《涂料技術》PPT電子課件

《涂料技術》PPT電子課件,涂料技術,涂料,技術,PPT,電子,課件 第二章 涂料樹脂的合成2 第二章 涂料樹脂的合成 2.1 涂料用樹脂特點 2.2 醇酸樹脂 2.3 氨基樹脂 2.4 環(huán)氧樹脂 2.5 聚氨酯樹脂 2.6 有機硅樹脂 2.7 丙烯酸樹脂3第二章 涂料樹脂的合成2.1 2.1 涂料用樹脂的特點涂料用樹脂的特點一、適當?shù)姆肿恿恳弧⑦m當?shù)姆肿恿?1 1、漆膜的力學性能、耐老化、耐腐蝕性；、漆膜的力學性能、耐老化、耐腐蝕性；2 2、樹脂的溶解性、相容性與對顏料的濕潤、樹脂的溶解性、相容性與對顏料的濕潤性；性；3 3、漆液的粘度及施工性能。、漆液的粘度及施工性能。4 1 1 1 1、含芳雜環(huán)剛性結構的漆膜硬度高，、含芳雜環(huán)剛性結構的漆膜硬度高，、含芳雜環(huán)剛性結構的漆膜硬度高，、含芳雜環(huán)剛性結構的漆膜硬度高，但易變色泛黃。但易變色泛黃。但易變色泛黃。但易變色泛黃。2 2 2 2、含極性基團的漆膜附著力好，但耐、含極性基團的漆膜附著力好，但耐、含極性基團的漆膜附著力好，但耐、含極性基團的漆膜附著力好，但耐水性較低。水性較低。水性較低。水性較低。3 3 3 3、漆膜的結晶結構影響漆膜透明性及、漆膜的結晶結構影響漆膜透明性及、漆膜的結晶結構影響漆膜透明性及、漆膜的結晶結構影響漆膜透明性及柔韌性。柔韌性。柔韌性。柔韌性。二、樹脂的化學結構和聚集態(tài)結構三、涂料用樹脂的合成方法涂料用樹脂主要采用逐步聚合反應，自由基聚合反應和共聚聚合反應。目前世界各國正在從事用基團轉(zhuǎn)移聚合反應合成涂料用樹脂的研究562.2 醇酸樹脂 2.2.1 幾個重要概念一、醇酸樹脂 由多元醇（如甘油）、多元酸（如鄰苯二甲酸酐）、植物油反應制備的改性聚酯樹脂。7W W0 0：植物油的用量；：植物油的用量；W WR R：醇酸樹脂理論產(chǎn)量；：醇酸樹脂理論產(chǎn)量；W WA2A2、W WG G：分別為苯酐和甘油的用量；：分別為苯酐和甘油的用量；W WA A、W WH2OH2O：分別為高級脂肪酸和水的理論生成量。：分別為高級脂肪酸和水的理論生成量。短油度短油度 中油度中油度 長油度醇酸樹脂長油度醇酸樹脂 3343 4359 5984二、油度（L）8常見的飽和脂肪酸：1、月桂酸（十二酸）；2、豆蔻酸（十四酸）；3、軟脂酸（十六酸）；4、硬脂酸（十八酸）。9常見的不飽和脂肪酸：1、油酸（十八碳烯9酸）；2、亞油酸（十八碳二烯9，12酸）；3、亞麻酸（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（12羥基十八碳烯9酸）。10三、碘值1、定義：100 克油所能吸收碘的質(zhì)量（克）。衡量油不飽和度和干燥速度的主要指標。2、不同碘值的植物油（油的種類）140 以上，每個油分子的雙鍵超過 6 個，空氣中易氧化干燥成膜，干性油，桐油；100140，每個油分子的雙鍵 46 個，空氣中緩慢氧化干燥成膜，半干性油，豆油；100 以下，每個油分子的雙鍵 4 個以下，空氣中不能氧化干燥成膜，不干性油，蓖麻油。11四、酸值 中和 1 克植物油中處于游離態(tài)的脂肪酸所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。五、皂化值 皂化 1 克植物油所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。六、酯值 皂化 1 克植物油中處于化合態(tài)的脂肪酸所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。皂化值 酸值 酯值122.2.2 醇酸樹脂的合成一、合成原理1、三元醇與油反應生成甘油酸酯二元醇（醇解反應）2 2 2 2、甘油酸酯二元醇與苯酐線形縮聚（縮聚反應）甘油酸酯二元醇與苯酐線形縮聚（縮聚反應）甘油酸酯二元醇與苯酐線形縮聚（縮聚反應）甘油酸酯二元醇與苯酐線形縮聚（縮聚反應）二元酸三元醇脂肪酸13二、醇酸樹脂的配方設計1、凝膠點（Pc）及工作常數(shù)（K）PcPcPcPc：凝膠點時的臨界反應程度；：凝膠點時的臨界反應程度；：凝膠點時的臨界反應程度；：凝膠點時的臨界反應程度；K K為醇酸為醇酸樹脂常數(shù)，簡稱工作常數(shù)，一般樹脂常數(shù)，簡稱工作常數(shù)，一般 K K K K 值在值在 1 1 1 1 附近，過大，醇酸樹脂分子量小，過小，樹附近，過大，醇酸樹脂分子量小，過小，樹脂易提前凝膠化。脂易提前凝膠化。凝膠點：官能度大于2的縮聚反應進行到一定程度，粘度突然迅速增大，縮聚物性質(zhì)突然變化，形成凝膠物，稱為“凝膠化現(xiàn)象”，開始出現(xiàn)凝膠時的臨界反應程度稱為“凝膠點”如何預測、控制凝膠點？（A）Carothers方程理論基礎：凝膠點時數(shù)均分子量無限大令：平均官能度因：反應程度=官能團消耗數(shù)/起始官能團總數(shù)，即：當則臨界反應程度為：討論：二官能度體系：f=2，則pc=1，即全部官能團均能參加反應，若無副反應，就不會產(chǎn)生凝膠；多官能體系：f 2，則pc1，即在反應達到完全之前有可能凝膠化。172 2、醇超量（、醇超量（r r）3 3、植物油用量、植物油用量18 4 4 4 4、例題、例題、例題、例題 試設計一個試設計一個試設計一個試設計一個 60606060 油度季戊四醇樹脂的配油度季戊四醇樹脂的配油度季戊四醇樹脂的配油度季戊四醇樹脂的配方（方（方（方（豆油豆油豆油豆油 ：梓油：梓油：梓油：梓油 9 9 9 9：1 1 1 1），其固體含量），其固體含量），其固體含量），其固體含量為為為為 55555555 ，溶劑汽油：甲苯，溶劑汽油：甲苯，溶劑汽油：甲苯，溶劑汽油：甲苯 9 9 9 9：1 1 1 1，求，求，求，求其配方組成。已知油度其配方組成。已知油度其配方組成。已知油度其配方組成。