涂层系统及组成修改ppt课件

1、 第四讲第四讲 成膜物质成膜物质环氧树脂环氧树脂聚氨酯树脂聚氨酯树脂醇酸树脂醇酸树脂聚酯树脂聚酯树脂丙烯酸树脂丙烯酸树脂成膜物质成膜物质环氧树脂定义：定义： 凡是含有二个以上环氧基的高聚物统称凡是含有二个以上环氧基的高聚物统称为环氧树脂。为环氧树脂。分类：分类： 双酚型环氧树脂、非双酚型环氧树脂、双酚型环氧树脂、非双酚型环氧树脂、脂环族环氧化合物、脂肪族环氧化合物脂环族环氧化合物、脂肪族环氧化合物双酚双酚A环氧树脂的合成环氧树脂的合成CH3CH3n+1HOCOHCln+2CH2CHCH2On+2NaOHn+2NaClCH3CH3OCOCH2CHCH2OCH2CHCH2OOHCH2CHCH2CH

2、3CH3OCOnn+2H2O根本概念环氧值：100克环氧树脂中含有的环氧基克当量数。环氧值=2100/环氧树脂分子量 即Ev=2100/M 环氧当量=100/环氧值 即En=100/Ev 环氧基含量=43100/环氧当量 即Ec=43100/En 根本概念羟基值F：100g环氧树脂中含有羟基的物质的量。酯化当量E：酯化1mol单羧酸所需环氧树脂的质量。 E=100/(2A+F)环氧值的分析方法环氧值的分析方法盐酸丙酮法相对分子量1500典型双酚A 环氧树脂的商品性质形状n数近似值环氧当量(g/mol)环氧值(mol/100g)粘度(Pas)液态 0.22000.58.016.00.52500.

3、40.41.0固态25000.27049000.11100917000.061301327000.037150En=180475,双组分低温固化体系En=7001000，环氧酯体系En=15003200，高温烤漆环氧树脂的性质环氧树脂的性质附着力：分子中含有极性的羟基、醚键；附着力：分子中含有极性的羟基、醚键；固化时体积收缩率较低，仅为固化时体积收缩率较低，仅为2，且醚，且醚键可消除内应力。键可消除内应力。化学性：分子中没有酯键，耐碱性优良；化学性：分子中没有酯键，耐碱性优良；由于腐蚀微电池的阴极部位呈碱性，普由于腐蚀微电池的阴极部位呈碱性，普通油脂系漆或醇酸漆易被皂化破坏。通油脂系漆或醇酸漆

4、易被皂化破坏。老化：分子中含有醚键，漆膜经紫外线老化：分子中含有醚键，漆膜经紫外线照射后易降解断链，不耐户外日晒，不照射后易降解断链，不耐户外日晒，不宜用作面漆，老化主要表现：逐渐粉化宜用作面漆，老化主要表现：逐渐粉化而漆膜减薄。而漆膜减薄。环氧树脂的固化环氧树脂的固化 环氧树脂是一种无定形黏稠液体,加热呈塑性,没有明显的熔点,受热变软,逐渐熔化而发黏,不溶于水,本身不会硬化, 没有单独的运用价值。只需和固化剂反响生成三维网状构造的不溶不熔聚合物才有运用价值。环氧树脂环氧树脂/胺类固化体系胺类固化体系胺类固化剂脂肪胺、多元胺、芳香胺、聚酰胺 CH2CHCH2ORNHCH2CHCH2OHCH2C

5、HCH2O交联交联RNCH2CHCH2OHCH2CHCH2O醚化醚化CH2CHCH2OHRNOCH2CHCH2OHCH2CHCH2RNH2环氧树脂的固化环氧树脂的固化 环氧树脂环氧树脂/ /酸酐固化体系酸酐固化体系酐开环生成半酯酐开环生成半酯羟基二酯的生成羟基二酯的生成醚键的生成醚键的生成l无催化剂，反响很慢200)l 酸或碱催化：反响很快；l体系耐酸性较好，对食品不会产生异味，以溶液的方式用作易拉灌涂料。环氧树脂环氧树脂/ /氨基树脂固化体系氨基树脂固化体系反响：主要与环氧树脂中的羟基基团反响。反响：主要与环氧树脂中的羟基基团反响。漆膜特点：良好的耐化学性、粘结性、耐冲击性等。漆膜特点：良好

