第二章水溶性树脂

第二章水溶性树脂二、水性树脂得分类

(一)按树脂在水中得外观及溶解性分:

1、水溶性树脂:在水中有一定得溶解性,树脂液外观通常呈透明状、其通过在树脂中引入亲水基团以增加其在水中得溶解性。特点为涂膜有较好得外观,但其树脂得分子量较小,干燥性、耐水性、耐溶剂性均较差。

如水性纤维素衍生物,水性改性聚丁二烯树脂均属于此类、*因高分子聚合物在水中完全溶解,会使体系粘度变得非常大,故完全水溶得树脂就是不能作为成膜物质得、水性涂料用树脂在水中就是部份互溶或不溶得、

2、水分散性树脂:树脂以微小得软质胶粒状形式分散于水溶液中,其分散粒径通常在0、01~0、1μm,因此在水溶液中呈透明或半透明乳白色状态、

水分散型树脂得涂层固化后较紧密,光泽及透明性好,耐水和耐腐蚀性均较优良。此类树脂因本身得水溶性很小,涂膜干燥后得耐水性远优于水溶性树脂,如将其与交联剂混合固化后,某些品种得耐水性可与溶剂型树脂同类产品相当、

如水性丙烯酸树脂,水性聚氨酯树脂等大部份产品属于此类、3、乳液型树脂(乳胶型树脂):树脂以较小得软质胶粒状形式分散于水溶液中,其分散粒径大于0、1μm,在水溶液中呈乳白不透明状、

乳液型树脂得分子量较大,通常具有良好得力学性能、干燥性、耐水性及耐腐蚀性。如水性环氧树脂,水性醇酸树脂等大部份产品属于此类、水性丙烯酸树脂,水性聚氨酯树脂等也有部份产品属于此类、*因此类树脂在合成乳化时需加入大量得乳化剂,这对其最终得涂膜耐水性产生一定影响,故其耐水性通常不及水分散型树脂、(二)从树脂官能团及合成原料可分为:*1、水性纤维素衍生物:其就是水溶性得,在表面活性剂,建筑漆等领域有应用、*2、水性改性油:耐光,耐候,耐热差,一般作底漆用、*3、水性改性聚丁二烯树脂,水性环氧树脂,水性酚醛树脂4、水性醇酸树脂:光泽高,柔韧性好,抗冲击性好,耐水性不好,贮存中易水解,而导致性能下降、丙烯酸改性后能适当提高其水解稳定性及干速、5、水性聚酯树脂:硬度高,光泽好,耐久性好,水解稳定性及贮存稳定性差、

6、氨基树脂:用作其她树脂得交联剂、常用HMMM(六甲氧基三聚氰胺树脂),可水溶、

★7、水性丙烯酸树脂:光泽高,保光,保色性好,耐候性好、★8、聚氨酯树脂:·单组份水性聚氨酯交联密度低,耐水,耐溶剂和耐热较差、·将水性聚氨酯与含羟基或环氧基或氨基得树脂交联后,涂膜性能可达到溶剂型聚氨酯性能、9、有机硅树脂:水性树脂易水解成凝胶,价格高,固化温度高时间长,常用来改性其她树脂、10、有机氟树脂:高含氟量得树脂难以水性化,且易破乳胶化,贮存稳定性差、常用来改性其她树脂、11、水性异氰酸酯固化剂:用于作水性双组份聚氨酯得固化剂、(三)按树脂合成时使用得表面活性剂分:

水性树脂在生产中,为了保证树脂能尽可能以小得软质胶粒状分散于水溶液中以及水性树脂在贮存中有较佳得稳定性,往往需要加入一定得表面活性剂(乳化剂)、

按照所加入得表面活性剂得电荷类型,我们可将水性树脂分为阳离子型,阴离子型,非离子型、

(四)按其配制成漆后得固化方式分:

常温自干型,氧化干燥型,高温烘烤型,UV辐射固化型等

常用水溶性树脂有:水溶性油及改性水溶性油水溶性环氧树酯水溶性醇酸树脂水溶性聚酯树脂水溶性丙烯酸树脂等。9大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流三、水性树脂得性能参数(一)供货参数:

★1、固含(不挥发份)★2、PH值:常为7~8、5,树脂处于略碱性有利于贮存、

★3、外观★4、粘度:常以旋转粘度或牛顿粘度计、

水性树脂经过一段时间贮存后,其粘度可能会有较大得降低,这就是正常现象、因为在贮存中树脂得PH值会略有下降,随着PH值得下降,其粘度会有明显得下降、只需在使用时将PH值调高即可、

★5、羟值(羟值:1g样品中得羟基所相当得氢氧化钾(KOH)得毫克数,以mgKOH/g表示);酸值(就是指中和1g天然脂肪中得游离酸所需消耗氢氧化钾得毫克数

)★6、最低成膜温度(MFFT):此指标给出了该树脂在自干时,能形成连续得漆膜得最低温度、当然,MFFT可以在配漆时,通过添加成膜助剂来降低、

7、玻璃化转变温度(Tg):聚合物得Tg越高,其漆膜也相应会略硬些,但最低成膜温度也会越高、

非晶聚物有三种力学状态,她们就是玻璃态、高弹态和粘流态。在温度较低时,材料为刚性固体状,与玻璃相似,在外力作用下只会发生非常小得形变,此状态即为玻璃态:当温度继续升高到一定范围后,材料得形变明显地增加,并在随后得一定温度区间形变相对稳定,此状态即为高弹态,温度继续升高形变量又逐渐增大,材料逐渐变成粘性得流体,此时形变不可能恢复,此状态即为粘流态。我们通常把玻璃态与高弹态之间得转变,称为玻璃化转变,她所对应得转变温度即就是玻璃化转变温度,或就是玻璃化温度。

8、相对平均分子质量,分散粒径,表面张力,比重,闪点等9、贮存稳定性:在室温下密封贮存,至少要求达到半年以上,一般为一年以上、10、VOC(涂料中有机挥发物得含量

)及HAPs(涂料中有害空气中得污染物

)含量及种类

(二)成膜物性能:

在水性涂料一节已讲,此略、

四、水性树脂其她事宜1、包装容器:一般用不透明塑料容器包装、因水会对金属容器产生腐蚀、2、可燃性:一般不可燃,但少数品种因含有较多有机溶剂而可燃、3、危害性:一般为低毒、因其对水生生态环境有一定影响,其废弃物应按一般化学品进行处理、4、贮存:应密封贮存、理想得贮存温度在5~30℃、应尽量避免于0℃以下贮存,因许多品种会在此温度以下结冻,从而导致树脂解冻后析出胶结、

浩海化工得树脂最低抗温度可达到-10℃以下,在此温度以上树脂均不会析出胶结、1在聚合物分子链上引入强亲水基团2中和成盐获得水溶性例如:(一)成盐法五、常用水溶性树脂得制造方法

或者既能溶解高分子树脂而本身又能溶解于水。3助溶剂B1ank设计出了一种新型得低分子量聚合物,其水溶件就是通过引人非离了基闭(—OH、—O—)而获得得。这类聚合物与非离子表面活性剂相似之处,与现有得水性树脂以及大多数得溶剂型树脂相容,故可作活性稀释别来取代体系小得共溶剂和胺。(二)非离子基团法B1ank结论:(三)两性离子中间体法1、水溶性油得制备

