第二章 涂料的组成及各组成的作用精选文档.ppt

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1、第二章 涂料的组成及各组成的作用本讲稿第一页，共五十一页22.1 涂料的结构组成概述涂料的结构组成概述本讲稿第二页，共五十一页3l动植物油一般是甘油的三脂肪酸酯，动植物油一般是甘油的三脂肪酸酯，但其中的但其中的脂肪酸不是单一脂肪酸不是单一的的，其结构表示如下其结构表示如下:其中其中R1、R2、R3是是脂肪酸基，脂肪酸大多是脂肪酸基，脂肪酸大多是18碳酸，碳酸，其其通式为：通式为：2.2 主要成膜物质的组成、特性及其作用主要成膜物质的组成、特性及其作用一、油料一、油料1.干性油干性油本讲稿第三页，共五十一页4l主要的脂肪酸有主要的脂肪酸有：(1)硬脂酸：硬脂酸：CH3(CH2)16COOH(2)

2、油酸：油酸：(3)亚油酸：亚油酸：(4)亚麻酸：亚麻酸：本讲稿第四页，共五十一页5（1）干性油、半干性油和不干性油的鉴定）干性油、半干性油和不干性油的鉴定l油一般分为干性油、半干性油和非干性油。油一般分为干性油、半干性油和非干性油。l干性油的特点干性油的特点可在空气中因氧化而成膜。可在空气中因氧化而成膜。l干性油、半干性油和不干性油的鉴定？干性油、半干性油和不干性油的鉴定？（a）碘值）碘值饱和饱和100g油的双键所需碘的克数。油的双键所需碘的克数。干性油干性油 140 半干性油半干性油 125140 非干性油非干性油 125 该法特点：碘值是不饱和度的量度，只反应双键数该法特点：碘值是不饱和度

3、的量度，只反应双键数目的多少，不能反映脂肪酸中双键分布的情况。而空气目的多少，不能反映脂肪酸中双键分布的情况。而空气对于油的氧化主要是通过分子中的对于油的氧化主要是通过分子中的活泼亚甲基活泼亚甲基进行的。进行的。所谓的所谓的活泼亚甲基是指两个双键当中的亚甲基活泼亚甲基是指两个双键当中的亚甲基。本讲稿第五页，共五十一页6（b）干性指数）干性指数 由脂肪酸的结构式可知亚油酸含有一个活泼亚甲基，由脂肪酸的结构式可知亚油酸含有一个活泼亚甲基，亚麻酸含有两个活泼亚甲基，因而它们在油中的含量多少亚麻酸含有两个活泼亚甲基，因而它们在油中的含量多少可以决定油的干性。可以决定油的干性。干性指数：油中亚油酸和亚麻

4、酸的含量来表示油的性质。干性指数：油中亚油酸和亚麻酸的含量来表示油的性质。干性指数亚油酸干性指数亚油酸2亚麻油亚麻油 干性指数大于干性指数大于70%的为干性油。的为干性油。本讲稿第六页，共五十一页7（c）油的平均活泼亚甲基数）油的平均活泼亚甲基数最为直接的方法。最为直接的方法。油在空气中的固化，实质上是油内活泼亚甲基与氧的反应而产生了油在空气中的固化，实质上是油内活泼亚甲基与氧的反应而产生了交联反应。分子交联，每个油分子必须含有两个以上的活泼亚甲基。交联反应。分子交联，每个油分子必须含有两个以上的活泼亚甲基。平均活泼亚甲基数平均活泼亚甲基数 （双烯酸分子含量三烯酸分子含量（双烯酸分子含量三烯酸

5、分子含量2）3 当活泼亚甲基数大于当活泼亚甲基数大于2.2（经验值），可认为是干性油。（经验值），可认为是干性油。本讲稿第七页，共五十一页8（2）油的干燥过程）油的干燥过程 干性油的干性油的“干燥干燥”过程是氧化交联的过程。过程是氧化交联的过程。油的干燥过程油的干燥过程本讲稿第八页，共五十一页9 当油分子中有两个以上亚甲基时，上述反应即导致分子当油分子中有两个以上亚甲基时，上述反应即导致分子间的交联成为体型结构。该反应虽可自发进行，但速度很慢，间的交联成为体型结构。该反应虽可自发进行，但速度很慢，作为涂料使用，成膜过程需几天，其中最慢的一步反应便是作为涂料使用，成膜过程需几天，其中最慢的一步反

