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第三章合成樹(shù)脂涂料環(huán)氧樹(shù)脂聚氨酯樹(shù)脂醇酸/聚酯樹(shù)脂丙烯酸樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂/氨基樹(shù)脂第三章合成樹(shù)脂涂料環(huán)氧樹(shù)脂1第一節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂一、概述環(huán)氧樹(shù)脂是四大合成樹(shù)脂之一,從1893年發(fā)明到現(xiàn)在歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,產(chǎn)量不斷增加,質(zhì)量不斷提高,品種不斷增多。涂料上所用的環(huán)氧樹(shù)脂約占其總產(chǎn)量的一半之多,廣泛用于汽車工業(yè)、造船工業(yè)、石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和電氣工業(yè)等諸多方面。環(huán)氧樹(shù)脂主要是指含環(huán)氧基團(tuán)的聚合物第一節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂一、概述環(huán)氧樹(shù)脂主要是指含環(huán)氧基團(tuán)的聚合物2涂料用環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧當(dāng)量大多在180-3200之間;環(huán)氧當(dāng)量在180-475之間的環(huán)氧樹(shù)脂主要用于雙組分低溫固化體系;環(huán)氧當(dāng)量為700-1000的環(huán)氧樹(shù)脂主要用于環(huán)氧酯體系;環(huán)氧當(dāng)量為1500-3200的環(huán)氧樹(shù)脂主要高溫烤漆。涂料用環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧當(dāng)量大多在180-3200之間;3環(huán)氧樹(shù)脂主要結(jié)構(gòu)特征
一般相對(duì)較貴,只有性能要求較高時(shí)才使用.其典型的性能是有較好的耐化學(xué)藥品性,尤其是耐堿性;對(duì)各種基材有極好的粘結(jié)性;極好的韌性、硬度和柔軟性;優(yōu)良的耐水性。大多數(shù)環(huán)氧樹(shù)脂需要固化形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以形成有用的涂膜,交聯(lián)反應(yīng)可以通過(guò)環(huán)氧基團(tuán)也可以通過(guò)去羥基基團(tuán)反應(yīng)。環(huán)氧樹(shù)脂主要結(jié)構(gòu)特征一般相對(duì)較貴,只有性能要求較高時(shí)才使用4(一)環(huán)氧樹(shù)脂漆的性能1.抗化學(xué)品性能優(yōu)良,耐堿性突出。2.附著力優(yōu)良,尤其對(duì)金屬表面附著力更強(qiáng)。3.保色性好,性質(zhì)穩(wěn)定。4.具有良好的熱穩(wěn)定性和電絕緣性。5.耐候性較差、易粉化、失光、漆膜豐滿度不好,不宜作高質(zhì)量戶外用漆和高裝飾性用漆。6.雙組分漆,使用上不夠方便。(一)環(huán)氧樹(shù)脂漆的性能1.抗化學(xué)品性能優(yōu)良,耐堿性突出。5(二)分類(按固化類型分)
多元胺固化環(huán)氧樹(shù)脂漆常聚酰胺固化環(huán)氧樹(shù)脂漆溫1.胺固化型胺加成物固化環(huán)氧樹(shù)脂漆固胺固化環(huán)氧氧煤瀝青漆化
環(huán)氧/酚醛樹(shù)脂漆環(huán)氧/氨基樹(shù)脂漆2.合成樹(shù)脂固化型環(huán)氧/多異氰酸酯漆烘干或常溫干環(huán)氧/氨基/醇酸樹(shù)脂漆
(二)分類(按固化類型分)6
無(wú)溶劑環(huán)氧樹(shù)脂漆4.其它類型粉末環(huán)氧樹(shù)脂涂料常溫干或烘干線型環(huán)氧樹(shù)脂漆
環(huán)氧酯漆3.脂肪酸酯固化型環(huán)氧酯與其它合成樹(shù)脂并用漆常溫干或烘干水溶性環(huán)氧酯漆
