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文档简介
氨基树脂生产技术
一、概述
以具有氨基官能团的化合物与醛类(重要是甲醛)经缩聚反应制得的热固性树脂称为氨基树脂,
这种树脂在模塑料、粘结材料、层压材料、纸张处理剂等方面有广泛的应用。用于涂料的氨基
树脂须再以醇类改性,使它能溶于有机溶剂,并与重要成膜树脂有良好的混溶性和反应性。
氨基化合物重要是尿素,三聚辄胺和苯代三聚富胺。在涂料中,由氨基树脂单独加热固化所得
的涂膜硬而脆,且附着力差,因此它富与基体树脂如醇酸树脂、聚脂树脂,环氧树脂等配合,
构成氨基树脂漆。
氨基树脂漆中氨基树脂作为交联剂,它提高了基体树脂的硬度、元泽、耐化学性以及烘干速度,
而基体树脂则克服了氨基树脂时脆性,改善了附着力。该漆在一定的温度通过短时间烘烤后,
即形成强韧的三维构造涂层。
与醇酸树脂相比,氨基树脂漆的特点是:清漆色泽浅、光泽高、硬度高、有良好的电绝缘性;
色漆外观丰满,色彩鲜艳,附着力优良,耐老化性好,具有良好的抗性;干燥时间短,施工以
便,有助于涂漆的持续化操作。
尤其值得一提的是三聚富胺甲螫树脂,它与不干性醇酸树脂,热固性丙烯酸树脂、聚酯树脂配
合,可制得保光保色性极佳的高级白色或浅色烘漆。此类涂料目前在车辆、家用电器、轻工产
品、机床等方面都得到了广泛的应用。
二、原料
I、氨基化合物
(1)尿素又称服或碳酰胺。无色晶体,大量存在于人类和哺乳动物的尿中,密度是1.335.熔点
132.7℃o加热温度超过熔点时即分解。溶于水.乙醇和苯.水溶液呈中性反应。用作肥料、动物
饲料、炸药、稳定剂和眠醛树脂等的原料。可由氨和CO2在高温、高压下作用制得。
(2)三聚富胺即蜜胺,又称霭尿酰胺。白色晶体,难溶于水,乙二醇,甘油,略溶于乙醇,
不溶苯等有机溶剂。用于制备合成树脂和塑料等。可由双源胺法和尿素法制得。
(3)苯代三聚最胺俗称苯鸟粪胺,是以-C6H5取代三聚髭胺分子上一种氨基的化合物。它的
重要用途是涂料,塑料与三聚筑胺并用制层压板或密胺餐具,此外,在织物处理剂,纸张处理
剂,胶粘剂,耐热润滑剂的增稠剂等方面也有应用。以它制得的氨基树脂,改善了三聚富胺树
脂的脆性,又不影响其耐候性。
工业上苯代三聚富胺由苯甲储和双富胺在碱性催化剂存在下,以丁醇为溶剂制得。
表1-1为尿素,三聚银胺,苯代三聚银胺性能指标。
表1-1原料性能指标
项目尿素三聚制胺苯代三聚辕胺
外观白色结晶白色结晶白色结晶粉末
含氮量(以干基计),%>46.337.0-38.07
熔点,℃224-228
缩二服含量,%S0.5
含量(升华法),%N99.5
水分含量,%0.50.20.5
铁(Fc2O3)含量。%40.002
游离氨(NH3)含量,%40.01
水不溶物含量,%<0.02
甲醛溶解度①(8()℃/l()min)全溶
色泽(钳钻原则比色液)$30
游离碱,%0.020.05
灰分,%S0.050.05
①1份三聚富胺与2.5份37%甲醛混合。
2、甲醛又名蚁醛,常温为无色,有强烈刺激气味的气体,对人的眼鼻等有刺激作用。易溶于
水和乙醇,水溶液浓度最高可达55%,一般是40%,称为甲醛水,俗称福尔马林,具有防腐功能
的带刺激性气味的无色液体。一般加入8%-12%甲酣,防止聚合。有强还原作用,尤其在碱性溶