6、应便是过氧化氢物的分解。为了使这一反应速度加快，需要加人催过氧化氢物的分解。为了使这一反应速度加快，需要加人催化剂。化剂。本讲稿第九页，共五十一页10l催干剂催干剂 在干性油中的催化剂称为催干剂在干性油中的催化剂称为催干剂，可使漆膜在一天内，可使漆膜在一天内干燥。干燥。（a）主催干剂或表催干剂）主催干剂或表催干剂 主要有钴盐和锰盐，用量少（金属量为油的主要有钴盐和锰盐，用量少（金属量为油的0.005%-0.2），就可促进干燥过程，其原理），就可促进干燥过程，其原理在于钴和锰可与过氧在于钴和锰可与过氧化氢物形成一个氧化还原体系，使过氧化氢物分解的活化氢物形成一个氧化还原体系，使过氧化氢物分解的活

7、化能大大降低化能大大降低。若单独使用，易造成涂膜表面很快结膜封。若单独使用，易造成涂膜表面很快结膜封闭，使内层长期不干，造成涂膜起皱。闭，使内层长期不干，造成涂膜起皱。本讲稿第十页，共五十一页11（b）内催干剂）内催干剂 主要是铅盐，可主要是铅盐，可促进氧穿过涂膜促进氧穿过涂膜，与钴盐或锰盐配，与钴盐或锰盐配合使用，可使表面与内部的干燥速度平衡，防止涂膜合使用，可使表面与内部的干燥速度平衡，防止涂膜起皱。起皱。（c）助催干剂）助催干剂 本身不是催化反应剂，可增加主催干剂的效率。加本身不是催化反应剂，可增加主催干剂的效率。加入量一般较高（金属量按油计算约为入量一般较高（金属量按油计算约为0.6）

8、，它们的），它们的机理尚不是很清楚。机理尚不是很清楚。本讲稿第十一页，共五十一页12l催干剂一般采用钴一铅一锰的混合体系，在美国因为催干剂一般采用钴一铅一锰的混合体系，在美国因为 铅盐的毒性被禁止使用（法律规定漆膜中铅不得超过铅盐的毒性被禁止使用（法律规定漆膜中铅不得超过 0.06%），因此用锆代替铅。），因此用锆代替铅。l此外，催干剂中与金属离子相应的阴离子，现最常用的是此外，催干剂中与金属离子相应的阴离子，现最常用的是辛酸盐和环烷酸盐辛酸盐和环烷酸盐。l催干剂是自动氧化的催化剂，它使油漆快干，但它残留于催干剂是自动氧化的催化剂，它使油漆快干，但它残留于漆膜中，也可催进漆膜的老化降解及变黄。

9、漆膜中，也可催进漆膜的老化降解及变黄。本讲稿第十二页，共五十一页13l桐油是一种干性油，它含有共轭双键，干燥很快，桐油中桐油是一种干性油，它含有共轭双键，干燥很快，桐油中含含80%的桐油酸的桐油酸():(3)具有共轭双键的干性油具有共轭双键的干性油 本讲稿第十三页，共五十一页14l共轭酸干燥的机理和前述亚麻酸活泼亚甲基反应交联的共轭酸干燥的机理和前述亚麻酸活泼亚甲基反应交联的机理是不同的，它比非共轭异构体干得快，表面很易起机理是不同的，它比非共轭异构体干得快，表面很易起皱，它只需吸收较少的氧即可成。皱，它只需吸收较少的氧即可成。（a）氧主要和共轭双键首先形成）氧主要和共轭双键首先形成1.4一过

10、氧化物；一过氧化物；（b）再进一步发生分解和自由基聚合反应。）再进一步发生分解和自由基聚合反应。本讲稿第十四页，共五十一页15l因由聚合反应形成的交联结构主要是通过因由聚合反应形成的交联结构主要是通过CC 键相连的，一般抗水解性能较非共轭干性油的漆膜好；键相连的，一般抗水解性能较非共轭干性油的漆膜好；后者主要通过后者主要通过C一一O 键形成交联结构键形成交联结构.l由于桐油酸含三个双键，烘烤时很易变色由于桐油酸含三个双键，烘烤时很易变色.本讲稿第十五页，共五十一页16(4)(4)干性油的炼制干性油的炼制 未经改性的干性油加人催干剂后虽可成膜，但因为分未经改性的干性油加人催干剂后虽可成膜，但因为

11、分子量低，干燥速度相对较慢。干性油一般要经过炼制后再子量低，干燥速度相对较慢。干性油一般要经过炼制后再使用，使用，炼制过程是油脂的聚合过程炼制过程是油脂的聚合过程。炼制的方法：炼制的方法：（a）将油脂加热到）将油脂加热到140150，同时通入空气泡，使油脂，同时通入空气泡，使油脂 发生氧化聚合，这样所得的聚合油称为吹制油（即厚发生氧化聚合，这样所得的聚合油称为吹制油（即厚 油）；油）；（b）排除空气，使油脂在）排除空气，使油脂在 300-320(非共轭油非共轭油)或或225-240(共轭油共轭油)发生热聚合。发生热聚合。本讲稿第十六页，共五十一页 半干性油半干性油的干燥速度较干性油慢，特点是的

