《涂料技术》全套教学课件

第一章

绪论什么是涂料?1.1

涂

料

的

发

展

史涂料的应用开始于史前时代，在我国至少有

4000年以上的历史。在很长一个时期都使用天然的油性、半油性物

质作为原料，如生漆、桐油、松香、虫胶等，秦始皇墓的兵马俑-使用了彩色的涂料，

马王堆出土的汉代文物中更有精美的漆器埃及也早已知道用阿拉伯胶、蛋

白等来制各色漆，用于装饰.此阶段，涂料所用原料主要是

天然的油和树脂，因此被称为油漆。

油漆的制备主要还是作为一种技

艺，没有科学的含义。何时具有了科学涵意?与

科

学

接

触·

二十世纪20年代杜邦公司开始使用硝基

纤

维素作为喷漆，用于汽车涂料.·

30年代高分子科学的发展为现代涂料的

发展奠定了基础。开始有了醇酸树脂，·40年代发展了环氧树脂涂料，使防腐蚀

涂料有了飞速发展。50

年

代

随

着

石

油

化

工

的

发

展

，

各

种

合

成

树脂、溶剂和助剂相继出现。聚丙烯酸酯涂料----耐候，高光泽静电喷涂技术一

汽车金属闪光漆Ford

Motor公司发展了阳极电泳漆

PPG

公司又发展了阴极电泳漆◆60年代聚氨酯涂料得到发展，因其

优良的抗石击性成为高档汽车涂料，

汽车的涂装工艺也在发生变化。

◆各种人工合成有机稀释剂和表面活

性剂的出现，以水为稀释剂的乳液

型涂膜材料得到广泛的应用。★

所

谓

的

油

漆

已

经

不

光

是

油

了

★涂料与高分子科学紧密相连了“油漆”这一名词已经不能代表着一类

涂覆材料的确切含义了·

改为涂料——把涂覆于物体表面能

干结成膜，具有防护、装饰、防锈

等特殊功能的物质称为涂料。

·日常生活中常听到乳胶漆、面漆、

底漆等，这仅仅是一种习惯性描述。塑料、合成橡胶、合成纤维

称为三大合成材料+

涂

料

和

胶

粘

剂

，

就

成

为

五

大

合

成

材

料

。

使用合成树脂作涂料基本原料以后，采用

“涂料”术语，似更贴切。·漆

一

涂

料

显

示

了

科

学

技

术

的

发

展

，

更显示了涂料的科学含义。将

油漆和涂料作为同义词?

漆---------Paints涂料------Coating二者差别不大，可相互使用，前

者

更

显

得

简

练后

者

涵

义

更

广

泛涂料已经渗透到科学技术各个领域和

日常生活的各个角落

有困惑涂料的困惑尽管涂料的应用与生产有漫长的历史，

尽管涂料已经为人们所利用和熟悉※但它只能以一种技艺的形式相传，

而

不

能

进

入

科

学

的

领

域

.这种情况至今还影响着不少人对涂料

的

看

法

.

认

为

涂

料

仅

仅

是

靠

经

验

传

授

的

工

艺

.

影

响

它

的

发

展

。※理论研究匮乏，不如塑料、橡胶长

期

以

来

对

涂

料

的

研

究

主

要

停

留

在

工

艺

的

层面上，没有从基本理论、基本知识的角度深入

探讨涂料的内部归律。有

幸

的

是随着涂料作用和质量的提高，涂料本身的

科技含量也越来越高，★更需要多学科交叉基础理论来指导，

★更需要高层次人才去参与。上世纪九十年代末，出现一些理论书籍涂料的相关科学涂料涉及多门学科：高化、高物、无机、分析、物化

高

分

子

科

学

是

涂

料

的

重

要

基

础

，(

各

种

聚

合

反

应

)还

涉

及

物

理

化

学

的

胶

体

化

学

、

表

面

化

学

、

物理学的流

变

学

、界面学和光

学、机械学。★涂料不仅是一种工艺，而

是

具

有

本

身

特

点

的

独

立

学

科

，

☆成膜理论、表面结构和性质、分散理

论等。1

.

1

涂

料

的

定

义

和

范

围1.1.1涂料的定

义涂料是一类可涂布于物体表面并能形成

一层具有保护、装饰和其它功能的薄膜的组

合物。油漆仅限于非水溶剂涂料，与天然漆的

使用有关。涂料的概念中包括油漆。1.1.2

涂

料

的

使

用

范

围一、建筑涂料用

于

建

筑

内

外

墙

和

家

具

，

其

中

乳

胶

漆

占

7

7%

。

二、产品涂料原设备制造用漆

(OEM,original

equipment

manufacture)。

国内称工业漆，指在工厂内施

工于产品上的一类涂料。三、特种涂料指在工厂外施工用的一类涂料。建筑涂料1.2

涂

料

的

组

成1.2.