液中,能燃烧,蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限为7%-73%(体积)。
甲醛是重要有机原料之一,广泛用作制取聚甲醛树脂,酚醛树脂、服醛树脂、三聚银胺树脂、
维尼纶纤维等的原料,也是炸药、医药、农药和染料等的原料。
表1-2为醛类原料的性能指标。
表1-2醛类原料的性能指标
指标名称37%甲醛水溶液(福尔马林)多聚甲醛50%甲醛水溶液甲醛的丁醇溶液甲醛叫甲醇溶
液
外观无色透明液体,在低温时能自聚呈微浑白至微黄色粉末有刺激味无色透明液体无色透明
液体无色透明液体
甲醛含量,g/l(X)g37±0.593~9550.0-50.439.5-40.555
甲醇含量,g/100gM12-1.5-30-35
甲酸含量,g/IOOmlS0.04----
铁含量,g/lOOml00.00050.005---
灼烧残渣含量.g/IOOml00.0050.1---
熔程.°C-120〜170---
水含量,%---6.5~7.510-15
闪点.°C6071.168.371.1-
沸点,℃96—100107-
贮存温度,℃15.6-32.2-48.9-62.820-
3、醇类
(1)甲醇无色透明易燃易挥发的极性液体,纯品略带乙醇气味,粗品刺鼻难闻。有毒,饮后
能致目盲。能与水、乙醇、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合
物,爆炸极限6.0%—36.5%(体积)。
它是基本有机原料之一.重要用于制造甲醛、甲胺等多种有机产物,也是农药和医药的原料,合
成对笨二甲酸二甲酯,甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。还是重要的溶剂,亦可掺入
汽油作替代燃料使用。
(2)乙醇无色透明,易燃易挥发液体。有酒的气味和刺激性辛辣味。溶于水、甲醇、乙酸和
氯仿。能溶解许多有机化合物和若干无机化合物,具有吸湿性,能与水形成共沸混合物。蒸气
与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限3.3%—19.
©]予0%(体积)。
乙醇是重要啊基础化工原料之一。以它为原料的化工产品达二百余种。广泛应用于基
本有机原料、农药、以及医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等有机化工产品的生产,又是
一种重要的有机溶剂,大量用于油漆,染料、医药、油脂和军工等工业生产。
(3)异丙醇无色透明可燃性液体,有似乙醉H勺气味,与水、乙醉、氯仿、乙壁混溶。在许多
状况下可替代乙醉使用,蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限3.8—10.2%(体积).可用于制
取丙酮、二异丙悔、乙酸异丙酯等,是有机合成的重要原料,还是常用的化学溶剂,还可作抗
冻剂和汽油添加剂。
(4)正丁醇无色液体,有酒的气味,溶丁水,能与乙醇和乙处混溶,蒸气与空气形成解炸性
混合物,爆炸极限3.7%-10.2%(为积),重要用于制备邻苯二甲酸,脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类