7(三)類型牌號(hào)規(guī)格(三)類型牌號(hào)規(guī)格81.R或R'或二者皆為六元脂肪環(huán)時(shí)稱為脂肪環(huán)氧樹(shù)脂。2.當(dāng)R或R'為不飽和脂肪酸時(shí)(油酸)稱環(huán)氧化油。3.當(dāng)R=H,R'為多元酸時(shí),則稱縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂。4.當(dāng)R=H,R'為多元羥基苯酚時(shí),則稱縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂,最常用的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂就屬于這一類。1.R或R'或二者皆為六元脂肪環(huán)時(shí)稱為脂肪環(huán)氧樹(shù)脂。9n表示聚合度,n值越大,分子鏈越長(zhǎng),分子量越大,羥基越多,n一般在0~14之間,分子量約為350~30000之間。羥基和環(huán)氧基是環(huán)氧樹(shù)脂的活性官能團(tuán),可以和許多其他合成樹(shù)脂或化合物發(fā)生反應(yīng),這是環(huán)氧樹(shù)脂很可貴的性能,也是它在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的原因。n表示聚合度,n值越大,分子鏈越長(zhǎng),分子量越大,羥基越多,n10雙酚A和環(huán)氧氯丙烷聚合而成的環(huán)氧樹(shù)脂,其聚合度,分子量、環(huán)氧當(dāng)量和熔點(diǎn)之間的關(guān)系如表所示:雙酚A和環(huán)氧氯丙烷聚合而成的環(huán)氧樹(shù)脂,其聚合度,分子量、環(huán)氧11(四).物理性能1.外觀:粘稠液體或固體,分子量500以下為液體,分子量超過(guò)500則逐漸過(guò)渡為固體。2.溶解性:溶于酮類、酯類、醚醇類和氯化烴類,還溶于芳香烴和醇類的混合溶劑,溶解度隨分子量的增大而降低。(四).物理性能12環(huán)氧樹(shù)脂涂料所采用的溶劑一般都是混合溶劑,可降低成本,改善漆膜性能和施工性能,提高溶劑的溶解能力,配制混合溶劑時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①溶劑的溶解能力:分子量高的應(yīng)選擇酮類或醚醇類,中等分子量選擇芳香烴和醇混合溶劑。②涂料的施工方式:噴涂、刷涂
③溶劑的反應(yīng)性:如酯類、酮類能夠和胺類發(fā)生反應(yīng),選擇時(shí)應(yīng)注意。環(huán)氧樹(shù)脂涂料所采用的溶劑一般都是混合溶劑,可降低成本,改善漆133.混溶性在涂料生產(chǎn)中,了解環(huán)氧樹(shù)脂與其它樹(shù)脂能否混溶是很重要的。例如,環(huán)氧樹(shù)脂與煤瀝青、木瀝青混溶與石油瀝青則不混溶,前者是芳香族混合物,后者是脂肪族聚合物;環(huán)氧與脲醛可按任何比例混溶,而與三聚樹(shù)脂混溶性差些。與不干性油醇酸樹(shù)脂可完全混溶,而對(duì)干性油醇酸樹(shù)脂則不完全混溶。與純酚醛樹(shù)脂完全混溶,對(duì)松香改性的酚醛樹(shù)脂則不完全混溶。
3.混溶性14混溶性測(cè)定方法:將樹(shù)脂混合物溶于適當(dāng)?shù)幕旌先軇┲?,傾在玻璃上制成薄膜,在100℃下,烘烤1h,漆膜渾濁為不混溶,漆膜云霧狀微混溶,漆膜透明則混溶。4.貯存穩(wěn)定性環(huán)氧樹(shù)脂的貯存穩(wěn)定性很好,在倉(cāng)庫(kù)中貯存至少兩年不會(huì)發(fā)生什么變化,這給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很大的方便?;烊苄詼y(cè)定方法:將樹(shù)脂混合物溶于適當(dāng)?shù)幕旌先軇┲?,傾在玻璃上15(五)固化后環(huán)氧樹(shù)脂的性能
1.粘合力強(qiáng):因?yàn)榱u基和環(huán)氧基團(tuán)有很強(qiáng)的極性。如:用環(huán)氧粘合鋁或鋁合金板,常溫固化后剝離強(qiáng)度為15Mpa,熱固化后剝離強(qiáng)度為25Mpa。
2.耐化學(xué)品性能優(yōu)良,尤其耐堿性突出。
3.收縮率小,環(huán)氧2%,不飽和聚酯6%,酚醛10%。
4.機(jī)械強(qiáng)度高,韌性好。
5.電絕緣性優(yōu)良。(五)固化后環(huán)氧樹(shù)脂的性能16(六)環(huán)氧樹(shù)脂中幾個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)
1.環(huán)氧值A(chǔ):每100g環(huán)氧樹(shù)脂中含有環(huán)氧基的當(dāng)量數(shù)。如:分子量為340的環(huán)氧,其兩端均為環(huán)氧基:A=2/340*100=0.58當(dāng)量/100g。環(huán)氧值的測(cè)定方法:鹽酸丙酮法和鹽酸吡啶法。原理:樹(shù)脂中的環(huán)氧基能與鹽酸進(jìn)行加成反應(yīng),消耗掉一定量鹽酸,剩余的鹽酸用NaOH中和,通過(guò)對(duì)比計(jì)算即可得出樹(shù)脂中的環(huán)氧值。(六)環(huán)氧樹(shù)脂中幾個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)17分析方法:稱取0.5~1.5g樹(shù)脂,放于具磨口塞三角燒瓶中,用移液管加入20ml鹽酸丙酮溶液(1mol比重1.19的鹽酸溶于40mL丙酮中,混勻)。加塞搖蕩使樹(shù)脂完全溶解后,在陰涼處放置1h(15℃),再加甲基橙指示劑3滴,用0.1N氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到紅色褪去變黃色為終點(diǎn)。同樣操作,不加樹(shù)脂,做一空白試驗(yàn)。分析方法:18計(jì)算方法:A(mol/100g)=(V1-V2)N/10W式中:V1:空白試驗(yàn)所消耗NaOH毫升數(shù)
