂主要是指含环氧基团的聚合物n涂料用环氧树脂环氧当量大多在涂料用环氧
2、树脂环氧当量大多在180-3200之之间；间；n环氧当量在环氧当量在180-475之间的环氧树脂主要用之间的环氧树脂主要用于双组分低温固化体系；于双组分低温固化体系；n环氧当量为环氧当量为700-1000的环氧树脂主要用于环的环氧树脂主要用于环氧酯体系；氧酯体系；n环氧当量为环氧当量为1500-3200的环氧树脂主要高温的环氧树脂主要高温烤漆。烤漆。环氧树脂主要结构特征环氧树脂主要结构特征 一般相对较贵，只有性能要求较高时才使用其典型的性能一般相对较贵，只有性能要求较高时才使用其典型的性能是有较好的耐化学药品性，尤其是耐碱性；对各种基材有极好是有较好的耐化学药品性，尤其是耐碱性；对各种基材有极
3、好的粘结性；极好的韧性、硬度和柔软性；优良的耐水性。的粘结性；极好的韧性、硬度和柔软性；优良的耐水性。大多数环氧树脂需要固化形成交联网状结构以形成有用的涂大多数环氧树脂需要固化形成交联网状结构以形成有用的涂膜，交联反应可以通过环氧基团也可以通过去羟基基团反应。膜，交联反应可以通过环氧基团也可以通过去羟基基团反应。（一）环氧树脂漆的性能1.抗化学品性能优良，耐碱性突出。2.附着力优良，尤其对金属表面附着力更强。3.保色性好，性质稳定。4.具有良好的热稳定性和电绝缘性。5.耐候性较差、易粉化、失光、漆膜丰满度不好，不宜作高质量户外用漆和高装饰性用漆。6.双组分漆，使用上不够方便。（二）分类（按固化
4、类型分）（二）分类（按固化类型分） 多元胺固化环氧树脂漆多元胺固化环氧树脂漆 常常 聚酰胺固化环氧树脂漆聚酰胺固化环氧树脂漆 温温1胺固化型胺固化型 胺加成物固化环氧树脂漆胺加成物固化环氧树脂漆 固固 胺固化环氧氧煤沥青漆胺固化环氧氧煤沥青漆 化化 环氧环氧/酚醛树脂漆酚醛树脂漆 环氧环氧/氨基树脂漆氨基树脂漆2合成树脂固化型合成树脂固化型 环氧环氧/多异氰酸酯漆多异氰酸酯漆 烘干或常温干烘干或常温干 环氧环氧/氨基氨基/醇酸树脂漆醇酸树脂漆 无溶剂环氧树脂漆无溶剂环氧树脂漆4其它类型其它类型 粉末环氧树脂涂料粉末环氧树脂涂料 常温干或烘干常温干或烘干 线型环氧树脂漆线型环氧树脂漆 环氧酯漆环
5、氧酯漆3脂肪酸酯固化型脂肪酸酯固化型 环氧酯与其它环氧酯与其它 合成树脂并用漆合成树脂并用漆 常温干或烘干常温干或烘干 水溶性环氧酯漆水溶性环氧酯漆 （三）类型牌号规格（三）类型牌号规格1.R或或R或二者皆为六元脂肪环时称为脂或二者皆为六元脂肪环时称为脂肪环氧树脂。肪环氧树脂。2.当当R或或R为不饱和脂肪酸时（油酸）称为不饱和脂肪酸时（油酸）称环氧化油。环氧化油。3.当当R=H，R为多元酸时，则称缩水甘为多元酸时，则称缩水甘油酯型环氧树脂。油酯型环氧树脂。4.当当R=H，R为多元羟基苯酚时，则称为多元羟基苯酚时，则称缩水甘油醚型环氧树脂，最常用的双酚缩水甘油醚型环氧树脂，最常用的双酚A型环氧树
6、脂就属于这一类。型环氧树脂就属于这一类。n n表示聚合度，表示聚合度，n n值越大，分子链越长，分子量越大，羟基越值越大，分子链越长，分子量越大，羟基越多，多，n n一般在一般在0 01414之间，分子量约为之间，分子量约为3503503000030000之间。之间。羟基和环氧基是环氧树脂的活性官能团，可以和许多其他合羟基和环氧基是环氧树脂的活性官能团，可以和许多其他合成树脂或化合物发生反应，这是环氧树脂很可贵的性能，也成树脂或化合物发生反应，这是环氧树脂很可贵的性能，也是它在工业上广泛应用的原因。是它在工业上广泛应用的原因。双酚双酚A和环氧氯丙烷聚合而成的环氧树脂，其聚合度，和环氧氯丙烷聚合
7、而成的环氧树脂，其聚合度，分子量、环氧当量和熔点之间的关系如表所示：分子量、环氧当量和熔点之间的关系如表所示：（四）物理性能（四）物理性能1.1.外观：外观：粘稠液体或固体，分子量粘稠液体或固体，分子量500500以下为液体，分子量超以下为液体，分子量超过过500500则逐渐过渡为固体。则逐渐过渡为固体。2.2.溶解性：溶解性：溶于酮类、酯类、醚醇类和氯化烃类，还溶于芳香溶于酮类、酯类、醚醇类和氯化烃类，还溶于芳香烃和醇类的混合溶剂，溶解度随分子量的增大而降烃和醇类的混合溶剂，溶解度随分子量的增大而降低。低。n环氧树脂涂料所采用的溶剂一般都是混合溶剂，可环氧树脂涂料所采用的溶剂一般都是混合溶剂