增塑剂,广泛用于多种塑料和橡胶制品中,是有机合成中制丁醛、丁酸、丁胺等的原料,是油脂、
药物(如抗生素)和香料的萃取剂,醇酸树脂涂料的添加剂等。又可用作有机染料和印刷油墨
的溶剂,脱蜡剂。
(5)异丁醇无色透明液体,有特殊气味,溶于水、乙醇和乙醛.其蒸气与空气形成爆炸性混
合物,爆炸极限1.7-10.6%(体积)。用于制增塑剂,防老剂,果子精油,人造麝香和药物,并
用作溶剂。存在于杂醉油中,是有机合成的原料之一。
表1-3为醇类原料性能指标。
表1-3醇类原料性能指标
指标名称甲醇工业无水乙醉乙醇异丙醇正丁醇异丁醉辛醇
外观无色透明液体无色透明液体无色透明液体无色透明液体无色透明液体无色透明液体无
色透明液体
相对密度(d20)0.791-0.792<0.7920.784〜0.7880.809-0.8130.802-0.8070.817-0.823
缁蒸饱范围(IOL3247kPa绝对压力),℃64.0-65.577-8581.5-83117.2-118.29590
程锵出体积,%298.89599.5950.01
游离酸(以乙酸计)含量,%W0.0030.0030.003
酸度(50ml试样,以O.Olmol/LNaOH计).mlW1.81.8
乙醇含量(以容积计),%29995
水分含量,%W0.08I0.2
丙酮含量,%WI
不挥发物含量,%<0.0050.00250.005
游离碱(以NH3计)含量%W0.001
4、其他
(1)碳酸镁:弱碱性,是常用的碱性催化剂,微溶于甲醛,在甲醛溶液中大部分呈悬浮状态,
它可克制甲醛中的游离酸,增进羟甲基化反应,是一种很好的羟甲基化反应催化剂。过量的碳
酸镁对杂质有吸附作用,在树脂过滤时有助滤作用。
(2)2(X)号油漆溶剂油重要为揩肪族烧类,其中具有少许芳姓,o芳是含量不一样,测得的树
脂容忍度不一样,芳烬含量高,测得值也高。因此,应使用芳煌含量恒定的200号油漆溶剂油。
(3)苯酎:又称邻苯二甲酸好,白色针状晶体,易升华,稍溶于冷水,易溶于热水并水解为邻
苯二甲酸。溶于乙醇、苯和叱唉,微溶于乙酸。是一种有机弱酸,是常用的酸性催化剂,使酸
化反应平稳地进行。
(4)二甲苯:为对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯及乙苯的混合物,无色透明液体,溶于乙醇和
乙酸,不溶于水。具有中等毒性,经皮肤吸取后,对健康的影响远比苯小。溶解能力强,挥发
性适中,是目前涂料工业中应月面最广,用量最大的一种溶剂,在涂料用氨基树脂的合成中起
脱水剂的作用。
三、制造原理
I、在氨基树脂整个生产过程中,重要发生了三个化学反应:
(1)加成反应(羟甲基化反应)
氨基化合物和醛类(重要是甲醛)附加成反应可在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。一般来说,当PH=7时,羟甲基化反应较慢,pH>7,
反应加紧,在pH=8~9时,生成的羟甲基衍生物较稳定。
(2)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轻甲基缩合,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。
(3)酿化反应
