涂料树脂合成工艺第五章.ppt

第五章 低污染型品种--高固体分 辐射固化和粉末涂料树脂,辐射固化涂料树脂,2,粉末涂料用树脂,3,高固体分涂料树脂,1,第一节 高固体分涂料树脂,一、发展高固体分树脂的一般途径 （一）高固体分组分要求 1.成膜物（低聚物）,第一节 高固体分涂料树脂,2.溶剂 3.助剂 （二）高固体分树脂配方设计探讨 1.固体分与黏度关系,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,2.成膜物相对分子量及分布 官能团含量的影响 （1）相对分子量的影响 （2）相对分子量分布的影响,第一节 高固体分涂料树脂,（3）树脂 的影响,第一节 高固体分涂料树脂,（4）树脂分子中官能团含量的影响 3.树脂分子中官能团含量的影响 （1）溶剂含量和特性,第一节 高固体分涂料树脂,（2）溶剂与低聚物相互作用,,第一节 高固体分涂料树脂,（三）添加活性稀释剂提高固体分综上所述，要提高固体分，有效地方法是降低成膜物树脂相对分子量，以降低涂料黏度但树脂相对分子量降低，涂膜性能下降，故树脂相对分子量降低有一定限度活性稀释剂是一种低聚物，可以起稀释作用，降低涂料体系的黏度，又是成膜物一部分，可以和成膜物树脂一起交联固化。

其固化机理和低聚物的固化机理相匹配，无毒或低毒，成本要可接受第一节 高固体分涂料树脂,二、高固体分醇酸（聚酯）树脂 （一）不加活性稀释剂的高固体分醇酸树脂,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,（二）加活性稀释剂的高固体分醇酸树脂 1.醇酸树脂活性稀释剂的要求 对醇酸树脂的活性稀释剂，要符合下面条件： ①涂装后，在成膜过程中能和醇酸树脂具有相近的固化速率，能协调地和醇酸树脂一起氧化聚合交联成膜 ②具有和溶剂相近的低黏度，能和醇酸树脂混溶并有稀释作用以降低涂料体系黏度,第一节 高固体分涂料树脂,③具有在涂装时不挥发的高沸点 ④无色、无臭、无毒 2.活性稀释剂 （1）早期报道的活性稀释剂 ①烯丙基醚 ②环乙缩醛 ③干性油型活性稀释剂 （2）双环戊二烯衍生物,第一节 高固体分涂料树脂,①DPOMA的物性②DPOMA自动氧化特性 ③DPOMA的成膜性能,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,(三)高固体分聚酯树脂 1. 低黏度化的途径 2.多元醇、多元酸结构影响,第一节 高固体分涂料树脂,3.低黏度羟基化树脂合成 （1）配方设计考虑 （2）合成工艺 ①一步法 ②二步法,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,三、高固体分丙烯酸树脂 （一）高固体分丙烯酸树脂的设计 1.高固体分丙烯酸树脂相对分子量与黏度关系2.平均相对分子量与官能团分布的关系,第一节 高固体分涂料树脂,3.高固体分丙烯酸树脂的合成 （1）选用合适的引发剂,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,（2）提高合成温度（3）选择适当的溶剂,第一节 高固体分涂料树脂,（4）采用链转移剂,第一节 高固体分涂料树脂,（5）玻璃化温度,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,（6）官能团极性,第一节 高固体分涂料树脂,（7）引入Cardura