V2:樣品消耗NaOH毫升數(shù)
N:NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度
W:樣品重,單位(g)規(guī)定:E51、E44、E42取樣品0.5g,E20取樣品1g,E12取樣品1.5g。計(jì)算方法:192.環(huán)氧當(dāng)量C:指含有一個(gè)當(dāng)量環(huán)氧基的樹(shù)脂的克數(shù)。也是表示樹(shù)脂中環(huán)氧基的含量的指標(biāo),環(huán)氧當(dāng)量與環(huán)氧值可以換算。C=1000/B或C=100/A例:E20的環(huán)氧值為0.2,則C=100/0.2=5002.環(huán)氧當(dāng)量C:203.羥基值F:指100g樹(shù)脂中含有羥基的當(dāng)量數(shù)。例:分子量為1000的環(huán)氧樹(shù)脂,分子含4個(gè)羥基,則F=4/1000*100=0.4當(dāng)量/100g4.羥基當(dāng)量H:指含有一個(gè)當(dāng)量羥基的樹(shù)脂的克數(shù)。與F一樣,都是表示樹(shù)脂中羥基含量的指標(biāo)。
換算式為:H=100/F3.羥基值F:指100g樹(shù)脂中含有羥基的當(dāng)量數(shù)。21測(cè)定方法:乙酰氯法試劑:1.5M乙酰氯的甲苯溶液(取118mL乙酰氯置于1L容量瓶,加入純甲苯到刻度,充分混勻);0.5N氫氧化鈉乙醇溶液;甲酚紅指示劑:0.1g溶于100mL的50%的乙醇中。吡啶;丙酮;測(cè)定方法:乙酰氯法22(1)取試樣1~2g加入250mL具磨口塞的錐形瓶中,加熱至60℃使完全溶解,冷卻至室溫。(2)用移液管加入10mL1.5M乙酰氯的甲苯溶液,冷卻至0℃。
(3)加入2mL吡啶,緊塞劇烈搖蕩,置入60℃的水浴中加溫1h,其間可開(kāi)塞消除瓶?jī)?nèi)壓力,每隔10min劇烈搖蕩一次。
(1)取試樣1~2g加入250mL具磨口塞的錐形瓶中,加熱至23(4)將錐形瓶置入冰水中冷卻,加入25mL冷蒸餾水,時(shí)時(shí)搖蕩,在30min內(nèi)在冰水浴中使過(guò)剩的乙酰氯分解。
(5)再加25mL丙酮以防止溶液乳化加入數(shù)滴甲酚紅指示劑,用0.5N氫氧化鈉乙醇溶液滴定。(4)將錐形瓶置入冰水中冷卻,加入25mL冷蒸餾水,時(shí)時(shí)搖蕩24(6)另作空白試驗(yàn),按下式計(jì)算:H(羥基當(dāng)量)=2000W/(B-S)N式中:B:空白試驗(yàn)所耗0.5N堿乙醇溶液的毫升數(shù)
S:試樣所耗0.5N堿乙醇溶液是毫升數(shù)
N:堿乙醇溶液的當(dāng)量數(shù)
W:樣品重量(g)(6)另作空白試驗(yàn),按下式計(jì)算:25二、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的制備(一)、反應(yīng)原理
環(huán)氧氯丙烷與雙酚A在NaOH存在下,制成環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)如下:
雙酚A分子中的羥基上的活潑氫原子在NaOH催化下,與環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基發(fā)生開(kāi)環(huán)加成反應(yīng),使兩個(gè)分子結(jié)合。然后在NaOH作用下,鏈端上的氯原子與羥基上的氫原子結(jié)合成HCl而脫除,閉合為新的環(huán)氧基。二、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的制備26新生的環(huán)氧基再和雙酚A反應(yīng),生成了中間含有仲醇基兩端含有酚羥基的類似雙酚A的更大分子:這個(gè)更大的類似雙酚A的分子和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)。重復(fù)以上開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、再開(kāi)環(huán)、再閉環(huán)…的反應(yīng)總反應(yīng)式可寫(xiě)成:新生的環(huán)氧基再和雙酚A反應(yīng),生成了中間含有仲醇基兩端含有酚羥27(二)合成工藝1.低分子量樹(shù)脂的合成工藝采用二步加堿法,它的優(yōu)點(diǎn)是最大限度的避免了環(huán)氧氯丙烷的水解,增加了環(huán)氯丙烷的回收量。2.配比(以E-44為例)原料規(guī)格用量雙酚A100%1公斤環(huán)氧氯丙烷93~94%2.75公斤NaOH30%1.435或0.775公斤甲苯(或苯)適量(二)合成工藝28