1

基

料

(

主

要

成

膜

物

质

)将

涂

料

中

其

它

不

挥

发

性

物

质

结

合

在

一

起

在

被

涂

物

表

面

形

成

均

匀

连

续

的

并

具

有

一

定

力

学

强

度的薄膜的物质。一

般

为

高

分

子

材

料

。

(

包

括

植

物

油

和

树

脂

)1.2.2

挥

发

性

组

分

(

溶

剂

)能溶解基料或稀释涂料粘度，帮助成膜，

并能在成膜后挥发掉的一类物质。1945年前，挥发性组分几乎都是有机溶剂。

避免或降低使用挥发性有机化合物

(VOC,

volatile

organic

compounds)

是

涂

料

发

展

的

一

个重要趋势。1.2.3

颜

料分散于基料和涂膜中的一类微细不溶固体。

颜料使得涂膜带有色彩和不透明性。1.2.4

助

剂改变涂料某些性能，如催干剂、稳定剂和

流平剂1.3

涂

料

的

作

用

和

发

展

概

况1.3.1

涂

料

的

作

用一

、保护作用金属材料，尤其是钢铁，容易受到环境中腐蚀性介质、水分和空气中氧的侵蚀和腐蚀；

木材易受潮气、微生物的作用而腐烂；塑料会

受光和热的作用而降解；混凝土易风化或受化

学品的侵蚀，因此材料需要用涂层来保护。完整连续的漆膜使物件与环境隔绝，避免各

种环境因素如日光、空气、雨水、腐蚀性气体、

化学药品等引起的损害。二、装饰作用用

色

彩

来

装

饰

我

们

的

环

境

，

是

人

类

的

天性

，

并

伴

随

着

人

类

及

其

社

会

整

个

发

展

过

程

。由于涂料很容易配出成千上百种颜色，色

彩

丰

富

；

涂

层

既

可

以

做

到

平

滑

光

亮

，

也

可

以做出各种立体质感的效果。表面光亮，手感润滑，色彩斑斓。三

、

功

能

作

用功能涂料是一类基于涂料结构和组成，并

与光学、声学、力学、电磁学和生物学结合发

展起来的专业性强、具有特定功能的新材料。(1)力学功能：耐磨涂料、润滑涂料等；(2)热功能：耐高温涂料、阻燃涂料等；

(3)电磁学功能：导电涂料、防静电涂料等；(4)光学功能：发光涂料、荧光涂料等；(5)生物功能：防污涂料、防霉涂料等；

(6)化学功能：耐酸、碱等化学介质涂料。漆包线涂料特殊作用-吸波涂料特

殊

作

用

-

吸

波

涂

料●吸

波涂料是一种

能够吸收电磁

波而反射、散

射

和

透

射

都

很

小

的

功

能

材

料

，

广

泛

应

用

于

电

磁

辐

射

污染的消除与

防护，用来

弥补屏蔽体效果不理

想

的缺陷，还能

解决屏蔽材

料所无法解决的整体

电

磁辐射污染环

境净化难题

，它的工作原理和性

能类似于隐形飞机涂层，它以吸收电磁波能量转

换为热能，并散发到空间，达到热平衡，是一种

干净、消除电磁波污染的高级手段。特殊作用-示温涂料THERMoBELLmr四1

.下

mn6.中n08m.a)人

72,

也五

主

了

基

变

，

三

个

含

使

分

时

三

个红2m.01法以态

品时显金

后

，

随

骨

这

度

的

升

高

，

新

色

惩

位

发

生

了

显

蛋

改

交，同计盟不区源子Ckox

aler

sha

it

iract细Z

后

，s

色不仅发生7显名改,

而E

商复宁显示

.YDMabelYDXabel

YDXlabel

YOXlabel示温变色涂料在低温时为无色状态，当

温度升至设定值时颜料从无色变为有色。

它

的

变

色

温

度

可

根

据

用

户

需

要

在

-

20~

78℃范围内设定.变色颜料的基本

色：目前，变色颜料在显色状态有以下

12个基本色：桃红，玫红，大红，金红，橙

红，金黄，草绿，墨绿，孔雀绿，宝石蓝，黑色，棕黑。标

志

作

用标志作用是利用色彩的明度和反差强烈的特

性

，

引

起

人

们

警

觉

，

避

免

危

险

事

故

发

生

，

保障人们的安全。有些公共设施，如医院、消防车、救护车

、邮局等，也

常用色彩来

标示，方便人们

辨别。特殊作用-防水涂料□

工业与民用建筑的屋

面、外墙面、地下室、

厨房卫生间结构部位

成为首选防水材料；口

在众多防水材料(卷

材类、刚性结构自防

水

类

和

热

涂

覆

类

)