6、的耐化学性、粘结性、耐冲击性等。脲醛树脂：底漆或包装涂料脲醛树脂：底漆或包装涂料三聚氰胺甲醛树脂：室内家电面漆三聚氰胺甲醛树脂：室内家电面漆环氧树脂的固化环氧树脂的固化环氧树脂环氧树脂/ /酚醛树脂固化体系酚醛树脂固化体系环氧树脂的固化环氧树脂的固化漆膜具有较好的耐食品性、耐化装品性、耐药品性。可用作这类商品的“黄金般清漆环氧树脂的固化环氧树脂的固化环氧树脂/异氰酸酯固化体系 异氰酸酯主要与环氧树脂中的羟基反响，适用于同分子量高的环氧树脂反响，固化物有良好的耐酸性，主要用作船舶的底漆。常用树脂常用树脂/ /固化剂体系及运用固化剂体系及运用聚酰胺同多元胺相比：漆膜的强度、粘结性、保光性和强度较好

7、，但耐化学品性和耐溶剂性稍差。环氧树脂涂料典型配方举例环氧树脂涂料典型配方举例气干型富锌金属底漆气干型富锌金属底漆环氧树脂涂料典型配方举例环氧树脂涂料典型配方举例汽车烘烤底漆汽车烘烤底漆环氧树脂涂料典型配方举例环氧树脂涂料典型配方举例环氧酯环氧酯/三聚氰胺甲醛底漆三聚氰胺甲醛底漆环氧树脂涂料典型配方举例环氧树脂涂料典型配方举例环氧树脂底漆环氧树脂底漆水性环氧树脂涂料水性环氧树脂涂料u 水性胺固化环氧树脂涂料u 在水可稀释性胺盐中参与环氧树脂u 电泳漆水性环氧树脂涂料水性胺固化水性环氧树脂涂料水性胺固化环氧树脂涂料环氧树脂涂料 分别将环氧树脂和聚合胺做成乳液，混合在一同，涂布后水蒸发剩下环氧树脂

8、与多元胺，可固化成膜u 水可稀释性胺盐的制备u 固化反响水可稀释性胺盐中参与环氧树脂水可稀释性胺盐中参与环氧树脂电泳漆电泳漆u 定义u 开展历史u 分类电泳漆电泳漆开展历史开展历史u第一个里程碑：第一个里程碑：19601960年英国卜内门公司与里兰公司首年英国卜内门公司与里兰公司首先共同研制胜利阳极电堆积涂料，先共同研制胜利阳极电堆积涂料，19631963年美国福特汽年美国福特汽车公司在车公司在PPG PPG 公司的协助下建立了世界上第一条完好公司的协助下建立了世界上第一条完好的电堆积涂装消费线，涂装林肯牌等轿车的车身，称的电堆积涂装消费线，涂装林肯牌等轿车的车身，称为电泳涂装历史上的第一个里

9、程碑。为电泳涂装历史上的第一个里程碑。u u第二个里程碑：美国第二个里程碑：美国PPGPPG公司在公司在7070年代首先研制胜利年代首先研制胜利防腐性能优良的阴极电堆积涂料，福特和通用汽车公防腐性能优良的阴极电堆积涂料，福特和通用汽车公司于司于19771977年建成了汽车车身阴极电泳涂装线。年建成了汽车车身阴极电泳涂装线。电泳漆电泳漆开展历史开展历史u大开展：大开展：8080年代，美、德、日等国的许多大公司进一年代，美、德、日等国的许多大公司进一步开发了厚膜阴极电堆积涂料、低温固化电堆积涂料步开发了厚膜阴极电堆积涂料、低温固化电堆积涂料及彩色电堆积涂料等新种类，相应地电堆积涂装工艺及彩色电堆积

10、涂料等新种类，相应地电堆积涂装工艺也有了很大提高。也有了很大提高。u u三大派系的构成：以美国三大派系的构成：以美国PPGPPG为开端的防锈蚀阳离子为开端的防锈蚀阳离子型电堆积涂料，以德国型电堆积涂料，以德国HocehstHocehst公司为先驱的轿车、公司为先驱的轿车、卡车用阳离子型电堆积涂料、以日本神东、关西涂料卡车用阳离子型电堆积涂料、以日本神东、关西涂料公司为代表的改良型阳离子型电堆积涂料。公司为代表的改良型阳离子型电堆积涂料。电泳漆电泳漆分类分类u大开展：大开展：8080年代，美、德、日等国的许多大公司进一年代，美、德、日等国的许多大公司进一步开发了厚膜阴极电堆积涂料、低温固化电堆积