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。因此,必须通过爵类
酸化改性,酸化后的树脂中具有一定数量的烷氧基,使原有分子的极性减少,并获得在有机溶
剂中的溶解性,并作为涂料交联剂使用。
假如以甲醇醛化,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
醉酸树脂并用。用乙醇酰化的树脂可溶于乙醉,它的固化速度慢于甲悔化产物。以丁醇雁化的
树脂在有机溶剂有很好的溶解性。以辛醉酰化时,因其自身极性小,和羟甲基(-CH2OH)反
应缓慢,因此需先以低级醇(日醇或丁醇)酸化,然后再与辛醇经蹄互换反应,才能制得辛健
化树脂。由此可见,单元醇的分子链越长,醛化物可溶解性越好,但固化速度更慢。
「醉酸化的树脂在溶解性、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,因此与溶剂型涂料相配合I向交联剂常采用丁静触化H勺疑基树脂。醛化反应是在
弱酸性条件下,在过量丁醇中进行的,过量的丁醇有助于般化反应进行,未反应的丁醇可作为
溶剂。必须指出口勺是,在弱酸性条件下,惟化反应和缩聚反应是司步进行的,以限醛树脂口勺丁
酸化为例:
在此,尤其指出的是,在生产制备单体型高烷基氨基树脂时,要防止缩聚和减少树脂中游离态
醛类含量。
2、合成工艺
氨基树脂咆生产过程可分为三个阶段:
(1)反应阶段
①一步法:树脂在反应过程中不辨别碱性和酸性两个阶段,而是将多种原料投入后,在微酸性
介质中同步进行羟甲基反应,醛化反应和缩聚反应。本法工艺简朴,但必须严格控制pH值,
使三种反应平衡地进行,到达规定的反应程度。
②二步法:物料先在微碱性介质中重要进行羟甲基化反应,反应到一定程度后,再转入微酸性
介质中进行缩聚和酸化反应。由于在碱性阶段形成的羟甲基化合物较稳定,转入酿化反阶段后
也较平稳,因此生产过程较易控制。
(2)脱水阶段
①蒸愧法这是运用蒸憎手段将反应体系中水分所有蒸出的措施c一般加入少许苯类溶剂进行三
元共沸蒸储。甲苯或二甲苯都可采用,纯苯由于毒性较大,已不采用。苯类的用量约为醇量的
10%0常压法在常压回流脱水,通过度水器分出水分,醇类返回反应体系,由于水分不停及时
地排出。使酸化反应和缩聚反应向右进行。该措施醇损耗少,树脂收率高。减压法脱水温度低,
树脂在蒸储阶段质量变化小,终点易控制,但爵损耗较大。
②分水法是在蒸憎脱水前先将反应体系中部分水分离出去的措施。甲醛溶液中约含63%的水,
缩聚和醴化反应时又有一部分反应水生成。所有水采用蒸馅法脱出,耗能大,工时长,并且反
应中若有亲水性小分子物残留在树脂中,影响树脂抗水性和贮存稳定性。以二步法为例,当树
脂在碱性反应阶段,形成的羟甲基衍生物是亲水性的,能溶于热水,溶液透明,树脂转入酸性
反应阶段,伴随缩聚和酸化反应的进行,树脂极性逐渐减少,由亲水性转变憎水性,这时溶液
呈浑浊,若此时使溶液静止,溶液即分为二层,上层为树脂的爵溶液,下层为水层。分水法即
分去下层水,然后再蒸出残存叼水,此措施耗用热量少,若控制一定的缩聚程度,调整好树脂
层和水层之间极性差距,可使树脂中的亲水性小分子更多地分离掉,有助于提高树脂内在质量.
但醇类损耗较蒸储法大。
在实际生产中,在脱水阶段通过测定树脂粘度控制缩聚程度,从测定树脂对200号油漆溶剂油