已知油度 60606060的醇酸樹脂季戊的醇酸樹脂季戊的醇酸樹脂季戊的醇酸樹脂季戊四醇過量四醇過量四醇過量四醇過量 10101010 ，季戊四醇分子量，季戊四醇分子量，季戊四醇分子量，季戊四醇分子量 142 142 142 142，苯，苯，苯，苯酐分子量為酐分子量為酐分子量為酐分子量為 148 148 148 148。19解：油的用量等于：經(jīng)計算，配方如下：經(jīng)計算，配方如下：豆油：豆油：140.47 kg140.47 kg 梓油：梓油：15.61 kg15.61 kg 季戊四醇：季戊四醇：39.05 kg39.05 kg 苯酐：苯酐：74 kg74 kg 溶劑汽油：溶劑汽油：191.56 kg191.56 kg 甲苯：甲苯：21.28 kg21.28 kg20二、醇酸樹脂合成工藝 醇酸樹脂合成：醇解法、酸解法、脂肪酸法。醇解法：將油先與甘油進行醇解，形成甘油的不完全脂肪酸酯，再與苯酐酯化制備醇酸樹脂。醇解法優(yōu)點：工藝簡單、易操作、腐蝕小、成本低。醇酸樹脂的工藝過程：溶劑法、熔融法。溶劑法優(yōu)點：提高酯化速度、降低反應溫度和改善產(chǎn)品質(zhì)量。結論：醇酸樹脂工業(yè)生產(chǎn)以醇解法和溶劑法為主。21溶劑法醇解生產(chǎn)工藝流程：檢驗指標：檢驗指標：外觀、外觀、粘度、酸值、固含量等粘度、酸值、固含量等固含量：固含量：指涂料含有的不揮發(fā)物的量。指涂料含有的不揮發(fā)物的量。溶劑溶劑油、多元醇油、多元醇多元酸、二甲苯多元酸、二甲苯醇解醇解聚酯化聚酯化兌稀兌稀過濾過濾儲槽儲槽檢驗檢驗222.2.3 醇酸樹脂的改性一、松香改性醇酸樹脂原理：松香羧酸基參與酯化；共軛雙鍵參與成膜反應。作用：增加醇酸樹脂在脂肪烴溶劑中的溶解性；降低醇酸樹脂的粘度；漆膜干燥速度加快；增強漆膜的耐水性和耐堿性。缺點：松香具有共軛雙鍵，易氧化，用量過多時漆膜易變黃、發(fā) 脆且耐候性下降。23二、酚醛樹脂改性醇酸樹脂原理：堿性催化的低分子量的對叔丁基苯酚酚醛樹脂與醇酸樹脂反應。作用：對叔丁基苯酚酚醛樹脂油溶性好，與醇酸樹脂相容性好；提高漆膜的耐水性、耐酸堿性；增加醇酸樹脂的粘度。24三、乙烯類單體改性醇酸樹脂原理：共聚法：乙烯類單體與脂肪酸的共軛雙鍵共聚合。酯化法：含羥基或羧基的低分子量聚丙烯酸（酯）與醇酸樹脂反應。作用：作用：提高漆膜的干燥速率；提高漆膜的干燥速率；苯乙烯改性苯乙烯改性的醇酸樹脂具有較好耐水性；的醇酸樹脂具有較好耐水性；甲基丙烯酸甲酯改性甲基丙烯酸甲酯改性的醇酸樹脂有較好的耐的醇酸樹脂有較好的耐候性。候性。25四、有機硅改性醇酸樹脂原理：硅醇的醇羥基，聚硅烷分子中的甲氧基或乙氧基與醇酸樹脂分子中的羥基發(fā)生縮合成醚的反應。作用：提高漆膜的耐水性和耐候性。26五、聚酰胺改性醇酸樹脂原理：聚酰胺與醇酸樹脂發(fā)生鏈交換反應。作用：制備觸變性醇酸樹脂。觸變性：靜止時體系表現(xiàn)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，體系的粘度又逐漸升高。27 醇酸樹脂的觸變性原理：當聚酰胺分裂成較大鏈段聯(lián)結在醇酸樹脂分子鏈上時，由于分子中亞氨基間的氫鍵締合作用，形成了網(wǎng)狀的膠狀物使體系表現(xiàn)出很高的粘度。但這種氫鍵力在剪切力作用下易遭到破壞，使得體系粘度降低。六 水性醇酸樹脂水性醇酸樹脂，可分為自干型和烘干型，實際應用還是以烘干型為主。水性涂料可以三種形式分散在水中，即水溶性型、水分散性型和本體分散性膠體型。28七、高固體份醇酸樹脂 固體份增加，可以減少有機揮發(fā)物（固體份增加，可以減少有機揮發(fā)物（VOC）的含量，有利于環(huán)保。的含量，有利于環(huán)保。降低分子量和使分子量變窄有利于提高涂料降低分子量和使分子量變窄有利于提高涂料的固含量。的固含量。降低分子量方法：降低分子量方法：1 1）降低二元酸多元醇的比例（相當于）降低二元酸多元醇的比例（相當于多元醇增加），多元醇增加），注意：注意：油鏈增長，干燥時間會變長，油鏈增長，干燥時間會變長，2 2）加入順序、溫度控制等等也會改變分）加入順序、溫度控制等等也會改變分子量分布，影響固含量（靠經(jīng)驗控制）。子量分布，影響固含量（靠經(jīng)驗控制）。醇酸樹脂在涂料中的應用 醇酸樹脂可以制成清漆、色漆、工業(yè)用漆和一般通用漆，用于汽車、玩具、機器部件等金屬制品的面漆和底漆。由于醇酸樹脂可以與胺基、環(huán)氧基等相互作用，可以按需求設計出具有一定性能和功能的涂料。312.3 氨基樹脂2.3.1 幾個重要概念一、氨基樹脂 含有氨基的化合物與醛（甲醛）經(jīng)縮聚反應制得的熱固性樹脂。用于涂料的氨基樹脂須再以醇類改性（醚化），使它能溶于有機溶劑，并與主要成膜物質(zhì)有良好的混溶性和反應性。32二、氨基化合物二、氨基化合物1 1、尿素、尿素 COCO（NHNH2 2）2 2 2 2、三聚氰胺、三聚氰胺333、烴基三聚氰胺 2 2，4 4 二氨基二氨基 6 6 苯基苯基 1 1，3 3，5 5 三嗪，三嗪，俗稱苯鳥糞胺，簡稱苯代三俗稱苯鳥糞胺，簡稱苯代三聚氰胺。聚氰胺。342.3.2 氨基樹脂的合成2.3.2.1 丁醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂的合成一、加成反應（羥甲基化）三聚氰胺與過量甲醛在堿性條件下，50 60 反應 20 20 分鐘左右得到三羥甲基三聚氰胺，產(chǎn)物溶于水，在堿性條件下儲存穩(wěn)定。35二、縮聚反應 在酸性條件下，多羥甲基三聚氰胺之間可進一步縮聚成大分子，分子量較低時仍有較好的水溶性。反應主要有兩種。