工藝過(guò)程(1)把雙酚A放入溶解釜中,加入環(huán)氧氯丙烷,開(kāi)動(dòng)攪拌,用蒸汽加溫至70℃溶解。溶解后將物料送至反應(yīng)釜中,在攪拌情況下,于50~55℃,4小時(shí)內(nèi),滴加完第一份堿溶液,并在55~60℃下繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)。(2)減壓回收過(guò)量的環(huán)氧氯丙烷,冷凝收集后重新利用。工藝過(guò)程29(3)加入苯溶解,邊攪拌邊加熱至70℃,在68~73℃下,于1h內(nèi)將第二份堿液滴加完畢,并在68~73℃下繼續(xù)反應(yīng)3h,然后冷卻靜置,將上層樹(shù)脂苯溶液移至回流脫水釜,下層的鹽腳尚可加苯再萃取一次后放掉。
(4)在回流脫水釜中回流至蒸出的苯清徹?zé)o水為止,然后冷卻、靜置、經(jīng)過(guò)濾、沉降后送至脫苯釜脫苯、先常壓脫苯至液溫達(dá)110℃以上,后改為減壓脫苯,至液溫140~143℃無(wú)液體餾出時(shí),即可出料進(jìn)行包裝。(3)加入苯溶解,邊攪拌邊加熱至70℃,在68~73℃下,于30三、胺固化環(huán)氧樹(shù)脂漆胺類固化劑種類較多,大致可分為三類:(1)脂肪族胺類:乙二胺、己二胺、二乙撐三胺、三乙撐四胺、四乙撐五胺等。能在常溫下固化,固化速度快,粘度低,使用方便;缺點(diǎn)是固化時(shí)放熱量大,固化后樹(shù)脂的機(jī)械強(qiáng)度低,耐熱性差,有毒。三、胺固化環(huán)氧樹(shù)脂漆31(2)芳香族胺類:間苯二胺、間苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷等。固化時(shí)需要在較高溫度下進(jìn)行,使用期限較長(zhǎng),固化后樹(shù)脂耐熱性較好。
(3)改性胺類固化劑:是胺類與其他化合物的加成物,具有毒性小,工藝性能好等優(yōu)點(diǎn),如T31,可常溫固化。(2)芳香族胺類:間苯二胺、間苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷等。32固化劑固化反應(yīng)原理固化劑固化反應(yīng)原理33二乙烯(撐)三胺二乙烯(撐)三胺34(一)多元胺固化的環(huán)氧樹(shù)脂漆1、性能和用途(1)附著力好,機(jī)械強(qiáng)度高,柔韌性尚可。(2)耐化學(xué)品性好,耐脂肪烴類溶劑。(3)雙組份,常溫固化,現(xiàn)配現(xiàn)用,使用期短。(4)用于既要求防腐又不能烘考的大型設(shè)備如貯罐,大口徑埋地管道。(一)多元胺固化的環(huán)氧樹(shù)脂漆1、性能和用途352、原料的選擇與漆的配制(1)樹(shù)脂-E-20(分子量為900)
(2)固化劑:已二胺、二乙烯三胺,乙二胺理論用量:5.8%4.4%3.1%
(3)溶劑-酮、醇和芳香烴混合溶劑,涂刷施工時(shí)用乙基溶纖劑,不能用酯類作溶劑,因?yàn)樗c胺類會(huì)反應(yīng)。
2、原料的選擇與漆的配制36(4)漆的制備工藝環(huán)氧樹(shù)脂和溶劑放在有回流冷凝器的釜中,加熱溶解,過(guò)濾,即成清漆。如配制色漆,再加入顏料,填料,經(jīng)研磨而成。所有固化劑則為另一組分。
由于是雙組分的,施工前按規(guī)定比例混合,靜置1~2h熟化,否則容易“泛白”。這類漆流平性很差,施工后易產(chǎn)生桔皮,縮邊等弊病。可在漆中加環(huán)氧樹(shù)脂的5%左右的脲醛樹(shù)脂或三聚氰胺甲醛樹(shù)脂以改善其流平性。
(4)漆的制備工藝37
舉例:(1)鋼質(zhì)貯油罐的內(nèi)壁涂料甲組分:原料規(guī)格紅丹防銹漆白環(huán)氧磁漆環(huán)氧樹(shù)脂紅丹硅藻土滑石粉三聚氰胺樹(shù)脂鈦白混合溶劑總計(jì)E-20325目50%銳鈦型甲苯/丁醇8/228.059.95.654.650.85-25124.0529.9--4.951.8536.62497.30乙組分已二胺酒精工業(yè)品工業(yè)品1.631.631.671.67舉例:(1)鋼質(zhì)貯油罐的內(nèi)壁涂料規(guī)格紅丹防銹38(二)胺加成物固化的環(huán)氧樹(shù)脂漆環(huán)氧-胺加成物是最常用的固化劑,它是用環(huán)氧樹(shù)脂和過(guò)量的乙二胺(二乙烯三胺)反應(yīng)制得的。
配比如下:
乙二胺(75%)52丁醇56二甲苯56環(huán)氧樹(shù)脂(當(dāng)量500)110
(二)胺加成物固化的環(huán)氧樹(shù)脂漆39制備方法:將乙二胺、丁醇置于反應(yīng)釜中,攪拌,緩慢加入環(huán)氧樹(shù)脂,加熱回流反應(yīng)2~3小時(shí),減壓蒸出溶劑和過(guò)量的乙二胺,達(dá)到終點(diǎn)后(軟化點(diǎn)約96℃),降溫出釜,冷卻后是固態(tài),使用時(shí)研粉。制備方法:40舉例:胺加成物固化環(huán)氧樹(shù)脂清漆甲組分:環(huán)氧樹(shù)脂E-2050