11、涂料步开发了厚膜阴极电堆积涂料、低温固化电堆积涂料及彩色电堆积涂料等新种类，相应地电堆积涂装工艺及彩色电堆积涂料等新种类，相应地电堆积涂装工艺也有了很大提高。也有了很大提高。u u三大派系的构成：以美国三大派系的构成：以美国PPGPPG为开端的防锈蚀阳离子为开端的防锈蚀阳离子型电堆积涂料，以德国型电堆积涂料，以德国HocehstHocehst公司为先驱的轿车、公司为先驱的轿车、卡车用阳离子型电堆积涂料、以日本神东、关西涂料卡车用阳离子型电堆积涂料、以日本神东、关西涂料公司为代表的改良型阳离子型电堆积涂料。公司为代表的改良型阳离子型电堆积涂料。新开发的环氧树脂新开发的环氧树脂以高耐热性为特点的含

12、有酰内亚氨基的环氧树脂。新开发的环氧树脂新开发的环氧树脂耐热耐水性好、膨胀率低的环氧树脂。新开发的环氧树脂新开发的环氧树脂高强度、高耐热性、低内部应力的环氧树脂。新开发的环氧树脂新开发的环氧树脂吸湿性低、耐热性高为特点的四官能团环氧树脂。环氧树脂的改性及其在防腐涂环氧树脂的改性及其在防腐涂料中的运用料中的运用u 橡胶改性环氧及其涂料u 树脂改性环氧及其涂料u 无机填料改性环氧及其涂料橡胶改性环氧及其涂料橡胶改性环氧及其涂料 环氧树脂固化物的内应力较大，发脆，高温下易降解，易受水影响。 用橡胶进展改性，可以降低其内应力，添加韧性，提高耐热，耐油，耐水，耐候性等性能。 为提高无溶剂环氧树脂的韧性，

13、国内外普遍采用各种弹性体的低聚物作增韧剂，橡胶相的主要作用在于诱发基体的耗能过程。树脂改性环氧及其涂料树脂改性环氧及其涂料u 酚醛树脂改性环氧u 固化后具有较高的交联度，由于骨架中大量苯环的存在，使其具有较高的热变形温度和优良的热稳定性，兼有双酚 A 型环氧树脂和酚醛树脂的优点。u 有机硅树脂改性环氧u 由于 -Si-O- 键具有很高的键能(445 kJ/mol)，其聚合物分子链具有高度卷曲性，利用有机硅对环氧树脂进展改性，可使热稳定性、耐候性，脆性等得到明显改善。颜料改性环氧及其涂料颜料改性环氧及其涂料 采用无机填料改性环氧，可以降低涂料的本钱和改善涂料性能。如: 最近报道，日本工业技术院开

14、发了一种防腐才干强，作业时间短的防腐涂料。在微米大小的小玻璃片上，包覆锌及铝，然后将其混合于环氧树脂系涂料中。玻璃片能防止雨水和盐分的侵入，涂料中的锌能防腐蚀，铝那么具有能抑制由于太阳的紫外线而使涂料劣化的作用。 颜料改性环氧及其涂料颜料改性环氧及其涂料聚氨酯树脂聚氨酯树脂u 聚氨酯树脂的构造u 聚氨酯涂料中的化学反响u 聚氨酯涂料中的催化剂u 聚氨酯涂料中的溶剂u 聚氨酯涂料中的颜料u 双组分聚氨酯涂料u 单组分聚氨酯涂料聚氨酯树脂聚氨酯树脂聚氨酯树脂：分子构造中含有氨基甲酸酯反复链节的聚氨酯树脂：分子构造中含有氨基甲酸酯反复链节的高分子化合物。高分子化合物。制备：多异氰酸酯多元醇加成聚合制

15、备：多异氰酸酯多元醇加成聚合聚氨酯涂料中的化学反响聚氨酯涂料中的化学反响与醇反响，生成氨基甲酸酯与胺反响，生成取代脲聚氨酯涂料中的催化剂聚氨酯涂料中的催化剂 碱性催化剂 三元胺或能产生三元胺的物质。 有机金属化合物催化剂 二月硅酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸锌、环烷酸钴聚氨酯涂料中的溶剂聚氨酯涂料中的溶剂 溶剂中不能含有与异氰酸酯基反响的物质，否那么会使聚氨酯涂料蜕变而不能运用。所以，醇醚类溶剂都不能运用。 溶剂对异氰酸酯基反响速率的影响。溶剂极性添加，反响速率降低。 溶剂外表张力对反响也产生影响。聚氨酯涂料中的颜料聚氨酯涂料中的颜料主要用作清漆：树脂中游离的异氰酸酯基易与颜料中

