1、油漆与涂料相关知识第一页，共128页。涂料的分类方法：涂料的分类方法：按用途：建筑用漆、电气绝缘漆、汽车专用漆、室内和室外用漆按施工方法：刷用漆、喷漆、烘漆、电泳漆按涂料的作用：腻子、底漆(头度漆、二度漆)、防锈漆、防腐漆、防火漆、耐高温漆等按漆膜外观：大红漆、有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆、锤纹漆等腻子腻子：用于消除涂漆前较小表面缺陷的厚浆状涂料，主要用来填补木材本身缺陷。例如虫孔，节孔，钉眼等，具有高填充性。底漆底漆：是指多层涂装时，直接涂到底材上的涂料。底漆又可分为头度底漆及二度底漆。头度底漆用于封固木材白身，平衡材质，增加密着；二度底漆可多次喷涂，起到填充，增加膜厚，且砂光后增加上涂面
2、漆附着力。面漆面漆：系涂膜最上层的涂料，赋予涂膜各种物化性能，如光泽，硬度，韧性，手感等等。*2现代精细化工涂料第二页，共128页。大漆大漆：天然漆的一种，又称生漆、固漆、金漆等，是漆画的基本材料。大漆是漆树的一种生理分泌物。漆树是一种落叶乔木，分布在我国甘肃南部至山东以南地区。漆树的树皮被割破后有乳白色或谷黄色粘稠液体渗出，这种分泌物叫大漆。皱纹漆：皱纹漆：能形成皱纹的漆。由桐油、树脂、颜料、溶剂及催干剂等配制而成。涂刷于物体表面，烘干后产生均匀的皱纹。用于涂饰仪表、文具、五金用品等。锤纹漆：锤纹漆：涂膜表面如经过锤子锤过的金属表面，有一层形似凹凸不平的锤击斑纹，多用于高级仪器、仪表的表面涂
3、饰。近年来，家具表面的涂饰工艺中也开始采用这种锤纹工艺。家具表面上使用的锤纹漆与使用于金属制品上的锤纹漆不同，大多采用枣红、玫瑰红、墨绿等色彩，经这种彩色锤纹漆的涂饰，家具就显得十分明快，很受年青人的喜爱。*3现代精细化工涂料第三页，共128页。磁漆：磁漆：也作瓷漆，又称瓷油，是以清漆为基础加入颜料等经研磨而制成的涂料。磁漆的特点是经涂装后形成的涂膜坚硬光亮，因像瓷釉而得名。由于对涂膜光泽的需要而对涂料中的颜填料用量有限制，因而遮盖力遮盖力是其主要指标。常用的磁漆有酚醛磁漆、醇酸磁漆、丙烯酸磁漆、聚氨酯磁漆、聚氯乙烯磁漆和硝基磁漆等。色漆色漆：相对透明漆说的，也就是除透明漆之外的各种颜色的漆，
4、其中又包括醇酸漆和硝基漆。根据成膜物质分类根据成膜物质分类：全名=颜料或颜色+成膜物质名称+基本名称，如红醇酸磁漆、锌黄酚醛防锈漆对于某些有专业用途及特性的产品，可在成膜物质后面加以说明，如醇酸导电磁漆、白硝基外用磁漆涂料型号：第一部分是成膜物质，第二部分是基本名称，第三部分是序号。*4现代精细化工涂料第四页，共128页。*现代精细化工涂料5涂料的流变特性涂料的流变特性涂料的流型涂料的流型四种流体流型：四种流体流型：牛顿型流体、胀型流体、假塑型流体和塑性流体牛顿流体：理想流体。涂料和油墨很少属于牛顿型流体。屈服值屈服值(屈服点屈服点)与塑性流动与塑性流动塑性流动是指当给一流体施加剪切力时，当不
5、超过某一极小值以前，流体不发生流动(可能变形)，当剪切力超过这一极小值后，流体开始流动。这个最小的剪切力就称为屈服值，此时所施加的剪切应力称为屈服应力。胀型流体：一旦施加外力，流体就流动，其粘度会因剪切速率的增大而上升，但在静置时，能逐渐恢复原来流动较好的状态。假塑性流体：假塑性流体：其流动特点是一旦施加外力就能流动，其粘度随着剪切速率的增加而减小塑性流体：塑性流体：当剪切应力小于某一数值。时，涂料就不能流动，大于。后才开始流动。第五页，共128页。*现代精细化工涂料6触变性触变性当物质被施加剪切应力时发生塑性流动(假塑性流动)，除去剪切应力之后，体系的黏度又恢复原状的物质称之为触变性物质。触
6、变性物质的黏度与剪切应力持续的时间和剪切速率有关。塑性流动与流体触变性都与体系的内部结构相关，当搅动或摇动时体系内部结构会暂时发生破坏，静止之后又恢复原状，一般认为这是凝胶溶胶凝胶转变的等温可逆过程。触变性和塑性流动对涂料具有特殊的意义。无剪切力或剪切力很小时，涂料具有高的坚固性(凝胶)，当有剪切作用时，涂料又出现显著的流动性。第六页，共128页。*现代精细化工涂料7涂料的黏度涂料的黏度黏度是剪切应力与剪切速率之比。黏度单位：P(泊)，牛秒米-1，它是剪切应力以牛/米为单位，剪切速率以s-1为单位求得的黏度单位。运动黏度：在不同剪切速率时所表现出的黏度。可以以奥式黏度计来测定。基料、溶剂、颜料