脲醛樹(shù)脂2.5
混合溶劑47.5乙組分:環(huán)氧-乙二胺加成物20
混合溶劑20舉例:胺加成物固化環(huán)氧樹(shù)脂清漆41(三)聚酰胺固化環(huán)氧樹(shù)脂漆1、性能和用途固化環(huán)氧的聚酰胺是低分子量的(1000~500),外觀是棕色粘稠液體。與胺固化漆比較,有如下優(yōu)缺點(diǎn):(三)聚酰胺固化環(huán)氧樹(shù)脂漆42(1)對(duì)金屬和非金屬都有很強(qiáng)的粘合力,可制得高彈性的漆膜。(2)耐侯性較好(3)施工性能好,不易“泛白”,產(chǎn)生桔皮,使用期限較長(zhǎng),毒性較小。(1)對(duì)金屬和非金屬都有很強(qiáng)的粘合力,可制得高彈性的漆膜。43(4)可在不完全除銹或潮濕的鋼鐵表面施工。(5)耐化學(xué)品性不及胺固化環(huán)氧樹(shù)脂。
用于涂裝儲(chǔ)罐,管道,鉆塔,石油化工設(shè)備,海上采油設(shè)備,皮革,紙張等。(4)可在不完全除銹或潮濕的鋼鐵表面施工。44原料底漆磁漆天蘭色原料底漆磁漆天蘭色甲組分E-2017.1836.35檸檬鉻黃12.12丁醇/二甲苯(3/7)17.1836.35鋅鉻黃9.92硅油溶液0.5氧化鋅7.45合計(jì)100100滑石粉(325目)2.72乙組分鋁粉漿(固體60%)5.5聚酰胺樹(shù)脂(200號(hào))11.520.0鈦白粉(金紅石型)26.4丁醇/二甲苯(3/7)11.520.0酞菁蘭0.4合計(jì)23.040.0原料底漆磁漆天蘭色原料底漆磁漆甲組分E-2017.18345(四)胺固化環(huán)氧煤瀝青漆1、性能和用途(1)耐水性突出,適于水下工程。(2)耐化學(xué)品、耐腐蝕性較好(3)韌性好,附著力好,耐侯性差(4)成本低
用于地下管道,水下設(shè)施,船舶,儲(chǔ)罐內(nèi)型,不能用于飲用水設(shè)備。(四)胺固化環(huán)氧煤瀝青漆46原料
底漆中間漆面漆清漆甲組分E-2011.311.219.628.0輕質(zhì)碳酸鈣30.231.515.8氧化鐵紅11.310.55.2四鹽基鋅鉻黃7.5煤瀝青6.714.024.535.0混合溶劑27.227.225.123.0乙組分聚酰胺樹(shù)脂(300號(hào))2.82.84.97.0二甲苯2.82.84.97.0注:混合熔劑為甲苯:環(huán)己酮:二甲苯:醋酸丁酯=4:3:2:1,以上配方適用于輸油管外壁,耐水性,耐堿性,抗?jié)B性優(yōu)良原料底漆中間漆面漆清漆甲組分E-2011.311.219.47四、合成樹(shù)脂固化的環(huán)氧樹(shù)脂漆(一)氨基樹(shù)脂固化的環(huán)氧樹(shù)脂漆1、性能和用途漆膜柔韌性好,顏色淺,光澤強(qiáng),耐化學(xué)品性比單獨(dú)的環(huán)氧樹(shù)脂好,用于醫(yī)療器械,儀器設(shè)備,金屬或塑料表面罩光。四、合成樹(shù)脂固化的環(huán)氧樹(shù)脂漆482、制備原料清漆
wt%磁漆
wt%鈦白(金紅石型)環(huán)氧
(分子量2900)60%丁醇醚化脲醛樹(shù)脂二丙酮醇二甲苯-28.020.026.026.029.420.614.717.617.7這種漆耐化學(xué)品性,光澤,硬度均好,205度烘烤20min固化。在設(shè)計(jì)配方時(shí),環(huán)氧/氨基樹(shù)脂=70/30時(shí),漆的性能最好。2、制備原料清漆wt%磁漆wt%鈦白(金紅石型)-29.49(二)環(huán)氧-氨基-醇酸漆不干性短油度醇酸樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂,氨基樹(shù)脂相混溶,交聯(lián)后,漆膜具有更好的附著力,堅(jiān)韌性和耐化學(xué)品性??捎米鞯灼岷屯ㄓ梅栏崤淦釙r(shí)環(huán)氧/醇酸/氨基=30/45/25,醇酸增加時(shí),漆膜耐化學(xué)品性和附著力下降,柔韌性提高,烘干條件是180℃,15min;150℃,30min;120℃,60min。(二)環(huán)氧-氨基-醇酸漆50配方:環(huán)氧E-2015.4不干性短油度醇酸樹(shù)脂(50%)32三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(50%)21.4環(huán)已酮17.2二甲苯13.41%硅油溶液0.5配方:51(三)多異氨酸酯固化環(huán)氧樹(shù)脂漆多異氰酸酯中的異氰酸基和環(huán)氧中的羥基反應(yīng)生成聚氨基甲酸酯,使漆膜固化。這種漆是雙組分的,常溫下固化,漆膜耐水性,耐溶劑性,耐化學(xué)品性優(yōu)異,柔韌性特別好,用于涂裝水下設(shè)備和化工設(shè)備,配漆時(shí)NCO:OH=0.7-1.1。不得使用醇類和醇醚類溶劑。
