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涂料基础-第二章 酚醛树脂和氨基树脂.ppt

涂料基础-第二章 酚醛树脂和氨基树脂

ernest
2010-10-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《涂料基础-第二章 酚醛树脂和氨基树脂ppt》,可适用于工程科技领域

第二章酚醛树脂和氨基树脂第一节酚醛树脂一.合成原理在碱性催化剂作用下介质PH值>,苯酚和甲醛首先发生加成反应生成一羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚和三羟甲基苯酚。当以上生成物受热时又可发生羟甲基苯酚上的羟甲基与苯酚上的氢的缩合反应生成次甲基桥或发生羟甲基之间的缩合反应形成醚键连接:以上产物继续受热会进一步缩合。如果反应更加深入则会发生交联形成体型结构的大分子,这在树脂生产阶段是应该避免的。所以在实际生产中应该严格控制反应条件以得到具有类似下列结构的产物:其中n=~。m=~。这就是含有羟甲基的线型或支链型酚醛树脂。由于分子中有羟甲基所以在受热时会进一步缩合形成高度交联的体型结构产物。二.制备实例(以Mgo为催化剂)①用减压法将溶解的苯酚吸入反应釜内提温~℃。②在搅拌下加入Mgo~min后加入苯胺然后加甲醛使冷却器呈回流状升温至~℃停止加温。自行升温至℃(放热反应)。停止搅拌。③从沸腾开始计算反应时间反应min后开始取样测粘度。当达到规定粘度、温度在~℃的情况下脱水~分钟。以聚合速度确定终点达到终点时立即加入乙醇稀释。所谓聚合速度即凝胶速度在未加乙醇稀释的情况下~秒℃凝胶。三酚醛树脂的固化碱催化制得的酚醛树脂在进行交联之前都必须用酸调到中性或偏酸性。酚醛树脂的固化有两种方法:一是直接加热固化温度为℃。二是在室温下以有机或无机强酸作固化剂常用的固化剂有甲苯磺酸、盐酸和磷酸。此外酚醛树脂还能以环氧、三聚氰胺甲醛、醇酸、丙烯酸等含羟基或环氧基的树脂为固化剂制成烧烤漆。四.酚醛树脂在涂料中的应用.性能:具有高粘结性、极好的耐化学药品性、耐热性、耐酸性但不耐碱遇碱易水解。此外还具有良好电绝缘性和耐湿耐水性。.应用广泛用于木器、家具、建筑、船舶、机械电器及防腐蚀方面。()清漆:将酚醛树脂溶入桐油、脱水蓖麻油、亚麻子油等不饱和植物油或这些植物油与二甲苯、#溶剂油的混合物中用于工业烘干清漆、电绝缘清漆或用来改性松香、松香甘油酯、氯丁胶用于罐、桶、筒体、管道、贮槽的涂装保护烘干温度与溶入的植物油有关一般在~℃之间。()汽车用涂料:通常与汽车的水性涂料底漆(磷化漆、达克漆)配套使用采用电泳法涂敷。()金属容器用涂料:常与环氧树脂、聚乙烯醇缩甲醛(丁醛)、醇酸树脂等一起使用工业上用于容器、管道的涂装和食品容器(罐头)的内外涂装。()船舶用涂料:主要指水下船体用涂料底漆用酚醛聚乙烯醇缩丁醛防锈漆为油改性或树脂改性酚醛涂料。()印刷油墨:这是酚醛树脂最主要的用途一般为酚醛改性松香树脂。注:℃下固化min酚醛环氧用于金属罐头配方酚醛树脂底漆配方第二节氨基树脂一.三聚氰胺甲醛树脂(以下简称三聚)是由三聚氰胺和甲醛的缩合产物在丁醇介质中醚化及缩聚反应而成。.主要原料。①三聚氰胺是一种含氮的杂环化合物外观为白色粉状结晶微溶醇、不溶于醚、溶于甲醛熔点℃。②甲醛:无色透明液体一般工业品是含甲醛左右的甲醛水溶液。③丁醇CHOH正丁醇是无色透明液体比水轻。.三聚氰胺树脂合成反应机理以─NH表示三聚氰胺的氨基基团三聚氰胺有个活性氢原子可以在酸或碱的催化下和~个甲醛分子反应分别生成对应的羟甲基三聚氰胺。比如一羟甲基、二羟甲基、三羟甲基、四羟甲基等。生成三羟甲基三聚胺的反应迅速而容易是放热过程。反应不可逆。超过三羟甲基就必须在过量甲醛的情况下形成反应是可逆的是吸热过程。所生成的羟甲基数取决于三聚氰胺和甲醛的克分子比。甲醛过量数越多反应产物含羟甲基数目也越多。涂料用的三聚氰胺树脂一般每个链节上含~个羟甲基。多羟甲基三聚氰胺本身还可以进一步缩合成大分子羟甲基数越多缩合反应越慢。多羟甲基三聚氰胺初步聚缩产物是不溶于有机溶剂的亲水性产物。可应用于塑料、粘合剂、织物处理剂、纸张增强剂等方面。进一步聚缩就成为体型结构的不溶不融产物不能用作涂料。涂料用三聚氰胺树脂是多羟甲基三聚氰胺与丁醇在酸性催化剂作用下发生醚化反应的产物。反应最终生成丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂其中含有一定数量的丁氧基基团使之能溶于有机溶剂并能与醇酸、环氧、丙烯酸等树脂混溶。四.