8、，可降低成本，改善漆膜性能和施工性能，提高溶剂的降低成本，改善漆膜性能和施工性能，提高溶剂的溶解能力，配制混合溶剂时应注意以下几点：溶解能力，配制混合溶剂时应注意以下几点：溶剂的溶解能力：分子量高的应选择酮类或醚醇类，溶剂的溶解能力：分子量高的应选择酮类或醚醇类，中等分子量选择芳香烃和醇混合溶剂。中等分子量选择芳香烃和醇混合溶剂。涂料的施工方式：喷涂、刷涂涂料的施工方式：喷涂、刷涂 溶剂的反应性：如酯类、酮类能够和胺类发生反应，溶剂的反应性：如酯类、酮类能够和胺类发生反应，选择时应注意。选择时应注意。3. 混溶性混溶性在涂料生产中，了解环氧树脂与其它树脂能否混溶是很重要的。在涂料生产中，了解环
9、氧树脂与其它树脂能否混溶是很重要的。例如，环氧树脂与煤沥青、木沥青混溶与石油沥青则不混溶，前例如，环氧树脂与煤沥青、木沥青混溶与石油沥青则不混溶，前者是芳香族混合物，后者是脂肪族聚合物；者是芳香族混合物，后者是脂肪族聚合物；环氧与脲醛可按任何比例混溶，而与三聚树脂混溶性差些。环氧与脲醛可按任何比例混溶，而与三聚树脂混溶性差些。与不干性油醇酸树脂可完全混溶，而对干性油醇酸树脂则不完全与不干性油醇酸树脂可完全混溶，而对干性油醇酸树脂则不完全混溶。混溶。与纯酚醛树脂完全混溶，对松香改性的酚醛树脂则不完全混溶。与纯酚醛树脂完全混溶，对松香改性的酚醛树脂则不完全混溶。 n混溶性测定方法：将树脂混合物溶于
10、适当混溶性测定方法：将树脂混合物溶于适当的混合溶剂中，倾在玻璃上制成薄膜，在的混合溶剂中，倾在玻璃上制成薄膜，在100下，烘烤下，烘烤1h，漆膜浑浊为不混溶，漆，漆膜浑浊为不混溶，漆膜云雾状微混溶，漆膜透明则混溶。膜云雾状微混溶，漆膜透明则混溶。4. 贮存稳定性贮存稳定性n环氧树脂的贮存稳定性很好，在仓库中贮环氧树脂的贮存稳定性很好，在仓库中贮存至少两年不会发生什么变化，这给工业存至少两年不会发生什么变化，这给工业生产带来很大的方便。生产带来很大的方便。（五）固化后环氧树脂的性能（五）固化后环氧树脂的性能 1.粘合力强：因为羟基和环氧基团有很强的极性。如：用环粘合力强：因为羟基和环氧基团有很强
11、的极性。如：用环氧粘合铝或铝合金板，常温固化后剥离强度为氧粘合铝或铝合金板，常温固化后剥离强度为15Mpa，热固，热固化后剥离强度为化后剥离强度为25Mpa。 2. 耐化学品性能优良，尤其耐碱性突出。耐化学品性能优良，尤其耐碱性突出。 3.收缩率小，环氧收缩率小，环氧2%，不饱和聚酯，不饱和聚酯6%，酚醛，酚醛10%。 4.机械强度高，韧性好。机械强度高，韧性好。 5.电绝缘性优良。电绝缘性优良。（六）（六） 环氧树脂中几个重要的质量指标环氧树脂中几个重要的质量指标 1.环氧值A：每100g环氧树脂中含有环氧基的当量数。如：分子量为340的环氧，其两端均为环氧基： A=2/340*100=0.
12、58当量/100g。环氧值的测定方法：盐酸丙酮法和盐酸吡啶法。原理：树脂中的环氧基能与盐酸进行加成反应，消耗掉一定量盐酸，剩余的盐酸用NaOH中和，通过对比计算即可得出树脂中的环氧值。分析方法：分析方法：称取称取0.51.5g树脂，放于具磨口塞三角烧瓶中，用移树脂，放于具磨口塞三角烧瓶中，用移液管加入液管加入20ml盐酸丙酮溶液盐酸丙酮溶液(1mol比重比重1.19的盐酸溶的盐酸溶于于40mL丙酮中，混匀丙酮中，混匀)。加塞摇荡使树脂完全溶解后，在阴凉处放置加塞摇荡使树脂完全溶解后，在阴凉处放置1h(15)，再加甲基橙指示剂再加甲基橙指示剂3滴，用滴，用0.1N氢氧化钠标准溶液滴氢氧化钠标准溶
13、液滴定到红色褪去变黄色为终点。定到红色褪去变黄色为终点。同样操作，不加树脂，做一空白试验。同样操作，不加树脂，做一空白试验。计算方法计算方法: A(mol/100g)=(V1-V2)N/10W式中：V1: 空白试验所消耗NaOH毫升数 V2：样品消耗NaOH毫升数 N： NaOH标准溶液浓度 W： 样品重，单位（g）规定：E51、E44、E42取样品0.5g，E20取样品1g，E12取样品1.5g。2.环氧当量环氧当量C：指含有一个当量环氧基的树脂的克数。指含有一个当量环氧基的树脂的克数。也是表示树脂中环氧基的含量的指标，环氧当量与环也是表示树脂中环氧基的含量的指标，环氧当量与环氧值可以换算。
