涂料中常用的高分子树脂

涂料中常用的高分子树脂演示文稿第一页，共三十四页。概述成膜物成膜方式：溶剂挥发涂料、自由基聚合涂料、缩合聚合涂料；成膜条件：常温固化、加热固化、特种固化。第二页，共三十四页。第1节挥发型涂料

1.简介特点：结构不发生变化，具有热塑性，多具有可溶解性。种类：天然树脂、天然高聚物、合成的线性高聚物。应用：特殊要求的场合（漆膜抛光、防腐蚀）施工方法：常采用喷漆。第三页，共三十四页。

2.纤维素聚合物2.1来源与种类：木材、棉花。主要改性产品有：硝基纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素。2.2硝基纤维素：2.2.1种类：一、二、三硝基纤维素。含氮量分别是6.76％、11.11％、14.14％；2.2.2用途：低于10.5％：溶解度很差，只能制造塑料；10.5％～11.2％：SS型（醇溶解型）；高于12.3％：用于制造炸药；11.2％～12.2％：用于涂料，溶于酯或酮，RS型。第四页，共三十四页。2.2.3硝基涂料漆：高粘度：强度好、耐寒、耐久性好；但是，粘度高，固含量低，流动差，容易出现弊病。粘度低：打磨性能好，流动好；但是，耐老化差。应用：常用短、中油度的醇酸树脂混合使用。常有：汽车修补漆、木器漆（快干性能好）第五页，共三十四页。2.3醋酸丁基纤维素：醋酸丁酸酯（CAB）保色性好安全性好流动性好应用：丙烯酸汽车涂料中的组分。第六页，共三十四页。3.卤化聚合物特点：透水性低，用于防腐涂料漆。种类：溶液型热塑性氯化聚合物（氯化橡胶、过氯乙烯等）聚氯乙烯塑溶胶：氟化聚合物：第七页，共三十四页。3.1溶液型热塑性氯化聚合物优点：耐化学性好、一定的耐候性；缺点：固含量低（20％以下）；光热作用会降解。聚氯乙烯树脂：强度好、不易燃、耐酸碱；但是不耐高温（70℃以上），溶解度差，对金属附着力差，很少单独用于涂料。第八页，共三十四页。3.1.1氯化橡胶：制法：天然橡胶－塑炼降低分子量－溶解于四氯化碳－在80～100℃下通氯。特点：为消除更多双键，残余氯高达65%，水洗脱氯。必须加入增塑剂改善脆性。性能：具有很好的防水性能，用于高效防腐涂料（船舶、集装箱、化工设备）。缺点：制造过程中的四氯化碳具有污染。发展：用氯化树脂代替氯化橡胶做防腐涂料树脂。第九页，共三十四页。3.1.2过氯乙烯制法：聚氯乙烯树脂（含氯53％～56％）－在四氯乙烷或氯代苯溶剂中通氯得到（含氯65％）。性能特点：溶解性好、金属附着力差，必须配套底漆。结构特点：比氯化橡胶规整，附着力差，固含量低。第十页，共三十四页。3.1.3氯乙烯偏二氯乙烯共聚树脂制法：氯乙烯（70％～45％）与偏二氯乙烯（30％～55％）共聚。特点：附着力好、柔韧性、抗伸张性好。优点：不需添加增塑剂，无毒，可以用于饮料罐内涂料。第十一页，共三十四页。必须加入增塑剂改善脆性。自由基引发剂引发聚合：不饱和聚酯涂料的不饱和基团双键，引发剂引发产生自由基，发生链式反应交联成膜；2％：用于涂料，溶于酯或酮，RS型。来源：造纸废液中分离提取。分子量：太高影响固含量提高，且影响喷涂；缺点：耐光性较差，易变黄，不适合制造白色漆。特点：为消除更多双键，残余氯高达65%，水洗脱氯。第三十一页，共三十四页。主要组分：聚甲基丙烯酸甲酯。第三十三页，共三十四页。活泼亚甲基：空气对油的氧化只是发生在活泼亚甲基相连的双键，即两个双键中间的亚甲基。高粘度：强度好、耐寒、耐久性好；硝基纤维素：改善漆膜流展性、溶剂释放性、热敏感性、打磨抛光性。第二十三页，共三十四页。钴、铅：与吸收氧的过程有关；3.1.4氯醋共聚物制法：氯乙烯与乙酸乙烯共聚。优点：贮存稳定性好，附着力高，含氯低。缺点：挥发性有机物高，固含量低，应用在不断减少。第十二页，共三十四页。