中

占据着很大的市场份

额

，

具

有

防

水

性

能

可靠、寿命长、成本

相对较低等特征。特殊作用-阻燃防火涂料防火涂料已成为建筑钢结构、混

凝土楼板、木质隔墙等的主要防

火材料，而在防火设计中得到首

选使用，且多年来这种情况一直

盛行不衰。其中，得到广泛使用

的是饰面型、钢结构和预应力混

凝土等三大类建筑防火涂料，隧道防火涂料型号-8HZ-1

25kg中化工料有防火涂料防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂

材料表面的可燃性

、阻滞火灾的迅

速蔓延，用以

提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用

以外，还具有防锈、防水、防腐、耐磨、耐热以

及涂层坚韧性、着色性、黏附性、易干性和一定

的光泽等性能。特殊作用-防霉杀菌涂料烟

草、饮料

、食品和奶

制品等企业

及医疗卫

生

场

所的墙面、天花板等，常受霉菌侵蚀的困扰。使用了具有广谱、高效的杀菌能力的防霉涂料后，

问题迎刃而解。在这些场合，防霉涂料已成为其它材料所无法替代

的功能性材料，对于生产环境和食品卫生安全起到

重要作用。特殊作用-耐烧蚀涂料火箭升空时，由于与大气层的激烈摩擦，产生

高温。为防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一层

特殊的涂料，该涂料为耐烧蚀涂料。一

般

来

说

，

火

箭

的

外

壳

是

用

钛

合

金

、

铍

合

金

和

铝合金等材料做成的，而这些合金材料很容易传热。

要

是

火

箭

的

外

壳

直

接

接

触

这

样

的

高

温

，

那

么

火

箭

外

壳

的

强

度

将

会

大

大

减

弱

，

几

千

度

的

高

温

就

很

快

传

到

火

箭

内

部

，

烧

坏

火

箭

的

各

种

自

动

控

制

仪

器

和

电

子

元

件，火箭也就无法按预定的轨道正常飞行。为了防止几千度的高温传入火箭内部，

使火箭内的各种仪表正常工作，人们想办法

给火箭外壳涂上一层又轻又薄的特种涂料一

一耐烧蚀隔热涂料。涂上这种涂料，就好比

给火箭穿上了一件石棉衣服，火箭在大气中

飞行就安全无恙了。特殊作用-其他涂料2反

光

隔

热

效

果隔热涂料徐剧一般油漆

涂刷反光隔热涂料环

境

温

度

为

37

℃

烈

日

下

测

试

钢

结

构

厂

房

效

果

示

意

图在炎炎夏日，烈日照射下，气温达到35℃~42℃,涂刷反光满热涂科后，太阳光反射率可达90X以—上，对钾结构厂房类建筑，可使表面温度降低20'℃以上，室内温虞降低5℃~8℃.对混凝土楼面，效果

同样显著。导电涂料反光隔热效果而温655538℃38℃~40℃30℃~330涂刷一般油漆涂刷反光隔热涂料环境温度为37℃烈日下测试钢结构厂房效果示意图在炎炎夏日，烈日照射下，气温达到35C~42C,涂刷反光隔热涂料后，太阳光反射率可达90%以

—上，对钢结构厂房类建筑，可使表面温度降低20℃以上，室内温度降低5C~8C.对混凝土楼面，效果見

革亚

有1.3.2涂

料

的

发

展

概

况一、发展历程我国是最早使用涂料的国家之一。原始

社会就开始以虫胶、大漆为基础的天然树脂

制作油漆。20

世

纪

初

，

合

成

树

脂

开

始

使

用

于

涂

料

生

产。二

、发展方向(

一

)

符

合

环

保

要

求节能型、水性、非水分散、低污染型、

高固体分、粉末涂料等。(

二

)

高

性

能

品

种高装饰、重防腐、超耐久、功能化、

易施工等。口

世界涂料工业发展“4E”原

“四E”原则(经济、环保、高效、节能)EconomyEcologyEfficiencyEnergy“四E”原则(经济、环保、高效、性

能

卓

越

)EconomyEcologyEfficiencyExcellent工业涂料技术发展趋势图世界工业涂料总体技术的发展/%4540353039.530.5◆

低

固

体

分

溶

剂

型

涂

料

--

高固体分溶剂型涂料25201510522.5士水性电泳涂料

兴

其他水性涂料

一活性体系涂料

一

粉

末

涂

料+辐射固化涂料01995年

2000年

2005年时间2015年2009年中国涂料产量：7550千吨

单

位

：

千

吨■

建

筑

涂料

■木器涂料其他工业涂料

253033%■粉未涂料

口汽车涂料回船舶涂料

■其他工业涂料建筑涂料264035%汽车涂料4506%木器涂料74010%船舶涂料4005%粉末涂料80011%1.4

涂

料

的

分

类

和

命

名1.4.1

涂料的分类物胶成膜机理度根从烷女不同

角对涂料进行分类，

成

膜

物1据45成力891011121314151617油脂漆成膜物除

碳

脑

律西青醇酸树脂漆有

基纤

维素漆过氯乙烯漆

乙烯树脂漆丙烯酸树脂漆

聚酯树脂漆

环氧树脂漆

聚

氨脂漆元素有机漆

橡

胶

漆其

他漆类天然植物油、鱼油、合成油松香

虫胶醛树脂、改性酚醛树脂、甲本树指

夫级办能等分类。

醇酸附脂及改性醇酸树脂果

整

树

脂

、

主

聚

里

醪

米

脂

纤维素、改性而基本苄基纤维、乙基纤维、羟甲基纤维、乙酸纤维、乙酸丁酸纤维

过氯乙烯树脂(氯化聚氯乙烯)、改性过氯乙烯树脂氧乙烯共聚树脂、聚乙酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇缩醛树脂，

含氯树脂、氯化聚内烯、石油树脂等丙烯酸树脂不饱和聚酯、聚酯环氧树脂、改性环氧树脂聚氨酯有机硅、有机氟树脂天然檬胶、合成橡胶及其衍生物聚酰亚胺树脂、无机良分了材料等按溶剂分类：