7、控制高剪切速率范围内涂料的流动性质。流变流动助剂、颜料的絮凝或基料的胶体性质控制低剪切速率下涂料的流动性质。其中为运动黏度(St)；为绝对黏度，P；为液体密度，g/cm3。第七页，共128页。*现代精细化工涂料8涂料的流平性和流变指数涂料的流平性和流变指数流平性不好的现象：刷痕、橘皮、辊痕、涂膜不光滑涂料的表面张力直接控制涂料的流平性，要改善涂料的流平性就需要调节涂料的表面张力或减小流变指数。流变指数：低剪切速率时的黏度与高剪切速率时的黏度之比溶剂蒸发速度、多孔原料(填料)的毛细作用对流平性都会有很大影响。橘皮橘皮刷痕刷痕第八页，共128页。涂料组成涂料组成涂涂料料主要成膜物质主要成膜物质次要
8、成膜物质次要成膜物质辅助成膜物质辅助成膜物质挥发物质挥发物质也称为基料、漆料或漆基，天然树脂、合成树脂及其复合物或它们的化学结构改性物和油料三类原料形成涂层的基础形成涂层的基础颜料(着色颜料、防锈颜料)和体质颜料(填料)两大类主要指涂料助剂和添加剂主要指溶剂和稀释剂*9现代精细化工涂料第九页，共128页。*现代精细化工涂料10涂料主要成膜物涂料主要成膜物涂料的成膜物涂料的成膜物转化型成膜物转化型成膜物非转化型成膜物非转化型成膜物利用未聚合的或部分聚合的有机物，通过化学反应交联形成漆膜，包括醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂、有机硅树脂、干性油和半干性油。成膜物的结构与涂层材料结构不相同。非转化型成膜
9、物：非转化型成膜物：分散或溶解在介质(溶剂)中的聚合物，如纤维素酯、氯化橡胶、聚氯乙烯、热塑性聚丙烯酸酯等，在涂覆底材表面，溶剂挥发后形成漆膜。成膜物在成膜过程中结构不发生变化，成膜物以原态存在于涂膜中，在涂膜中可以检查出成膜物质的原有结构。第十页，共128页。转化型成膜物转化型成膜物p清油和清油改性树脂清漆清油和清油改性树脂清漆用亚麻油、桐油、脱水蓖麻油等不饱和油来改性树脂后所得到的清漆。由油、树脂和溶剂组成。树脂包括天然树脂和合成树脂，如松香酯胶、氧茚树脂、松香改性酚醛树脂和酚醛树脂等。最重要的类型是以酚醛为基础的干性油改性物。干燥过程：干燥过程：氧化反应过程，干性油脂中不饱和中心的氧化聚
10、合或自动氧化。*11现代精细化工涂料第十一页，共128页。非共轭体系非共轭体系R CHCH CH2CHCH RR CHCH CHCHCH RO O HR CHCH CHCHCH ROHOR CHCH CHCHCH RR CHCH CHCHCH RO O+-H2O+HRR CHCH CHCHCH R-ROHR CHCHHCCHCH RR CHCH CHCHCH RR CHCH CHCHCH ROR CHCH CHCHCH R(1)(2)(2)(3)(2)(4)(2)(4)(3)R CHCH CHCHCH ROR CHCH CHCHCH RO*12现代精细化工涂料第十二页，共128页。*现代精细化
11、工涂料13干性油因氧化而固化成膜可自动进行，但其反应速度较低，常需加催干剂环烷(萘)酸钴或铅来加速反应。清漆比干性油所制得的涂膜通常干燥更快，具有优良的硬度、光泽和流平性。典型的干性油包括亚麻油、脱水蓖麻油；半干性油的代表是豆油；蓖麻油和椰子油是不干性油代表。油度油度油油/树脂树脂特性特性用途用途短短0.15 1.5：1.0快干，但涂膜硬而脆快干，但涂膜硬而脆填充料用清漆填充料用清漆中中1.5 3.0：1.0干燥较慢，涂膜不太硬干燥较慢，涂膜不太硬色漆或清漆色漆或清漆长长3.0 5.0：1.0涂膜干燥慢、涂膜较柔韧和涂膜干燥慢、涂膜较柔韧和耐久耐久外用色漆或清漆外用色漆或清漆影响清漆最终性能的
12、因素：影响清漆最终性能的因素：组成油度，油/树脂第十三页，共128页。*现代精细化工涂料14p醇酸树脂醇酸树脂(Alkyd Resin)及其改性物及其改性物醇酸树脂醇酸树脂是以多元醇(如甘油)和多元酸酐(如苯酐)缩合形成的聚合物为主链，醇中剩余的羟基与脂肪酸作用形成聚酯的侧链，其构成比例随油度而变化。CCOCH2CH CH2OOOOCORCCOCH2CH CH2OOOOCORnCCOOOHOCH2CH CH2OHOCOR甘油：苯酐：脂肪酸甘油：苯酐：脂肪酸=1：1：1，油度为，油度为60.5%第十四页，共128页。*现代精细化工涂料15CCOCH2CH CH2OOOOCORCCOOOOmCH2
13、CH CH2OHHOCH2CH CH2OCORCCOOOHOCH2CH CH2OHCCOOOOn甘油：苯酐：脂肪酸甘油：苯酐：脂肪酸=3：3：1，油度为，油度为31.2%第十五页，共128页。*现代精细化工涂料16醇酸树脂制备方法：醇酸树脂制备方法：醇解法：将多元醇与植物油混合一起加热，然后加入多元酸酐，进一步酯化。不必将油加工成脂肪酸，这是工业上生产醇酸树脂的主要方法。脂肪酸法将脂肪酸、多元醇和多元酸三组分混合在一起，于240oC左右加热直至酯化完全。第十六页，共128页。*现代精细化工涂料17醇酸树脂的分类：醇酸树脂的分类：p按改性油的性能分类：(1)：干性油醇酸树脂，用不饱和脂肪酸改性制