3.2聚氯乙烯塑溶胶制法：悬浮聚合（相对分子质量10万）塑溶胶：能够溶解增塑剂，但不显著溶胀聚合物的溶剂称为塑溶胶。用途：常用于冷轧钢板或涂锌钢板，经过200℃烘干1～2min，聚合物溶解于增塑剂，形成熔融态，冷却即可得到涂层花纹。用于厂房钢、船舶内舱等。性能：户外耐久、化学稳定、耐温热、抗石击好。缺点：涂层厚，报废材料难以回收造成污染。第十三页，共三十四页。3.3氟化聚合物种类：聚偏氟乙烯（PVDF）以及偏氟乙烯（VDF）共聚物。性能：PVDF户外耐久性好、VDF共聚物优良的湿附着力和耐腐蚀性。共聚单体：多已氰酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯等。第十四页，共三十四页。4.热塑性丙烯酸酯主要组分：聚甲基丙烯酸甲酯。共聚单体：丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯共聚作用：改善漆膜脆性、挥发溶剂、附着力以及颜料的润湿能力。分子量：太高影响固含量提高，且影响喷涂；太低影响保光性。一般要求90000.分子量分布：越窄越好，Mw/Mn在2.1～2.3.第十五页，共三十四页。混合涂料制备：硝基纤维素：改善漆膜流展性、溶剂释放性、热敏感性、打磨抛光性。醋酸丁酸纤维素：耐光性好于硝基纤维素。过氯乙烯树脂：混溶极好，耐热耐久性好；但施工性差、流动性差。与热固性树脂比较：耐光性好、耐老化性好、无需烘烤；固体物含量很低，溶剂用量高，VOC污染大。第十六页，共三十四页。必须加入增塑剂改善脆性。成膜物成膜方式：溶剂挥发涂料、自由基聚合涂料、缩合聚合涂料；改进：与其它干性油炼制涂料，加热到260℃～280℃聚合成熟桐油使用。副反应：过氧化氢重排中，产生低分子产物和链断裂反应，使漆膜变脆变色而老化。复杂的自催化反应：过氧化氢基团消耗，引发自由基聚合并交联成膜；单独使用不催干，可以发挥其它催干剂的作用。共聚单体：丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯原理：基本分三个阶段：可分为：干性油、半干性油和不干性油。可分为：干性油、半干性油和不干性油。特点：干性比桐油和梓油稍差；第2节自由基聚合固化涂料第二十六页，共三十四页。油漆来历：天然动植物油（干性油）和大漆（天然成膜物）合称。成膜物成膜方式：溶剂挥发涂料、自由基聚合涂料、缩合聚合涂料；第2节自由基聚合固化涂料自由基聚合反应成膜形式：氧化聚合：油脂中双键氧化聚合形成网络大分子结构；自由基引发剂引发聚合：不饱和聚酯涂料的不饱和基团双键，引发剂引发产生自由基，发生链式反应交联成膜；能量引发聚合：紫外光或电子束引发共价键化合物聚合。第十七页，共三十四页。1.氧化聚合型涂料油漆来历：天然动植物油（干性油）和大漆（天然成膜物）合称。用于室温干燥的长或中油度醇酸树脂等。成膜方式：空气氧化聚合成膜。第十八页，共三十四页。1.1油脂油脂的成份和结构：甘油三脂肪酸酯（主要是植物油，还包括动物油、合成脂肪酸）；常见植物油的脂肪酸：棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、桐油酸、蓖麻醇酸等；（一般18碳酸）碘值：碘饱和100g油脂中的双键需要消耗的碘的重量。第十九页，共三十四页。常见油脂的碘值和结构第二十页，共三十四页。油的干性：油脂的不饱和程度。可分为：干性油、半干性油和不干性油。干性油：碘值大于140gI2/100g，2～5天室温下自行干燥；半干性油：碘值100～140gI2/100g，十几天甚至几十天才干燥；不干性油：碘值小于100gI2/100g，不能自干。第二十一页，共三十四页。碘值只是测定了双键数量，没有表明双键分布。活泼亚甲基：空气对油的氧化只是发生在活泼亚甲基相连的双键，即两个双键中间的亚甲基。