第一，一個三嗪環(huán)上的羥甲基與另一個三嗪環(huán)上未反應的氨基氫脫水縮合成亞甲基：-CH2OH +HN=-CH2N=+H2O 第二，一個三嗪環(huán)上的羥甲基與另一個三嗪環(huán)上的第二，一個三嗪環(huán)上的羥甲基與另一個三嗪環(huán)上的第二，一個三嗪環(huán)上的羥甲基與另一個三嗪環(huán)上的第二，一個三嗪環(huán)上的羥甲基與另一個三嗪環(huán)上的羥甲基脫水縮合生成醚鍵，然后進一步脫去一個分子甲羥甲基脫水縮合生成醚鍵，然后進一步脫去一個分子甲羥甲基脫水縮合生成醚鍵，然后進一步脫去一個分子甲羥甲基脫水縮合生成醚鍵，然后進一步脫去一個分子甲醛成為亞甲基：醛成為亞甲基：醛成為亞甲基：醛成為亞甲基：-CH2OH +HOCH2-CH2OH +HOCH2-CH2OH +HOCH2-CH2OH +HOCH2-CH2OCH2-+H2O -CH2OCH2-+H2O -CH2OCH2-+H2O -CH2OCH2-+H2O -CH2OCH2-CH2-+HCHO -CH2OCH2-CH2-+HCHO -CH2OCH2-CH2-+HCHO -CH2OCH2-CH2-+HCHO36三、醚化反應 多羥甲基三聚氰胺與過量醇在酸性條件下反應成醚，改進多羥甲基三聚氰胺在有機溶劑中的溶解性：-CH2OH +HOR -CH2OR +H2O 醚化反應和縮聚反應往往同時發(fā)生，形成多分散性聚合物：372.3.2.2 丁醇改性脲醛樹脂的合成一、在堿性條件下，尿素和甲醛反應生成二羥甲基脲，具有較好的水溶性：二、二羥甲基脲在酸性條件下發(fā)生丁醇醚化和縮聚反應，二、二羥甲基脲在酸性條件下發(fā)生丁醇醚化和縮聚反應，縮聚反應包括羥甲基之間的脫水、脫甲醛縮合反應，羥縮聚反應包括羥甲基之間的脫水、脫甲醛縮合反應，羥甲基與氮原子上未反應的氫脫水縮合反應兩種，兩種縮甲基與氮原子上未反應的氫脫水縮合反應兩種，兩種縮合反應均生成亞甲基鍵：合反應均生成亞甲基鍵：382.3.2.3 烴基三聚氰胺樹脂一、常見的烴基三聚氰胺 N丁基三聚氰胺，N苯基三聚氰胺，苯代三聚氰胺。39二、烴基三聚氰胺樹脂的合成1、烴基三聚氰胺與甲醛在堿性條件下發(fā)生羥甲基化反應，原理與三聚氰胺的羥甲基化反應相同。2、羥甲基烴基三聚氰胺與丁醇在酸性條件下同時發(fā)生醚化和縮聚反應，原理與羥甲基三聚氰胺的縮聚和醚化反應相同。三、烴基三聚氰胺樹脂的特點 羥甲基烴基三聚氰胺的水溶性較差；經(jīng)醚化和縮聚的烴基三聚氰胺樹脂具有較好的油溶性，以及和醇酸樹脂有很好的相容性。402.3.2.4 氨基共縮聚樹脂 共縮聚的目的就是使各種改性組分的優(yōu)勢能夠互補，不足得到改進，三種氨基樹脂的性能比較性能脲醛樹脂三聚氰胺樹脂苯代三聚氰胺樹脂熱固化溫度范圍窄，100180寬，90250寬，90250熱固化速度慢快慢漆膜柔韌性硬、柔韌性好硬、脆硬、有柔韌性耐水、耐堿性差好最好耐溶劑性差好好光澤差好最好戶外耐候性差好差涂料穩(wěn)定性差與醚化度有關好價格低高高412.3.2.5 六甲氧基三聚氰胺樹脂（HMMM 或 HM3）的合成 一、三聚氰胺和過量甲醛在堿性條件下羥甲基化，生成六羥甲基三聚氰胺（HMMM）：二、經(jīng)除去水和甲醛的二、經(jīng)除去水和甲醛的 HMMM HMMM 和過量甲醇在酸性和過量甲醇在酸性條件下醚化，生成六甲氧基三聚氰胺樹脂。條件下醚化，生成六甲氧基三聚氰胺樹脂。注：注：HMMM HMMM 溶于大部分有機溶劑，熱穩(wěn)定性好。溶于大部分有機溶劑，熱穩(wěn)定性好。甲氧基能與羥基、羧基、酰氨基反應，是較好的固化劑。甲氧基能與羥基、羧基、酰氨基反應，是較好的固化劑。什么是環(huán)氧樹脂？在我們生活的周圍它有什么用途？為什么把它稱作萬能膠？2.4 環(huán)氧樹脂 2.4 環(huán)氧樹脂 1938年由瑞士人合成，用于膠粘劑。1939年美國人也合成了環(huán)氧樹脂，并由shell公司生產(chǎn)系列環(huán)氧樹脂。中國于1956年開始研制環(huán)氧樹脂，并于 1958年試產(chǎn)成功。環(huán)氧樹脂是涂料用主要合成樹脂品種之一，環(huán)氧樹脂是從環(huán)氧化合物衍生而來的聚合物或低聚物環(huán)氧化合物是指含氧雜環(huán)烷類的化合物，最簡單的是環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷 什么是環(huán)氧化什么是環(huán)氧化合物？合物？環(huán)氧乙烷H2CCH2環(huán)氧丙烷CH3CHCH2/2.4 環(huán)氧樹脂的組成 環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂為含一個以上環(huán)氧基團化合物的混合物為含一個以上環(huán)氧基團化合物的混合物當當R或或R或二者為六元脂肪環(huán)時，稱為或二者為六元脂肪環(huán)時，稱為脂脂肪環(huán)氧樹脂肪環(huán)氧樹脂當當R或或R為不飽和脂肪酸時為不飽和脂肪酸時稱為稱為環(huán)氧化油環(huán)氧化油；當當RH，R為多元酸時，為多元酸時，則稱則稱縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂；當當RH，R為多元羥基苯酚時，則稱為為多元羥基苯酚時，則稱為縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂，什么是環(huán)氧什么是環(huán)氧樹脂？樹脂？常用的常用的雙酚雙酚A環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂就屬于就屬于縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂472.4 環(huán)氧樹脂 2.4.1 幾個重要概念 分子中含有兩個以上環(huán)氧基團的高分子化合物。分子量在 340 7000 的范圍。分子量在 500 以下一般為液體，500 以上逐漸過渡為固體。溶解性：環(huán)氧樹脂可以溶解在酮、酯、醚醇類和氯化烴類溶劑中，隨著分子量的增加，溶解性下降。芳烴和醇類對環(huán)氧樹脂的溶解能力較差。但芳烴和醇類混合后則是中分子量環(huán)氧樹脂的良好溶劑。混溶性：環(huán)氧樹脂與芳香族聚合物有較好的相容性，利用這一特點可將環(huán)氧樹脂和許多涂料用合成樹脂并用，經(jīng)高溫烘烤后，膠聯(lián)而得到性能優(yōu)異的涂膜。