14、备的树脂，主要用于自干性和低温烘干的醇酸清漆和磁漆产品，用于涂装汽车、玩具、机械部件等。干性油和半干性油醇酸树脂是以自动氧化作用而固化成膜。(2)：不干性油醇酸树脂，用低碘值(100)脂肪酸改性制得的树脂。不干性油主要采用烘烤法固化。需要与其它材料混合使用，如氨基树脂。p按油度分类：中油和短油醇酸树脂：常以半干性和不干性油为原料长油度醇酸树脂：常以半干性和干性油为原料第十七页，共128页。*现代精细化工涂料18OHCOOHOHCOOHOHCOOHRRRCOOHRCOOHRRRRHORCOOHRRRRHORRRRRRRRRRRRRRRRRR油脂甘油零油度零油度 低油度低油度 中油度中油度 高油度
15、高油度 第十八页，共128页。*现代精细化工涂料19WO为改性油的用量；WR为醇酸树脂的理论产量WA1，WC和WA2分别代表邻苯二甲酸、甘油和酸的用量，WH2O代表生成水的理论产量。WR=WA1+WC+WA2 WH2O第十九页，共128页。*现代精细化工涂料20醇酸树脂醇酸树脂油度油度(%)特性特性用途用途短油度短油度20 45非氧化型，溶解在芳非氧化型，溶解在芳烃中烃中作内用烘烤涂料作内用烘烤涂料体系的改性树脂体系的改性树脂中油度中油度45 60氧化型氧化型(气干气干)或烘烤或烘烤固化，溶解在脂肪香固化，溶解在脂肪香烃类混合溶剂中，涂烃类混合溶剂中，涂膜较柔韧膜较柔韧作内用和外用涂作内用和外
16、用涂料体系的改性树料体系的改性树脂，也可用于快脂，也可用于快干涂料体系干涂料体系长油度长油度60 80氧化型，溶解在脂肪氧化型，溶解在脂肪烃混合溶剂中，涂膜烃混合溶剂中，涂膜较柔韧较柔韧外用气干涂料体外用气干涂料体系系表表第二十页，共128页。*现代精细化工涂料21醇酸树脂的改性：醇酸树脂的改性：改性的目的：改性的目的：提高干率、提高硬度、改进颜色、改进光泽和保光、改进耐久性(耐候性)、改进抗热性、改进耐水性改性方法：改性方法：物理改性：物理改性：合适温度下用机械方法将改性剂混溶于醇酸树脂中，它们不发生化学反应，高分子物理混合过程。化学改性，化学改性，利用醇酸树脂中的羟基、羧基、双键、酯基等反
17、应性基团与活性单体(苯乙烯、丙烯酸酯类单体、异腈酸酯等)或具有反应性的其它聚合物(如环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂)进行化学反应，以获得所需要的功能。第二十一页，共128页。*现代精细化工涂料22改性剂改性剂适用的醇酸适用的醇酸性能改进性能改进备注备注硝基纤维素不干性或干性油的短、中油度醇酸树脂优点：改进干率、硬度、耐化学药品性、耐溶剂性；缺点：固体分低、耐久性差、柔韧性降低也可用其它纤维素改性橡胶及其衍生物自干型中、长油度醇酸树脂优点：改进干率、柔韧性、硬度、耐磨性、防火性和耐水性；缺点：耐溶剂性较差一些合成橡胶的氯化产品能用于改性聚碳酸酯 亚麻油、脱水蓖麻油醇酸树脂，用量5-10%优点：改
18、进干率、耐水性、耐化学药品性、抗划伤性和绝缘性；缺点：价格贵可以和环氧树脂改性醇酸树脂媲美表：表：醇酸树脂的物理改性醇酸树脂的物理改性第二十二页，共128页。*现代精细化工涂料23需改进的需改进的性能性能可选用的改性剂可选用的改性剂提高干率乙烯类和丙烯酸酯类单体及齐聚物、酚醛、聚双酚A二元酸酯、聚苯乙烯二醇、环氧树脂、松香和松香酯、含共轭双键的植物油提高硬度苯甲酸、酚醛、环氧树脂、聚双酚A二元酸酯、聚苯乙烯二醇、有机硅、松香和松香酯、纤维素邻苯二甲酸酯改进颜色丙烯酸酯及其齐聚物、聚苯乙二醇、纤维素邻苯二甲酸酯、乙烯类单体、不干油改进光泽和保光乙烯类单体、有机硅、聚氨酯、叔碳酸、松香和松香酯改进
19、耐久性四氟乙烯化油、酚醛、有机硅、有机钛、铝改进抗热性有机硅、有机钛、铝、环氧树脂、苯乙烯改进耐水性环氧树脂、酚醛、聚双酚A二元酸酯、苯乙烯、聚苯乙烯二醇、聚丙烯酸酯、聚氨酯表：表：醇酸树脂单一性能改进可选用的改性剂醇酸树脂单一性能改进可选用的改性剂第二十三页，共128页。*现代精细化工涂料24改性剂改性剂优点优点缺点缺点用途用途松香和松香松香和松香酯酯抑制胶化、易刷涂、光泽、抑制胶化、易刷涂、光泽、硬度和附着力有改进，减硬度和附着力有改进，减低成本低成本用量过多易泛黄，用量过多易泛黄，漆膜发脆、耐候性漆膜发脆、耐候性下降下降一般工业涂装和油一般工业涂装和油墨墨苯甲酸系列苯甲酸系列改进硬度、光