E组分制备高固体分丙烯酸树脂,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,(8)使用带羟基的引发剂 (9)使用含有两个双键的丙烯酸酯特殊单体 (10)基团转移聚合反应 (11)有机硅改性聚合物,第一节 高固体分涂料树脂,,(二)高固体分丙烯酸树脂配方举例,第一节 高固体分涂料树脂,（三）固化剂选择在固化剂的选择上，高固体分聚丙烯树脂和高固体分聚酯树脂相同，选用的三聚氰胺甲醛树脂固化剂为高固体分、高活性、低黏度的六甲氧甲基三聚氰胺（HMMM）,用于烘烤型工业涂料; 选用的聚氨酯固化剂为黏度相对较低、联活性高的HDI三聚体或IPDI三聚体,用于常温固化的工业涂料。

第一节 高固体分涂料树脂,四、高固体分有机硅树脂 （一）纯有机硅高固体分树脂 1. 纯有机硅涂料高固体分化的趋势 2. 纯有机硅高固体分耐高温涂料 （1）有机硅树脂高固体分化途径 （2）高固体分有机硅耐热性白色涂料,第一节 高固体分涂料树脂,,第一节 高固体分涂料树脂,（3）高固体分有机硅耐高温铝粉涂料,第一节 高固体分涂料树脂,（二）有机硅改性丙烯酸高固体分树脂 1.用硅氧烷封闭羟基的丙烯酸高固体分树脂,四、高固体分有机硅树脂,（1）封闭的羟基丙烯酸酯合成（2）丙烯酸低聚物的合成!丙烯酸低聚物合成的配方与工艺如下 ①丙烯酸低聚物配方 ②合成工艺,四、高固体分有机硅树脂,第一节 高固体分涂料树脂,（3）汽车清面漆（罩光漆）中应用 ①B-OH/NCO体系交联固化反应,第一节 高固体分涂料树脂,②B-OH/环氧/酸酐体系杂化交联固化,第一节 高固体分涂料树脂,③汽车清面漆性能,第一节 高固体分涂料树脂,第一节 高固体分涂料树脂,2. 其他有机硅改性高固体分丙烯酸树脂详见教材p223-224,第二节 辐射固化涂料树脂,一、自由基型辐射固化丙烯酸系树脂 （一）简介 ①辐射固化过程大多系自由基聚合反应，反应易受氧气阻聚，所以须在隔绝氧气的条件下进行，现在虽然已经研制成功抗厌氧型辐射固化涂料，但原料供应及高的成本限制了其发展。

②紫外光固化型涂料对清漆效果较好，但色漆中因加有颜料，紫外光不易透入漆层，所以尚未能获得较满意的固化效果,第二节 辐射固化涂料树脂,③电子束固化型涂料需要用低能大功率电子加速器来产生电子束，这种设备投入较高，同时生产应用过程中射线防护问题，也是安全生产需要关注的 （二）辐射固化型涂料树脂的特点 1.辐射固化型涂料的优点 （1）节约能源，不需要高温烘烤，固化成膜所消耗的紫外光或电子束仅在瞬间，所以生产过程中只消耗极少的电力,第二节 辐射固化涂料树脂,（2）无溶剂或VOC量很低 （3）固化速率快，一般是零点几秒到十秒即完成固化，大大缩短操作工时；适于高速生产线，生产效率高 （4）漆膜性能好，丰满度及光泽尤其突出，具有良好的抗摩擦、抗溶剂、抗污染性能 （5）对热敏感的材料具有较好的施工性能 2.辐射固化型涂料的缺点 （1）设备投资高，尤其是电子束固化设备投资大,第二节 辐射固化涂料树脂,（2）对几何形状复杂的构件固化困难 （3）加有光引发剂的涂料适用期短 （4）加有颜料的色漆应用紫外光固化工艺尚有一定的困难 （5）比常规固化涂料原材料成本高，而且难以配制低黏度涂料 （6）涂膜附着力较差，有些单体有一定的毒性 （7）户外使用有些体系会出现明显的光降解,第二节 辐射固化涂料树脂,（三）自由基型光固化树脂的组成 1. 光固化树脂 （1）侧链带有不饱和的烯键聚丙烯酸树脂,第二节 辐射固化涂料树脂,（2）环氧丙烯酸酯树脂（3）聚酯或聚醚-聚氨酯-丙烯酸树脂详见教材p227,第二节 辐射固化涂料树脂,2. 