粉末涂料知识教程.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。 本课程主要内容三部分：环氧树脂、固化剂（交联剂）、环氧型粉末涂料。 2 环氧树脂概述1.1 定义举例1：双酚A型环氧树脂通式： 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34万），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。 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。 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。 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%，不饱和聚酯树脂为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。 热到200℃也不聚合；固化物具有优良化学稳定性。80~100℃，耐热的品种可达200℃或更高。（2）环氧树脂的应用特点 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 分类 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 按官能团数量分类环氧树脂可分为双官能团和多官能团。 2.3 按室温下树脂的状态分类 环氧树脂可分为液态、固态。 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 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7580%，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。 3.1解读双酚A型环氧树脂结构式 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 — 环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力。 醚键和羟基是极性基团，有助于提高树脂对基材的湿润性和粘附力。苯环赋予聚合物以耐热性和刚性-C-O-键键能高，提高了耐碱性 2.3.2 双酚A型环氧树脂的特点 是热塑性树脂，但具有热固性。能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成性能优异的固化物，几乎能满足各种使用要求。 工艺性好，固化时基本无小分子挥发物。能溶于多种溶剂。 固化物有很高的强度和粘接强度。 固化物有较高的耐腐蚀性和电性能，尤其耐碱性很好。 固化物有一定的韧性和耐热性能。 主要缺点：耐热性和韧性不高，耐湿热和耐候性差。 3.3 双酚A型环氧树脂的重要指标 环氧基含量 环氧基是环氧树脂的最重要的特性基团，它的含量多少是环氧树脂最重要的指标之一。环氧基含量有两种最常用的表示方法： 环氧当量：相当于1mol环氧基的树脂，单位g/mol。 环氧值：100g环氧树脂中所含环氧基的物质的量，单位mol/100