溶剂型和无溶剂型溶

剂

型水做溶剂水性涂料粉末涂料高固体份涂料

无溶剂型光敏涂料溶剂型涂料干

性

油有

机溶剂按用途分类：建筑涂料，工业涂料，功能涂料建

筑

涂

料内墙涂料外墙涂料工业涂料功能性建筑涂料汽车涂料木器涂料船舶涂料家电涂料塑料涂料1.4.2涂料的命

名一、命名规则颜

料

或

颜

色

十

成

膜

物

质

十

基

本

名

称基本名称：按不同分类方法给出的涂料品种名

称。、举例说明红醇酸瓷漆，锌黄酚醛防锈漆三

、涂料产品型号第一部分是成膜物质的命名代号，用汉语

拼音字母表示；第二部分是涂料的基本名称代号，用两位

数字表示；第三部分是序号，用数字表示同类产品之

间在组成、配比、性能和用途等方面的差别，

并用半字线与第二部分代号分开。如

Q

01-17:

硝

基

清

漆1

.

5涂装涂

装

(organic

finishing)

是

指

将

涂

料

涂

布

到

清

洁

的

(

即

经

过

表

面

处

理

的

)

被

涂

表

面

上，经过干燥形成漆膜的工艺。涂装基本工序：漆前表面处理、涂料涂布

及涂料干燥。漆前表面处理：被涂物的表面处理，如钢

铁表面磷化处理。涂

料

涂

布

(

也

称

涂

饰

、

涂

漆

)

:

用

不

同

的方法、工具和设备将涂料均匀地涂覆在被

涂物件表面。涂料干燥：将涂在被涂物件表面的湿涂

膜固化成为连续的干涂膜。■高档涂料国产化的挑战汽车涂料满足不了要求，依赖进口质

量

和

品

种

上

与

国

外

差

距

大

，

很

多

时候主要依赖进口涂料或以进口的半成品

及原材料配制的产品为主。国外企业中国化的冲击国外企业大举挺进，一些大的涂料生产

企业纷纷在我国“圈地”。·有关专家指出，到目前为止，全球

10大汽车涂料品牌已全部落户中国

,

对

国

内

汽

车

涂

料

业

已

形

成

强

大

攻

势。·

面对这一挑战，数以千计的中国汽

车涂料企业必须走兼并和强强联合

重组之路。优势互补，拧成一股绳

,

共

同

打

造

知

名

品

牌

。1.5

研

究

范

畴

和

学

习

要

求一、研究范畴1、涂料制备工艺学：研究涂料生产技术方

面内容。2、涂料涂装工艺学：研究涂料应用技术

二、学习要求具备高分子化学、高分子物理、化学工程学

的基础。第

2

章

涂

料

树

脂

的

合

成第

二

章

涂

料

树

脂

的

合

成

2.1涂料用树脂特点2.2醇酸树脂2.3氨基树脂2.4环氧树脂2.5聚氨酯树脂2.6有机硅树脂2.7丙烯酸树脂66第

二

章

涂

料

树

脂

的

合

成2.1

涂

料

用

树

脂

的

特

点一、适当的分子量1、漆膜的力学性能、耐老化、耐腐蚀性；2、树脂的溶解性、相容性与对颜料的湿润

性；3、漆液的粘度及施工性能。67二

、树脂的化学结构和聚集态结构1、含芳杂环刚性结构的漆膜硬度高，

但易变色泛黄。2、含极性基团的漆膜附着力好，但耐

水性较低。3、漆膜的结晶结构影响漆膜透明性及

柔韧性。68三

、涂料用树脂的合成方法◆

涂料用树脂主要采用逐步聚合反应，自由

基

聚

合

反

应

和

共

聚

聚

合

反

应

。

目

前

世

界

各

国

正

在

从

事

用

基

团

转

移

聚

合

反

应

合

成

涂

料

用树脂的研究692.2醇酸树脂2.2.1几个重要概念—、醇酸树脂由

多

元

醇

(

如

甘

油

)

、

多

元

酸

(

如

邻

苯

二

甲

酸

酐

)

、

植

物

油

反

应

制

备

的

改

性

聚

酯

树

脂

。70二、油

度(L)

L(油度WR=WA₂+Wc+WA-WH₂OWo:

植物油的用量；

WR:

醇酸树脂理论产量；

WA₂、Wc:

分别为苯酐和甘油的用量；WA、WH₂0:

分

别

为

高

级

脂

肪

酸

和

水

的

理论生成量。短

油

度中

油

度长

油

度

醇

酸

树

脂33—43%43—59%

59—84%71常见的饱和脂肪酸：

1

、

月

桂

酸

(

十

二

酸

)

;

2

、

豆

蔻

酸

(

十

四

酸

)

;

3

、

软

脂

酸

(

十

六

酸

)

;

4

、

硬

脂

酸

(

十

八

酸

)

。72常见的不饱和脂肪酸：1

、

油

酸

(

十

八

碳

烯

-

9

-

酸

)

;2

、

亚

油

酸

(

十

八

碳

二

烯

-

9

,

1

2

-

酸

)

;3

、

亚

麻

酸

(

十

八

碳

三

烯

-

9

,

12

,

15

-

酸

)

;

4

、

桐

油

酸

(

十

八

碳

三

烯

-

9

,

11

,

13

-

酸

)