12、干燥速度较干性油慢，特点是变黄性小，适变黄性小，适宜于制造白色或浅色漆宜于制造白色或浅色漆，常用于制造同氨基树脂并用的短油，常用于制造同氨基树脂并用的短油醇酸树脂。醇酸树脂。豆油与葵花油豆油与葵花油使用性能差不多，前者的干性略逊于葵花油，因含使用性能差不多，前者的干性略逊于葵花油，因含有大量的磷酯类（有大量的磷酯类（1%3%）杂质，因此使用前需精制处理。）杂质，因此使用前需精制处理。棉子油棉子油的干性不如上述两种，且因含有棉酚，造成漆膜颜色过深。的干性不如上述两种，且因含有棉酚，造成漆膜颜色过深。172.半干性油半干性油 本讲稿第十七页，共五十一页18 该类油不能自行干燥，一般用于制造合成树脂

13、及增塑剂。该类油不能自行干燥，一般用于制造合成树脂及增塑剂。蓖麻油是一个不干性油蓖麻油是一个不干性油，含有一个羟基的蓖麻酸，含有一个羟基的蓖麻酸()，它，它脱水后可脱水后可生成带共轭双键的脱水蓖麻酸生成带共轭双键的脱水蓖麻酸()，和非共轭的异构体（，和非共轭的异构体（），脱），脱水的蓖麻油因之成为干性油。水的蓖麻油因之成为干性油。3.不干性油不干性油 本讲稿第十八页，共五十一页19二、树脂二、树脂 本讲稿第十九页，共五十一页20（一）天然树脂（一）天然树脂1.松香松香 松香是从松树的树根或树干上取得的，为松香是从松树的树根或树干上取得的，为脆性固体天脆性固体天然树脂然树脂。松香的主要成分为松香

14、酸及其异构体，占松香组。松香的主要成分为松香酸及其异构体，占松香组分的分的90%以上，它的分子式为以上，它的分子式为 C19H39COOH。松香酸的熔点为松香酸的熔点为170-172，是一种弱酸，不溶于水，但可，是一种弱酸，不溶于水，但可溶于有机溶剂和植物油；溶于有机溶剂和植物油；松香酸具共轭结构松香酸具共轭结构，很容易氧化，很容易氧化，高温下还容易脱羧或发生歧化反应。高温下还容易脱羧或发生歧化反应。在油性涂料中加入松香可在油性涂料中加入松香可提高漆膜的光泽和硬度提高漆膜的光泽和硬度，但耐候性，但耐候性和水解性较差。因此一般要对松香进行加工制成松香衍生和水解性较差。因此一般要对松香进行加工制成

15、松香衍生物。物。本讲稿第二十页，共五十一页212.大漆大漆 大漆是从漆树的韧皮层内割流出来的灰白色乳浊液，大漆是从漆树的韧皮层内割流出来的灰白色乳浊液，经机械方法出去漆渣和杂质后便得生漆。经机械方法出去漆渣和杂质后便得生漆。(1)生漆的主要成分生漆的主要成分生漆是一种油包水型乳胶，主要由漆酚生漆是一种油包水型乳胶，主要由漆酚和漆酶。和漆酶。漆酚是几种具有不同饱和度脂肪烃取代基的邻苯二酚或其聚合物的漆酚是几种具有不同饱和度脂肪烃取代基的邻苯二酚或其聚合物的混合物，能溶于有机溶剂和植物油，在生漆中的含量为混合物，能溶于有机溶剂和植物油，在生漆中的含量为50%-80%。最常见的是最常见的是 3 位取

16、代的邻苯二酚衍生物，取代基位取代的邻苯二酚衍生物，取代基R一般为一般为C15或或C17的长链烯烃。的长链烯烃。生漆中漆酚含量愈高，质量越好。生漆中漆酚含量愈高，质量越好。（一）天然树脂（一）天然树脂本讲稿第二十一页，共五十一页22(2)(2)大漆的成膜大漆的成膜 气干成膜气干成膜 和干性油一样，大漆可以氧化成膜。但在大漆中不和干性油一样，大漆可以氧化成膜。但在大漆中不需加催干剂，因为漆酶便是一种有效的催干剂。需加催干剂，因为漆酶便是一种有效的催干剂。（a）大漆在漆酶的作用下，漆酚首先被氧化成邻醌结构；）大漆在漆酶的作用下，漆酚首先被氧化成邻醌结构；（b）邻醌化合物相互氧化聚合成为链状或网状的高

