•双酚A型环氧树脂 •双酚F型环氧树脂 •热塑性酚醛环氧树脂 •阻燃性环氧树脂 •双酚砜型环氧树脂 •脂环族环氧树脂 •缩水甘油胺型环氧树脂 •新开发的环氧树脂品种
(含酰亚胺基的、含萘酚结构的、含联苯酚的、含四官能团的)
环氧树脂的几个重要质量指标
1. 环氧值A 2. 环氧指数B 3. 环氧当量C 4. 羟基值F 5. 羟基当量H 6. 酯化当量E
树脂的“性能”取决于它的“组成”和“结构”。在 设计树脂中必须从 组成→结构→性能相互关系入手。
1. 醇酸树脂
醇酸树脂是Kienle于1927年提出的，是由多元醇和 多元酸(或酐)进行酯化反应而制得，包括植物油或脂肪 酸。醇酸树脂涂料价格低，成膜性好，涂膜缺陷少。但 其涂膜的室外耐久性较差。
根据植物油中含脂肪酸的不饱和程度的不同，一般将 植物油分成干性油(碘值大于140)、半干性油(碘值为 125～140)和不干性油(碘值小于125) 。植物油(或脂肪 酸)的不饱和程度越高，干性越好，但树脂的颜色则愈深。 使用具有特定结构的合成脂肪酸部分替代植物油可以获 得某些特殊性能的醇酸树脂，从而改进漆膜性能。常用 油类的化学及物理常数见下页表。
的成膜物质，具 有粘结涂料中其 它组分形成涂膜
常 用
的功能。通常由 成
一种或几种树脂 膜
组成，它是使涂 基
料牢固附着于被 料
涂物面上形成连 及
续的薄膜，决定 其
着涂料的基本特 分
性 中最，重是要涂的料组配分方。类
环氧树脂 酚醛树脂 氨基树脂 聚氨酯 有机硅树脂 油脂和油基树脂 纤维素衍生物 氯化橡胶 乙烯类树脂 丙烯酸酯类树脂 沥青类
HMMM的官能度高，具有低黏度和高交联活性，广泛用于水溶性涂 料和高固体分涂料中，漆膜的柔韧性抗水性更高，与醇酸树脂的相 容性更好。
5. 聚氨酯
聚氨酯树脂是由多异氰酸酯与多元醇缩合而成的，其分子主 链含有强极性的氨基甲酸酯基。
聚氨酯树脂最显著的特点是优良的耐高低温性、韧性、耐磨 性、柔软性、耐化学品性和黏结性，具体使用时又有单组份 和双组份之分。
环氧树脂涂料的配方设计
1.环氧树脂种类对涂膜性能的影响
(膜的耐化学药品性、膜的有效交联密度、膜的玻璃化温度、膜的渗透指数)
2.固化剂的选择 3.溶剂的选择(对环氧树脂的溶解性、挥发速度) 4.颜填料的选择(着色颜料、保护颜料、功能性颜料、体质颜料) 5.助剂
环氧涂料所用助剂的作用和种类
作用
种
类
降低黏度
环氧树脂的固化剂
1.胺类固化剂(脂肪族胺、芳香胺、脂环族胺、叔胺) 2.改性胺类固化剂(胺环氧树脂加成物、胺加成物、Mannich碱) 3.酰胺类固化剂(聚酰胺树脂、酰胺基胺、改性聚酰胺) 4.酸酐类固化剂 5.合成树脂类固化剂(酚醛树脂、氨基树脂、多异氰酸酯) 6.潜伏性固化剂(咪唑类、双氰胺、有机酰肼、某些改性的有机胺)
影响聚氨酯涂膜性能的因素
1. A、B组分的类型 2. -NCO/-OH的配比 3. 催化剂的品种与用量 4. 固化条件 5. 颜填料的影响 6. 溶剂、助剂的使用
6. 有机硅树脂