14、氧值可以换算。C=1000/B或或C=100/A例：例：E20的环氧值为的环氧值为0.2，则，则C=100/0.2=5003. 羟基值羟基值F: 指指100g树脂中含有羟基的当量数。树脂中含有羟基的当量数。例：分子量为例：分子量为1000的环氧树脂，分子含的环氧树脂，分子含4个羟基，个羟基，则则 F=4/1000*100=0.4当量当量/100g4. 羟基当量羟基当量H：指含有一个当量羟基的树脂的：指含有一个当量羟基的树脂的克数。与克数。与F一样，都是表示树脂中羟基含量一样，都是表示树脂中羟基含量的指标。的指标。 换算式为：换算式为：H=100/Fn测定方法：乙酰氯法测定方法：乙酰氯法n试剂：
15、试剂：1.5M乙酰氯的甲苯溶液乙酰氯的甲苯溶液(取取118mL乙酰氯置乙酰氯置于于1 L容量瓶，加入纯甲苯到刻度，充分混匀容量瓶，加入纯甲苯到刻度，充分混匀)；n0.5N氢氧化钠乙醇溶液；氢氧化钠乙醇溶液；n甲酚红指示剂：甲酚红指示剂：0.1g溶于溶于100mL的的50%的乙醇中。的乙醇中。n吡啶；丙酮；吡啶；丙酮；（1）取试样）取试样12g加入加入250mL具磨口塞的锥形具磨口塞的锥形瓶中，加热至瓶中，加热至60使完全溶解，冷却至室温。使完全溶解，冷却至室温。（2）用移液管加入）用移液管加入10mL1.5M乙酰氯的甲苯溶乙酰氯的甲苯溶液，冷却至液，冷却至0。 （3）加入）加入2 mL吡啶，紧
16、塞剧烈摇荡，置入吡啶，紧塞剧烈摇荡，置入60的水浴中加温的水浴中加温1h，其间可开塞消除瓶内压，其间可开塞消除瓶内压力，每隔力，每隔10min剧烈摇荡一次。剧烈摇荡一次。 （4）将锥形瓶置入冰水中冷却，加入）将锥形瓶置入冰水中冷却，加入25mL冷蒸馏水，时时摇荡，在冷蒸馏水，时时摇荡，在30min内在冰水浴内在冰水浴中使过剩的乙酰氯分解。中使过剩的乙酰氯分解。 （5）再加）再加25mL丙酮以防止溶液乳化加入数丙酮以防止溶液乳化加入数滴甲酚红指示剂，用滴甲酚红指示剂，用0.5N氢氧化钠乙醇溶氢氧化钠乙醇溶液滴定。液滴定。（6）另作空白试验，按下式计算：）另作空白试验，按下式计算：H（羟基当量）（
17、羟基当量）=2000W/(B-S)N式中：式中：B: 空白试验所耗空白试验所耗0.5N碱乙醇溶液的毫升数碱乙醇溶液的毫升数 S：试样所耗：试样所耗0.5N碱乙醇溶液是毫升数碱乙醇溶液是毫升数 N：碱乙醇溶液的当量数：碱乙醇溶液的当量数 W：样品重量（：样品重量（g）二二 、 双酚双酚A型环氧树脂的制备型环氧树脂的制备（一）、反应原理（一）、反应原理 环氧氯丙烷与双酚环氧氯丙烷与双酚A在在NaOH存在下，制成环氧树脂存在下，制成环氧树脂的反应如下：的反应如下： 双酚双酚A分子中的羟基上的活泼氢原子在分子中的羟基上的活泼氢原子在NaOH 催化下，催化下，与环氧氯丙烷的环氧基发生开环加成反应，使两个
18、与环氧氯丙烷的环氧基发生开环加成反应，使两个分子结合。分子结合。然后在然后在NaOH作用下，链端上的氯原子与羟基上的氢作用下，链端上的氯原子与羟基上的氢原子结合成原子结合成HCl而脱除，闭合为新的环氧基。而脱除，闭合为新的环氧基。n新生的环氧基再和双酚新生的环氧基再和双酚A反应，生成了中间含有仲醇反应，生成了中间含有仲醇基两端含有酚羟基的类似双酚基两端含有酚羟基的类似双酚A的更大分子：的更大分子：n这个更大的类似双酚这个更大的类似双酚A的分子和环氧氯丙烷反应。重的分子和环氧氯丙烷反应。重复以上开环、闭环、再开环、再闭环复以上开环、闭环、再开环、再闭环的反应的反应n总反应式可写成：总反应式可写成
19、：（二）合成工艺（二）合成工艺1. 低分子量树脂的合成工艺低分子量树脂的合成工艺采用二步加碱法，它的优点是最大限度的避免了环氧氯丙采用二步加碱法，它的优点是最大限度的避免了环氧氯丙烷的水解，增加了环氯丙烷的回收量。烷的水解，增加了环氯丙烷的回收量。2 . 配比（以配比（以E-44为例）为例）原料原料 规格规格 用量用量双酚双酚A 100% 1公斤公斤环氧氯丙烷环氧氯丙烷 9394% 2.75公斤公斤NaOH 30% 1.435或或0.775公斤公斤甲苯（或苯）甲苯（或苯） 适量适量 工艺过程（1）把双酚A放入溶解釜中，加入环氧氯丙烷，开动搅拌，用蒸汽加温至70溶解。溶解后将物料送至反应釜中，在
20、搅拌情况下，于5055，4小时内，滴加完第一份碱溶液，并在5560下继续反应4小时。（2）减压回收过量的环氧氯丙烷，冷凝收集后重新利用。（3）加入苯溶解，边搅拌边加热至70，在6873下，于1h内将第二份碱液滴加完毕，并在6873下继续反应3h，然后冷却静置，将上层树脂苯溶液移至回流脱水釜，下层的盐脚尚可加苯再萃取一次后放掉。 （4）在回流脱水釜中回流至蒸出的苯清彻无水为止，然后冷却、静置、经过滤、沉降后送至脱苯釜脱苯、先常压脱苯至液温达110以上，后改为减压脱苯，至液温140143无液体馏出时，即可出料进行包装。三、三、 胺固化环氧树脂漆胺固化环氧树脂漆 胺类固化剂种类较多，大致可分为三类：