17、分子化合物，从而）邻醌化合物相互氧化聚合成为链状或网状的高分子化合物，从而得到一个交联结构；得到一个交联结构；（c）该阶段的氧化反应继续进行，尤其是侧基氧化交联的反应，最终）该阶段的氧化反应继续进行，尤其是侧基氧化交联的反应，最终获得具有体型结构的固化膜。获得具有体型结构的固化膜。（一）天然树脂（一）天然树脂本讲稿第二十二页，共五十一页23缩合聚合成膜缩合聚合成膜l在温度达在温度达70以上时，漆酶失去活性，但和干性油一样以上时，漆酶失去活性，但和干性油一样,它们它们在高温下可通过侧基的氧化聚合成膜；另外，酚基间也可在高温下可通过侧基的氧化聚合成膜；另外，酚基间也可通过缩合相连。通过缩合相连。l

18、在高温下所得漆膜因醌式结构出现机会较少，所得漆膜颜色较浅。在高温下所得漆膜因醌式结构出现机会较少，所得漆膜颜色较浅。氧化成膜的重要条件是漆酶必须有足够的活性氧化成膜的重要条件是漆酶必须有足够的活性，因此在，因此在20-35，相对湿度为，相对湿度为80%-90%时反应最快。时反应最快。（一）天然树脂（一）天然树脂本讲稿第二十三页，共五十一页1.松香衍生物松香衍生物松香皂松香皂松香中的松香中的树脂酸和金属氧化物或某些碱类树脂酸和金属氧化物或某些碱类在高温下在高温下反应生成。反应生成。松香酯松香酯松香松香与醇类（与醇类（主要为甘油或季戊四醇等）酯化生主要为甘油或季戊四醇等）酯化生成，常用的是甘油松香

19、（酯）和季戊四醇松香（酯），后者成，常用的是甘油松香（酯）和季戊四醇松香（酯），后者软化点较高。由松香酯制成的漆的质量比钙皂（石灰松香）软化点较高。由松香酯制成的漆的质量比钙皂（石灰松香）好。好。顺酐松香酯顺酐松香酯松香与顺丁烯二酸酐进行松香与顺丁烯二酸酐进行1,4-加成加成，松香中共，松香中共轭双键消失，氧化变色倾向降低，再用多元醇（甘油或季戊轭双键消失，氧化变色倾向降低，再用多元醇（甘油或季戊四醇）酯化，所得树脂生产的油基漆，不易泛黄。四醇）酯化，所得树脂生产的油基漆，不易泛黄。24（二）人造树脂（二）人造树脂本讲稿第二十四页，共五十一页2.纤维素衍生物纤维素衍生物纤维素衍生物一般均有较好

20、的纤维素衍生物一般均有较好的防潮耐水性防潮耐水性，但纤维素酯的耐化学，但纤维素酯的耐化学腐蚀性不是很好，纤维素醚有较好的耐碱性，但耐酸性则较差。腐蚀性不是很好，纤维素醚有较好的耐碱性，但耐酸性则较差。纤维素酯及纤维素醚大多在纤维素酯及纤维素醚大多在120180软化或熔融，硝酸纤软化或熔融，硝酸纤维素则易分解。对紫外光的稳定性也因不同取代基团而变化，维素则易分解。对紫外光的稳定性也因不同取代基团而变化，例如：醋酸、丁酸纤维素的耐光性极好，而硝酸纤维素的光例如：醋酸、丁酸纤维素的耐光性极好，而硝酸纤维素的光稳定性差，易分解。稳定性差，易分解。25（二）人造树脂（二）人造树脂纤维素以酯化或醚化所生成

21、的纤维素以酯化或醚化所生成的纤维素酯纤维素酯或纤维素醚或纤维素醚在涂料工业中用于较广，是挥在涂料工业中用于较广，是挥发性涂料中主要的成膜物质。发性涂料中主要的成膜物质。本讲稿第二十五页，共五十一页（1）硝酸纤维素）硝酸纤维素（硝基纤维素、硝化棉）（硝基纤维素、硝化棉）硝酸纤维素漆开始应用于硝酸纤维素漆开始应用于1880年，自年，自1918年成功研究了降低硝酸年成功研究了降低硝酸纤维素黏度的方法，使硝酸纤维素在制漆工业上扩大了应用。纤维素黏度的方法，使硝酸纤维素在制漆工业上扩大了应用。因汽车工业需要一种快干的涂料，在因汽车工业需要一种快干的涂料，在1920年初汽车工业大量年初汽车工业大量采用了硝

22、酸纤维素漆。采用了硝酸纤维素漆。纤维素在生产上常用硫酸与硝酸的混合酸来进行酯化。纤维素在生产上常用硫酸与硝酸的混合酸来进行酯化。26酯化过程中，硫酸可与过程硝化产生的水结酯化过程中，硫酸可与过程硝化产生的水结合，使平衡向生成物方向移动，硫酸还可扩合，使平衡向生成物方向移动，硫酸还可扩散到纤维内部，使纤维素溶胀，增加反应速散到纤维内部，使纤维素溶胀，增加反应速度。度。（二）人造树脂（二）人造树脂本讲稿第二十六页，共五十一页（2）醋酸丁酸纤维素）醋酸丁酸纤维素(or 醋丁纤维素）醋丁纤维素）醋酸丁酸纤维素可改善醋酸丁酸纤维素可改善醋酸纤维素抗水性、柔韧性、耐候性的不醋酸纤维素抗水性、柔韧性、耐候性