482.4.1 幾個重要概念二、環(huán)氧值 100 克環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基團的物質(zhì)的量（mol）。環(huán)氧樹脂活性基團是環(huán)氧基，企業(yè)常通過測定環(huán)氧值鑒定樹脂質(zhì)量并計算固含量。三、羥基含量 100 克環(huán)氧樹脂中所含羥基的物質(zhì)的量（mol）。樹脂分子量越高，羥值也越大。四、氯值 100 克環(huán)氧樹脂中所含氯原子的物質(zhì)的量（mol）。492.4.2 環(huán)氧樹脂的合成原理一、雙酚 A 與堿作用生成親核性強的苯氧基負離子：二、苯氧負離子進攻環(huán)氧基位阻較小的碳原子發(fā)生雙分子二、苯氧負離子進攻環(huán)氧基位阻較小的碳原子發(fā)生雙分子親核反應，然后進一步反應脫去氯離子形成雙縮水甘油醚：親核反應，然后進一步反應脫去氯離子形成雙縮水甘油醚：50 三、雙酚三、雙酚 A A 苯氧負離子和雙縮水甘油醚進一步反應得到苯氧負離子和雙縮水甘油醚進一步反應得到環(huán)氧樹脂：環(huán)氧樹脂：512.4.3 環(huán)氧樹脂種類一、縮水甘油型環(huán)氧樹脂1、縮水甘油醚環(huán)氧樹脂 雙酚 A 環(huán)氧樹脂：產(chǎn)量最大，品種齊全，應用最廣，價格低廉。2、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂 偏苯三酸三縮水甘油酯環(huán)氧樹脂，由偏苯三酸和環(huán)氧氯偏苯三酸三縮水甘油酯環(huán)氧樹脂，由偏苯三酸和環(huán)氧氯丙烷制備。丙烷制備。523、氨基環(huán)氧樹脂 二氨基二苯基甲烷四縮水甘油基環(huán)氧樹脂：由二氨基二氨基二苯基甲烷四縮水甘油基環(huán)氧樹脂：由二氨基二苯基甲烷和環(huán)氧氯丙烷反應制得。色澤較深。二苯基甲烷和環(huán)氧氯丙烷反應制得。色澤較深。二、環(huán)氧化烯烴（不飽和雙鍵的低或高分子量化合物制備）1、環(huán)氧化直鏈脂肪族烯烴環(huán)氧化聚丁二烯：聚丁二烯經(jīng)環(huán)氧化得到。532、脂環(huán)族環(huán)氧化合物二氧化雙環(huán)戊烯基醚：雙環(huán)戊二烯基醚經(jīng)氧化制得。3 3 3 3、混合型環(huán)氧化烯烴、混合型環(huán)氧化烯烴、混合型環(huán)氧化烯烴、混合型環(huán)氧化烯烴乙烯基環(huán)己烯雙環(huán)氧：乙烯基環(huán)己烯經(jīng)氧化制得。54三、元素改性環(huán)氧樹脂1、有機鈦環(huán)氧樹脂2 2、有機硅環(huán)氧樹脂、有機硅環(huán)氧樹脂、有機硅環(huán)氧樹脂、有機硅環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂分子中引入鹵素，具有自熄性，引入硅、鈦元素，可提高樹脂的熱穩(wěn)定性和電絕緣性能。552.4.4 環(huán)氧樹脂固化劑 固化劑也稱交聯(lián)劑，一般為多官能團化合物，能與樹脂中活性基團發(fā)生擴鏈、交聯(lián)反應，使樹脂最終固化。一、有機胺類固化劑 固化原理：氮原子上活性氫與環(huán)氧基反應。種類：脂肪胺，活性高；芳香胺，活性低。典型的有機胺固化劑見下表：56名稱活性氫數(shù)使用期25，minmin固化條件特性乙二胺420，4d；100 ，30min 室溫快速固化，固化的樹脂耐化學藥品好，固化反應熱效應明顯，固化劑刺激皮膚。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室溫固化不完全，固化的樹脂柔性好，耐水性好。間苯二胺448085 ，2h；175 ，1h固化的樹脂耐老化性能好，耐濕熱性好，固化劑毒性較脂肪族胺低。二氨基二苯甲烷448080 ，2h二氨基二苯砜4180125 ，2h57二、有機酸酐固化劑固化原理：環(huán)氧樹脂中的羥基與酸酐的反應；環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基與羧基的反應。品種：脂肪族酸酐、脂環(huán)族酸酐、芳香族酸酐。注：大多數(shù)酸酐活性低，固化程度低，因此較少使用。缺點：由于有酯鍵影響，耐堿性較差。58三、低分子量聚酰胺固化原理：胺基團中的氮原子上的活性氫與環(huán)氧基的反應。品種：一般由不飽和脂肪酸二聚體與脂肪族多元胺反應生成的一種琥珀狀粘稠樹脂。分子中含有較長脂肪酸碳鏈和多個活性氨基，因此所固化的環(huán)氧樹脂具有較好的彈性和附著力。既是固化劑又是增韌劑。室溫下能與環(huán)氧樹脂固化。59四、潛固化劑1 1、雙氰胺、雙氰胺 白色晶體，熔點白色晶體，熔點 207207209 209，難溶于環(huán)氧樹脂。常，難溶于環(huán)氧樹脂。常以粉末狀分散在環(huán)氧樹脂中。室溫下儲存穩(wěn)定。以粉末狀分散在環(huán)氧樹脂中。室溫下儲存穩(wěn)定。150 150 以上能使環(huán)氧樹脂固化完全。以上能使環(huán)氧樹脂固化完全。2 2 2 2、丁酮亞胺、丁酮亞胺、丁酮亞胺、丁酮亞胺 該固化劑遇水分解產(chǎn)生活性胺，使環(huán)氧樹脂固化，該固化劑遇水分解產(chǎn)生活性胺，使環(huán)氧樹脂固化，該固化劑遇水分解產(chǎn)生活性胺，使環(huán)氧樹脂固化，該固化劑遇水分解產(chǎn)生活性胺，使環(huán)氧樹脂固化，可用于常溫濕固化涂料。可用于常溫濕固化涂料?？捎糜诔貪窆袒苛?。可用于常溫濕固化涂料。60五、時間溫度熱轉(zhuǎn)變圖 （TTT 交聯(lián)圖）等溫交聯(lián)期間，達到凝膠化等溫交聯(lián)期間，達到凝膠化和玻璃化所需的時間是交聯(lián)和玻璃化所需的時間是交聯(lián)溫度的函數(shù)；溫度的函數(shù)；TgTg：高分子鏈段被凍結：高分子鏈段被凍結（或激發(fā)）的溫度。（或激發(fā)）的溫度。