21、胺类固化剂种类较多，大致可分为三类： （1）脂肪族胺类：乙二胺、己二胺、二乙）脂肪族胺类：乙二胺、己二胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、四乙撑五胺等。撑三胺、三乙撑四胺、四乙撑五胺等。 能在常温下固化，固化速度快，粘度低，能在常温下固化，固化速度快，粘度低，使用方便；缺点是固化时放热量大，固化使用方便；缺点是固化时放热量大，固化后树脂的机械强度低，耐热性差，有毒。后树脂的机械强度低，耐热性差，有毒。 （2）芳香族胺类：间苯二胺、间苯二甲胺、）芳香族胺类：间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷等。固化时需要在较高二氨基二苯基甲烷等。固化时需要在较高温度下进行，使用期限较长，固化后树脂温度下进行，使用期
22、限较长，固化后树脂耐热性较好。耐热性较好。 （3）改性胺类固化剂：是胺类与其他化合物）改性胺类固化剂：是胺类与其他化合物的加成物，具有毒性小，工艺性能好等优的加成物，具有毒性小，工艺性能好等优点，如点，如T31，可常温固化。，可常温固化。固化剂固化反应原理固化剂固化反应原理二乙烯（撑）三胺二乙烯（撑）三胺（一）多元胺固化的环氧树脂漆（一）多元胺固化的环氧树脂漆1、性能和用途、性能和用途（1）附着力好，机械强度高，柔韧性尚可。）附着力好，机械强度高，柔韧性尚可。（2）耐化学品性好，耐脂肪烃类溶剂。）耐化学品性好，耐脂肪烃类溶剂。（3）双组份，常温固化，现配现用，使用期短。）双组份，常温固化，现配
23、现用，使用期短。（4）用于既要求防腐又不能烘考的大型设备如贮）用于既要求防腐又不能烘考的大型设备如贮 罐，大口径埋地管道。罐，大口径埋地管道。2、原料的选择与漆的配制、原料的选择与漆的配制（1）树脂）树脂E-20（分子量为（分子量为900） （2）固化剂：已二胺、二乙烯三胺，乙二胺）固化剂：已二胺、二乙烯三胺，乙二胺 理论用量：理论用量： 5.8 4.4 3.1 （3）溶剂酮、醇和芳香烃混合溶剂，涂刷施工时）溶剂酮、醇和芳香烃混合溶剂，涂刷施工时用乙基溶纤剂，不能用酯类作溶剂，因为它与胺类用乙基溶纤剂，不能用酯类作溶剂，因为它与胺类会反应。会反应。 （4）漆的制备工艺）漆的制备工艺n环氧树脂和
24、溶剂放在有回流冷凝器的釜中，加热溶环氧树脂和溶剂放在有回流冷凝器的釜中，加热溶解，过滤，即成清漆。如配制色漆，再加入颜料，解，过滤，即成清漆。如配制色漆，再加入颜料，填料，经研磨而成。所有固化剂则为另一组分。填料，经研磨而成。所有固化剂则为另一组分。 n由于是双组分的，施工前按规定比例混合，静置由于是双组分的，施工前按规定比例混合，静置12h熟化，否则容易熟化，否则容易“泛白泛白”。n这类漆流平性很差，施工后易产生桔皮，缩边等弊这类漆流平性很差，施工后易产生桔皮，缩边等弊病。可在漆中加环氧树脂的病。可在漆中加环氧树脂的5左右的脲醛树脂或左右的脲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂以改善其流平性。三聚氰胺甲
25、醛树脂以改善其流平性。 举例：（举例：（1）钢质贮油罐的内壁涂料）钢质贮油罐的内壁涂料甲组分：（二）胺加成物固化的环氧树脂漆（二）胺加成物固化的环氧树脂漆环氧胺加成物是最常用的固化剂，它是用环氧树脂环氧胺加成物是最常用的固化剂，它是用环氧树脂和过量的乙二胺（二乙烯三胺）反应制得的。和过量的乙二胺（二乙烯三胺）反应制得的。 配比如下：配比如下： 乙二胺（乙二胺（75） 52丁醇丁醇 56二甲苯二甲苯 56环氧树脂（当量环氧树脂（当量500） 110 制备方法：制备方法： 将乙二胺、丁醇置于反应釜中，搅拌，缓慢加入将乙二胺、丁醇置于反应釜中，搅拌，缓慢加入环氧树脂，加热回流反应环氧树脂，加热回流反
26、应23小时，小时， 减压蒸出溶剂和过量的乙二胺，达到终点后（软减压蒸出溶剂和过量的乙二胺，达到终点后（软化点约化点约96），降温出釜，冷却后是固态，使用），降温出釜，冷却后是固态，使用时研粉。时研粉。举例：胺加成物固化环氧树脂清漆举例：胺加成物固化环氧树脂清漆甲组分：环氧树脂甲组分：环氧树脂E-20 50 脲醛树脂脲醛树脂 2.5 混合溶剂混合溶剂 47.5乙组分：环氧乙组分：环氧-乙二胺加成物乙二胺加成物 20 混合溶剂混合溶剂 20（三）聚酰胺固化环氧树脂漆（三）聚酰胺固化环氧树脂漆1、性能和用途、性能和用途n固化环氧的聚酰胺是低分子量的（固化环氧的聚酰胺是低分子量的（1000500），外