(三)多異氨酸酯固化環(huán)氧樹(shù)脂漆52配方:甲組分含量%鈦白34環(huán)氧(E-03)21環(huán)已酮21.5醋酸溶纖劑10.75二甲苯10.75乙組分TDI加成物18.7配方:53(四)、潛固化劑這種固化劑在常溫時(shí)是穩(wěn)定的,當(dāng)受熱時(shí)固化劑中的活性基團(tuán)才游離出來(lái)而發(fā)生固化反應(yīng)。1.雙氰胺在145~165℃時(shí)能使環(huán)氧樹(shù)脂在30min內(nèi)固化。使用量為100份E-20樹(shù)脂用2.5~4份雙氰胺。固化條件在145~180℃下烘烤0.5~5小時(shí)。(四)、潛固化劑542.丁酮亞胺這是一種潮濕環(huán)境下的固化劑,它與環(huán)氧樹(shù)脂配漆后,在密封的罐內(nèi)是穩(wěn)定的。涂刷后漆膜與空氣中的水分接觸,丁酮亞胺分解成丁酮和巳二胺,巳二胺使環(huán)氧樹(shù)脂固化。2.丁酮亞胺55五、其他環(huán)氧樹(shù)脂漆(一)無(wú)溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂漆1、性能和用途
是一種不含有機(jī)溶劑的環(huán)氧樹(shù)脂漆,主要成分有:環(huán)氧樹(shù)脂,固化劑,活性稀釋劑,顏料和輔助材料。五、其他環(huán)氧樹(shù)脂漆56(1)原漿型,一道涂裝250um左右,施工效率高。(2)環(huán)保型,避免環(huán)境污染和對(duì)健康的影響。(3)漆膜較脆,粘度高,施工不方便,需要專用設(shè)備,用于管道,貯罐,車內(nèi)壁,裝載石油的船艙,適于通風(fēng)不良環(huán)境下的設(shè)備。(1)原漿型,一道涂裝250um左右,施工效率高。572、制備料液多為雙組分;常溫干燥型、烘干型。
環(huán)氧樹(shù)脂選用分子量較低的E-44,E-51,活性稀釋劑要求稀釋能力強(qiáng),無(wú)毒無(wú)特殊臭味,不易揮發(fā),能滿足漆膜性能要求。
丁基縮水甘油醚,環(huán)氧值≥0.5,稀釋力較強(qiáng),漆膜的彈性和耐熱性較好,對(duì)皮膚刺激性小。
2、制備58糠醇縮水甘油醚,稀釋能力較差,無(wú)臭味,對(duì)皮膚刺激小。烯丙基縮水甘油醚,本身粘度低,稀釋力強(qiáng),是一種高效活性稀釋劑。二縮水甘油醚,環(huán)氧值1.15-1.53,具有兩個(gè)環(huán)氧基,漆膜彈性,耐熱性好,稀釋能力強(qiáng),用量為環(huán)氧樹(shù)脂的30%。以上活性稀釋劑與固化劑的用量按當(dāng)量比為1:1??反伎s水甘油醚,稀釋能力較差,無(wú)臭味,對(duì)皮膚刺激小。59固化劑:低分子量聚酰胺-可常溫固化,有增韌作用,附著力極好。有良好的耐水性和耐候性,
酚醛已二胺縮合物-可常溫固化,無(wú)毒,常溫固化時(shí)間為1-3天。
植物油與酐的加成物--烘干固化。桐油酸酐漆膜電性能好,由于本身漆膜厚,只需加少量的顏料就可達(dá)到足夠的遮蓋力,如鈦白,在涂料中5-6%就足夠。固化劑:60(二)線型環(huán)氧樹(shù)脂漆(高分子漆)
線型環(huán)氧樹(shù)脂也是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂,分子量特別高7000-30000,而普通環(huán)氧都在4000以下,結(jié)構(gòu)式如下,n=25-100,環(huán)氧值很小。1、特征:
(1)分子鏈很長(zhǎng),韌性極好,可不用固化劑交聯(lián)而直接成膜。
(二)線型環(huán)氧樹(shù)脂漆(高分子漆)61(2)有大量極性羥基存在,附著力比普通環(huán)氧更強(qiáng),但抗水性較差,適合與酚醛,氨基并用,制成具有高韌性和高耐化學(xué)品性的烘干型涂料,用于鉆桿內(nèi)涂層
(3)由于分子量大,溶解時(shí)需要強(qiáng)溶劑,當(dāng)配成施工要求的粘度時(shí),固含量較低。
(4)對(duì)顏料浸潤(rùn)性不好,光澤差,適合于制底漆和高性能防腐漆。(2)有大量極性羥基存在,附著力比普通環(huán)氧更強(qiáng),但抗水性較差62六、環(huán)氧樹(shù)脂固化體系1.環(huán)氧樹(shù)脂/胺固化體系一元脂肪胺與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng),生成二元胺;二元胺進(jìn)一步與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)生成三元胺。六、環(huán)氧樹(shù)脂固化體系1.環(huán)氧樹(shù)脂/胺固化體系63一般,一元脂肪胺揮發(fā)性太高而選用分子量較高的多元胺,反應(yīng)在室溫下進(jìn)行。多元胺作固化劑,活性高,固化時(shí)間短,固化時(shí)放熱量大,施工時(shí)限短,在濕度較大的條件下,漆膜易泛白、桔皮、縮孔,多元胺有刺激性。一般,一元脂肪胺揮發(fā)性太高而選用分子量較高的多元胺,反應(yīng)在室642.環(huán)氧樹(shù)脂/酸酐固化體系酸酐與環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)則是非常重要的一類固化反應(yīng),其反應(yīng)順序?yàn)?/p>