;

5

、

蓖

麻

油

酸

(1

2

-

羟

基

十

八

碳

烯

-9

-

酸

)

。73三

、碘值1、定

义

：100

克

油

所

能

吸

收

碘

的

质

量

(

克

)

。

衡

量

油

不

饱

和

度和干燥速度的主要指标。2

、

不

同

碘

值

的

植

物

油

(

油

的

种

类

)140

以

上

，

每

个

油

分

子

的

双

键

超

过

6

个

，

空

气

中

易

氧化干燥成膜，干性油，桐油；10

0

-

14

0

,

每

个

油

分

子

的

双

键

4-

6

个

，

空

气

中

缓

慢氧化干燥成膜，半干性油，豆油；100

以

下

，

每

个

油

分

子

的

双

键

4

个

以

下

，

空

气

中

不

能氧化干燥成膜，不干性油，蓖麻油。74四

、酸值中和1

克植物油中处于游离态的脂肪酸所需

氢氧化钾的毫克数。五

、皂化值皂

化

1

克

植

物

油

所

需

氢

氧

化

钾

的

毫

克

数

。

六

、酯值皂

化

1

克

植

物

油

中

处

于

化

合

态

的

脂

肪

酸

所

需氢氧化钾的毫克数。皂

化

值

=

酸

值

+

酯

值752.2.2醇酸树脂的合成一

、合成原理1

、

三

元

醇

与

油

反

应

生

成

甘

油

-

酸

酯

二

元

醇

(

醇

解

反

应

)2、甘油一酸酯二元醇与苯酐线形缩聚(缩聚反应)二元酸三元醇w脂肪酸76、

醇

酸

树

脂

的

配

方

设

计1、凝胶点(Pc)

及工作常数(K)Pc:

凝胶点时的临界反应程度；K为醇

树脂常数，简称工作常数，一般K

值

在

1

附近，过大，醇酸树脂分子量小，过小，树

脂易提前凝胶化。77◆

凝胶点：官能度大于2的缩聚反应进行到一定程度

,粘度突然迅速增大，缩聚物性质突然变化，形

成凝胶物，称为“凝胶化现象”,开始出现凝胶

时的临界反应程度称为“凝胶点”◆

如何预测、控制凝胶点?◆

(A)Carothers方程◆

理论基础：凝胶点时数均分子量无限大

◆

令：平均官能度◆

因：反应程度=官能团消耗数/起始官能团总数，即：◆当◆

则

临

界

反

应

程

度

为

：Xn→0◆

讨

论

：-二官能度体系：f=2,

则pe=1,即全部

官能团均能参加反应，若无副反应，就

不会产生凝胶；-多官能体系：f>2,

则p<1,

即在反应

达到完全之前有可能凝胶化。2、醇超量(r)甘

不羧

基

效3、植物油用量人

油

)

(

个

含

油

)苯

酐

量

十

酯

化

苯

酐

的

多

元

醇

量

十

超

量

多

元

醇

一

生

成

水

量

)814、例题试

设

计

一

个

6

0%

油

度

季

戊

四

醇

树

脂

的

配

方

(

豆

油

：

梓

油

=9

:

1

)

,

其

固

体

含

量

为

5

5

%

,

溶

剂

汽

油

：

甲

苯

=

9

:

1

,

求

其

配

方

组

成

。

已

知

油

度

60%

的

醇

酸

树

脂

季

戊

四

醇

过

量

1

0

%

,

季

戊

四

醇

分

子

量

1

42

,

苯

酐

分

子

量

为

1

48

。82解

：油

的

用

量

等

于

：苯酐量十酯化苯酐的多元醇量十超量多元醇一生成水量)经计算，配方如下：豆油：

140.47

kg

梓油：15.61

kg

季戊四醇：39.05

kg

苯酐：74

kg溶剂汽油：191.56

kg甲苯：21.28

kg83二

、醇酸树脂合成工艺醇酸树脂合成：醇解法、酸解法、脂肪酸法。醇解法：将油先与甘油进行醇解，形成甘油的不完全

脂肪酸酯，再与苯酐酯化制备醇酸树脂。醇解法优点：工艺简单、易操作、腐蚀小、成本低。

醇酸树脂的工艺过程：溶剂法、熔融法。溶剂法优点：提高酯化速度、降低反应温度和改善产

品质量。结论：醇酸树脂工业生产以醇解法和溶剂法为主。84溶

剂

法

醇

解

生

产

工

艺

流

程

：

溶剂油、多元醇多元酸、二甲苯醇解聚酯化兑稀过滤储槽检验检验指标：外观、

粘度、酸值、固含量等

固

含

量

：指

涂

料

含

有

的

不

挥

发

物

的

量

。852.2.3

醇

酸

树

脂

的

改

性—

、松香改性醇酸树脂原

理

：

松

香

羧

酸

基

参

与

酯

化

；

共

轭

双

键

参

与

成

膜

反

应

。

作

用

：

增

加

醇

酸

树

脂

在

脂

肪

烃

溶

剂

中

的

溶

解

性

；降低醇酸树脂的粘度；漆

膜

干

燥

速

度

加

快

；增

强

漆

膜

的

耐

水

性

和

耐

碱

性

。缺

点

：

松

香

具

有

共

轭

双

键

，

易

氧

化

，用量过多时漆膜易变黄、发脆

且

耐

候

性

下

降

。86二

、酚醛树脂改性醇酸树脂原

理

：碱性催化的低分子量的对叔丁基苯酚酚醛树

脂与醇酸树脂反应。作用：对叔丁基苯酚酚醛树脂油溶性好，与醇酸树

脂相容性好；提高漆膜的耐水性

、耐酸碱性；增

加

醇

酸

树

脂

的

粘

度

。87三

、乙烯类单体改性醇酸树脂原理：共聚法：乙烯类单体与脂肪酸的共轭双键

共聚合。酯化法：含羟基或羧基的低分子量聚丙烯

酸

(

酯

)