的容忍度来控制酸化程度。测定容忍度应在规定的不挥发分含量及规定的溶剂中进行,否则得
出的数值将是不一样的。测定措施为称3g试样于100ml烧内,在259搅拌下以200号油漆溶
剂油进行滴定,至试样溶液显示乳浊在15秒钟内不消失为终点。1g试样可容忍200号油漆溶
剂油的克数即为树脂的容忍度数值。容忍度也可以用100g试样能容忍的溶剂的克数表达。
当容忍度到达终点后,脱去过多的爵,调整粘度至规定范囹,然后进入最终一种阶段:后处理
阶段。
(3)后处理阶段
①水洗有些树脂为了提高质量。可增长水洗工序,以除去亲水性物质。树脂中的小分子量产物,
没有酸化好的羟甲基衍生物低聚物,原料中的杂质所形成的低分子量树脂等,都具有一定的亲
水性,这种树脂在贮存中往往产生针状或紫状析出物,过滤也不能彻底滤除,滤后很快又会析
出,若树脂放在敞口容器中,析出速度加紧,可运用这点作为树脂抗水性的加速检查措施。水
洗后的树脂,贮存稳定性和抗水性明显提高,但增长一道水洗工序,不仅增长了工时,并且水
洗时部份醇类溶解在热水中随水分出,使醇类单耗上升。
水洗措施是在树脂中加入20%-30%的爵,再加入与树脂等量的水,三者一起加热到回流;静止
分去水层后,减压回流脱水,水脱尽后再将树脂调整到规定的粘度范围;冷却过滤后,即可得
到透明而稳定的树脂。
②过滤成品必须过滤除去树脂中的杂质,如未反应的原料,未酸化的羟甲基衍生物低聚物,残
存的催化剂等。助滤剂可采用硅藻土、碳酸镁等物质,过滤温度以60-70℃为宜。
3、影响产品质量的原因
(1)甲醛质量的影响
甲醛具有轻微的酸性,对金属有一定的腐蚀性,因此,假如甲醛中具有铁离子,则由它合成的
树脂易呈黄相;铁含量高时,会促使缩聚反应加紧,不利于工艺控制。
这种甲醛在使用前应进行预处理。预处理的措施之一是将甲醛依次通过阳、阴离子互换树脂;
另一措施是在甲醛中加入适量碳酸镁,搅拌升温至60℃,保温半小时,静止后使用上层甲醛溶
液。
(2)甲醛用量的影响
甲醛用量增长,参与反应的甲醛增长,有助于酸化反应的进行,形成的烷氧基数量也对应增长。
(3)醇类用量的影响
反应条件相似,伴随醇类用量增长,烷氧基数也增长,分子间的缩聚反应减少,即亚甲基数量
下降。
(4)pH值对反应的影响
①羟甲基化阶段
在pH>7时,随反应温度和pH值的升高,羟甲基化反应速度加紧。
②酸化阶段pH值对树脂构成的影响
pH值对甲醛的结合速度和结合数量影响不大。当pH值偏高,羟甲基之间的缩聚反应缓慢,酸
化反应进展也缓慢;pH值低时,亦有助于褪化反应和缩聚反应的进行,相比之下,缩聚反应快
于酸化反应。
(5)碱性催化剂的影响
常用碱性催化剂重要有:碳酸镁和氢氧化钠等。由于以NaOH为催化剂时,反应阶段需增长水
洗工序,因此,一般以碳酸镁为催化剂。
碱性催化剂用量以能中和甲姓中的甲酸,使PH值到达弱碱性为度,有效地增进羟甲基化反应
和甲醛转化的速度。
(6)酸性催化剂的影响
在微酸性条件下酸化和缩聚是两个竞争的反应,缩聚快于酸化,树脂粘度高,不挥发分低,与
中长油度的醇酸树脂的混溶性差,树脂稳定性亦差;酸化快于缩聚,树脂的粘度低,与短油醇
酸树脂的混溶性差,制成的涂膜干性慢,硬度低,因此必须控制这两个反应均衡地进行,并使
酸化略快于缩聚,到达既有一定的缩聚度,使树脂具有优良的抗性,又有一定的烷氧基含量,
