粉末涂料知识详解.doc

第一讲 粉末涂料用环氧树脂 （陕西金辰化工有限责任公司 金小锋） 1 前言 环氧型粉末涂料的基本成份：环氧树脂、固化剂、流动控制剂、固化促进剂、功能性助剂、颜料、填料等。 主要成膜物质：环氧树脂、固化剂（交联剂）、固化促进剂等。 配方设计人员主要任务：原材料识别与选择、配方设计、配方验证、确定生产工艺。 本课程主要内容有三部分组成：环氧树脂、固化剂（交联剂）、环氧型粉末涂料。 2 环氧树脂 2.1 概述 2.1.1 定义 环氧树脂是泛指两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族有机化合物为骨架，并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子聚合体。 这里引用西北工业大学孙曼灵教授《环氧树脂应用原理与技术》一书中所给出的定义。 举例1：双酚A型环氧树脂通式： 反应性 柔韧性 耐药品性 粘结性 耐热性 粘结性 反应性 强韧性 举例2：在工业技术领域，有些例外与上述定义不符。如制造飞行器涂料用芳香基多元醇，其环氧基含量低于2，甚至为零，但传统上也称之为环氧树脂。 举例3：酚氧树脂（又名苯氧基树脂）相对分子质量很大（约3~4万），含有两个环氧基团而不依赖环氧基和外加的固化剂进行交联反应，属热塑性树脂而非热固性树脂。酚氧树脂主要通过大量羟基的极性对金属等基材产生很强的附着力，酚氧树脂有着出色的柔韧性。主要用途是涂料、注塑料。被改性时的主要反应基团为羟基。 2.1.2 性能与特点 环氧树脂是三大通用热固性树脂之一（环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂），是用途最广泛的通用热固性树脂；环氧树脂是种类和品种最多的通用热固性树脂；环氧树脂是拥有固化剂的种类最多的通用热固性树脂。 （1）环氧树脂及其固化物的性能特点 — 力学性能高。具有很强的内聚力，分子结构致密。 — 粘结性能优异。归功于其活性较大的环氧基、羟基、及其醚键、酯键、胺键等极性基团，因此常用于结构胶。 — 固化收缩率小。仅为1%~2%，而酚醛树脂为8%~10%，???饱和聚酯树脂为4%~6%，有机硅树脂4%~8%。环氧树脂线胀系数很小，故产品尺寸稳定，内应力小，不易开裂。 — 工艺性好。基本不产生低分子挥发物，即成型性好。 — 电性能好。是介电性能最好的树脂品种。 — 稳定性好。环氧树脂贮存性好，良好贮存条件下大于1年，纯双酚A环氧树脂即使加热到200℃也不聚合；固化物具有优良化学稳定性。 — 耐热性好。一般为80~100℃，耐热的品种可达200℃或更高。 — 综合性能最好。 （2）环氧树脂的应用特点 — 配方设计灵活性和多样性。 — 对施工和制造工艺要求的适应性很强。 不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温、高温下固化，能在潮湿表面或水下固化，能快速固化或慢速固化。 2.1.3 主要应用领域 — 环氧树脂涂料。 — 胶粘剂。 — 电子电气材料（浇注、灌封、塑封、包封、层压）。 — 工程塑料和复合材料。例如：环氧玻璃钢、环氧层压塑料、环氧模塑料，服务于航空、航天、军工等高技术领域。 2002年环氧树脂的消费构成：涂料36%、电子电气12%、复合材料29%、胶粘剂6%、其他17%。 2.2 分类 2.2.1按化学结构分类 这种分类方法有利于研究其固化行为和固化物的性能。环氧树脂可分为缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂肪族环氧化合物和脂环族环氧化合等。 2.2.2 按官能团数量分类 环氧树脂可分为双官能团和多官能团。 2.2.3 按室温下树脂的状态分类 环氧树脂可分为液态、固态等。 2.2.4 国标分类 GB/T1630-89对环氧树脂按其主要组成物质不同分类，规定了命名原则，并分别给以代号。例如： E：二酚基丙烷环氧树脂 ET：有机钛改性二酚基丙烷环氧树脂 EG：有机硅改性二酚基丙烷环氧树脂 EX：溴改性二酚基丙烷环氧树脂 2.3 双酚A型环氧树脂 双酚A型环氧树脂占到我国环氧树脂总产量的90%，在发达国家约占75%~80%，是用途最广的环氧树脂。原料易得，成本最低，被称为通用型环氧树脂。粉末涂料所用环氧树脂绝大多数属这一类。 2.3.1解读双酚A型环氧树脂结构式 反应性 柔韧性