Tg Tg Tg Tg 區(qū)間等溫交聯(lián)區(qū)間等溫交聯(lián)時，先交聯(lián)再玻璃化；時，先交聯(lián)再玻璃化；交聯(lián)溫度等于樹脂的玻交聯(lián)溫度等于樹脂的玻璃化溫度，不能完全交聯(lián)；璃化溫度，不能完全交聯(lián)；交聯(lián)溫度高于交聯(lián)溫度高于 Tg Tg 時，時，樹脂不按等溫交聯(lián)方式玻璃樹脂不按等溫交聯(lián)方式玻璃化，但可交聯(lián)完全。化，但可交聯(lián)完全。Tg0 為新鮮混合的反應物的為新鮮混合的反應物的 Tg Tg 為完全交聯(lián)體系的最高為完全交聯(lián)體系的最高 Tg Tg 同時凝膠化和玻璃化的溫度同時凝膠化和玻璃化的溫度1 區(qū)為未凝膠化的玻璃態(tài)；2 區(qū)為液態(tài)；3 區(qū)為凝膠化的玻璃態(tài)；4 區(qū)為凝膠化的橡膠態(tài)；5 區(qū)為炭化區(qū)域。612.4.5 環(huán)氧樹脂的合成工藝（E44，低分子量）一、溶解：雙酚 A 和過量環(huán)氧氯丙烷加入溶解釜，溶解溫度 70 保溫3030分鐘。二、前階段反應：物料送至反應釜，加入第一份堿液，50506060，8h 8h。主要發(fā)生加成和部分閉環(huán)反應。前階段反應結束，減壓回收過量環(huán)氧氯丙烷。堿液分兩次加可減少或避免環(huán)氧氯丙烷的水解損失。622.4.5 環(huán)氧樹脂的合成工藝（E44，低分子量）三、后階段反應：加苯溶解，加入第二分堿液，60607070，4h 4h。主要發(fā)生氯醇基團的閉環(huán)反應。四、萃取分離：靜置分層，上層為環(huán)氧樹脂苯溶液，下層為鹽的水溶液。五、脫水：在回流脫水釜中，脫水，冷卻，過濾。六、脫苯：常壓、減壓脫苯，冷卻，出料，包裝，抽樣檢驗。63環(huán)氧樹脂生產(chǎn)工藝流程環(huán)氧樹脂在涂料中的應用在涂料中主要用于防腐和保護。1、工業(yè)保護和維修涂料 低溫固化環(huán)氧樹脂可以用來作為大型結構的保護和防腐涂料，因為這時熱固化環(huán)氧樹脂是不現(xiàn)實的，一般要二層底漆和二層面漆，漆膜厚度為152200m，大多數(shù)底漆含35一45的顏科和防腐顏料。例如，環(huán)氧樹脂聚酰胺漆廣泛用作船例如，環(huán)氧樹脂聚酰胺漆廣泛用作船舶的鋼結構底漆以及建筑物、橋梁的鋼結舶的鋼結構底漆以及建筑物、橋梁的鋼結構及鋁和鋁合金的底漆。構及鋁和鋁合金的底漆。2、容器涂料、容器涂料 環(huán)氧樹脂由于具有極好的粘結性、耐腐蝕環(huán)氧樹脂由于具有極好的粘結性、耐腐蝕性，已廣泛用來制作食品罐頭內(nèi)壁涂料。性，已廣泛用來制作食品罐頭內(nèi)壁涂料。所用的環(huán)氧樹脂分子量較高，以保持足夠所用的環(huán)氧樹脂分子量較高，以保持足夠的柔韌性。的柔韌性。3、耐磨涂料 這種環(huán)氧樹脂可一次性刷涂，膜厚為1521010m。廣泛用作卸料車和貯存設備的內(nèi)壁涂層。4、民用涂料民用涂科 通常含大量的低揮發(fā)性溶劑以有利于刷涂、可用作地板、墻面、家電、船及游泳池用涂料。2.5 聚氨酯樹脂聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，化合物中含有氨基甲酸酯鍵：是由多異氰酸酯與多元醇(包括含羥基的低聚物)反應生成的，實際上在聚氨酯中除了含有氨基酯鍵以外，還含有許多其他的酯鍵、醚鍵等，如何制得？異氰酸酯凡是用異氰酸酯或其反應產(chǎn)物為原料的涂料都統(tǒng)稱聚氨酯涂料。聚氨酯涂料形成的漆膜中含有酰胺基、酯基等，分子間很容易形成氫鍵，因此聚氨酯涂料多方面性能都很好是一種高級涂料，其漆膜的性質(zhì)有：1、很強的耐磨性和柔韌性，2、優(yōu)異的附著力，可以與金屬、木材、塑料、玻璃和水泥等粘合。3、很好的耐腐蝕性，耐酸、堿、鹽溶液及石油品的腐蝕。2.5.1 制備聚氨酯的主要反應 原料：異氰酸酯 有很高的活性，可以與含活潑氫的化合物反應，如胺、脲、酸、醇等，主要是由于異氰酸酯中含有兩個雙鍵，N,O都帶有負電性，C帶有正電性，易受到親核試劑的進攻。活性來活性來自于哪自于哪里？里？異氰酸酯的典型反應 1、與醇反應生成氨基甲酸酯 R-N=C=O+R-OH 2、與胺反應生成取代脲 R-N=C=O+R-NH2R-NH-C-O ROR-NH-C-NHRO3、與水反應、與水反應先生成胺，生成的胺，進一步與異氰酸先生成胺，生成的胺，進一步與異氰酸酯反應，生成取代脲酯反應，生成取代脲4、與羧酸反應生成酰胺、與羧酸反應生成酰胺 RNH2R-N=C=O+H2O R-N=C=O+RCOOH R-NH-C-RO5、與脲反應生成縮二脲 R-N=C=O +RNHCONHRR-NH-C-N-C-NHROR O6、自聚反應、自聚反應二聚二聚 2 R-N=C=O 三聚 3 R-N=C=O2.5.2 異氰酸酯的結構與反應速度R基是正性的（拉電子基團），有基是正性的（拉電子基團），有利于反應。相對反應能力如下：利于反應。相對反應能力如下：對甲氧苯基對甲氧苯基 對甲苯基對甲苯基 苯基苯基 對對硝基苯基硝基苯基，硝基為強拉電子基團，硝基為強拉電子基團 少量的催化劑可以提高少量的催化劑可以提高異氰酸酯異氰酸酯的反應速度。的反應速度。常用的催化劑有常用的催化劑有叔胺類叔胺類：三亞乙基二胺：三亞乙基二胺有機金屬化合物有機金屬化合物：環(huán)烷酸鈷、錫化合物環(huán)烷酸鈷、錫化合物二丁基二月桂酸錫二丁基二月桂酸錫有機膦有機膦：三丁基膦：三丁基膦 用于異氰酸酯三用于異氰酸酯三聚物的催化。聚物的催化。