使它与基体树脂有良好的混溶性。
一般用有机弱酸(如苯酊)作酸化催化剂,能使酸化反应平稳地进行,对缩聚反应起的作用较
小。它的用量要控制好,以pH=4.5-6.0为宜,用量过少时,容忍度进展缓慢,工时延长;用量
多,则影响涂料的贮存稳定性。
(7)原料中杂质的影响
三聚甄胺中也许存在的含氮杂质多为水解物的脱氨物。杂质的存在将影响树脂的透明度,加紧
缩聚反应速率,使制成的树脂耐热性和耐水性下降。
(8)容忍度对涂膜性能的影响
容忍度间接表达了酸化程度,反应了树脂的极性,若反应超过了规定的容忍度,将影响树脂与
不干性油醇酸树脂的混容性,影响涂膜的光泽和硬度。因此,当到达所需的容忍度后,应调整
粘度,迅速终止反应。
(9)不一样构成的树脂对贮存稳定性的影响。
参与反应的甲醛摩尔数越大,树脂的贮存稳定性越好;烷氧基数越大,贮存稳定性越好。
(10)溶剂对树脂贮存稳定性的影响。
经酿化的树脂在贮存中是处在动态平衡的,烷氯基易脱落,烷箱基也可以从对应的醇类溶剂中
得到补充(如丁箕基可以从丁醇中得到补充)。假如烷氨基脱落后得不到补充,就破坏了动态
平衡,伴随贮存期延长,树脂目身粘度逐渐上升
四、以三聚虱胺树脂为例,对其质量问题进行分析以及处理
(一)、树脂和苯的混容性不良
根据技术指标,1份三聚新胺树脂,应当溶解在4份茉中清澈透明。假如浑浊,甚至分层,其
发生的原因也许有下列两种状况。
I、树脂中有水
树脂抵达终点时,没有将水所有除尽,或反应完毕的树脂,在过谑包装过程中,混入了水份。
水在苯中析出,就生成浑浊。
2、树脂酸化不够
「氧基含量太少,与苯不能无限混容,轻则浑浊,重则分层。这种树脂不稳定,在储存过程中
易变质,粘度增高,并使漆膜失光。
处理措施:补加少许丁醉,常压或减压加热回流脱出水,至取样到达在苯内溶解透明,再调整
粘度到合格范围。
(二)、树脂和不干性器麻油醇酸树脂混容性不良
或能混容漆膜干燥后有白雾、光泽差、甚至皱皮无光。原因也许是:
1、缩聚反应快于能化反应
树脂分子量增长太大,羟基减少太多所致,常见于分水法工艺因在水溶液中,有助于缩聚反应
口勺进行。
2、酸化过度
树脂内含非极性丁氧基因太多,常由于生产过程中,保持般化时间过长,或酸性催化剂用量太
多,反应速度过快,来不及控制终点所引起。混容性不良,是一步一步形成的,但也大体可划
分为三个阶段。
(1)、两种树脂能混容,但漆膜烘干后表面有一层白雾。这是混容性不良的最轻程度的体现。
有时将配制好的清漆放置一天,状况可以改善,这是由于通过一段较长时间H勺储放后,混合物
分子之间得到充足的扩散的成果。
(2)、能混容,但漆膜干燥后皱皮无光。出现这种状况是两种树指基本上已不能混容,但两种
树脂都溶解在丁静中,成为临时的稳定体系,在干燥过程中,丁静挥发逸出,两种树脂就不能
混容了,彼此间互相排斥,以致漆膜皱皮无光。
(3)、不能混容,混容性是和两种树脂的极性(分子构造)有亲密关系的。彼此极性相近或具
有相似的基因较多,彼此就能互相混容,反之就互相排斥,便会引起混容性不良。
(三)、树脂在储存过程中有杂质析出
树脂过滤后应清澈透明,但有些礴脂在储存几天后,即开始变浑,有析出物浮在树脂中,有些像云雾
同样,有些像针头同样,越来越多,密密麻麻,用以制漆,细度和抗水性都差,也许由于下列原因引起.
I、采用分水法工艺生产在分水时,分水没有分清.