27、观是棕色粘稠液体。），外观是棕色粘稠液体。n与胺固化漆比较，有如下优缺点：与胺固化漆比较，有如下优缺点：（1）对金属和非金属都有很强的粘合力，）对金属和非金属都有很强的粘合力，可制得高弹性的漆膜。可制得高弹性的漆膜。（2）耐侯性较好）耐侯性较好（3）施工性能好，不易）施工性能好，不易“泛白泛白”，产生桔，产生桔皮，使用期限较长，毒性较小。皮，使用期限较长，毒性较小。（4）可在不完全除锈或）可在不完全除锈或潮湿潮湿的钢铁表面施工。的钢铁表面施工。（5）耐化学品性不及胺固化环氧树脂。）耐化学品性不及胺固化环氧树脂。 n用于涂装储罐，管道，钻塔，石油化工设备，用于涂装储罐，管道，钻塔，石油化工设备，
28、海上采油设备，皮革，纸张等。海上采油设备，皮革，纸张等。原料底漆磁漆 天兰色原料 底漆磁漆天兰色甲组分E-2017.1836.35柠檬铬黄12.12丁醇/二甲苯(3/7)17.1836.35锌铬黄9.92硅油溶液0.5氧化锌7.45合计100100滑石粉(325目)2.72乙组分鋁粉浆(固体60%)5.5聚酰胺树脂(200号)11.520.0钛白粉(金红石型)26.4丁醇/二甲苯(3/7)11.520.0酞菁兰0.4合计23.040.0（四）胺固化环氧煤沥青漆（四）胺固化环氧煤沥青漆1、性能和用途、性能和用途（1）耐水性突出，适于水下工程。）耐水性突出，适于水下工程。（2）耐化学品、耐腐蚀性较
29、好）耐化学品、耐腐蚀性较好（3）韧性好，附着力好，耐侯性差）韧性好，附着力好，耐侯性差（4）成本低）成本低 用于地下管道，水下设施，船舶，储罐内型，不能用于地下管道，水下设施，船舶，储罐内型，不能用于饮用水设备。用于饮用水设备。四、合成树脂固化的环氧树脂漆四、合成树脂固化的环氧树脂漆（一）氨基树脂固化的环氧树脂漆（一）氨基树脂固化的环氧树脂漆1、性能和用途、性能和用途漆膜柔韧性好，颜色浅，光泽强，耐化学品性比单漆膜柔韧性好，颜色浅，光泽强，耐化学品性比单独的环氧树脂好，用于医疗器械，仪器设备，独的环氧树脂好，用于医疗器械，仪器设备，金属或塑料表面罩光。金属或塑料表面罩光。2、制备、制备这种漆耐
30、化学品性，光泽，硬度均好，这种漆耐化学品性，光泽，硬度均好，205度烘度烘烤烤20min固化。在设计配方时，环氧固化。在设计配方时，环氧/氨基树脂氨基树脂70/30时，漆的性能最好。时，漆的性能最好。（二）环氧（二）环氧-氨基氨基-醇酸漆醇酸漆不干性短油度醇酸树脂与环氧树脂，氨基树脂相混不干性短油度醇酸树脂与环氧树脂，氨基树脂相混溶，交联后，漆膜具有更好的附着力，坚韧性和耐溶，交联后，漆膜具有更好的附着力，坚韧性和耐化学品性。化学品性。可用作底漆和通用防腐漆配漆时环氧可用作底漆和通用防腐漆配漆时环氧/醇酸醇酸/氨基氨基=30/45/25，醇酸增加时，漆膜耐化学品性和附着力，醇酸增加时，漆膜耐化
31、学品性和附着力下降，柔韧性提高，烘干条件是下降，柔韧性提高，烘干条件是180，15min； 150，30min；120，60min。配方：配方：环氧环氧E-20 15.4不干性短油度醇酸树脂（不干性短油度醇酸树脂（50%） 32三聚氰胺甲醛树脂（三聚氰胺甲醛树脂（50%） 21.4环已酮环已酮 17.2二甲苯二甲苯 13.41%硅油溶液硅油溶液 0.5（三）多异氨酸酯固化环氧树脂漆（三）多异氨酸酯固化环氧树脂漆多异氰酸酯中的异氰酸基和环氧中的羟基反应生多异氰酸酯中的异氰酸基和环氧中的羟基反应生成聚氨基甲酸酯，使漆膜固化成聚氨基甲酸酯，使漆膜固化 。 这种漆是双组分的，常温下固化，漆膜耐水性，这
32、种漆是双组分的，常温下固化，漆膜耐水性，耐溶剂性，耐化学品性优异，柔韧性特别好，用耐溶剂性，耐化学品性优异，柔韧性特别好，用于涂装水下设备和化工设备，配漆时于涂装水下设备和化工设备，配漆时NCO:OH= 0.7-1.1。不得使用醇类和醇醚类溶剂。不得使用醇类和醇醚类溶剂。 n配方 ： 甲组分 含量%钛白 34环氧（E-03） 21环已酮 21.5醋酸溶纤剂 10.75二甲苯 10.75乙组分TDI加成物 18.7五、其他环氧树脂漆五、其他环氧树脂漆（一）无溶剂型环氧树脂漆（一）无溶剂型环氧树脂漆1、性能和用途、性能和用途 是一种不含有机溶剂的环氧树脂漆，主要成分有：是一种不含有机溶剂的环氧树脂