23、的不足足，同时可显著其提高溶解度。，同时可显著其提高溶解度。国产醋丁纤维素按丁酰基含量分为四种型号：国产醋丁纤维素按丁酰基含量分为四种型号：CDS-15、CDS-25、CDS-35、CDS-45，均可用于涂料工业。字母后数，均可用于涂料工业。字母后数字表示丁酰基的近似含量，有时还在后面再缀以数字，字表示丁酰基的近似含量，有时还在后面再缀以数字，1指指低黏度低黏度2指中黏度，如：指中黏度，如：CDS-15-1、CDS-15-2。醋丁纤维素中丁酰基含量增加，其溶解度、稀释剂用量、柔韧性、醋丁纤维素中丁酰基含量增加，其溶解度、稀释剂用量、柔韧性、抗湿性、混溶性提高，而耐油性、抗张强度、硬度会有所降低

24、；抗湿性、混溶性提高，而耐油性、抗张强度、硬度会有所降低；在溶解性方面，丁酰基含量越高，其溶剂选择性越宽。在溶解性方面，丁酰基含量越高，其溶剂选择性越宽。27（二）人造树脂（二）人造树脂本讲稿第二十七页，共五十一页（3）乙基纤维素）乙基纤维素（or 纤维素乙醚）纤维素乙醚）涂料用涂料用乙基纤维素与松香、松香衍生物以及虫胶等一些天然树乙基纤维素与松香、松香衍生物以及虫胶等一些天然树脂的混溶性均很好脂的混溶性均很好，但与改性醇酸树脂混溶者则较少；植物油，但与改性醇酸树脂混溶者则较少；植物油中蓖麻油与乙基纤维素的混溶性最好，用量较大时也不会渗出。中蓖麻油与乙基纤维素的混溶性最好，用量较大时也不会渗出

25、。此外，油溶性酚醛树脂、苯乙烯与此外，油溶性酚醛树脂、苯乙烯与-甲基苯乙烯的共聚物，氧甲基苯乙烯的共聚物，氧茚树脂等均能与之混溶。茚树脂等均能与之混溶。乙基纤维素本身具有极好的柔韧性，在乙基纤维素本身具有极好的柔韧性，在-70150温度范围内温度范围内都可保持其特性，因而都可保持其特性，因而一般是不用或少用增塑剂一般是不用或少用增塑剂。乙基纤维素暴露在紫外线下或处于其软化点以上温度，易被氧化，乙基纤维素暴露在紫外线下或处于其软化点以上温度，易被氧化，在涂料中可以采用同时具有稳定剂作用的增塑剂，如磷酸三苯酯在涂料中可以采用同时具有稳定剂作用的增塑剂，如磷酸三苯酯及磷酸三甲苯酯的混合物。及磷酸三甲

26、苯酯的混合物。28（二）人造树脂（二）人造树脂本讲稿第二十八页，共五十一页3.3.天然橡胶衍生物天然橡胶衍生物 橡胶漆是用橡胶漆是用天然橡胶衍生物或合成橡胶天然橡胶衍生物或合成橡胶制造而成的。制造而成的。天然橡胶分子量高，溶解性差，成膜干燥慢，漆膜软而发黏，天然橡胶分子量高，溶解性差，成膜干燥慢，漆膜软而发黏，因此，一般不直接用来制造涂料。因此，一般不直接用来制造涂料。经过化学反应，经过化学反应，天然橡胶的分子量降低，很容易溶解在溶剂中，天然橡胶的分子量降低，很容易溶解在溶剂中，干燥快、涂膜硬，并且增加了涂膜对化学药品的抵抗性，干燥快、涂膜硬，并且增加了涂膜对化学药品的抵抗性，从而从而可用于制

27、造涂料。经过处理后的天然橡胶，有氯化橡胶、环可用于制造涂料。经过处理后的天然橡胶，有氯化橡胶、环化橡胶等。化橡胶等。29（二）人造树脂（二）人造树脂本讲稿第二十九页，共五十一页（1）氯化橡胶）氯化橡胶 天然橡胶是天然橡胶是异戊二烯的线型聚合物异戊二烯的线型聚合物，其分子结构中含有，其分子结构中含有不饱和键，其被氯化后的固体物质叫做氯化橡胶。不饱和键，其被氯化后的固体物质叫做氯化橡胶。氯化橡胶在涂料领域得到快速发展的主要原因：氯化橡胶在涂料领域得到快速发展的主要原因：迅速发展的迅速发展的造船业造船业等工业部分为缩短涂装施工周期等工业部分为缩短涂装施工周期急需快干急需快干，并，并可一次厚涂的高性能