2、采用分水法工艺生产,树脂缩聚过低,在分水时,亲水性杂质没有随水分离,仍旧留在树脂
中。
不管_1_述哪一种原囚,都是由于树脂中存在亲水性小分子呈树脂,在储存过程中,吸取了空气
中H勺潮气,或由于丁氧基H勺脱落,而不溶丁静发浑析出。高分子物是多分散性的,三聚密胺树
脂也如此,在树脂中存在着某些没有缩聚和雄化好小分子量树脂,它们的极性大,稳定性差,
轻易从树脂中分离析出。此外,三聚解胺中存在着某些含毓杂质,例如:一羟基三聚M胺,二
羟基三聚制胺等。它们具有羟基,极性大,活性机原子小,官能下少。因而缩聚度小。它们也
能和甲醛,丁醉反应生成树脂,但形成的是亲水性的小分子量树脂,轻易在储存过程中析出。
树脂内具有亲水性小分子量树脂,在敞口容器中,空气相对湿度大的时候,能加速析出速度,
可运用这个原则作为一种迅速检查措施。
已发生浑浊析出口勺树脂,单凭过滤是不能彻底处理问题的。过滤之后,能透明一时,但很快又
要浑浊有析出物,由于过滤仅能消除已析出部分,不能消除未析出的部分,处理措施可以用热
水将树脂洗涤1-2次,水的用量约相称于树脂的重量,此外尚须补加树脂重量20〜30%的丁醇,
将树脂稀释。三者一起加热到回流,静置分去水层,减压脱尽残留水分,再将树脂调整到粘度
合格范围,冷却,过滤。即可得到清澈透明而稳定树脂。
(四)、干燥慢、硬度差
在同样配比、烘烤时间和烘烤温度下,漆膜不能完全干透,硬度低,引起的原因,重要是酰化
过度,树脂构成丁氧基含量太高,羟甲基含量相对减少。丁氧基在固化过程中,虽然也可以和
醉酸树脂起酸互换反应,逸出丁醇:但比羟甲基和羟基之间的缩聚固化速度要慢。没有反应的
丁氧基,留在树脂内,起到内增塑作用,也使硬度下降。处理措施可加少许(约0.5%)H勺酸性
烷基磷酸酯(例如磷酸二氢丁酯),或其他有机酸类(如苯甲酸、苯二甲酸酊、对甲苯磺酸等)增进固
化速度。如和干性醉酸树脂合月,可加少许年催干剂,协助固化,延长固化时间,提高固化温
度,也有助于固化完全,硬度提高。
(五)、粘度高、树脂含量低
一般树脂抵达终点后,都在反应釜内调整粘度到合格范围。假如在同样粘度的状况下,树脂含
量偏低,重要是由于树脂缩聚过度,分子量增大所致。假如延长树脂在碱性阶段反应时间,或
延长分水法工艺的树脂在水溶液中反应时间以及配方中减少丁醇或甲醛用量,使酸性催化剂用
量多等,均有助于缩聚反应,使分子量增大。此外甲醛中含铁量高,也能促使粘度升高。处理
措施,可合适补加「醇在微酸性"再进行酸化反应。甲醛含铁量高应将甲醛预先处理后再用。
(六)、抗水性不良、漆膜发白、起泡、剥落
也许是由于树脂内存有亲水性/.、分子量树脂或钠离子等,也也许是漆膜烘干不够。处理措施,
可合适延长漆膜烘烤时间或提吊烘烤温度,使漆膜固化完全。由于亲水性物质所引起的问题,
可用热水洗涤除去。
(七)、储存稳定性差
树脂在储存过程中粘度上升,混容性变差,甚至胶凝,发生的原因重要是:
(1)、树脂在生产中缩聚过度,雁化局限性
(2)溶剂部分丁醇含量局限性,树脂分广在储存过程中是处在动态平衡状态中:丁氧基可以脱
落,但同步在溶剂丁醇中得到补充。假如丁静含量局限性,为其他溶剂取代,则丁氧基脱落后
就得不到补充,破坏r动态平衡作用,树脂自身继续缩聚,而使拈度上升。
(3)、配方中苯二甲酸肝用量太多,在室温下加速了树脂在储存过程中H勺继续缩聚反应。
处理措施:可补加少许「醉、将树脂稀释。
五、单元操作
(—)反应釜
1、构造
反应釜由釜盖、筒体与筒底构成,在釜盖上安装传动和密封装置,以连接搅拌装置,设有人孔、