(C4H9)2Sn(OCC11H24)2 O2.5.3 幾種重要的異氰酸酯1、甲苯二異氰酸酯（TDI)一般為 2，4甲苯二異氰酸酯和2，6甲苯二異氰酸酯 的混合物TDI有較高毒性，但價錢便宜，用量最大也是涂料中常用的交聯(lián)劑 2、二苯甲烷二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)與與TDI一樣是芳香族異氰酸酯，用量也較大一樣是芳香族異氰酸酯，用量也較大3、二環(huán)已基甲烷二異氰酸酯、二環(huán)已基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)是一種常用的脂肪族二異氰酸酯是一種常用的脂肪族二異氰酸酯上面介紹的TDI、MDI都為芳香族異氰酸酯，H12MDI為脂肪族的異氰酸酯芳香族異氰酸酯的反應活性比脂肪族的高，但所得漆膜容易泛黃。泛黃的原因：異氰酸酯與水反應生成芳香胺，或胺酯鍵光解生成芳香胺，芳香胺受氧作用可得醌式結構，導致漆膜泛黃。有什么區(qū)別有什么區(qū)別？醌式結構導致漆膜泛黃醌式結構導致漆膜泛黃改進泛黃性，可以使用異氰酸酯 的三聚體三聚體上，環(huán)上的三聚體上，環(huán)上的叔氮叔氮原子沒有原子沒有氫原子氫原子，并，并為環(huán)所穩(wěn)定，不能裂解，環(huán)外氨酯即使分解為環(huán)所穩(wěn)定，不能裂解，環(huán)外氨酯即使分解成胺，也不能生成醌式結構，所以不易泛黃。成胺，也不能生成醌式結構，所以不易泛黃。4、封閉型異氰酸酯異氰酸酯的活性太大，在單組分涂料中往往使用封閉型異氰酸酯。所謂封閉就是將異氰酸酯的基團和某些化合物反應。生成室溫穩(wěn)定的化合物，但在高溫下，該化合物又重新分解為異氰酸酯常用的封閉劑：苯酚、酮肟、己內(nèi)酰胺等，以苯酚為封閉劑為例，由于異氰酸酯的反應活性大，聚氨酯涂料 有單組分和雙組分之分。2.5.4 單組分聚胺酯涂料 1、封閉型聚氨酯涂料及應用 所謂的單組分聚氨酯-封閉型異氰酸酯和羥基組分合裝。涂料用封閉型異氰酸酯主要有三種：(1)加成物型，如苯酚封閉的TDI與三羥基甲基丙烷的加成物(用于電線磁漆和一般的烘烤漆)封閉型單組分聚胺酯涂料有很好的絕封閉型單組分聚胺酯涂料有很好的絕緣性能、耐水性、耐溶劑性和機械性緣性能、耐水性、耐溶劑性和機械性能。它用于磁帶粘合劑，具有優(yōu)良的能。它用于磁帶粘合劑，具有優(yōu)良的耐磨性耐磨性可用作粉末涂料和陰極電泳漆可用作粉末涂料和陰極電泳漆(2)三聚體型，如苯酚封閉的三聚體型，如苯酚封閉的TDI三三聚體聚體(用于耐熱電線漆用于耐熱電線漆)(3)縮二脲型，如封閉的縮二脲型，如封閉的HDI縮二脲縮二脲(用于轎車烘漆等用于轎車烘漆等)2.5.6 雙組分聚氨酯涂料雙組分聚氨酯涂料-分甲乙二組分，使用前混合甲組分為多異氰酸酯，乙組分為含羥基的低聚物及催化劑、顏料等雙組分聚氨酯涂料可室溫固化也可在稍高溫度下固化、用途十分廣泛 1、甲組分-異氰酸酯的加成物、縮二脲和三聚體1)三羥甲基丙烷TDI的加成物：價廉、易于制備、性能全面 耐候性差、易泛黃，適于室內(nèi)使用2)TDI的三聚體：固化速度快，可作快干木器清漆，對顏料的潤濕性差，使用壽命短3)HDl縮二脲：有不泛黃、保光性好的特點，用于戶外高級涂料，但成本較高不及三聚體穩(wěn)定2、乙組分含羥基的組分（固化劑）一般用的羥基組分是含羥基的聚酯(或醇酸)、聚醚、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等。1)聚酯聚酯 聚酯的耐熱性好，耐溶劑性好，對金屬附著力好但耐水解性能差。用途：聚酯固化的聚氨酯漆大量 用于卡車涂料 與醇酸和脂肪族異氰酸酯配合使用的涂料大量用于汽車維修涂料2)聚醚聚醚聚醚固化的聚氨酯在聚氨酯中占主要的地聚醚固化的聚氨酯在聚氨酯中占主要的地位主要是因為位主要是因為聚醚便宜，耐堿、耐水性聚醚便宜，耐堿、耐水性好，粘度低，好，粘度低，但因為有醚鏈，在紫外光下易氧化，一般但因為有醚鏈，在紫外光下易氧化，一般只能作底漆及室內(nèi)抗化學腐蝕和耐油涂料只能作底漆及室內(nèi)抗化學腐蝕和耐油涂料 3)環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂環(huán)氧固化的聚氨酯漆的附著力，抗化學性能，抗堿性均很好4)丙烯酸樹脂丙烯酸樹脂丙烯酸樹脂固化的聚氨酯是高級涂料，它具有干燥快，便宜，所需異氰酸酯量較少的特點所得漆膜戶外耐候性好、不泛黃，特別是和脂肪族二異氰酸酯配合時性能更為全面 2.5.7 水性聚氨酯 利用2，2二羥甲基丙酸，異丁二醇及三羥甲基丙烷等與二異氰酸酯反應，可制得水可稀釋性聚氨酯 因為羧基反應比羥基慢得多，所以二羥甲基丙酸中的羧基可保留下來，得含有羧基和一 定量羥基的聚氨酯結構片段如下：加胺中和使羧基成鹽基，得水稀釋性聚氨酯加胺中和使羧基成鹽基，得水稀釋性聚氨酯922.6 有機硅樹脂2.6.1 幾個重要概念一、有機硅樹脂 分子主鏈中含有硅氧鍵，同時側(cè)基含有機基團的高分子樹脂。既具備無機物的耐侯、耐高溫性能，又具備有機樹脂的柔韌性。二、有機硅涂料 基體樹脂為有機硅或改性有機硅樹脂的涂料。三、有機硅涂料的特性三、有機硅涂料的特性 1、優(yōu)良的耐溫性，耐高溫及低溫性能好；、優(yōu)良的耐溫性，耐高溫及低溫性能好；2、優(yōu)良的電絕緣性，耐電暈性好；、優(yōu)良的電絕緣性，耐電暈性好；3、優(yōu)良的耐水性；、優(yōu)良的耐水性；4、優(yōu)良的耐候性，對臭氧、紫外線及大氣、優(yōu)良的耐候性，對臭氧、紫外線及大氣穩(wěn)定；穩(wěn)定；5、好的耐化學藥品性；、好的耐化學藥品性；93942.6.2 有機硅單體一、有機氯硅烷 通式：R(x)SiCl(4-x)，x：1-3；R：甲基、乙基、苯基等。溶于大多有機溶劑，遇水分解生成硅醇，須密閉保存。二、硅醇 通式：R(x)Si(OH)(4-x)，x：1-3；R：甲基、乙基、苯基等。在水及有機溶劑中的溶解性取決于 R 基的數(shù)量和鏈的長短。952.6.2 有機硅單體三、烷氧基硅烷 通式：R(x)Si(OR)(4-x)，x：1-3；R：甲基、乙基、苯基等；R：甲基、乙基等；溶于大多有機溶劑，烷氧鍵易水解生成硅醇。962.6.3 有機硅樹脂的合成原理972.6.4 有機硅樹脂的結構與性能一、R/Si 值 有機硅樹脂組成中每個硅原子所連接的烴基的平均數(shù)，表示烴基的取代程度。1、R/Si 2，單體為一至二的官能度，線性縮聚物，用于制備硅油和硅橡膠。