硅树脂是由甲基氯硅烷和苯基氯硅烷经水解、缩聚等步骤而 制得，通常是线型和体型聚合物的混合物。其中所含甲基和苯基 的比例对涂膜的性能有很大的影响：甲基含量高的硅树脂涂膜硬 度高，憎水性好，但与颜料和其它树脂的混溶性差；苯基含量高 的硅树脂涂膜热稳定性好，坚韧性好，与颜料和其它树脂的混溶 性好，但耐溶剂性较差。
醇酸树脂涂料中基料的配方设计
① 根据油度估计甘油的过量值，并求出油的投料量， 使缩聚反应单体的平均官能度小于2；
油度/% 甘油过量/%
30～40 30～35
40～55 17～30
55～60 10～17
60 0～10
② 列出配方，计算各反应物的mol量；
③ 计算临界凝胶点Pc，确认按配方投料不会发生 凝胶现象。
单组份聚氨酯
氨酯油、氨酯醇酸树脂
Hale Waihona Puke 先将干性油与多元醇进行酯交换，再与二异氰酸酯反应，加入
催干剂，通过油脂的不饱和双键在空气中干燥而固化
单 封闭性聚氨酯
组 份
由多异氰酸酯和多羟基树脂两部分组成，其中异氰酸酯已被 苯酚、己内酰胺、或丙二酸酯封闭，使用时利用不同结构的
聚 氨酯键的热稳定性差异，置换反应而固化。
液态碳氢树脂和苯并呋喃-茚树脂
减少泡沫
聚硅烷和消泡剂
在湿膜里 促进空气释放 聚硅烷、低浓度的表面活性剂
避免颜料沉淀 气相SiO2、氢化蓖麻油、膨润土 增加颜料的润湿 聚羧酸酯、硅烷
提供触变性 改善流动性
气相SiO2、氢化蓖麻油、膨润土 硅油、硅树脂、脲醛树脂
改进韧性
稀释剂、乙烯或乙烯-丙烯酸树脂
在干膜里 改进硬度
有机硅树脂的改性
长油醇酸树脂
化 学 聚氨酯 聚 合 改 环氧树脂 性
涂料用氨基树脂的种类
1.丁醇改性脲醛树脂 白色黏稠液体，多用于和不干
性醇酸树脂配制氨基醇酸烘漆，以提高醇酸树脂的硬度和干性，但 由于脲醛树脂耐候性、耐水性稍差，多用作室内漆和底漆。
2.丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂 应用同上，
但抗水性、抗化学药品性、抗酸碱性、电绝缘性和耐电弧性更好。
3.六甲氧基甲基三聚氰胺树脂 (HMMM)
转 化 型 非 转 化 型
无机硅酸类
涂料用树脂的要求
1.聚合物分子结构和性能符合涂膜的技术要求(防锈、耐 水、耐候、耐化学腐蚀等性质)。 2.分子量要适中。一般来说漆用树脂分子量愈高，涂膜的 物理机械性能愈好，但树脂的溶解性，混溶性和润湿性也 随之降低。故要求分子量适中。 3.溶解分散性要好，便于涂布。 4.能与其它树脂互溶，以便配合使用，提高涂膜性能。 5.成膜性良好，能赋予涂膜良好的防护性和装饰性。涂膜 具有适当的交联度。 6.稳定性要好,树脂在储存和使用中,至少保持半年不坏。 7.对颜料的湿润性好，便于颜料的分散。
质 分
聚氨酯 聚乙烯
按 溶液涂料
涂 乳胶涂料
料 水基涂料
剂 粉末涂料
型 分
乳液涂料 双组分涂料
按 木制品涂料 室内用
被 汽车涂料
室外用
涂 物 体
建筑涂料 船舶涂料
木材用 金属用
分 金属用涂料 混凝土用
涂料的分类
按 涂 膜 外 观 分
大红漆
有光漆
亚光漆
半亚光漆
皱纹漆
锤纹漆
按 涂
按 常温固化
固 高温固化
改进耐磨性
酚醛树脂 聚合物柔韧剂、石蜡