三聚氰胺树脂生产配方及工艺常用品种低醚化度与不干性醇酸配合高醚化度与干性醇酸配合工艺:①将甲醛、丁醇①、二甲苯投入反应釜在搅拌下加入碳酸镁。徐徐加入三聚氰胺搅拌均匀开蒸气升温升至℃取样观察树脂溶液应清澈透明PH值在~左右。②在~℃回流h冷却加入苯二甲酸酐待其全溶后取样测PH值应在~左右。③升温到~℃回流反应h并搅拌停止蒸气静置分层。④静置~h分离下层废水要求废水量尽量分净。一般可以分出废水份左右。⑤在搅拌下升温常压脱水回流丁醇记录出水量(残留水约份左右)随着水份的分离温度逐渐上升当达到℃左右取样测树脂和纯苯的混容性要求份树脂和份纯苯混容透明(重量比)。说明:生产低醚化度三聚树脂时在达到纯苯混合不浑浊后可蒸出过量丁醇份左右。测树脂对号溶剂油的容忍度要求是份树脂可容忍~份#(重量比)。容忍度没有达到要求可继续回流反应容忍度达到后将反应釜内树脂的粘度调整到秒左右冷却过滤。生产高醚化度三聚树脂时在达到与纯苯混合透明后即加入丁醇②继续回流醚化反应回流h后开始取样测树脂对#溶剂油的容忍度要求达到:时蒸出过量丁醇(份左右)再测对#溶剂油的容忍度要求达到:左右调整釜内粘度到秒左右冷却过滤。第三节丁醇改性脲醛树脂一定义:丁醇改性脲醛树脂简称脲醛树脂是尿素和甲醛的缩合产物在醇介质中以酸性催化剂醚化及缩聚而成并溶解于过量丁醇中。二脲醛树脂的性能脲醛树脂基本上与三聚树脂一样主要是与醇酸树脂配合制备氨基醇酸烘烤漆以提高醇酸树脂漆膜的硬度光泽性耐化学品性等等。但与三聚树脂比存在以下不同点:①价格便宜来源充分。②由于尿素的活性氢原子比三聚氰胺少所以前者交联度比后者小热固化速度和硬度不及后者。在同样的烘烤温度下前者烤烘时间长在同样硬度要求下前者用量比后者多份脲醛树脂的作用约相当于份三聚树脂。③脲醛树脂分子中含有极性氧原子附着力比三聚树脂好。对环氧树脂的混溶性也比三聚树脂好。成膜时的流平性也比三聚树脂好。④耐候性不及三聚树脂抗水性、抗化学药品性、抗酸碱性也不及三聚树脂。⑤脲醛树脂比三聚树脂粘度大耐热性不如三聚树脂。前者最高使用温度℃后者℃。醇酸℃。⑥可制备在室温条件下加酸性催化剂固化的氨基醇酸树脂漆。三合成原理尿素和甲醛先缩合成二羟甲基脲再在酸催化剂作用下醚化和缩聚成脲醛树脂四.脲醛树脂生产配方拟定.尿素、甲醛、丁醇的克分子比为:~:.苯二甲酸酐用来调整PH值。而生产脲醛树脂过程中对PH值的灵敏度比三聚树脂高因此用量较大为尿素的~。五.配方及工艺五.配方及工艺工艺:①将甲醛投入反应釜用NaOH溶液调整PH值至在搅拌下加入尿素微加热至尿素全部溶解透明。②加入丁醇①用NaOH溶液调整PH值至~升温在min内达到回流PH值调整至~。③回流反应min当游离甲醛含量达到以下时为终点。若大于此范围可适当延长反应时间并保持PH不低于。④冷却至℃加入苯二甲酸酐和二甲苯①溶解后测PH值应为~。⑤减压回流脱水当脱水量达到~份时加入丁醇②和二甲苯②继续脱水。⑥到水份基本脱尽取样测#溶剂油容忍度要求达到:左右为终点。⑦蒸出过量丁醇调整粘度到合格范围冷却到℃过滤。第四节氨基树脂的固化及在涂料中的应用一、氨基树脂的固化氨基树脂在高温下可以自身固化形成非常坚硬而又脆的膜在少量酸催化下能提高固化速度固化温度在~℃范围内。氨基树脂固化时脆又硬不能单独作涂料使用。常与含有羟基、羧基。酰氨基的柔软性好的其它树脂进行交联固化得到有用的涂料。、与醇酸树脂的固化氨基树脂上的羟甲基或丁氧基与醇酸树脂上游离的羟基能发生交联反应而固化。用醇酸树脂固化三聚氰胺甲醛树脂固化速度快固化温度为℃左右漆膜硬度高光泽和保光性好具有极好的耐化学品性和户外耐久性。醇酸树脂固化脲醛树脂固化温度为℃左右漆膜粘结性好价格较低在酸催化剂作用下还可在室温下固化。配方举例:与环氧树脂固化氨基树脂上的羟甲基或丁氧基可以与环氧树脂上的环氧基或羟基发生交联反应固化成膜。固化漆膜具有优异的粘结性、耐化学品性、保色性、保光性广泛用于金属的涂装。与丙烯酸树脂的固化含羟基或羧基的丙烯酸树脂可以与氨基树脂上的羟甲基或丁氧基发生交联反应固化成膜。与环氧树脂固化的配方举例与丙烯酸树脂固化的配方举例二、应用脲醛树脂在所有氨基树脂中最便宜固化速度最快但耐候性差。主要用于木制家具的清漆。三聚树脂经各种醇醚化改性后用于汽车面漆、厨房用具漆、卷材、印铁制罐等方面。还用于高固体分色漆具有良好的外观丰满度。三聚氰胺甲醛树脂在涂料工业中的另一主要用途是用作其它树脂的固化剂用量为~。常用来固化的树脂有醇酸、聚酯、环氧和丙稀酸等树脂。氨基树脂漆的典型用途和固化条件氨基树脂漆的典型用途和固化条件

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