20、泽和耐化学改进硬度、光泽和耐化学药品药品用量过多，降低溶用量过多，降低溶解性、耐候性与柔解性、耐候性与柔韧性韧性一般工业涂装、汽一般工业涂装、汽车修补漆车修补漆叔碳酸叔碳酸改进溶解性、提高耐候性改进溶解性、提高耐候性及耐水性及耐水性合成工艺复杂合成工艺复杂汽车等外用装饰与汽车等外用装饰与保护涂料保护涂料酚醛树脂酚醛树脂提高硬度、耐水、耐碱、提高硬度、耐水、耐碱、耐溶剂性及干性耐溶剂性及干性用量多，泛黄性大，用量多，泛黄性大，稳定性差，反应不稳定性差，反应不易控制易控制多用于要求耐水、多用于要求耐水、耐碱性好的场所和耐碱性好的场所和底漆底漆环氧树脂环氧树脂改进耐水、耐碱、耐酸性改进耐水、耐碱、耐
21、酸性和防腐性和防腐性包色性差、易粉化包色性差、易粉化底漆和水溶性涂料底漆和水溶性涂料四氟乙烯四氟乙烯提高耐候性和耐水性提高耐候性和耐水性工艺复杂、造价高工艺复杂、造价高桥梁、船舶水线涂桥梁、船舶水线涂料料有机钛、铝有机钛、铝改进干性和耐热、耐水性改进干性和耐热、耐水性工艺和贮存问题多工艺和贮存问题多底漆和外用涂料底漆和外用涂料氯化氯化提高棉织物的防火性能提高棉织物的防火性能60oC以上易分解以上易分解防火涂料防火涂料表：表：化学改性后的醇酸树脂优缺点和用途化学改性后的醇酸树脂优缺点和用途第二十四页，共128页。*现代精细化工涂料25p饱和聚酯树脂饱和聚酯树脂(Saturated Polyest
22、er Resin)饱和聚酯树脂饱和聚酯树脂可看作无油醇酸树脂，它是由多元酸、多元醇缩聚而成的线型树脂。采用不同的多元酸和多元醇可合成出不同类型、不同特性的饱和聚酯树脂。若使用的都是直链结构的二元醇和二元酸，产生的就是只含直链结构的聚酯树脂，若使用的多元酸中含苯环(例：苯酐、对苯二甲酸、偏苯三酸酐等)产生的就是含有苯环结构的聚酯树脂，若采用化学反应引入除多元醇、多元酸之外的其它成份，产生的就是改性聚酯树脂改性聚酯树脂。CCOOOO(CH2)6OCOCOO CH2CCH2OHC2H5CH2OHCCH2OHC2H5CH2HOCH29第二十五页，共128页。*现代精细化工涂料26u结构：结构：涂料行业
23、最常用的饱和聚酯树脂是含端羟基官能团的聚酯树脂，广泛用于氨基、环氧、聚氨酯等中高档涂料中，也用于低污染的高固体份或粉末涂料中，通过与异氰酸酯、氨基树脂等树脂交联固化成膜。u构性关系：构性关系：不同的原料对树脂性能作出不同的贡献，选择原料时要视对树脂的性能要求，选择相应的能对树脂所要求性能有帮助的原料，从提供官能度、硬度、柔纫性等多方面来考虑。如选用带支链的多元醇可增加溶解性和柔顺性，用脂肪二酸代替芳香二酸可增加柔韧性。u用途：用途：主要用作卷材面漆，如由三羟甲基丙烷、新戊二醇、己二酸和苯酐合成，用氨基树脂作交联剂。第二十六页，共128页。*现代精细化工涂料27p不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂(U
24、nsaturated Polyester Resin)不饱和聚酯树脂：不饱和聚酯树脂：一般由不饱和二元酸与饱和二元醇或者饱和二元酸与不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。聚酯化缩聚反应一般在190220进行，直至达到预期的酸值(或粘度)，在聚酯化缩聚反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体而配成粘稠的液体。OOOHOHHOOHOO相对于饱和聚酯树脂而言，不饱和聚酯树脂是在饱和树脂中用不饱和单体部分或全部代替所得的结果。第二十七页，共128页。*现代精细化工涂料28HOCH2CH2OOOOCH2CH2OOCH CHOHOmn饱和聚酯链节饱和聚酯链节不饱和聚酯链节不饱和聚酯链
25、节HOCH2CH2OOOOCH2CH2OOCHCHOHOmnCH2CH引发剂引发剂经典的不饱和聚酯树脂经典的不饱和聚酯树脂第二十八页，共128页。*现代精细化工涂料29p氨基树脂氨基树脂(Amino Resin)涂料用氨基树脂是一种多官能团的化合物，以含有(-NH2)官能团的化合物与醛类(主要为甲醛)加成缩合，然后生成的羟甲基(-CH2OH)与脂肪族一元醇部分醚化或全部醚化而得到的产物。根据采用的氨基化合物的不同可分为四类：脲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯代三聚氰胺树脂、共聚树脂。在氨基树脂整个生产过程中，主要发生了三个化学反应：p加成反应(羟甲基化反应)氨基化合物和醛类(主要是甲醛)的加成反应可在