28、涂料；可一次厚涂的高性能涂料；高压无气喷涂高压无气喷涂施工技术的成熟和普及应用；施工技术的成熟和普及应用；生产氯化橡胶漆工艺技术上有了突破性的进展，出现生产氯化橡胶漆工艺技术上有了突破性的进展，出现厚膜（又名厚厚膜（又名厚浆触变型）漆浆触变型）漆，其性能优良，适应了市场所需。，其性能优良，适应了市场所需。30（二）人造树脂（二）人造树脂本讲稿第三十页，共五十一页（2）环化橡胶）环化橡胶 天然橡胶的苯溶液，在天然橡胶的苯溶液，在金属氯化物作催化剂金属氯化物作催化剂下能制得下能制得橡橡胶的异构物胶的异构物，即环化橡胶。，即环化橡胶。环化橡胶是白色粉末，熔点环化橡胶是白色粉末，熔点130，能溶于煤焦

29、油和石油溶剂，不，能溶于煤焦油和石油溶剂，不溶于乙醇，常与石蜡混合制造纸张的溶于乙醇，常与石蜡混合制造纸张的热熔涂料热熔涂料。用来改进油性清漆的性能，用来改进油性清漆的性能，环化橡胶抗碱性优良环化橡胶抗碱性优良，可有效地配，可有效地配制烧碱液贮槽和槽车用的涂料，也可用环化橡胶配制打火石专用制烧碱液贮槽和槽车用的涂料，也可用环化橡胶配制打火石专用漆。漆。31（二）人造树脂（二）人造树脂本讲稿第三十一页，共五十一页32碱催化，甲醛过量，热固性，碱催化，甲醛过量，热固性，resol;酸催化，苯酚过量，热塑性，酸催化，苯酚过量，热塑性，novalac;这两种树脂都只能溶于醇中，而醇溶性酚醛树脂在涂料中

30、用这两种树脂都只能溶于醇中，而醇溶性酚醛树脂在涂料中用途不大，需要进行改性变成油溶性的。途不大，需要进行改性变成油溶性的。（三）合成树脂（三）合成树脂1.酚醛树脂酚醛树脂本讲稿第三十二页，共五十一页332.醇酸树脂醇酸树脂醇酸树脂基本原料醇酸树脂基本原料 多元醇多元醇 多元酸多元酸一元酸一元酸主要包括甘油，季主要包括甘油，季戊四醇，三羟甲基戊四醇，三羟甲基丙丙 烷等。烷等。主是邻苯二甲酸或主是邻苯二甲酸或酐，间苯二甲酸、酐，间苯二甲酸、已二酸等二元酸。已二酸等二元酸。亚麻油，豆油、亚麻油，豆油、桐油等含油酸。桐油等含油酸。（三）合成树脂（三）合成树脂本讲稿第三十三页，共五十一页34不同油度醇酸

31、树脂结构示意图不同油度醇酸树脂结构示意图 无油无油 短油度短油度 中油度中油度 长油度长油度什么是油度什么是油度本讲稿第三十四页，共五十一页35 油度（油度（Oil Length）（）（%）的含义）的含义 是指醇酸树脂配方中油脂的是指醇酸树脂配方中油脂的用量（用量（m0)与树脂理论与树脂理论产量（产量（mr)之比之比，即，即OL=m0/mr。按油度分类，醇酸树脂可分为：按油度分类，醇酸树脂可分为：长油度醇酸树脂：长油度醇酸树脂：OL60%；短油度醇酸树脂：短油度醇酸树脂：OL40%；中油度醇酸树脂：中油度醇酸树脂：40%OL 60%。本讲稿第三十五页，共五十一页36 氨基树脂的合成及交联反应氨

32、基树脂的合成及交联反应 在在pH9弱碱弱碱，尿素尿素和甲醛形成羟甲基脲：和甲醛形成羟甲基脲：3.氨基树脂氨基树脂-甲醛和胺或酰胺所得的树脂甲醛和胺或酰胺所得的树脂。本讲稿第三十六页，共五十一页37 在微酸性在微酸性(pH4.56)和醇存在下，羟甲基脲发生醚化和微和醇存在下，羟甲基脲发生醚化和微缩聚：缩聚：本讲稿第三十七页，共五十一页38 然后直接在微酸性条件反应，生成的然后直接在微酸性条件反应，生成的-CH2OH活性高，活性高，易于与酰胺反应，而形成交联结构：易于与酰胺反应，而形成交联结构：本讲稿第三十八页，共五十一页39三聚氰胺三聚氰胺与甲醛的合成反应与甲醛的合成反应：本讲稿第三十九页，共五