3、R/Si 1-1.6，單體為二至三的官能度，支化縮聚物，用于制備涂料。二官能度單體增加漆膜柔性，但不能使漆膜固化；三官能度單體增加涂料固化速度，但使漆膜硬脆。98二、有機取代基（R）1、有機取代基全部為甲基 涂料固化速度快，漆膜低溫柔性好。2、有機取代基全部為苯基 涂料固化速度適中，漆膜高溫柔韌性好，與有機樹脂相容性好。3、有機取代基為甲基和苯基 性能介于上述兩者之間。4、有機取代基為烷基 隨烷基碳原子數(shù)增加，樹脂在烷烴溶劑中溶解性增加，但熱穩(wěn)定性迅速下降。992.6.5 有機硅樹脂的固化機理一、縮合反應（脫水和脫乙醇反應）優(yōu)點：成本低，漆膜耐熱性好（硅氧烷鍵耐熱）、強度 大、粘結性好。缺點：固化過程有氣體放出，易使樹脂層形成氣泡和孔 隙。僅適用于表面涂層。同時注意設計配方時要 控制官能團量。100二、自由基反應優(yōu)點：可低溫固化，儲存期長，可制備無溶劑涂料。缺點：空氣氧防礙表面層固化。101三、催化加成反應在鉑催化下，氫硅烷與雙鍵發(fā)生加成反應，而使漆膜固化。優(yōu)點：固化形變小，不發(fā)泡，固化反應易控制。缺點：催化劑易中毒，影響固化。102硅樹脂不同固化方式的優(yōu)缺點和應用范圍固化方式優(yōu)點缺點應用范圍縮合反應自由基反應催化加成反應 耐熱性好，成本低，強度大，粘結性好可在低溫下固化，儲存期長，產(chǎn)品可實現(xiàn)無溶劑化固化時形變小，不發(fā)泡，固化反應易控制 易發(fā)泡，必須控制官能團量空氣妨礙表面固化催化劑易中毒，影響固化 涂料，線圈浸漬，層壓板，憎水劑，膠黏劑線圈浸漬，層壓板，膠黏劑套管，線圈浸漬，層壓板 1032.6.6 有機硅樹脂的制備工藝（氯硅烷為原料）一、氯硅烷水解生成硅醇1、將氯硅烷與溶劑二甲苯混合均勻。2、將上述混合溶液滴加在二甲苯與水的乳濁液中，30 水解 45 小時。3、靜置分層，水洗，除去酸及水。4、過濾除雜，測定固含量。二、硅醇濃縮、增加固含量 將硅醇的二甲苯溶液在減壓、90 的條件下，抽去部分二甲苯，將其固含量控制在 5060 的范圍。經(jīng)濃縮后的硅醇溶液主要是低聚體和環(huán)狀物，羥基含量高，儲存不穩(wěn)定。104三、縮聚得到有機硅樹脂1、加入催化劑，然后升溫、減壓進一步蒸去二甲苯。2、160170 進行縮聚，取樣測定膠化時間，終點為 12 分鐘（200 ）。3、迅速加二甲苯兌稀，同時通水冷卻至 50。4 4、過濾，測定固含量，一般為 5050 左右。1052.7 聚丙烯酸酯2.7.1 幾個重要概念一、聚丙烯酸酯樹脂 一般指由丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯的共聚物。二、聚丙烯酸酯樹脂的特性1、色淺（可達到水白程度），漆膜透明度極高；2、耐候性好，漆膜不易變色發(fā)黃。3、漆膜光澤度好，手感光滑，細膩，裝飾性強。4、原料品種多，使用溫度范圍寬，涂料應用廣泛。1062.7.2 聚丙烯酸酯結構與性能的關系一、取代基的影響 碳原子上存在甲基時，大分子鏈的旋轉(zhuǎn)受阻，因此聚甲基丙烯酸酯相比聚丙烯酸酯，玻璃化溫度較高，材料表現(xiàn)為剛性，同時由于 H H 被取代漆膜具有更好的耐候性。一般地，玻璃化溫度提高，漆膜硬度、拉伸強度、抗劃痕性能增加，但漆膜柔韌性、抗沖擊強度下降。107二、側(cè)基的影響取代基聚甲基丙烯酸酯聚丙烯酸酯取代基聚甲基丙烯酸酯聚丙烯酸酯甲酯1058環(huán)己酯6615乙酯6522苯酯110正丙酯33522羥乙酯5515正丁酯20542羥丙酯2671 1、不同側(cè)基聚丙烯酸酯的玻璃化溫度（、不同側(cè)基聚丙烯酸酯的玻璃化溫度（）1082、伸長率隨著側(cè)基烷基碳鏈的增長而大幅度增加。3、拉伸強度隨著側(cè)基烷基碳鏈的增長而降低。4、吸水率隨著側(cè)基烷基碳鏈的增長而減小，耐油性隨之增加。5、耐水解性隨著側(cè)基烷基碳鏈的增長而增加。三、聚丙烯酸酯共聚物的玻璃化溫度T Tg g 、T Tgigi 分別為分別為 共聚物和共聚物和 i i 單體均聚物的玻璃化溫度。單體均聚物的玻璃化溫度。w wi i 為為 i i 單體鏈接在共聚物中的質(zhì)量分數(shù)。單體鏈接在共聚物中的質(zhì)量分數(shù)。利用此公式可預測聚合物的玻璃化溫度。利用此公式可預測聚合物的玻璃化溫度。109四、聚丙烯酸酯硬度與溫度的關系T Tg1g1 、T Tg2g2 分別為軟質(zhì)聚合物和硬質(zhì)聚合物的玻璃化溫度。分別為軟質(zhì)聚合物和硬質(zhì)聚合物的玻璃化溫度。1 1高度交聯(lián)的軟質(zhì)聚合物；高度交聯(lián)的軟質(zhì)聚合物；2 2高度交聯(lián)的硬質(zhì)聚合物；高度交聯(lián)的硬質(zhì)聚合物；3 3輕度交聯(lián)的軟質(zhì)聚合物；輕度交聯(lián)的軟質(zhì)聚合物；4 4未交聯(lián)的軟質(zhì)聚合物；未交聯(lián)的軟質(zhì)聚合物；5 5未交聯(lián)的硬質(zhì)聚合物。未交聯(lián)的硬質(zhì)聚合物。在低于 Tg 的條件下提高交聯(lián)密度對漆膜硬度沒有明顯影響，而在高于 Tg 的條件下引入交聯(lián)鍵可明顯提高漆膜硬度。110五、溶度參數(shù)幾個重要概念 內(nèi)聚能或內(nèi)聚能密度：表征高分子鏈間作用力的大小。內(nèi)聚能：一摩爾分子聚集在一起的總能量，也是使同樣數(shù)量分子分離的總能量（將一摩爾液體或能升華的固體進行蒸發(fā)或升華，使原來聚集在一起的分子分離到彼此不再有相互作用的距離時，所需要的總能量即是此液體或固體的內(nèi)聚能）。內(nèi)聚能密度：單位體積的內(nèi)聚能。