与

醇

酸

树

脂

反

应

。作

用

：提高漆膜的干燥速率；苯乙烯改性的醇酸树脂具有较好耐水性；

甲基丙烯酸甲酯改性的醇酸树脂有较好的耐88四

、

有

机

硅

改

性

醇

酸

树

脂原理：硅醇的醇羟基，聚硅烷分子中的甲氧

基或乙氧基与醇酸树脂分子中的羟基发生

缩合成醚的反应。作用：提高漆膜的耐水性和耐候性。89五

、聚酰胺改性醇酸树脂原理：聚酰胺与醇酸树脂发生链交换反应。

作用：制备触变性醇酸树脂。触变性：静止时体系表现出很高的粘度，但在剪切力作用下粘度迅速降低，一旦剪切力

消除，体系的粘度又逐渐升高。90醇酸树脂的触变性原理：当聚酰胺分裂成较大链段联结

在醇酸树脂分子链上时，由于分子中亚氨基

间的氢键缔合作用，形成了网状的胶状物使体系表现出很高的粘度。但这种氢键力在剪切力作用下易遭到破坏，使

得

体

系

粘

度

降

低

。91六

水

性

醇

酸

树

脂◆

水

性

醇

酸

树

脂

，

可

分

为

自

干

型

和

烘

干

型

，

实

际

应

用

还

是

以

烘

干

型

为

主

。

水

性

涂

料

可

以

三

种

形

式

分

散

在

水

中

，

即

水

溶

性

型

、

水

分

散

性

型

和

本

体

分

散

性

胶

体

型

。92七、高固体份醇酸树脂固体份增加，可以减少有机挥发物

(VOC)

的含量，有利于环保。降低分子量和使分子量变窄有利于提高涂料

的

固

含

量

。降低分子量方法：1)

降

低

二

元

酸

/

多

元

醇

的

比

例

(

相

当

于

多

元

醇

增

加

)

,注意：油链增长，干燥时间会变长，

2)加入顺序、温度控制等等也会改变分子

量

分

布

，

影

响

固

含

量

(

靠

经

验

控

制

)

。醇

酸树脂在涂料中的应用醇

酸

树

脂

可

以

制

成

清

漆

、

色

漆

、

工

业

用

漆

和

一

般

通

用

漆

，

用

于

汽

车

、

玩

具

、

机

器

部

件

等

金

属

制

品

的面漆和底漆。由于醇酸树脂可以与胺基、环氧

基

等

相互作用，可以按需求设计

出具有一定性能和功能的涂料。2.3氨基树脂2.3.1几个重要概念一

、氨基树脂含

有

氨

基

的

化

合

物

与

醛

(

甲

醛

)

经

缩

聚

反

应制得的热固性树脂。用于涂料的氨基树脂须再以醇类改性(

醚化

)