3. 酚醛树脂
酚醛树脂是甲醛(或多聚甲醛)与2-3官能度的苯酚及 其衍生物加成缩合而成的。它是最早(1909年)工业化的 塑料之一。
当酚与醛的配比中酚过量并用酸催化时，得到的是 热塑性线型树脂，而采取醛过量碱催化时，得到的是热 固性交联型树脂。
线型和醇溶型在油类中溶解性很差，柔韧性、附着性 不太好，除了在耐化学腐蚀或胶泥方面外而很少应用于 其它目的。
精细化学品设计及生产
第七章 涂料产品配方设计
飞虹涂料生产工艺具体流程
第一节 概述
涂料是涂覆在物体上，能对被涂物起保护、装饰或其它作用， 由多种组分复配而成的一类精细化学品。
涂料的四个作用 ①保护作用 ②装饰作用 ③色彩标志作用 ④功能作用
一、涂料的分类
按 醇酸树脂
成 丙烯酸树脂
膜 酚醛树脂
物 环氧树脂
化 射线固化
涂 刷涂
打底漆 防锈漆
装 方 式
喷涂 电泳涂 烘涂
料 防火漆 分 流化床涂
特 耐高温漆
殊 功 能 分
防污漆 防霉漆 绝缘漆
荧光漆
二、涂料配方技术的发展
节约成本、降低能耗、保护环境、生产机械(自动)化、计算机辅助配方设计
“4E” 即:经济(Economy)、效率(Efficiency)、生态(Ecology)、能源(Energy)，
硅树脂的固化机理
1. 脱除水或乙醇的缩合反应(或消除氢) 2. 用过氧化物引发双键的自由基反应 3. 铂催化氢硅烷与双键发生加成反应
不同固化方式的比较
固化方式 优点
缺点
应用范围
缩合反应 耐热性好,成本低, 易发泡,须控 涂料,线圈浸渍,层压 强度、黏结性好 制官能团的量 板,憎水剂,胶黏剂
自由基 反应
纯有机硅树脂只能烘烤成膜，涂膜具有耐热、耐水和耐候等优 良性能，但对底层附着力较差。常与醇酸树脂、聚氨酯等并用或共 聚来改性。
水解法制备有机硅树脂的工艺流程
有机硅单体
有机氯硅烷
不 含
硅醇
有
机 烷氧基硅烷
官
能 团 氨基硅烷
的
酰氧基硅烷
含不饱和基
含 团的硅烷
有
机 官 能
羟基代有 机硅烷
团
的
环氧基代 有机硅烷
醇酸树脂涂料配方中其它原料的选择
•溶剂(中长油度醇酸树脂常用石油溶剂，短油度则常用芳香族碳氢化合物) •催干剂(钴、铅、镁、钙、锌、锰、锆的环烷酸盐，辛酸盐） •防结皮剂(酚类衍生物如叔丁基酚或酮肟如甲基乙基酮肟，用量为0.5%
～1.5%）
•防沉剂(热解硅、硬脂酸处理过的蒙脱土、氢化蓖麻油） •润湿剂(钙和锌的环烷酸盐，辛酸盐，脂肪醇硫酸酯、蓖麻油酸衍生物、
加成反应
可在低温下固化， 空气妨碍表面 线圈浸渍，层压板，
贮存期长，可实现 固化
胶黏剂
无溶剂化
固化时形变小，不 催化剂易中毒，套管，线圈浸渍，层
发泡，易控制反应 影响固化
压板
有机硅树脂配方设计的原则
1. R/Si值，即烃基取代程度 2. Ph/R值，即取代基中苯基数目占全部烃基的比值
3.单体的结构
三、涂料的主要种类
⑴ 油脂漆类 ⑵ 天然树脂漆类 ⑶ 酚醛树脂漆类 ⑷ 氨基树脂漆类 ⑸ 硝基漆类 ⑹ 纤维素类 ⑺ 过氯乙烯类 ⑻ 乙烯基类 ⑼ 醇酸树脂类 ⑽ 丙烯酸树脂漆类 ⑾ 聚氨酯漆类 ⑿ 环氧树脂漆类 ⒀ 有机硅类 ⒁ 沥青类