33、十一页401）环氧树脂分类）环氧树脂分类缩水甘油类环氧树脂缩水甘油类环氧树脂 缩水甘油醚环氧树脂：缩水甘油醚环氧树脂：缩水甘油酯环氧树脂缩水甘油酯环氧树脂4.环氧树脂环氧树脂本讲稿第四十页，共五十一页412）环氧树脂的合成）环氧树脂的合成 低分子量环氧树脂合成（采取二步加碱法，最大限度地降低低分子量环氧树脂合成（采取二步加碱法，最大限度地降低 环氧氯丙烷环氧氯丙烷的水解。的水解。）本讲稿第四十一页，共五十一页42 中、高分子量环氧树脂合成中、高分子量环氧树脂合成*双酚双酚A和环氧氯丙烷配料比接近于理论比率，环和环氧氯丙烷配料比接近于理论比率，环 氧氯丙烷氧氯丙烷 水解消耗水解消耗低，故可采用一

34、步加碱法合成；低，故可采用一步加碱法合成；*或用低分子量环氧树脂扩链法。或用低分子量环氧树脂扩链法。环氧当量：含环氧当量：含1mol环氧基的环氧树脂的质量。环氧基的环氧树脂的质量。环氧值：每环氧值：每100g环氧树脂中含环氧基的摩尔数。环氧树脂中含环氧基的摩尔数。本讲稿第四十二页，共五十一页43聚氨酯是聚氨酯是聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯的简称。但凡是用异氰酸酯或其反应产物的简称。但凡是用异氰酸酯或其反应产物为原料的涂料都可称为聚氨酯涂料。为原料的涂料都可称为聚氨酯涂料。异氰酸酯可以和各种含有活泼氢原子的物质发生氢转移加成反异氰酸酯可以和各种含有活泼氢原子的物质发生氢转移加成反应。应。5.聚氨酯聚

35、氨酯本讲稿第四十三页，共五十一页6.乙烯类树脂乙烯类树脂 乙烯类树脂的原料来自石油化工，资源丰富而价格低廉乙烯类树脂的原料来自石油化工，资源丰富而价格低廉，它具有耐候性、耐腐蚀、耐水、电绝缘、防霉、不燃等优，它具有耐候性、耐腐蚀、耐水、电绝缘、防霉、不燃等优点。点。大部分乙烯类树脂涂料属挥发性涂料，具有自干的特点大部分乙烯类树脂涂料属挥发性涂料，具有自干的特点。因此其产量比例在涂料总产量中逐渐增加。如下反应式为。因此其产量比例在涂料总产量中逐渐增加。如下反应式为氯醋共聚树脂：氯醋共聚树脂：44本讲稿第四十四页，共五十一页45 聚聚氯氯乙乙烯烯的分子的分子结结构构规规整，整，链间缔链间缔合力极合

36、力极强强，玻璃，玻璃化温度高，溶解性差化温度高，溶解性差。用醋酸乙。用醋酸乙烯单烯单体与之共聚，使聚合物的体与之共聚，使聚合物的柔柔韧韧性增加，溶解度改善，同性增加，溶解度改善，同时时保留聚保留聚氯氯乙乙烯烯的的优优点如不燃点如不燃性、耐腐性、耐腐蚀蚀性、性、坚韧坚韧耐磨等。耐磨等。偏氯乙烯共聚树脂偏氯乙烯共聚树脂，其分子结构对称，耐化学腐蚀性能非常好，但，其分子结构对称，耐化学腐蚀性能非常好，但在有机溶剂中很难溶解，常用氯乙烯或丙烯腈与之共聚，制成防腐漆。在有机溶剂中很难溶解，常用氯乙烯或丙烯腈与之共聚，制成防腐漆。过氯乙烯树脂过氯乙烯树脂是聚氯乙烯进一步氯化所得到的树脂，它保留是聚氯乙烯进

37、一步氯化所得到的树脂，它保留了聚氯乙烯树脂的优良性能，在很多溶剂中可以溶解成黏度了聚氯乙烯树脂的优良性能，在很多溶剂中可以溶解成黏度低、浓度高的溶液，有利于生产涂料。这类涂料不耐热，且低、浓度高的溶液，有利于生产涂料。这类涂料不耐热，且附着力差。附着力差。本讲稿第四十五页，共五十一页467.丙烯酸酯树脂丙烯酸酯树脂 丙烯酸树脂是由丙烯酸树脂是由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合而成，这类产而成，这类产品的原料是石油化工生产的。品的原料是石油化工生产的。为了改进性能和降低成本，往往还采用一定比例的烯烃单体与为了改进性能和降低成本，往往还采用一定比例的烯烃单体与之共聚，如丙烯腈、