,使它能溶于有机溶剂，并与主要成膜物

质有良好的混溶性和反应性。95二、氨基化合物

1、尿素

CO(NH₂)2

2、三聚氰胺963、烃基三聚氰胺R=H,CH₃,C₄Hg,C₆H11,C₆H₅2,4

一

二

氨

基

一

6

—

苯

基

一

1

,

3

,

5

一

三

嗪

，

俗称苯鸟粪胺，简称苯代三

聚氰胺。972.3.2氨

基

树

脂

的

合

成

丁

醇

醚

化

三

聚

氰

胺

甲

醛

树

脂

的

合

成一

、加成反应(羟甲基化)三

聚

氰

胺

与

过

量

甲

醛

在

碱

性

条

件

下

，

5

0

℃

-

6

0

℃

反

应

20

分

钟

左

右

得

到

三

羟

甲

基

三

聚

氰

胺

，

产

物

溶

于

水

，

在

碱

性

条

件

下

储

存

稳

定

。98二

、

缩

聚

反

应在酸性条件下，多羟甲基三聚氰胺之间可进一步缩聚成

大分子，分子量较低时仍有较好的水溶性。反应主要有两种。

第一，一个三嗪环上的羟甲基与另一个三嗪环上未反

应的氨基氢脱水缩合成亚甲基：-CH₂OH

+HN=→-CH₂

N=+H₂O第二，一个三嗪环上的羟甲基与另一个三嗪环上的

羟甲基脱水缩合生成醚键，然后进一步脱去一个分子甲

醛成为亚甲基：=CH20H

H0CH2=分

=CH20CH2-十

H20=CH20CH2-→

-CH2-十

HCHO99三

、醚化反应多

羟

甲

基

三

聚

氰

胺

与

过

量

醇

在

酸

性

条

件

下

反

应

成

醚

，

改

进

多

羟

甲

基

三

聚

氰

胺

在

有

机

溶

剂

中

的

溶

解

性

：-CH₂OH

+HOR

→-CH₂OR

+H₂O醚

化

反

应

和

缩

聚

反

应

往

往

同

时

发

生

，

形

成

多

分

散

性

聚

合

物

：100

丁

醇

改

性

脲

醛

树

脂

的

合

成一

、在碱性条件下，尿素和甲醛反应生成二羟甲基脲，

具有较好的水溶性：二、二羟甲基脲在酸性条件下发生丁醇醚化和缩聚反应，

缩聚反应包括羟甲基之间的脱水、脱甲醛缩合反应，羟

甲基与氮原子上未反应的氢脱水缩合反应两种，两种缩

合反应均生成亚甲基键：101烃基三聚氰胺树脂—

、

常

见

的

烃

基

三

聚

氰

胺N-

丁

基

三

聚

氰

胺

，

N-苯

基

三

聚

氰

胺

，

苯

代

三

聚

氰

胺

。N-丁基三聚氰胺N-苯基三聚都胺苯基三聚氰胶102、烃基三聚氰胺树脂的合成1、烃基三聚氰胺与甲醛在碱性条件下发生羟甲基化反

应，原理与三聚氰胺的羟甲基化反应相同。2、羟甲基烃基三聚氰胺与丁醇在酸性条件下同时发生

醚化和缩聚反应，原理与羟甲基三聚氰胺的缩聚和醚化

反应相同。三

、烃基三聚氰胺树脂的特点羟甲基烃基三聚氰胺的水溶性较差；经醚化和缩聚的烃基三聚氰胺树脂具有较好的油溶

性，以及和醇酸树脂有很好的相容性。103氨基共缩聚树脂共缩聚的目的就是使各种改性组分的优势能够互

补，不足得到改进，三种氨基树脂的性能比较性能脲醛树脂三聚氰胺树脂苯代三聚氰胺树

脂热

固化温度范围窄，100-180℃宽，90-250℃宽，90-250℃热固化速度慢快慢漆膜柔韧性硬、柔韧性好硬、脆硬、有柔韧性耐水、耐碱性差好最好耐溶剂性差好好光

泽差好最好户外耐候性差好差涂料稳定性差与醚化度有关好价格低高高104六甲氧基三聚氰胺树脂(HMMM

或

HM₃)

的合成一、三聚氰胺和过量甲醛在碱性条件下羟甲基化，生

成六羟甲基三聚氰胺(HMMM):二

、经除去水和甲醛的HMMM

和过量甲醇在酸性条

件下醚化，生成六甲氧基三聚氰胺树脂。注

：HMMM

溶于大部分有机溶剂，热稳定性好。甲

氧基能与羟基、羧基、酰氨基反应，是较好的固化剂。105什么是环氧树脂?在我们生活的周围它有什么用途?

为什么把它称作万能胶?物或低聚物2.4环氧树脂1938

年

由

瑞

士

人

合

成

，

用

于

胶

粘

剂

。

1939

年

美

国

人

也

合

成

了

环

氧

树

脂

，

并

由

shell

公

司

生

产

系

列

环

氧

树

脂

。中

国

于

1

956

年

开

始

研

制

环

氧

树

脂

，

并

于

1958

年

试

产

成

功

。环

氧

树

脂

是

涂

料

用

主

要

合

什

么

是

环

氧

化

◆环氧树脂是从．环氧化合

合物?

合◆环氧化合物是指含氧杂环烷类的化合物，

最简单的是环氧乙烷和环氧丙烷环氧乙烷

◆H₂

C—CH₂环氧丙烷

◆

CH₃—CH—CH₂2.4环氧树脂的组成什么是环氧

树

脂

?O环氧树脂为含一个以上环氧基团化合物的混合物

当R或R′

或

二者为六元脂肪环时，称为脂

肪环氧树脂当

R

或

R

′

为

不

饱

和

脂

肪

酸

时

只称为环氧化油；

(R—C—C—R'

当R=H,

R′

为

多

元

酸

时

，则称缩水甘油酯型环氧树脂；H

H

当R=H,R

′

为多元羟基苯酚时，则称为

缩水甘油醚型环氧树脂，常用的双酚A

环氧树脂就属于

缩水甘油醚型环氧树脂2.4环氧树脂2.4.1几个重要概念分子中含有两个以上环氧基团的高分子化合物。分子量

在

3

40

-

7

000

的

范

围

。分

子

量

在

5

00

以

下

一

般

为

液

体

，

500

以

上

逐

渐

过

渡

为

固体。溶解性：环氧树脂可以溶解在酮、酯、醚醇类和氯化烃

类溶剂中，随着分子量的增加，溶解性下降。芳烃和醇类对

环氧树脂的溶解能力较差。但芳烃和醇类混合后则是中分子

量环氧树脂的良好溶剂。混溶性：环氧树脂与芳香族聚合物有较好的相容性，利

用这一特点可将环氧树脂和许多涂料用合成树脂并用，经高温烘烤后，胶联而得到性能优异的涂膜。1112.4.1几个重要概念二

、环氧值100

克

环

氧

树

脂

中

所

含

环

氧

基

团

的

物

质

的

量

(

mol)

