涂料和应用 第二章2.pptx

第二章 涂料的组成及各组成的作用;环氧树脂的特性指标 环氧值A：每100g环氧树脂中含有环氧基的物质的量 例：两端为环氧基封端的BPA环氧树脂，分子量为340，则A值为多少？ ;环氧指数B：每1kg环氧树脂中所含环氧基物质的量，B=10A 环氧当量C (EEW，epoxy equivalent per weight)：含有1mol环氧基的环氧树脂的质量(g/mol)。环氧树脂的分子量愈大，环氧当量愈大。 ;羟基值F：每100g环氧树脂中所含羟基物质的物质的量。 如分子量为1000的BPA环氧树脂，含有4个羟基，则羟基值F为： 羟基当量H ：含有1mol羟基的环氧树脂的质量(g/mol)。 ;酯化当量E：酯化1mol单羧基所需环氧树脂的质量 (g/mol)。 环氧树脂中，羟基和环氧基都能与羧基生成酯，并且一个环氧基可与两个羧基反应，所以酯化当量可表示为： ;环氧树脂结构与性能的关系 环氧树脂中有许多羟基及醚键，能与基材相互作用，因而对金属有极好的粘结力，并对陶瓷、玻璃、混凝土、木材等极性基材均有优良的附着力，俗称万能胶。 结构中不含有不饱和键，交联间距长，体积收缩率小。 环氧树脂中仅有羟基及醚键，没有酯基，因而耐碱性好。 ;固化后呈三维网状结构，因此其耐油类浸渍性能优良。 与热固性酚醛树脂涂料相比较，环氧树脂内含芳烃，质坚硬，醚键便于分子链内旋转，环氧树脂交联间距长，具有一定的韧性。 酚醛树脂因其交联间距比环氧树脂短，很脆。;与不同树脂间相互配合，可制成多种涂料： 含有环氧基，可与活泼氢(酚醛树脂、氨基树脂、聚酰胺树脂等)加成； 含有羟基，可与酯基(聚酯树脂、异氰酸酯)等交换或聚加成。 双酚A环氧树脂结构中因为含有芳香醚键，其α-H易被氧化发生降解，因而户外耐候性差：;环氧树脂固化性能 环氧树脂被活泼氢物质加成，进行固化。 活泼氢物质包括： R-N-H：多元胺、聚酰胺树脂、氨基树脂。 R-O-H：多元酸、多元酚、酚醛树脂。 R-S-H：多元硫醇。 环氧树脂、固化剂(活泼氢)每分子含有≥2活性中心，交联固化成3D网络，形成热固性的高分子涂膜。 ;与胺类固化剂的交联反应 环氧树脂在常温下与多元胺反应固化，固化速度快，粘度低。 反应过程：伯胺与环氧基反应生成仲胺，仲胺与环氧基反应变成叔胺，叔胺与环氧基反应生成四价季铵盐化合物，进而生成高分子涂膜。;多元胺固化特点 优点 活性高、固化快 不足 放热量大、施工时限短； 湿度较大时，漆膜泛白，橘皮、皱孔； 具有刺激性、臭味； 对策：以胺与少量液态树脂加成物、或聚酰胺作固化剂，降低毒性，提高贮存稳定性。;胺的反应活性： 伯胺＞仲胺＞＞叔胺； 正丁胺＞二乙胺＞二正丙胺＞二正丁胺＞二异戊胺＞乙苯胺＞正丙苯胺＞正丁苯胺…… ;脂肪胺的活性高于芳香胺。 胺固化剂的用量一般为4-5%。 弱酸、多元醇以及取代醇可以促进固化反应。 马来酸、邻苯二甲酸、低分子量酮、酯等倾向于抑制该固化反应。 如工业固化促进剂 2,4,6-三(N,N-二甲基胺亚甲基)苯酚： ;碱、酸催化固化机理;与多元酸及其酸酐的反应 多元酸及其酸酐是第二类常用的环氧树脂固化剂。 如邻苯二甲酸酐，在加热条件下首先和环氧树脂中的羟基反应生成单酯 酸或碱做催化剂，可以加速酸酐的固化反应，常用的催化剂有KOH、叔胺、季铵盐、有机碱以及质子酸等。;与多元硫醇化合物的固化反应 早期认为，硫醇化合物作固化剂时没有胺类化合物活波，环氧树脂固化时需要烘烤，后来发现，在适当的催化剂存在下，硫醇的固化反应很快。 尤其是三级胺作用下，环氧树脂/硫醇的固化反应很快； 比环氧树脂/胺的固化反应快几倍，在低温下尤其如此。;与酚醛树脂的固化反应 酚醛树脂固化环氧树脂具有极好的粘结性、韧性、耐溶剂性、耐酸碱性和耐化学药品性。是环氧树脂涂料中耐腐蚀性最好的一种。 固化反应要在高温下进行，此树脂会有游离酚醛，污染环境。;环氧树脂固化 要选分子量高的树脂，含羟基多的树脂，羟基官能度较大，固化速度快。 高分子量环氧树脂具有较长的分子链，可提高涂膜的弹性。 ;环氧树脂在涂料中的应用;容器涂料 高分子量环氧树脂用作食品罐头内壁涂料，固化剂采用酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂等。 分子量为13000~16000，湿粘结力较好； 环氧值3.5~5，粘接力较好； 20%~30%高分子组分(31000)与低分子组分(9500)复合，粘接性较好； 加入磷酸酯形成强氢键，提高柔韧性、防腐性、粘结性； 引入烷基链、烷氧基(醚键)链，降低Tg。;重涂料——固态环氧树脂或其混合物溶解于丙酮/乙醇/芳烃混合溶剂中形成的涂料； 一般以酰胺作固化剂； 高耐溶剂、耐油产品以胺、胺加成物为固化剂； 耐碱、耐溶剂，硬度、强度高，用于贮存设备内涂层。;民用涂料——双组份环氧树脂（AB胶） 主剂（B）：环氧树脂，溶剂