33、漆，主要成分有：环氧树脂，固化剂，活性稀释剂，颜料和辅助材环氧树脂，固化剂，活性稀释剂，颜料和辅助材料。料。（1）原浆型，一道涂装）原浆型，一道涂装250um左右，施工效率左右，施工效率高。高。（2）环保型，避免环境污染和对健康的影响。）环保型，避免环境污染和对健康的影响。（3）漆膜较脆，粘度高，施工不方便，需要）漆膜较脆，粘度高，施工不方便，需要专用设备，用于管道，贮罐，车内壁，装载专用设备，用于管道，贮罐，车内壁，装载石油的船舱，适于通风不良环境下的设备。石油的船舱，适于通风不良环境下的设备。2、制备、制备料液多为双组分；常温干燥型、烘干型。料液多为双组分；常温干燥型、烘干型。 环氧树脂选
34、用分子量较低的环氧树脂选用分子量较低的E-44，E-51，活性稀，活性稀释剂要求稀释能力强，无毒无特殊臭味，不易挥释剂要求稀释能力强，无毒无特殊臭味，不易挥发，能满足漆膜性能要求。发，能满足漆膜性能要求。 丁基缩水甘油醚，环氧值丁基缩水甘油醚，环氧值0.5，稀释力较强，漆，稀释力较强，漆膜的弹性和耐热性较好，对皮肤刺激性小。膜的弹性和耐热性较好，对皮肤刺激性小。 n糠醇缩水甘油醚，稀释能力较差，无臭味，对皮糠醇缩水甘油醚，稀释能力较差，无臭味，对皮肤刺激小。肤刺激小。n烯丙基缩水甘油醚，本身粘度低，稀释力强，是烯丙基缩水甘油醚，本身粘度低，稀释力强，是一种高效活性稀释剂。一种高效活性稀释剂。n
35、二缩水甘油醚，环氧值二缩水甘油醚，环氧值 1.15-1.53，具有两个环氧，具有两个环氧基，漆膜弹性，耐热性好，稀释能力强，用量为基，漆膜弹性，耐热性好，稀释能力强，用量为环氧树脂的环氧树脂的30%。n以上活性稀释剂与固化剂的用量按当量比为以上活性稀释剂与固化剂的用量按当量比为1:1。固化剂：固化剂：低分子量聚酰胺低分子量聚酰胺-可常温固化，有增韧作用，附着力可常温固化，有增韧作用，附着力极好。有良好的耐水性和耐候性，极好。有良好的耐水性和耐候性， 酚醛已二胺缩合物酚醛已二胺缩合物-可常温固化，无毒可常温固化，无毒 ，常温固化时，常温固化时间为间为1-3天。天。 植物油与酐的加成物植物油与酐的
36、加成物-烘干固化。桐油酸酐漆膜电性烘干固化。桐油酸酐漆膜电性能好，由于本身漆膜厚，只需加少量的颜料就可达到能好，由于本身漆膜厚，只需加少量的颜料就可达到足够的遮盖力，如钛白，在涂料中足够的遮盖力，如钛白，在涂料中5-6%就足够。就足够。（二）线型环氧树脂漆（高分子漆）（二）线型环氧树脂漆（高分子漆） 线型环氧树脂也是双酚线型环氧树脂也是双酚A型环氧树脂，分子量特别型环氧树脂，分子量特别高高7000-30000，而普通环氧都在，而普通环氧都在4000以下，结构以下，结构式如下，式如下，n=25-100，环氧值很小。，环氧值很小。1、特征：、特征： （1）分子链很长，韧性极好，可不用固化剂交联）分
37、子链很长，韧性极好，可不用固化剂交联而直接成膜。而直接成膜。 （2）有大量极性羟基存在，附着力比普通环氧更强，）有大量极性羟基存在，附着力比普通环氧更强，但抗水性较差，适合与酚醛，氨基并用，制成具有但抗水性较差，适合与酚醛，氨基并用，制成具有高韧性和高耐化学品性的烘干型涂料，用于钻杆内高韧性和高耐化学品性的烘干型涂料，用于钻杆内涂层涂层 （3）由于分子量大，溶解时需要强溶剂，当配成施）由于分子量大，溶解时需要强溶剂，当配成施工要求的粘度时，固含量较低。工要求的粘度时，固含量较低。 （4）对颜料浸润性不好，光泽差，适合于制底漆和）对颜料浸润性不好，光泽差，适合于制底漆和高性能防腐漆。高性能防腐漆
38、。六、环氧树脂固化体系六、环氧树脂固化体系n一元脂肪胺与环氧基团反应，生成二元胺；一元脂肪胺与环氧基团反应，生成二元胺；n二元胺进一步与环氧基团反应生成三元胺。二元胺进一步与环氧基团反应生成三元胺。 一般，一元脂肪胺挥发性太高而选用分子量较高一般，一元脂肪胺挥发性太高而选用分子量较高的多元胺，反应在室温下进行。的多元胺，反应在室温下进行。 多元胺作固化剂，活性高，固化时间短，固化时多元胺作固化剂，活性高，固化时间短，固化时放热量大，施工时限短，在湿度较大的条件下，放热量大，施工时限短，在湿度较大的条件下，漆膜易泛白、桔皮、缩孔，多元胺有刺激性。漆膜易泛白、桔皮、缩孔，多元胺有刺激性。2. 环氧