a.酐開(kāi)環(huán)生成半酯2.環(huán)氧樹(shù)脂/酸酐固化體系酸酐與環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)則是非常65合成樹(shù)脂涂料學(xué)習(xí)教案課件663.環(huán)氧樹(shù)脂/堿基樹(shù)脂固化體系丁醚化脲醛樹(shù)脂、丁醚化或甲醚化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂和丁醚化苯代三聚氰胺樹(shù)脂可以與環(huán)氧樹(shù)脂中的羥基基團(tuán)反應(yīng)。3.環(huán)氧樹(shù)脂/堿基樹(shù)脂固化體系丁醚化脲醛樹(shù)脂、丁醚化或甲醚67其漆膜具有好的耐化學(xué)性,極好的粘結(jié)性、耐沖擊性、好的柔軟性和高的表而硬度。環(huán)氧樹(shù)脂/脲醛樹(shù)脂主要用作底漆或包裝涂料。所用環(huán)氧樹(shù)脂的分子量在3000-10000,反應(yīng)需在酸催化劑存在下或在100℃以下溫度下進(jìn)行。其漆膜具有好的耐化學(xué)性,極好的粘結(jié)性、耐沖擊性、好的柔軟性和684.環(huán)氧樹(shù)脂/酚醛樹(shù)脂固化體系固化反應(yīng)主要通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂中的羥基或環(huán)氧基團(tuán)與酚醛樹(shù)脂上的羥基或烷氧基之間的反應(yīng)進(jìn)行的:
4.環(huán)氧樹(shù)脂/酚醛樹(shù)脂固化體系固化反應(yīng)主要通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂中的695.環(huán)氧樹(shù)脂/異氰酸酯固化體系5.環(huán)氧樹(shù)脂/異氰酸酯固化體系70環(huán)氧樹(shù)酯在涂料工業(yè)中應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)酯在涂料工業(yè)中應(yīng)用71第二節(jié)聚氨酯樹(shù)脂組成:在分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯重復(fù)鏈節(jié)的高分子化合物稱為聚氨酯樹(shù)脂,由多異氰酸脂和多元醇加成聚合而成。原料的性能及選擇常用的多異氰酸酯有甲苯二異氰酸酯(TDI)和二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)第二節(jié)聚氨酯樹(shù)脂組成:在分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯重復(fù)鏈節(jié)的72一、聚氨酯概況(一)定義:聚氨酯漆是指在漆膜中含有相當(dāng)數(shù)量的氨酯鍵的涂料。聚氨酯漆所用的原料是聚氨酯樹(shù)脂,聚氨酯樹(shù)脂是由多異氰酸酯與多元醇等含有活性氫原子和基團(tuán)反應(yīng)而成的。在實(shí)際生產(chǎn)中常用的是二異氰酸酯,其結(jié)構(gòu)如下:
O=C=N-R-N=C=O一、聚氨酯概況73其中NCO稱為異氰酸酯基或異氰酸基,二異氰酸酯與多元醇反應(yīng)形成高聚物的過(guò)程,既不是縮合,也不是聚合,而是在兩者之間,稱之為逐步聚合,在反應(yīng)中一個(gè)分子中的活潑氫原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)分子中去。在固化過(guò)程中也沒(méi)有副產(chǎn)物分離出來(lái),體積收縮小。其中NCO稱為異氰酸酯基或異氰酸基,二異氰酸酯與多元醇反應(yīng)形74(二)聚氨酯漆的特點(diǎn)1、耐磨性強(qiáng),廣泛用作地板漆,甲板漆等2、既有很好的保護(hù)性,又有很好的裝飾性。3、對(duì)多種物質(zhì)均有很強(qiáng)的附著力。4、漆膜的彈性可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)??梢詮臉O堅(jiān)硬的涂層調(diào)節(jié)到柔韌的彈性涂層。(二)聚氨酯漆的特點(diǎn)755、具有較全面的耐化學(xué)品,耐酸、堿、鹽,適合于化工防腐涂料。6、既能高溫烘干,也能低溫固化,0℃7、既能制成耐低溫(-40℃)品種,也能制成耐高溫品種。8、能與聚酯,聚醚,環(huán)氧,醇酸,聚丙烯酸酯,氯乙烯醋酸乙烯共聚樹(shù)脂,煤瀝青,干性油等配合制漆,品種極多,性能各異,應(yīng)用面非常廣。5、具有較全面的耐化學(xué)品,耐酸、堿、鹽,適合于化工防腐涂料。76二、化學(xué)部分(一)異氰酸酯的工業(yè)品種主要品種有:1、甲苯二異氰酸酯(TDI)工業(yè)品有單獨(dú)的2,4體,也有2,4體與2,6體的混合物。