涂料技术基础 第二章4.ppt

涂料技术基础 化学化工学院 英晓光 第二章 合成树脂及其在涂料中的应用 第二节、酚醛树脂 苯酚和甲醛在酸性或碱性的催化剂作用下，通过缩聚反应生成 在碱性催化剂作用下，甲醛过量时生成体型热固性树脂 ； 在酸性催化剂作用下，苯酚过量时生成线型热塑性树脂 ； 1. 化学反应 碱催化下，甲醛水溶液以甲二醇形式在邻、对位发生取代反应： 强碱性条件下，单羟甲基苯酚进一步生成亚甲基桥，或亚甲基醚桥 碱催化时，pH控制在7~11， 常用催化剂： NaOH、Ca(OH)2、 Ba(OH)2、NH4OH Na2CO3 六亚甲基四胺(HMTA) 甲醛过量，1 醛/酚 3 交联：碱催化酚醛树脂在进行交联之前，必须用酸调制中性或微酸性； 固化方法： (常用)热处理，130oC~200oC 室温下强酸固化，如对甲苯磺酸(常用，可与树脂良好相容并接枝，杜绝酸迁移和锈化)，盐酸，磷酸 固化机理： 1. 亚甲基桥与羟甲基之间缩水 2. 亚甲基桥与甲醛缩水 苯酚和甲醛在碱性条件下逐渐生成体型树脂 开始生成的液态物溶于酒精、丙酮和碱性水溶液，称为甲阶树脂； 继续加热，生成粘稠状的液体，冷却后成为脆性固体，能部分溶于酒精、丙酮，但不溶于碱性水溶液，称为乙阶树脂（固体受热能软化）； 再继续加热，才生成不溶不熔的体型树脂，称为丙阶树脂； 教学实验中制备，由于加热的时间不够，一般生成乙阶树脂。 酸催化下，甲醛在苯酚对位发生取代反应 酸环境下羟甲基不稳定，易与苯酚的邻、对位氢缩水： 常用的酸催化剂有盐酸、硝酸、硫酸、甲酸、醋酸、乳酸、对甲苯磺酸、草酸…… 以草酸酸酐优先（盐酸易导致高腐蚀），用量为酚类重量的0.1%~0.5%； 酚/醛（摩尔比）为1/（0.75~0.85） 交联：酸催化酚醛树脂为线性结构，须加入化学交联剂固化 常用交联剂为六亚甲基四胺，用量9~10% 2. 酚醛树脂在涂料中的应用 酚醛树脂特点： 高粘结性；耐热； 低氧(水蒸气)渗透性、低吸湿； 耐化学腐蚀、有机酸、矿物质稳定性好； 电绝缘 主要缺点： 色深、易泛黄，不易制成浅色及白色涂料 酚醛树脂主要用途 1. 酚醛清漆 phenolic varnish 酚醛树脂或改性酚醛树脂与干性植物油经熬炼后，再加入催干剂和溶剂等配制而成 特点 涂膜光亮坚韧、耐久性、耐水性和耐酸性均好； 根据溶剂介质的性质可分为油溶性和醇溶性酚醛清漆 油溶性酚醛清漆 含干性油，其溶剂是二甲苯和200号溶剂汽油或松节油，自干、烘干均可； 涂膜光亮坚硬、耐水性好、耐烫性好，但较脆、易泛黄 广泛用于涂饰木器家具、门窗和涂于油性色漆上作罩光用。这类清漆在20世纪50年代应用较多，目前属低档漆，正逐步淘汰。 醇溶性酚醛清漆 由酚醛树脂溶解于醇类溶剂中制得，分挥发自干(热塑型)或烘烤干燥(热固型)两种； 涂膜坚硬，有较好的耐油、耐水、耐热、耐酸和绝缘性，黏结力较好 常用于粘涂发电机线圈、黏结有机玻璃和其他材料，作碳膜电阻底涂层、绝缘零件的表面涂装和黏合层压制品。 汽车涂料 底漆使用电沉积法，沉积后从亲水性转为疏水性； 酚醛树脂 碱催化甲阶酚醛树脂 酸催化线性酚醛树脂 可同时使用双酚A型酚醛树脂，提高耐盐雾性、泳透力（又称分散能力，在电泳涂漆时，涂料对被涂物的内表面、凹穴处及背面的涂覆能力，一般以试条上电泳漆高度(厘米)表示。涂料的电阻值愈小，沉积漆膜电阻愈大，泳透力就愈好。） 3. 金属容器涂料 因其防锈蚀、耐化学、硫化物污染性，酚醛树脂与环氧树脂、聚乙烯醇缩甲醛、醇酸树脂等混用； 用于桶、转筒、食品容器内外壁涂料 例：金属罐头涂料配方（固含量40%） 4. 船舶用涂料 丙烯酸聚氨酯船壳涂料代替常用的氯化橡胶船壳涂料已成为新的发展趋势 涂装防污涂料是技术成熟、工艺简单、应用广泛、经济有效的方法； 海洋防污涂料是通过海洋防污剂的可控释放，与海洋污损生物发生作用，从而阻止海洋生物在船体表面的附着 第三节、氨基树脂 amino resin 含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称 重要的树脂有 脲醛树脂(UF) 三聚氰胺甲醛树脂(MF) 聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)等 氨基树脂作交联剂的漆膜具有优良的光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性等 广泛用于汽车、工农业机械、钢制家具、家用电器和金属预涂等工业涂料 氨基树脂在酸催化剂存在时，可在低温烘烤或在室温固化，这种性能可用于反应性的二液型木材涂装和汽车修补用涂料 二液型：双组份PU浆料，异氰酸酯组份与聚酯多元醇组份分开包装。 1. 脲醛树脂 urea-formaldehyde resins ，UF 尿素与甲醛反应得到的聚合物。又称脲甲醛树脂 特点 加工成型时发生交联，制品为不溶不熔的热固性树脂 固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状 耐弱酸、弱碱，