111溶度參數(shù) 1931 年斯卡查德(Scatchard)提出溶度參數(shù)（溶度參數(shù)也是分子間力的一種量度）的概念，即內(nèi)聚能密度的平方根：根據(jù)希爾德布蘭德（Hildebrand）理論，非極性溶質(zhì)和非極性溶劑的混合熱正比于它們的溶解度參數(shù)差的平方：1 1、2 2 分別為溶質(zhì)和溶分別為溶質(zhì)和溶劑的體積分數(shù)劑的體積分數(shù) 可見，對于非極性體系，溶質(zhì)和溶劑的溶度參數(shù)的可見，對于非極性體系，溶質(zhì)和溶劑的溶度參數(shù)的差值越小，則有利于溶解。差值越小，則有利于溶解。聚丙烯酸酯對四氯化碳、甲苯、二甲苯有好的溶解聚丙烯酸酯對四氯化碳、甲苯、二甲苯有好的溶解性；各種弱極性聚丙烯酸酯之間有較好的相容性（溶度性；各種弱極性聚丙烯酸酯之間有較好的相容性（溶度參數(shù)差小于參數(shù)差小于 1 1）。）。高分子之間的相容或發(fā)生擴散作用的必要熱力學條件是自由能的降低，即 G越趨向越趨向負值負值，越有利于，越有利于相容相容。如兩種物質(zhì)的如兩種物質(zhì)的溶解度參數(shù)溶解度參數(shù)分別為分別為1 1和和2 2，當，當1 1=2 2時，時，H=0，表明，表明兩者混合時并不吸收熱量兩者混合時并不吸收熱量，相容性很好相容性很好；當1 1-2 2值很大時，H必然很大，若令二者相容，就要吸收很大熱量，只有溫度T在很高時才有可能；1 1-2 2或H大到一定程度，以致即使T很高，G還是正值，表明兩種高分子不相容。1142.7.3 溶劑型丙烯酸酯一、熱塑性丙烯酸酯樹脂 1、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等的共聚物。2、漆膜的耐候性、耐水性、附著力均較好。3、平均分子量 75000 120000，溶液粘度大，施工性差，與其它樹脂的相容性差。二、熱固性丙烯酸酯樹脂 熱固性丙烯酸酯是反應性聚合物，分子量低（30000 以下），通過進一步反應固化成膜。漆膜性能優(yōu)于熱塑性丙烯酸酯。常見品種有：酸型、羥基型、環(huán)氧型、酰胺型（根據(jù)官能團單體類型）。溶劑對聚合物的溶解，有以下判斷標準，即=1-2=2.0作為聚合物耐溶劑性的劃分界限。一般分為三個等級：2.5，耐溶劑；=1.7 2.5，有輕微溶脹作用；1.7，不耐溶劑。作為涂料用溶劑，常以 1作為良溶劑判斷標準。例1：聚氯乙烯p=9.7，環(huán)己酮1=9.9，甲醇2=14.5，辛烷3=7.6，試問哪種溶劑可作聚氯乙烯的良溶劑？混合溶劑混合溶劑現(xiàn)代涂料用合成樹脂的溶度參數(shù)多數(shù)在=9 11范圍內(nèi)，酯、酮類溶劑是它們的良溶劑，但價格較貴。醇類溶劑 12，有一定的助溶作用，為溶劑。非極性烴類溶劑 9，為不良溶劑，但成本較低。若將多種溶劑混合，混合溶劑的溶度參數(shù)可按下式計算：n渾渾=ii（i=1n）n式中：式中：i第第 i 種溶劑的溶度參數(shù)；種溶劑的溶度參數(shù)；n i 第第 i 種溶劑的體積分數(shù)。種溶劑的體積分數(shù)。利用這個加和公式，可以將值很大的助溶劑與值較小的廉價烴類溶劑混合，使混合溶劑的溶度參數(shù)落在=911范圍內(nèi)。該混合溶劑是合成樹脂的良好稀釋劑。例2：已知聚氨酯的p=10.3，試問能否用二甲苯和-丁內(nèi)酯來溶解它？1211、酸型 含有少量（3%-10%）丙烯酸或甲基丙烯酸鏈節(jié)的共聚樹脂。交聯(lián)劑為環(huán)氧樹脂。2、羥基型 含有少量（甲基）丙烯酸羥乙（丙）酯鏈節(jié)的共聚樹脂。交聯(lián)劑為氨基樹脂。3、環(huán)氧型 含有少量（甲基）丙烯酸縮水甘油酯鏈節(jié)的共聚樹脂。交聯(lián)劑為多元酸或多元胺。4、酰胺型 含有少量的（甲基）丙烯酸酰胺的共聚樹脂，然后和甲醛反應羥甲基化?？勺越宦?lián)，或采用氨基樹脂交聯(lián)劑等。122三、丙烯酸酯溶液聚合的影響因素1、引發(fā)劑 一般采用過氧化物或偶氮化合物作引發(fā)劑。引發(fā)劑用量大，聚合反應速率快，聚合物分子量低（高分子反應穩(wěn)態(tài)理論：聚合速率與引發(fā)劑濃度的平方根成正比，分子量與引發(fā)劑濃度的平方根成反比）。為提高單體的轉(zhuǎn)化率，引發(fā)劑分批加入。（聚合反應中，引發(fā)劑的分解和因終止反應引起大量自由基消耗，聚合反應速度將顯著減慢。如補加第二份引發(fā)劑可進一步加快聚合反應并提高單體轉(zhuǎn)化率）。溫度升高，引發(fā)劑分解速率加快，鏈轉(zhuǎn)移反應速率增加，分子量下降，同時伴有的氧化、支化等副反應速率也增加。1232、單體 丙烯酸酯聚合反應活性隨取代基碳原子數(shù)的增加而減弱。丙烯酸酯比甲基丙烯酸酯單體更易聚合。3、溶劑 溶劑有利于反應熱的排除，聚合溫度易于控制。易向溶劑鏈轉(zhuǎn)移，使分子量下降。溶劑不同，鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)也不同。124四、丙烯酸酯的溶液共聚合過程1、單體經(jīng)過濾器加入單體配置器中，混合均勻后放入滴加器中備用。2、引發(fā)劑投入引發(fā)劑溶解器中溶解，靜置分層，除水，計算準確投入量，過濾后放入滴加器備用。3、空釜時通入惰性氣體，趕走釜內(nèi)空氣（為什么？），按配方投入溶劑，和少量單體及引發(fā)劑溶液。4、打開蒸汽閥加熱，開啟冷凝水，待溫度升至規(guī)定溫度以下 20 左右，關閉蒸汽閥。1255、開始滴加單體和引發(fā)劑溶液，應在規(guī)定時間內(nèi)均勻地滴加完畢。此過程最為關鍵，應注意：（1）單體及引發(fā)劑滴加速度不可過快，以免鏈增長過快，大量放熱引起沖料。（2）前階段滴加物料勿使溫度下降過低，以免引起誘導期延長，未聚合單體大量積累，到鏈增長時引起沖料，甚至爆聚。（3）注意控溫，以免溫度過高引起沖料，支化、交聯(lián)產(chǎn)生不溶粒子。6、降溫、出料、過濾，制得丙烯酸酯共聚物溶液產(chǎn)品。經(jīng)檢驗合格后，包裝為成品、出售。126五、溶劑型丙烯酸樹脂生產(chǎn)工藝流程圖1引發(fā)劑配置器；2過濾器；3單體過濾器；4計量器；5單體配置器；6聚合反應釜；7、8冷凝器；9分水器