26、碱或酸的催化下进行，其反应速率与pH值、温度、反应物的比例以及反应时间有关。NH2C ONH2+H2C=OHO-NHC ONH2CH2OH+H2C=ONHC ONHCH2OHCH2OH第二十九页，共128页。*现代精细化工涂料30p缩聚反应羟甲基衍生物在酸性催化剂存在下，可与氨基化合物的酰胺基或羟甲基缩合，生成亚甲基键。含羟甲基越多的羟甲基衍生物，它们分子间的缩聚反应越慢。反之，羟甲基少的，分子中活性氢原子多，分子间的缩聚反应越快。p醚化反应羟甲基衍生物低聚物具有亲水性，不溶于有机溶剂，因此不能用于涂料，必须经过醇类醚化改性，醚化后的树脂中具有一定数量的烷氧基，使原有分子的极性降低，并获得在有
27、机溶剂中的溶解性，并作为涂料交联剂使用。NH CH2OHNH CH2+H+NH CH2N CH2+H2ONH CH2OH+HOCH2NH+NH CH2O CH2N+H2O第三十页，共128页。*现代精细化工涂料31甲醚化，甲醚化，树脂具有水溶性，具有快固性，可用于水性涂料中作交联剂；亦可与溶剂型醇酸树脂并用。乙醚化，乙醚化，树脂可溶于乙醇，它的固化速度慢于甲醚化产物。辛醚化辛醚化，因其本身极性小，和羟甲基(CH2OH)反应缓慢，所以需先以低级醇(甲醇或丁醇)醚化，然后再与辛醇经醚交换反应，才能制得辛醚化树脂。由此可见，单元醇的分子链越长，醚化物可溶解性越好，但固化速度更慢。丁醚化，丁醚化，树脂
28、在溶解性、混溶性、固化性、涂膜性能和成本等方面都较理想，又因原料易得，生产工艺简便，所以与溶剂型涂料相配合的交联剂常采用丁醇醚化的氨基树脂。醚化反应是在弱酸性条件下，在过量丁醇中进行的，过量的丁醇有利于醚化反应进行，未反应的丁醇可作为溶剂。必须指出的是，在弱酸性条件下，醚化反应和缩聚反应是同时进行的。NH CH2OH+HORH+NH CH2OR+H2O第三十一页，共128页。*现代精细化工涂料32氨基树脂特点及应用：氨基树脂特点及应用：单独固化的涂膜硬而脆，且附着力差，主要作为交联剂与其它基体树脂如醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等配合使用，用于提高基体树脂的硬度、光泽、耐化学药品性、
29、烘干速度。氨基树脂的固化氨基树脂的固化自缩合反应：烷氧甲基、羟甲基、亚胺基三种反应官能团。NH CH2OHNH CH2+H+NH CH2N CH2+H2ONH CH2OH+HOCH2NH+NH CH2O CH2N+H2O第三十二页，共128页。*现代精细化工涂料33p酚醛树脂酚醛树脂(Phenolic Resin)酚醛树脂：由苯酚和甲醛在催化条件下缩聚，经中和、水洗而制成的树脂。OHHCHOOHCH2OHOHCH2OHCH2OHHCHOOHCH2OHHOH2CCH2OHHCHOHOCH2OHOHCH2OHCH2OH+HOCH2OCH2CH2OHOHHCHOHOCH2CH2OHOHHOCH2OH
30、+OHCH2OHH2O第三十三页，共128页。*现代精细化工涂料34以松香改性的酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚醛树脂均与桐油、亚麻子油混溶后所形成的涂料。前两者用于配制低、中级油漆，后两者用于配制高级油漆。酚醛树脂涂料有三种：醇溶性酚醛树脂漆、改性酚醛树脂漆、油溶性纯酚醛树脂漆。HOOHH松香结构松香结构第三十四页，共128页。*现代精细化工涂料35p环氧树脂环氧树脂(Epoxy Resin)什么是环氧树脂？什么是环氧树脂？凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。但通常是指环氧氯丙烷和二酚基丙烷(双酚A)的缩聚物。未固化前一般是线型分子。未固化前一般是
31、线型分子。CCH3CH3HOOHH2COCH CH2Cl环氧氯丙烷双酚A+H2COCH CH2CCH3CH3OO CH2CH CH2OHCCH3CH3OOCH2CH CH2ONaOHn第三十五页，共128页。*现代精细化工涂料36n值值分子量分子量环氧当量环氧当量熔点熔点(oC)013506001703104012600900310475407024900140047590070100491400290090017501001309122900375017503200130150环氧树脂聚合度环氧树脂聚合度n值与分子量、环氧当量、熔点的关系值与分子量、环氧当量、熔点的关系可以通过调节双酚可以通