活性稀释剂 3. 光引发剂 常用的光敏引发剂主要有以下几种： （1）单分子分解型安息香及其醚类,第二节 辐射固化涂料树脂,（2）α-酰肟酯类,第二节 辐射固化涂料树脂,（3）二苯甲酮衍生物（4）新型光引发剂 4.助剂 5.设备,第二节 辐射固化涂料树脂,（四）辐射固化型丙烯酸树脂与涂料举例 1.环氧丙烯酸酯树脂2.紫外光固化纸张罩光涂料,第二节 辐射固化涂料树脂,（五）光固化涂料的发展方向 1.水性光固化涂料是未来一个方向 2.紫外光固化粉末涂料 3.UV固化纳米涂料,第二节 辐射固化涂料树脂,二、辐射固化有机硅树脂及涂料 （一）UV固化涂料的有机硅树脂 （1）用二氯二甲基硅烷单体和丙烯酸羟乙酯在碱催化下水解缩合，丙烯酰氧基作为端基引入到聚硅氧烷链上 （2）由二烷氧基硅烷和羟基丙烯酸酯经酯交换反应，也是以丙烯酰氧基为端基引入 （3）利用含羟基的硅烷和丙烯酸酯化，引入丙烯酰氧基,第二节 辐射固化涂料树脂,（4）用端羟基硅烷与二异氰酸酯反应,再利用-NCO基和羟基丙烯酸酯反应,或用端羟基硅烷与二异氰酸酯-丙烯酸酯半加成物反应,引入丙烯酰氧基,生成UV固化的有机硅-聚氨酯-丙烯酸酯低聚物,仍以丙烯酰氧基封端,第二节 辐射固化涂料树脂,(二)UV固化涂料的有机硅-环氧低聚物 1.光可固化的环氧化有机硅低聚物 (1)环氧化有机硅低聚物品种,第二节 辐射固化涂料树脂,第二节 辐射固化涂料树脂,（2）溶解性,第二节 辐射固化涂料树脂,2.阳离子型光引发聚合 一种新开发应用的阳离子光引发剂（CPI1）是甲苯基对异丙苯基(枯基)碘 基(五氟苯基)硼酸酯,结构式如下,,光解反应,第二节 辐射固化涂料树脂,3.应用实例 （1）UV剥离涂料、防粘涂料,第二节 辐射固化涂料树脂,（2）UV罩光清漆（3）固化白色涂料 （三）辐射固化有机-无机杂化涂料树脂和固化方法,第二节 辐射固化涂料树脂,1.辐射固化有机-无机杂化涂料的成膜物结构,第二节 辐射固化涂料树脂,2.固化工艺,第三节 粉末涂料用树脂,（一）简介 1.发展简况,第三节 粉末涂料用树脂,2.粉末涂料用树脂的分类,第三节 粉末涂料用树脂,（二）热固性粉末涂料用树脂 1.粉末涂料用环氧树脂 （1）相对分子量与牌号 （2）环氧值或环氧当量 （3）软化点 （4）挥发分 （5）玻璃化温度,第三节 粉末涂料用树脂,2.环氧树脂粉末涂料固化剂详见教材p238,（二）热固性粉末涂料用树脂,2.粉末涂料用聚酯树脂 （1）环氧-聚酯混合型粉末涂料用聚酯树脂 ①聚酯树脂在环氧-聚酯混合型粉末涂料中应用 ②环氧-聚酯混合型粉末涂料用聚酯树脂的技术指标详见教材p239,（二）热固性粉末涂料用树脂,（2）聚酯型粉末涂料用聚酯树脂 ①TGIC固化的纯聚酯粉末涂料聚酯树脂,第三节 粉末涂料用树脂,,第三节 粉末涂料用树脂,②β-羟烷基酰胺固化的纯聚酯粉末涂料聚酯树脂,第三节 粉末涂料用树脂,第三节 粉末涂料用树脂,1.多异氰酸酯固化的粉末涂料树脂体系（聚氨酯粉末涂料体系）,第三节 粉末涂料用树脂,2.丙烯酸型粉末涂料用树脂 （1）丙烯酸树脂分子中基团分布对粉末涂料性能的影响 （2）国外新探索的技术路线 3.其他类型粉末涂料树脂 （1）粉末涂料用不饱和聚酯树脂 （2）粉末涂料用有机硅树脂,第三节 粉末涂料用树脂,（3）粉末涂料用氟碳树脂,第三节 粉末涂料用树脂,(4)紫外线(UV)固化的粉末涂料树脂,第三节 粉末涂料用树脂,(5)近红外射线(NIR)固化的粉末涂料树脂,。