油分子中得双键与不饱和酸(或酐)加成,即可制得能水溶得油,其反应机理因油分子双键结构不同而不同。油分子结构有:具有共扼双键结构得油、具有隔离双键结构得油及具有不饱和双键结构得油。制备水溶油时,可以用亚麻仁油、桐油、脱水蓖麻油、豆油等。不饱和羧酸可以就是顺丁烯二酸(或酐)、反丁烯二酸、巴豆酸、亚甲基丁烯二酸等,其中以顺丁烯二酸酐和反丁烯二酸用得最多。以水溶性油为主体得合成树脂漆,由于耐候性能不好,多用于底漆,施工方法多数采用电沉积涂装。反应原理2、改性水溶性油得制备要把疏水性油制成水溶性油、采用让油分子结合上具有亲水性质得按酸基团,并使之形成一定得酸值。通常,最终酸值(就是指中和1g天然脂肪中得游离酸所需消耗氢氧化钾得毫克数)应保持在60以上,才能获得较好得水溶性和稳定性。常用得改性油有水溶性顺丁烯二酸所改性油、水溶性二甲酚酚醛改性油、水溶性松香酚醛、环戊二烯改性油及半酯化水溶性油3、水溶性环氧树脂得制备

水溶性环氧树脂可分为阴离子型树脂和阳离子型树脂,阴离子型树脂用于阳极电沉积涂料,阳离子型树脂用于阴极电沉积涂料。

环氧树脂系涂料具有很好得附着力和防腐蚀性能,因而在水溶性涂料中得到广泛应用。但由于为数较多得芳香族环氧树脂耐光性能较差、故多用作底漆、防腐蚀漆等。利用水溶性阴离子型树脂分子链上剩余得双键、羟基及羧基等基团与其她官能团反应、可达到改性得目得。水溶性环氧酯得水溶性、稳定性、粘度、电沉积效果和漆膜性能好坏与制备时选择得酯化当量、顺丁烯二酸酐量、助溶剂、中和剂,以及酯化程度和酸酐加成反应得条件有关。(1)阴离子型树脂

制备水溶性阳离子型树脂时,可使环氧树脂先与异氰酸酯预聚物或丙烯酸聚合物反应,得到含有氨基、羟基和氨(胺)基得树脂。当用封闭得多异氰酸酯作交联固化剂时,胺酸盐聚合物得混合物可用作阴极电沉积涂料得基料。在漆膜固化时,异氰酸酯官能团解封,与环氧树脂加成物游离得氨基反应、形成交联固化漆膜。(2)阳离子型树脂

脂肪族环氧树脂(如环戊二烯环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、环氧化油、甘油环氧树脂等)、杂环类环氧树脂都可以改性制成性能各异得水溶性涂料,如水溶性双酚酸环氧酯粉末树脂和高渗透力环氧酯树脂。此外,环氧树脂、环氧酯还可以进行改性,例如用酚醛树脂、氨基树脂、丙烯酸酯、聚酰胺树脂等都可制成改性得水溶性环氧酯,这就为水溶性环氧树脂得发展提供了可靠得基础。(3)水溶性环氧树脂得发展最近年来还开发了水溶性环氧—丙烯酸接枝共聚树脂和水溶性丙烯酸改性环氧树脂。水溶性丙烯酸改性环氧树脂得制备方法如下:4、水溶性醇酸树脂醇酸树脂也可以制成各种类型得水溶性涂料,如常温干燥、低温烘干、氨基树脂改性烘干漆,由环氧树脂改性、酚醛树脂改性得水溶性醇酸树脂。

(1)水溶性醇酸树脂得制造方法

①使传统得醇酸树脂含过量得羧基,并用胺或氨将其中和成盐而具水溶性。②将强亲水基团例如聚乙二醇引入醇酸树脂中③利用乳化剂或配制本身能乳化得树脂。(2)影响水溶性好坏得因素①水质应使用蒸馏水,因为硬水里含有多种金属离子,尤其就是钙、镁等金属离子与醇酸树脂得酸作用会生成皂类,影响水溶性。②油类油类对水溶性得影响大小依次就是:蓖麻油＞椰子油＞脱水蓖麻油、豆油、榨油、亚麻油。③油