32、过调节双酚A结构对环氧树脂性能进行调节结构对环氧树脂性能进行调节CCH3CH3HOOH四溴双酚ABrBrBrBrBrBrBrBr提高环氧树脂的阻燃性能第三十六页，共128页。*现代精细化工涂料37环氧当量：环氧当量：含一当量环氧基的环氧树脂克数。含一当量环氧基的环氧树脂克数。环氧值：环氧值：每每100克环氧树脂所含环氧基团的当量数。克环氧树脂所含环氧基团的当量数。对于双酚对于双酚A型环氧树脂的环氧当量和环氧值的换算：型环氧树脂的环氧当量和环氧值的换算：环氧树脂表征参数：环氧树脂表征参数：环氧树脂粘度：环氧树脂粘度：测定方法包括杯式黏度计、旋转黏度计、毛细管黏度计和落球式黏度计。第三十七页，共1
33、28页。*现代精细化工涂料38u优点：优点：优异的黏结力、耐化学药品、防腐蚀和耐水、涂膜附着力优良、热稳定性好、电绝缘性好。固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。u缺点：缺点：耐候性差、易粉化、涂膜丰满度不好，不适宜用作户外或高装饰性涂料。环氧树脂涂料特性环氧树脂涂料特性：第三十八页，共128页。*现代精细化工涂料39环氧树脂分类与型号环氧树脂分类与型号：环环氧氧树树脂脂u缩水甘油醚型环氧树脂缩水甘油醚型环氧树脂u缩水甘油酯型环氧树脂缩水甘油酯型环氧树脂u缩水甘油胺型环氧树脂缩水甘油胺型环氧树脂u脂肪族环氧树脂脂肪族环
34、氧树脂H2COCH CH2CCH3CH3OO CH2CH CH2OHCCH3CH3OOCH2CH CH2OnOCH2OOCH2OCH CH2OCH CH2ONCH2CH CH2ORRCH2CHOCH2N2CH2NCH2CH CH2O2COOCH2OCH3H3COOCH CH2OCH2CHCH CH2CH2OCHCHCH2Ou环氧化烯烃环氧化烯烃u新型环氧树脂新型环氧树脂CH2CHOCH2NNRROOCH2CH CH2ONORNOOOOO第三十九页，共128页。*现代精细化工涂料40胺类固化剂交联反应胺类固化剂交联反应C HC H2O+R N H2C HC H2O HNRC H2C HO HC
35、HC H2O+R2N HC HC H2O HNRRC HC H2O+R3NC HC H2On胺用量计算胺用量计算伯胺、仲胺固化剂用量是以氨基上的一个活泼氢原子与树脂中一个环氧基相对应为依据。其中其中G为为100克环氧树脂所需胺的克数，克环氧树脂所需胺的克数，M为胺的分子量，为胺的分子量，Hn为为氨基上活泼氢原子总数，氨基上活泼氢原子总数，E为环氧树脂的环氧值。为环氧树脂的环氧值。其中其中G为为100克环氧树脂所需胺的克数，克环氧树脂所需胺的克数，Q1为活泼氢当量为活泼氢当量(胺的胺的摩尔质量摩尔质量/活泼氢原子数活泼氢原子数)，Q2为环氧当量。为环氧当量。第四十页，共128页。*现代精细化工涂
36、料41胺加成物用量的计算胺加成物用量的计算胺加成物常用胺值表示含胺量的多少。胺值相当于1克样品中的碱度的氢氧化钾的毫克数，由胺值可以计算出胺当量。由胺当量可以计算出活泼氢当量。其中Nn为胺加成物的氮原子数，Hn为胺加成物的活泼氢原子数。叔胺用量叔胺无活泼氢，作固化剂的用量一般为5-15%，但很少单独使用，主要用作促进剂，如作为酸酐固化催化剂时，一般加树脂重量的0.1-3%，常用的有苄基二甲胺和2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)。NOHNNN第四十一页，共128页。*现代精细化工涂料42咪唑用于环氧树脂的交联咪唑用于环氧树脂的交联HNNCH3C2H5OCH2+HNNCH3C2H5
37、CH2CHONNCH3C2H5CH2CHOHOCH2NNCH3C2H5CH2CHOHH2CHCOOCH2交联网络聚合物第四十二页，共128页。*现代精细化工涂料43酸酐固化剂的交联反应酸酐固化剂的交联反应二元酸及其酸酐可以作为环氧树脂的固化剂，固化后树脂具有较好的机械强度和耐热性，但固化后树脂含有酯键，容易被碱侵蚀。特点：特点：固化时放热量低，使用期限长，要在较高温下烘烤才能完全固化。缺点：缺点：易升华、易吸水、使用不方便。涂料中常使用液体的酸酐加成物，如顺丁烯二酸酐和桐油加成物。环氧树脂用其它树脂的交联固化环氧树脂用其它树脂的交联固化利用环氧树脂中易反应的羟基和环氧基和其它树脂中的反应基团反
38、应，如聚酰胺、酚醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、有机硅树脂、含异氰酸酯基的聚氨酯树脂等，可以得到不同性能的改性环氧树脂。第四十三页，共128页。*现代精细化工涂料44p聚氨酯树脂聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)主链含NHCOO重复结构单元的一类聚合物。英文缩写PU。由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。CH3NCONCOCH2OCNNCOOCNNCO工业常用的二异氰酸酯工业常用的二异氰酸酯如用二醇可得线型聚氨酯如用二醇可得线型聚氨酯如用多元醇可得交联聚氨酯如用多元醇可得交联聚氨酯化学结构特征：化学结构特征：氨基甲酸酯键、酯键、醚键、不饱和油脂双键、缩二脲键、脲基甲酸酯键等。第四