——CH2－CH＝CH－CH2－CH＝CH－CH2——干性指数：亚油酸一个活泼亚甲基，亚麻酸两个活泼亚甲基。用亚油酸和亚麻酸含量来表征干性（氧化性）。干性指数＝1×亚油酸％＋2×亚麻酸％平均活泼亚甲基数

＝（双烯酸分子含量＋三烯酸分子含量×2）×3

当活泼亚甲基数>2.2时，认为是干性油。第二十二页，共三十四页。酸值：油脂中游离酸的含量，用KOH中和测定。中和1g油脂消耗的KOH质量（用mg表示）为酸值。油脂越新鲜，酸值越小。减少酸值的方法：碱洗（或称碱漂）、白土（水合硅酸铝）脱色。第二十三页，共三十四页。常用油脂：（1）桐油主要成份：桐油酸，含有三个共轭双键；特点：容易氧化、干燥快、成膜坚韧、耐水性好；缺点：单独使用或用量太多，容易引起干燥质量问题，皱褶等问题。改进：与其它干性油炼制涂料，加热到260℃～280℃聚合成熟桐油使用。第二十四页，共三十四页。常用油脂：（2）亚麻油（胡麻油）主要成份：亚油酸、亚麻酸；特点：干性比桐油和梓油稍差；优点：耐久性、漆膜柔韧性比桐油好、不易老化；缺点：耐光性较差，易变黄，不适合制造白色漆。第二十五页，共三十四页。常用油脂：（3）梓油（青油）来源：乌桕仔压榨得到。特点：干性比亚麻油好，漆膜坚韧、耐久；泛黄小于亚麻油，可以生产白漆。第二十六页，共三十四页。常用油脂：（4）豆油性质：半干性油，碘值115gI2/100g；特点：漆膜不易泛黄，常用于制造醇酸树脂漆和白色漆。第二十七页，共三十四页。常用油脂：（5）蓖麻油性质：不干性油，碘值81～91gI2/100g；用途：制造不干性醇酸树脂。改性：12碳原子上的羟基与异氰酸根反应生产聚氨酯。高温脱水，产生双键，形成脱水蓖麻油，属于干性油，干性好于亚麻油，不泛黄。第二十八页，共三十四页。常用油脂：（6）松浆油（塔油、塔尔油）来源：造纸废液中分离提取。成份：松香酸30％～38％；脂肪酸40％～50%；酸值180mgKOH/g；碘值140gI2/100g；性能：漆膜硬度好，附着力好，光泽度好。缺点：颜色稍深。第二十九页，共三十四页。油脂的应用处理：精漂、除去杂质、脱色、高温炼制（目的：氧化、聚合、加成；分子量增大，粘度升高的各种熟油基料）。用途：配比溶剂和催干剂，即得清油；配比颜料和其它辅料即得油性色漆。深加工：酚醛树脂、酯胶、沥青、醇酸、氨酯油、环氧酯等的主要组成。第三十页，共三十四页。植物油干燥原理：基本分三个阶段：导入期：天然抗氧剂（生育酚）被消耗；快速氧化期：氧分子与脂肪双键附近碳原子上的氢反应成过氧化氢基团；复杂的自催化反应：过氧化氢基团消耗，引发自由基聚合并交联成膜；副反应：过氧化氢重排中，产生低分子产物和链断裂反应，使漆膜变脆变色而老化。第三十一页，共三十四页。催干剂的作用：金属氧化物具有催干作用。常见：油溶性的钴、锰、铅、锆、钙、锌等。表催干（面催干）剂：主要催化漆膜表面的干燥。透催干剂：铅皂和锆皂。催化整个干燥过程。助催干剂：钙皂和锌皂。单独使用不催干，可以发挥其它催干剂的作用。催干机理：钴、铅：与吸收氧的过