38、丙烯酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等。之共聚，如丙烯腈、丙烯酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等。不同共聚物具有各自的特点，所以，可以根据产品的要求，不同共聚物具有各自的特点，所以，可以根据产品的要求，制造出各种型号的涂料品种制造出各种型号的涂料品种本讲稿第四十六页，共五十一页47共聚反应目的：共聚反应目的：涂料中所用的成膜物大多为共聚物涂料中所用的成膜物大多为共聚物（1）调节）调节Tg如甲基丙烯酸甲酯（如甲基丙烯酸甲酯（105oC）与甲基丙烯酸丁酯）与甲基丙烯酸丁酯(-56oC)的共聚。的共聚。（2）改善聚合物的附着力）改善聚合物的附着力引入一些含羟基，胺基或羧基的共聚单体可以改善涂料对底材的引入一些含羟基，胺

39、基或羧基的共聚单体可以改善涂料对底材的附着力。附着力。（3）引入反应性基团）引入反应性基团对于热固性涂料，成膜物中需要有一些具有反应活性的官能团，以使对于热固性涂料，成膜物中需要有一些具有反应活性的官能团，以使线性或支化的预聚物进行交联反应。线性或支化的预聚物进行交联反应。本讲稿第四十七页，共五十一页48（4）改善聚合物的化学性质）改善聚合物的化学性质如与叔碳酸乙烯酯共聚可以明显改善聚乙酸乙烯酯的耐水如与叔碳酸乙烯酯共聚可以明显改善聚乙酸乙烯酯的耐水解性能。解性能。（5）改变溶解性能）改变溶解性能与羧基的单体共聚可以改善聚合物的水溶性。与羧基的单体共聚可以改善聚合物的水溶性。（6）成膜物的功能

40、化）成膜物的功能化季铵盐具有杀菌性，在涂膜中引入可聚合季铵盐可使涂季铵盐具有杀菌性，在涂膜中引入可聚合季铵盐可使涂膜具有一定抗菌性。与含有机锡的单体共聚，可使聚合膜具有一定抗菌性。与含有机锡的单体共聚，可使聚合物具有一定的防污能力。物具有一定的防污能力。本讲稿第四十八页，共五十一页498.不不饱饱和聚和聚酯树酯树脂脂 不不饱饱和聚和聚酯酯是指是指分子分子链链上含有不上含有不饱饱和双和双键键的聚的聚酯酯，一般由，一般由饱饱和的二元醇与和的二元醇与饱饱和的及不和的及不饱饱和的二元酸（或酸和的二元酸（或酸酐酐）聚合而成。）聚合而成。它不同于醇酸它不同于醇酸树树脂，脂，醇酸醇酸树树脂的双脂的双键键位于

41、位于侧链侧链上，依靠空气的上，依靠空气的氧化作用交氧化作用交联联固化固化。不。不饱饱和聚和聚酯则酯则利用其利用其主主链链上的双上的双键键及交及交联单联单体（如苯乙体（如苯乙烯烯）的双）的双键键自由基型引自由基型引发剂发剂产产生的活性种引生的活性种引发发聚合、聚合、交交联联固化，固化，空气中的氧气有阻聚作用空气中的氧气有阻聚作用。本讲稿第四十九页，共五十一页50三、无机高分子材料三、无机高分子材料 与有机高分子涂料相比，无机高分子材料具有与有机高分子涂料相比，无机高分子材料具有优优良的良的耐耐热热性，性，耐燃性，耐候性，耐耐燃性，耐候性，耐辐辐射性，耐油性和耐溶射性，耐油性和耐溶剂剂型型，但外，

42、但外观观欠美欠美观观，装，装饰饰性差，涂膜硬而脆，易开裂，且性差，涂膜硬而脆，易开裂，且对对底材及施工方法都有一底材及施工方法都有一定要求。定要求。本讲稿第五十页，共五十一页51 超支化聚合物的特性超支化聚合物的特性（1）极高的末端官能团密度；）极高的末端官能团密度；（2）良好的溶解性；）良好的溶解性；（3）分子链间缠结少，熔体和溶液粘度很低；）分子链间缠结少，熔体和溶液粘度很低；属牛顿流体，结晶度很低；属牛顿流体，结晶度很低；（4）可控的玻璃化转变温度）可控的玻璃化转变温度 较多的孔隙，较多的孔隙，Tg低，由末端基团影响很大，低，由末端基团影响很大，可调控性强，可调控性强，不受分子结构影响。不受分子结构影响。（5）较差的机械性能）较差的机械性能 超支化聚合物在涂料中的应用超支化聚合物在涂料中的应用 作成膜物；作成膜物；作粘度改性剂；作粘度改性剂；作引发剂，交联剂作引发剂，交联剂 本讲稿第五十一页，共五十一页