39、十四页，共128页。*现代精细化工涂料45湿固化聚氨酯体系：湿固化聚氨酯体系：利用端基的异氰酸酯预聚物与大气中的湿气发生反应交联成膜。加热固化聚氨酯体系加热固化聚氨酯体系(烘烤型或封闭型烘烤型或封闭型)：采用苯酚保护端基的异氰酸酯预聚物在加热脱保护后与涂料中存在的羟基发生反应而交联。可用于绝缘漆和烘干漆，漆膜耐磨性良好。OONHOHOHOCNOHOH聚氨酯交联体系聚氨酯交联体系第四十五页，共128页。*现代精细化工涂料46单包装聚氨酯体系单包装聚氨酯体系(胺酯油)(聚氨酯醇酸树脂)，用异氰酸酯代替醇酸树脂合成中的二酸得到的聚合物，其性能由油种和油度决定。双包装聚氨酯体系双包装聚氨酯体系，多羟基
40、化合物预聚物为一组分，而另一组分为催化剂(叔胺)。可以常温固化也可以加热固化，该混合组分的活化期相当长，允许合理的操作时间。【催化固化型】双包装聚氨酯体系双包装聚氨酯体系，多羟基化合物预聚物为一组分，而另一组分为含有游离羟基的聚醚或聚酯。聚氨酯涂料的优异性能符合涂料工业的资源、能源、无污染三前提及四E原则(Economy,Efficiency,Ecology,Energy)，具有好的发展前途。第四十六页，共128页。*现代精细化工涂料47p溶剂型丙烯酸树脂溶剂型丙烯酸树脂丙烯酸树脂特色及其常用单体丙烯酸树脂特色及其常用单体丙烯酸树脂特色：丙烯酸树脂特色：色浅、耐候、耐光、耐热、耐腐蚀性好、保色
41、保光性强、漆膜丰满等。漆膜特性漆膜特性单体单体硬度MMA,EMA,n-PMA,i-PMA,-HEMA,GMA,AA,MAA,AN,AAM,St,顺丁烯二酸附着力BMA,EA,BA,HEA,HPA,St,AAM,MAAM,TMPTA,季戊四醇三丙烯酸酯，顺丁烯二酸柔韧性、抗冻裂性EA,BA,LMA,-EHA,-EHA抗沾污性低碳链丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，St耐光性MMA,BMA,EA,BA,-EHA耐水性MMA,-HMA,St,LMA耐溶剂(汽油)AN,MAAM,MAA,MMA,BMA耐磨性MAAM,AN第四十七页，共128页。*现代精细化工涂料48热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸树脂热固性丙烯酸涂
42、料施工和溶剂挥发后，该树脂中官能团之间相互反应或加热固化成膜，所用反应性官能团有：羧基、羟基、酸酐、环氧化物、胺、异氰酸酯、烯酰胺等丙烯酸衍生物。热固性丙烯酸树脂特点：热固性丙烯酸树脂特点：固化前分子量低，易溶解，与其它树脂混溶性好。可制成不同类型(烘烤型、双组份自干型等)的丙烯酸树脂涂料。可以制成高固体分涂料，减少环境污染。良好的耐化学性、户外耐久性、漆膜色浅丰满、保光保色性好、过度烘烤不变色第四十八页，共128页。*现代精细化工涂料49单体单体交联和交联剂交联和交联剂(甲基)丙烯酸三聚氰胺-甲醛树脂，环氧树脂-HE(M)A,HP(M)A多异氰酸酯、三聚氰胺-甲醛树脂顺丁烯二酸酐环氧树脂(甲
43、基)丙烯酸缩水甘油酯多元羧酸、加热催化自交联、多元胺(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯 自交联(甲基)丙烯酰胺环氧树脂热固性丙烯酸树脂的官能单体和交联剂热固性丙烯酸树脂的官能单体和交联剂热固性丙烯酸树脂交联方式热固性丙烯酸树脂交联方式*OOOH*OOOO*自反应型：自反应型：可单独或在微量酸或胺催化剂存在下，加热到一定程度，侧链活性基团之间交联固化成膜。活性基：缩水甘油基、N-羟甲基、N-羟甲基醚、氨基甲酸酯、N-乙撑脲基等。第四十九页，共128页。*现代精细化工涂料50潜反应型：潜反应型：通过自身所带的活性侧链官能团与添加的交联剂进行反应，交联剂至少应有两个官能团。可以通过改变树脂侧基和交联剂来调节
44、树脂性质。树脂的潜反应基团：胺基、羧基、羟基、酰胺基、氨基甲酸酯等。侧基侧基交联剂交联剂羧基环氧树脂、金属盐羟基氨基树脂、异氰酸酯胺基环氧树脂、异氰酸酯、酸酐、氨基树脂酰胺/氨基甲酸酯基酸酐第五十页，共128页。*现代精细化工涂料51非转化型成膜物非转化型成膜物p纤维素聚合物纤维素聚合物主要是纤维素的衍生物，如硝基纤维素、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素等。硝基纤维素可以溶于一系列溶剂，靠溶剂蒸发而成膜，也可加入增塑剂改善涂膜的柔韧性和附着力。所得涂膜耐水和耐稀酸，遇碱和浓酸分解。具有干燥快、涂膜光泽好、坚硬耐磨、便于装饰，适用于金属、木材、皮革、织物等物件涂装。第五十一页，共128页。