16、的主要用作清漆：树脂中游离的异氰酸酯基易与颜料中的水分发生反响，生成胺和二氧化碳。水分发生反响，生成胺和二氧化碳。去除颜料中水分的措施：烘干、分子筛和水分去除剂去除颜料中水分的措施：烘干、分子筛和水分去除剂烘干：并不是一切的颜料在高温下都稳定；烘干：并不是一切的颜料在高温下都稳定；分子筛：有效的消光剂，难以制得高光泽涂料；分子筛：有效的消光剂，难以制得高光泽涂料；水分去除剂：甲酸乙酯是很有效的水分去除剂，但副产水分去除剂：甲酸乙酯是很有效的水分去除剂，但副产物醇易与异氰酸酯反响。物醇易与异氰酸酯反响。 双组分聚氨酯漆分为甲、乙两组分，甲组分含有异氰酸酯基，乙组分含有羟基，临用前将甲乙两组分混合

17、均匀，使异氰酸酯基与羟基反响，构成聚氨酯树脂而进展涂布。漆的性能由异氰酸酯指数、两个组分的构造与分子量、漆膜固化时的温度等要素决议。双组分聚氨酯涂料双组分聚氨酯涂料双组分聚氨酯涂料双组分聚氨酯涂料异氰酸酯：多元醇：饱和聚酯、丙烯酸酯、聚醚。含有长的疏水基团，保色性和耐水性优于聚醚的聚氨酯树脂。异氰酸酯异氰酸酯异氰酸酯和多元醇的加成物异氰酸酯和多元醇的加成物异氰酸酯异氰酸酯HDI三聚体三聚体HDI缩二脲缩二脲主要优点：可在室温或较低温度下固化。双组分聚氨酯涂料双组分聚氨酯涂料蓝色高光泽汽车修补漆蓝色高光泽汽车修补漆双组分聚氨酯涂料双组分聚氨酯涂料有光清漆配方保色性有光清漆配方保色性室温固化白色有

18、光漆室温固化白色有光漆单组分聚氨酯涂料单组分聚氨酯涂料湿固化聚氨酯涂料封锁型聚氨酯涂料氧气固化聚氨酯涂料湿固化聚氨酯涂料湿固化聚氨酯涂料含NCO的预聚物与空气中的潮气反响生成脲键而固化成膜。湿固化聚氨酯涂料湿固化聚氨酯涂料优点：性能良好、运用方便；优点：性能良好、运用方便；缺陷：枯燥速度速度受空气中温度的影响；漆膜不缺陷：枯燥速度速度受空气中温度的影响；漆膜不宜涂敷太厚，不利于宜涂敷太厚，不利于CO2CO2的逸出；色漆储存期限较短；的逸出；色漆储存期限较短；要求：预聚物分子量要足够大，不需求参与其他配要求：预聚物分子量要足够大，不需求参与其他配伍剂就能单独迅速枯燥，并有称心的机械性能。伍剂就能

19、单独迅速枯燥，并有称心的机械性能。湿固化聚氨酯涂料湿固化聚氨酯涂料湿固化地板清漆湿固化地板清漆沥青改性湿固化聚氨酯白色屋顶防水涂料沥青改性湿固化聚氨酯白色屋顶防水涂料封锁型聚氨酯涂料封锁型聚氨酯涂料 多异氰酸酯被苯酚或其他含单官能团的活性氢原子的化合物所封锁，与含羟基组分组成单组分涂料，具有良好的贮藏稳定性。主要缺陷：需高温烘烤，不能用于木材、塑料上。封锁型聚氨酯涂料封锁型聚氨酯涂料封锁型聚氨酯涂料封锁型聚氨酯涂料阴离子电泳底漆阴离子电泳底漆氧固化聚氨酯涂料氧固化聚氨酯涂料氨酯油较醇酸树脂具有更好的耐碱性和耐水性，且有较好的耐磨性，主要用作地板清漆、工业修补漆、船舶用漆。氨酯油有光面漆聚氨酯涂料体系性能聚氨酯涂料体系性能聚氨酯涂料开展简介及市场前景聚氨酯涂料开展简介及市场前景 1937年，德国拜耳Bayer教授首先利用异氰酸酯和多元醇化合物发生加聚反响制成聚氨酯树脂，并随后开场工业化消费。我国：上世纪60年代开场开展聚氨酯工业。醇酸树脂醇酸树脂 多元醇+多元酸+植物油聚合而成。根据植物油的用量分长油度、中油度、短油度。长油度醇酸树脂特点：光泽高、丰满度好、柔韧、保光保色性佳。 短油度醇酸树脂特点：漆膜硬、附着力好、光泽好。聚酯树脂聚酯树脂制备：制备：多元醇多元醇+ +多元酸聚合而成多元酸聚合而成分类：分类： 饱和树脂和不饱和树脂饱和树脂和不饱和树脂漆膜