。环氧树脂活性基团是环氧基，企业常通过测定环氧

值鉴定树脂质量并计算固含量。三

、羟基含量100

克

环

氧

树

脂

中

所

含

羟

基

的

物

质

的

量

(

mol)

。树脂分子量越高，羟值也越大。四

、氯值100克环氧树脂中所含氯原子

的

物

质的量

(

mol)

。1122.4.2

环

氧

树

脂

的

合

成

原

理一

、双酚A

与碱作用生成亲核性强的苯氧基负离子：二、苯氧负离子进攻环氧基位阻较小的碳原子发生双分子

亲核反应，然后进一步反应脱去氯离子形成双缩水甘油醚：113三、双

酚A

苯氧负离子和双缩水甘油醚进一步反应得到环

氧树脂：1142.4.3

环

氧

树

脂

种

类一

、

缩水甘油型环

氧树脂1

、

缩

水

甘

油

醚

环

氧

树

脂双

酚

A

环

氧

树

脂

：

产

量

最

大

，

品

种

齐

全

，

应

用

最

广

，

价

格

低

廉

。2

、

缩

水

甘

油

酯

环

氧

树

脂偏苯三酸三缩水甘油酯环氧树脂，由偏苯三酸和环氧氯1153

、

氨

基

环

氧

树

脂二氨基二苯基甲烷四缩水甘油基环氧树脂：由二氨基

二苯基甲烷和环氧氯丙烷反应制得。色泽较深。二、环氧化烯烃(不饱和双键的低或高分子量化合物制备)

1

、

环

氧

化

直

链

脂

肪

族

烯

烃环氧化聚丁二烯：聚丁二烯经环氧化得到。1162、脂环族环氧化合物二氧化双环戊烯基醚：双环戊二

烯基醚经氧化制得。3、混合型环氧化烯烃乙烯基环己烯双环氧：

乙烯基环己烯经氧化

制得。117三

、

元

素

改

性

环

氧

树

脂1

、

有

机

钛

环

氧

树

脂环氧树脂分子中引入卤素，具有自熄性，引入硅、

钛元素，可提高树脂的热稳定性和电绝缘性能。1182.4.4环氧树脂固化剂固化剂也称交联剂，

一般为多官能团化合物，

能与树脂中活性基团发生扩链、交联反应，使树脂

最终固化。一

、有机胺类固化剂固化原理：氮

原

子

上

活

性

氢

与

环

氧

基

反

应

。种类：脂肪胺，活性高；芳

香

胺

，

活

性低。典型的有机胺固化剂见下表：119175℃,1h烷0名称活性氢数使用期25℃,min固化条件特性乙二胺420℃,4d;100℃30min室温快速固化，

固化的树脂耐化

学药品好，固化

反应热效应明显，

固化剂刺激皮肤。二乙烯三胺525三乙烯四胺626四乙烯五胺72720℃,7d;100℃30min己二胺480-100℃,2h室温固化不完全，

固化的树脂柔性

好，耐水性好。间苯二胺448085

℃

,2h;固化的树脂耐老

化性能好，耐湿

热性好，固化剂

毒性较脂肪族胺低。

12二氨基二苯甲448080℃,2h二氨基二苯砜4180125℃,2h二

、有机酸酐固化剂固化原理：环

氧

树

脂

中

的

羟

基

与

酸

酐

的

反

应

；

环氧树脂中的环氧基与羧基的反应。品

种

：脂

肪

族

酸

酐

、

脂

环

族

酸

酐

、

芳

香

族

酸

酐

。

注

：

大

多

数

酸

酐

活

性

低

，

固

化

程

度

低

，

因

此

较

少

使

用

。缺

点

：

由

于

有

酯

键

影

响

，

耐

碱

性

较

差

。121三

、低分子量聚酰胺固

化

原

理

：

胺

基

团

中

的

氮

原

子

上

的

活

性

氢

与

环

氧

基

的

反

应

。

品

种

：

一

般

由

不

饱

和

脂

肪

酸

二

聚

体

与

脂

肪

族

多

元

胺

反

应

生

成

的

一

种

琥

珀

状

粘

稠

树

脂

。

分

子

中

含

有

较

长

脂

肪

酸

碳

链

和

多

个

活

性

氨

基

，

因

此

所

固

化

的

环

氧

树

脂

具

有

较

好

的

弹

性

和

附

着

力

。

既

是

固

化

剂

又

是

增

韧

剂

。

室

温

下

能

与

环

氧

树

脂

固

化

。122四

、潜固

化剂1、双氰胺白色晶体，熔点207—209℃

,难溶于环氧树脂。常

以粉末状分散在环氧树脂中。室温下储存稳定。150℃

以上能使环氧树脂固化完全。2、丁酮亚胺该固化剂遇水分解产生活性胺，使环氧树脂固化，

可用于常温湿固化涂料。123五

、

时间-温度-热转变图

(TTT

交

联

图

)等温交联期间，达到凝胶化

和玻璃化所需的时间是交联

温度的函数；Tg:

高分子链段被冻结

(

或

激

发

)

的

温

度

。