视镜、温度计孔、取样装置和多种接管、阀门等,釜内、釜外装配传热用的盘管,釜底有出料
阀和分水装置。
2、装料系数
反应釜的装料容积与全容积之比,称为装料系数,根据物料性质和反应状况,反应釜应有不一
样的装料系数,如在反应过程中展现多泡沫或沸腾状态时装料系数只能到达0.65,泡沫不多、
旋涡不大时可达0.7~0.75,一般不超过0.8,也就是说,总容量为12m3的反应釜,其装料量一
般为8m3左右。
3、反应釜的传热
一般用热油对反应釜加热,釜体外部用的是平滑夹套或螺旋盘管夹套,釜内用浸入式热互换盘
管(也叫蛇管),为了增长传热效果,有的设备增长了传热挡板。
釜内装料一定要超过釜外夹套及釜内蛇管的高度,以免“干烧”导致物料出现过热及结焦现象。
4、搅拌
搅拌的作用有两个,一种是使各参与反应的物料得到充足混合、分散、溶解,加速反应速度和
脱水的速度,另一种加紧传热速度,并防止靠近加热面的物料过热。提高生产效率和产品质量。
5、分水装置
安装在釜底的分水装置与分水器不一样,重要由视镜,开关阀门和接管构成。它的用途是将反
应釜内绝大部分的水和杂质排走,从而提高树脂的质量,减少能量的损耗。
6、分水器
也称为油水分离器,它的作用是经冷凝器冷凝下来的溶剂与水的混合物液体进行分离,上部是
溶剂(比重不大于水)要回收:经U型回流管返回反应釜,下部的水及时放掉。
分水器操作虽然比较简朴,但要注意如下几点:
(1)当釜内处在反应阶段时,要打开连通阀,防止釜内有压力既无法回流。
(2)在用真空投料或出料时必须关闭回流阀和放空阀,以免将分水器中的溶剂和水抽入反应釜
内。
(3)排水要及时、精确,既要访止排水不及时导致分水器未起到分水作用,又要防止将溶剂当
成水排出导致挥霍和污染。
7、导热油循环泵
热油系统的导热油要进行强制循环,由油泵提供动力,树脂生产车间使用的是RY型风冷式热
油泵,与水冷式相比较,由于不用水,就防止了冷却水漏入导热油系统,此外它使用的是石墨
轴承,不存在轴封泄漏问题,噪音也小。
对同步规定具有加热和冷却功能的热油系统,需要分别设置热油泵和冷油泵。
(二)过滤
树脂液中杂质,除原料和制造过程中带入的机械杂质外,还也许有树脂合成过程中形成的不溶
的胶状颗粒,及后处理过程中析出的不溶解物质。这些杂质如不去掉将影响到涂料的性能。
过滤是运用过滤介质从流体中分离固体颗粒或胶粒状杂质的过程,常用滤纸、滤布、金属丝网
等多孔材料作为过滤介质,使流体通过,固体颗粒则留在过滤介质上,伴随过滤的进行,固体
颗粒形成的滤饼不停增厚,过滤速度减少,可合适增长过滤压力以保持必要的过滤速度。
过滤按机理可分为表面过滤和深层过滤,表面过滤是指滤布、滤网等为过滤介质,固体颗粒停
留并堆积在表面,滤饼起到了有效的协助过滤的作用。深层过滤的过滤介质是由固体颗粒(助
渔剂)堆积的过滤层,过滤作月不仅发生在表面层,并且发生在介质的所有空隙体内,表面过
滤不合用于软质杂质和纤维状杂质的过滤。
助滤剂(常用的硅藻土)的颗粒应均匀、质硬、不可压缩,一般在多孔的过滤介质表面预敷一
层助滤层,也可将一定比例的助滤剂均匀混合在滤浆中,然后进行过滤,这两种措施常一起使
用。
(1)水平板式过滤机
密闭的水平板式压滤机,可减少在过滤过程中的溶剂挥发,过滤质量好,滤液清彻透明,细度
可达15m如下,生产能力大,过谑面积10m3的过滤机每小时可过滤树脂(50%)
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