39、树脂环氧树脂/酸酐固化体系酸酐固化体系3. 环氧树脂环氧树脂/碱基树脂固化体系碱基树脂固化体系4. 环氧树脂环氧树脂/酚醛树脂固化体系酚醛树脂固化体系5. 环氧树脂环氧树脂/异氰酸酯固化体系异氰酸酯固化体系环氧树酯在涂料工业中应用环氧树酯在涂料工业中应用第二节第二节 聚氨酯树脂聚氨酯树脂n组成：在分子结构中含有氨基甲酸酯重复链节的高组成：在分子结构中含有氨基甲酸酯重复链节的高分子化合物称为聚氨酯树脂，由多异氰酸脂和多元分子化合物称为聚氨酯树脂，由多异氰酸脂和多元醇加成聚合而成。醇加成聚合而成。n原料的性能及选择原料的性能及选择n常用的多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯常用的多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯(
40、TDI) 和二苯和二苯甲烷二异氰酸酯甲烷二异氰酸酯(MDI)一、一、 聚氨酯概况聚氨酯概况（一）定义一）定义:聚氨酯漆是指在漆膜中含有相当数量的聚氨酯漆是指在漆膜中含有相当数量的氨酯键的涂料。氨酯键的涂料。聚氨酯漆所用的原料是聚氨酯树脂，聚氨酯树脂是由聚氨酯漆所用的原料是聚氨酯树脂，聚氨酯树脂是由多异氰酸酯与多元醇等含有活性氢原子和基团反应而多异氰酸酯与多元醇等含有活性氢原子和基团反应而成的。成的。在实际生产中常用的是二异氰酸酯，其结构如下：在实际生产中常用的是二异氰酸酯，其结构如下： O=C=N-R-N=C=O 其中其中NCO称为异氰酸酯基或异氰酸基，二称为异氰酸酯基或异氰酸基，二异氰酸酯与
41、多元醇反应形成高聚物的过程，异氰酸酯与多元醇反应形成高聚物的过程，既不是缩合，也不是聚合，而是在两者之既不是缩合，也不是聚合，而是在两者之间，称之为逐步聚合，在反应中一个分子间，称之为逐步聚合，在反应中一个分子中的活泼氢原子转移到另一个分子中去。中的活泼氢原子转移到另一个分子中去。 在固化过程中也没有副产物分离出来，体在固化过程中也没有副产物分离出来，体积收缩小。积收缩小。（二）聚氨酯漆的特点（二）聚氨酯漆的特点1、耐磨性强，广泛用作地板漆，甲板漆等、耐磨性强，广泛用作地板漆，甲板漆等2、既有很好的保护性，又有很好的装饰性。、既有很好的保护性，又有很好的装饰性。3、对多种物质均有很强的附着力。
42、、对多种物质均有很强的附着力。4、漆膜的弹性可根据需要进行调节。可以从极坚硬、漆膜的弹性可根据需要进行调节。可以从极坚硬的涂层调节到柔韧的弹性涂层。的涂层调节到柔韧的弹性涂层。5、具有较全面的耐化学品，耐酸、碱、盐，适合于、具有较全面的耐化学品，耐酸、碱、盐，适合于化工防腐涂料。化工防腐涂料。6、既能高温烘干，也能低温固化，、既能高温烘干，也能低温固化，07、既能制成耐低温（、既能制成耐低温（-40）品种，也能制成耐高）品种，也能制成耐高温品种。温品种。8、能与聚酯，聚醚，环氧，醇酸，聚丙烯酸酯，氯、能与聚酯，聚醚，环氧，醇酸，聚丙烯酸酯，氯乙烯醋酸乙烯共聚树脂，煤沥青，干性油等配合乙烯醋酸乙
43、烯共聚树脂，煤沥青，干性油等配合制漆，品种极多，性能各异，应用面非常广。制漆，品种极多，性能各异，应用面非常广。二、化学部分二、化学部分（一）异氰酸酯的工业品种（一）异氰酸酯的工业品种主要品种有：主要品种有：1、甲苯二异氰酸酯（、甲苯二异氰酸酯（TDI）工业品有单独的工业品有单独的2，4体，也有体，也有2，4体与体与2，6体的混合物。体的混合物。65/35，80/20（百分比）都是透明无色到微黄色的液体。（百分比）都是透明无色到微黄色的液体。2、二苯甲烷二异氰酸酯（、二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）外观是白色到黄色片状体外观是白色到黄色片状体以上两种是芳香族多异氰酸酯，所制的漆膜机以上两种是芳香族
44、多异氰酸酯，所制的漆膜机械性能优良，耐化学品性好，但耐候性差，易械性能优良，耐化学品性好，但耐候性差，易失光（因为含有苯环结构）。失光（因为含有苯环结构）。3、六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI) 外观是无色到外观是无色到微黄色液体。微黄色液体。4、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)n以上两种是脂肪族多异氰酸酯。其所制得以上两种是脂肪族多异氰酸酯。其所制得的漆膜不泛黄，保光性好。的漆膜不泛黄，保光性好。（二）异氰酸酯化学反应（二）异氰酸酯化学反应n制备聚氨酯涂料时最基本最重要的反应是下述反应制备聚氨酯涂料时最基本最重要的反应是下述反应（NCO基团与活泼基团与活泼H之