45、*现代精细化工涂料52p氯化橡胶氯化橡胶氯化橡胶是由天然橡胶或合成橡胶经氯化改性后得到的橡胶衍生产品，是橡胶领域中第1个工业化的橡胶衍生物。具体过程是将素炼胶溶解在氯仿或四氯化碳中，在80100oC氯化制得的，氯含量在6065%左右。氯化橡胶常与其它树脂并用，使漆基具有耐水和耐化学药品性，主要用于制备高度耐化学药品或耐腐蚀的涂料。塑炼(Mastication)，又称素炼或轧炼，是指生胶在机械力、热、氧等作用下，从强韧的弹性状态转变为柔软且具有塑性的状态，其目的是为了降低分子量、降低黏度以及降低粘流温度并增加其可塑性(流动性)。塑炼过的胶称为塑炼胶。第五十二页，共128页。*现代精细化工涂料53
46、p乙烯类树脂乙烯类树脂单取代乙烯及与其它类乙烯共聚所得的聚合物，如PVC、PVA等，在涂料工业中占有很高的地位。PVC涂料：涂料：将PVC分散在烃类或可塑的溶剂化介质中形成有机溶胶和塑性溶胶而成涂层的形成：涂层的形成：将分散体喷涂在底材上而形成不连续的粒子，通过烘烤将这些粒子聚集而形成连续涂膜。可以通过引入其它聚合单体来改变涂层的性质。*Cl*Cl*OOCH3*ClOOCH3*OOO增加溶解性增加溶解性增加粘附力增加粘附力第五十三页，共128页。*现代精细化工涂料54ClClClClCl致密、结晶性树脂致密、结晶性树脂增加柔韧性增加柔韧性用于游泳池的涂装用于游泳池的涂装OHOO聚乙烯醇缩丁醛共
47、聚物聚乙烯醇缩丁醛共聚物(PVB)OHOO聚乙烯醇缩甲醛共聚物聚乙烯醇缩甲醛共聚物聚乙烯醇缩丁醛PVB能溶于醇、酮、卤代烃、酯等溶剂。所得到的薄膜可用于制作安全玻璃的夹层材料。也可用于金属底层的防腐、防锈、防寒等，也可以用于陶瓷行业，用于木材的粘接。第五十四页，共128页。*现代精细化工涂料55涂料次要成膜物涂料次要成膜物次要成膜物次要成膜物颜料颜料(着色颜料和防锈颜料着色颜料和防锈颜料)体质颜料体质颜料(填料填料)颜料颜料的作用：的作用：在涂料中起着着色、防锈、遮盖等作用。颜料的分类：颜料的分类：按化学结构按化学结构，可分为无机颜料和有机颜料，按性质按性质，可分为着色颜料，防锈颜料和体质颜料
48、。按其来源按其来源，可分为天然和人造两类。天然颜料多源于天然矿物，如朱砂，石绿等。人造颜料多为无机或有机化学合物，如铁红，铬黄，甲苯胺红等。有机颜料具有颜色和鲜艳的色泽，但从许多性质上来说不及无机颜料，例如无机颜料对光的作用和大气的影响较为稳定，并可生成金属免受腐蚀的涂料薄膜。第五十五页，共128页。*现代精细化工涂料56功能：防止金属腐蚀提高漆膜对金属表面的保护作用。其作用可以分为两类：物理性防锈和化学性防锈，其中化学性防锈颜料又可以分为缓蚀性和电化学作用型两种颜料。防锈颜料防锈颜料l物理性防锈颜料物理性防锈颜料借助其细密的颗粒填充漆膜结构，提高了漆膜的致密性，起到屏蔽作用，降低了漆膜渗透性
49、，从而起防锈作用，最常用如氧化铁红。结构呈片状的颜料如铝粉，玻璃鳞片等，可以在漆膜中形成薄片相隔，增加漆膜的封闭性，提高漆膜抗老化性能。第五十六页，共128页。*现代精细化工涂料57l化学缓蚀作用的防锈颜料化学缓蚀作用的防锈颜料依靠化学反应改变表面的性质或反应生成物的特性来达到防锈目的。它能与金属表面发生作用如钝化，磷化，产生新的表面膜层，钝化膜，磷化膜等。这些薄膜的电极电位较原金属为正，使金属表面部份或全部避免了成为阳极的可能性；另外薄膜上存在许多微孔，便于漆膜的附着。防锈颜料还可以与某些漆料中的成分进行化学反应，生成性能稳定，耐水性好的渗透性小的化合物。有些颜色料成膜过程中形成阻蚀型络合物
50、，提高了防锈效果。一般不能用于水下，否则易起泡。常用的化学缓蚀颜料有铅系颜料，铬酸盐颜料，磷酸盐颜料等。l起电化学作用的防锈颜料起电化学作用的防锈颜料最主要填料是锌粉，富锌漆在目前是大气环境下和海洋工程中最为普遍最为重要的防锈底漆。只有在酸性环境下，腐蚀介质易与锌粉生成氢气，才使用其它涂料。以锌粉为颜料的富锌漆，在钢铁表面形成导电的保护涂层。锌的化学反应在涂层表面形成锌盐及锌的络合物等，这些生成物是极难溶的稳定化合物并沉积在涂层表面上，以防止氧、水和盐类的侵蚀，从而起到防锈效果，使钢铁得到保护。第五十七页，共128页。*现代精细化工涂料58填料作用：填料作用：l增加涂料体积，起到填充作用，降低