45、间的反应）。之间的反应）。n为了简化起见，均以单官能化合物来表示这些反应：为了简化起见，均以单官能化合物来表示这些反应：1）与醇反应 2）与水反应，生成不稳定的氨基甲酸，随即分解为胺放出CO2。 3）与胺反应生成脲 4）在高温（100度以上）或催化剂作用下，与氨基甲酸酯反应生成脲基甲酸酯。 5）与脲反应，生成缩二脲，具有优良的性能。 6）异氰酸酯能与羧酸反应形成酰胺，还能与酰胺反应生成酰基脲。 7）自身聚合，芳香族异氰酸酯聚合成二聚体，脂肪族异氰酸酯形成三聚体，芳香族和脂肪族的混合物也能聚合成三聚体，具有快干，不泛黄，耐高温等特色。（三）催化剂（三）催化剂 催化剂的作用是促进异氰酸酯的反应，并
46、引导反应催化剂的作用是促进异氰酸酯的反应，并引导反应向着预期的方向进行。向着预期的方向进行。1.1.叔胺类叔胺类-甲基乙二醇胺，二甲基乙醇胺、三亚乙甲基乙二醇胺，二甲基乙醇胺、三亚乙基二胺；其中的三亚甲基二胺最为常用，叔胺的催基二胺；其中的三亚甲基二胺最为常用，叔胺的催化活性随碱性增大而增大。化活性随碱性增大而增大。叔胺对芳香族叔胺对芳香族TDITDI有显著的催化作用，但对脂肪族有显著的催化作用，但对脂肪族HDIHDI的催化作用极弱。的催化作用极弱。2. 有机金属化合物有机金属化合物-环烷酸锌，铝，铅等。环烷酸锌，铝，铅等。n环烷酸锌对脂肪族的催化作用强，而对芳香族的催环烷酸锌对脂肪族的催化作
47、用强，而对芳香族的催化作用弱。化作用弱。3.有机膦有机膦-三乙基膦等，工业上用得不多。三乙基膦等，工业上用得不多。n需要注意的是，原料中存在的微量碱，如水溶性铁需要注意的是，原料中存在的微量碱，如水溶性铁盐等对异氰酸酯的反应也有催化作用。如处理不当，盐等对异氰酸酯的反应也有催化作用。如处理不当，容易产生凝胶使漆料报废。为消除微量碱的影响可容易产生凝胶使漆料报废。为消除微量碱的影响可加入少量加入少量0.3%的磷酸或苯甲酰氯，其醇解时产生的的磷酸或苯甲酰氯，其醇解时产生的盐酸可中和碱性杂质。盐酸可中和碱性杂质。（四）水份消除剂（四）水份消除剂异氰酸酯能与水反应生成胺和异氰酸酯能与水反应生成胺和CO
48、2，因此，无论是在，因此，无论是在单组分还是双组分涂料中，都不希望水分的存在，以单组分还是双组分涂料中，都不希望水分的存在，以免影响涂料贮存期或使漆膜产生气泡。免影响涂料贮存期或使漆膜产生气泡。常用的水分消除剂有沸石分子筛（吸附水分），除水常用的水分消除剂有沸石分子筛（吸附水分），除水作用强而不会影响异氰酸酯的活性。作用强而不会影响异氰酸酯的活性。（五）溶剂（五）溶剂1）由于醇，醚类溶剂中含有羟基，可以参加异氰酸）由于醇，醚类溶剂中含有羟基，可以参加异氰酸酯的反应，故不可用。烃类溶剂虽然稳定，但溶解力酯的反应，故不可用。烃类溶剂虽然稳定，但溶解力低，常与其它溶剂合用，酯类溶剂用得最多，如醋酸低
49、，常与其它溶剂合用，酯类溶剂用得最多，如醋酸乙酯，醋酸丁酯，酮类溶剂也可用，如环已酮，但气乙酯，醋酸丁酯，酮类溶剂也可用，如环已酮，但气味较大。味较大。 2）溶剂中或多或少含有水分，会影响漆膜的性能和）溶剂中或多或少含有水分，会影响漆膜的性能和质量，所以在制漆过程中应采用质量，所以在制漆过程中应采用“氨酯级溶剂氨酯级溶剂”，这，这种溶剂含杂质极少，纯度比一般工业品高。种溶剂含杂质极少，纯度比一般工业品高。（一）聚氨酯漆的分类（一）聚氨酯漆的分类1、氨酯油（氧固化，单组分）、氨酯油（氧固化，单组分）2、多异氰酸酯、多异氰酸酯/含羟基树脂（双组分）含羟基树脂（双组分）3、封闭型多异氰酸酯、封闭型多
50、异氰酸酯/含羟基树脂含羟基树脂(烘干型，单组分烘干型，单组分)4、预聚物，潮气固化型（单组分）、预聚物，潮气固化型（单组分）5、预聚物，催化固化型（双组分）、预聚物，催化固化型（双组分）6、聚氨酯沥青、聚氨酯沥青7、聚氨酯弹性涂料。、聚氨酯弹性涂料。 三、三、 制漆部分制漆部分聚氨酯漆主要品种表：聚氨酯漆主要品种表：（二）氨酯油（二）氨酯油氨酯油是氨酯油是先将干性油与多元醇进行酯化，再与二异先将干性油与多元醇进行酯化，再与二异氰酸酯反应，以油脂中的不饱和双键在空气中干燥氰酸酯反应，以油脂中的不饱和双键在空气中干燥（在催干剂作用下）的涂料。（在催干剂作用下）的涂料。1. 性能及用途：性能及用途：