65/35,80/20(百分比)都是透明無(wú)色到微黃色的液體。二、化學(xué)部分工業(yè)品有單獨(dú)的2,4體,也有2,4體與2,6體的772、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)外觀是白色到黃色片狀體以上兩種是芳香族多異氰酸酯,所制的漆膜機(jī)械性能優(yōu)良,耐化學(xué)品性好,但耐候性差,易失光(因?yàn)楹斜江h(huán)結(jié)構(gòu))。2、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)783、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)外觀是無(wú)色到微黃色液體。4、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)以上兩種是脂肪族多異氰酸酯。其所制得的漆膜不泛黃,保光性好。3、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)外觀是無(wú)色到微黃色液體。79(二)異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)制備聚氨酯涂料時(shí)最基本最重要的反應(yīng)是下述反應(yīng)(NCO基團(tuán)與活潑H之間的反應(yīng))。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),均以單官能化合物來(lái)表示這些反應(yīng):(二)異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)制備聚氨酯涂料時(shí)最基本最重要的反應(yīng)是下80合成樹(shù)脂涂料學(xué)習(xí)教案課件811)與醇反應(yīng)
2)與水反應(yīng),生成不穩(wěn)定的氨基甲酸,隨即分解為胺放出CO2。
3)與胺反應(yīng)生成脲
4)在高溫(100度以上)或催化劑作用下,與氨基甲酸酯反應(yīng)生成脲基甲酸酯。
1)與醇反應(yīng)825)與脲反應(yīng),生成縮二脲,具有優(yōu)良的性能。
6)異氰酸酯能與羧酸反應(yīng)形成酰胺,還能與酰胺反應(yīng)生成酰基脲。
7)自身聚合,芳香族異氰酸酯聚合成二聚體,脂肪族異氰酸酯形成三聚體,芳香族和脂肪族的混合物也能聚合成三聚體,具有快干,不泛黃,耐高溫等特色。5)與脲反應(yīng),生成縮二脲,具有優(yōu)良的性能。83(三)催化劑
催化劑的作用是促進(jìn)異氰酸酯的反應(yīng),并引導(dǎo)反應(yīng)向著預(yù)期的方向進(jìn)行。1.叔胺類--甲基乙二醇胺,二甲基乙醇胺、三亞乙基二胺;其中的三亞甲基二胺最為常用,叔胺的催化活性隨堿性增大而增大。叔胺對(duì)芳香族TDI有顯著的催化作用,但對(duì)脂肪族HDI的催化作用極弱。(三)催化劑842.有機(jī)金屬化合物-環(huán)烷酸鋅,鋁,鉛等。環(huán)烷酸鋅對(duì)脂肪族的催化作用強(qiáng),而對(duì)芳香族的催化作用弱。3.有機(jī)膦--三乙基膦等,工業(yè)上用得不多。需要注意的是,原料中存在的微量堿,如水溶性鐵鹽等對(duì)異氰酸酯的反應(yīng)也有催化作用。如處理不當(dāng),容易產(chǎn)生凝膠使漆料報(bào)廢。為消除微量堿的影響可加入少量0.3%的磷酸或苯甲酰氯,其醇解時(shí)產(chǎn)生的鹽酸可中和堿性雜質(zhì)。2.有機(jī)金屬化合物-環(huán)烷酸鋅,鋁,鉛等。85(四)水份消除劑異氰酸酯能與水反應(yīng)生成胺和CO2,因此,無(wú)論是在單組分還是雙組分涂料中,都不希望水分的存在,以免影響涂料貯存期或使漆膜產(chǎn)生氣泡。常用的水分消除劑有沸石分子篩(吸附水分),除水作用強(qiáng)而不會(huì)影響異氰酸酯的活性。(四)水份消除劑86(五)溶劑1)由于醇,醚類溶劑中含有羥基,可以參加異氰酸酯的反應(yīng),故不可用。烴類溶劑雖然穩(wěn)定,但溶解力低,常與其它溶劑合用,酯類溶劑用得最多,如醋酸乙酯,醋酸丁酯,酮類溶劑也可用,如環(huán)已酮,但氣味較大。
2)溶劑中或多或少含有水分,會(huì)影響漆膜的性能和質(zhì)量,所以在制漆過(guò)程中應(yīng)采用“氨酯級(jí)溶劑”,這種溶劑含雜質(zhì)極少,純度比一般工業(yè)品高。(五)溶劑87(一)聚氨酯漆的分類1、氨酯油(氧固化,單組分)2、多異氰酸酯/含羥基樹(shù)脂(雙組分)3、封閉型多異氰酸酯/含羥基樹(shù)脂(烘干型,單組分)4、預(yù)聚物,潮氣固化型(單組分)5、預(yù)聚物,催化固化型(雙組分)6、聚氨酯瀝青7、聚氨酯彈性涂料。
三、制漆部分(一)聚氨酯漆的分類三、制漆部分88聚氨酯漆主要品種表:氨酯油封閉型(單組分)潮氣固化(單組分)催化固化(雙組分)羥基固化(雙組分)固化條件氧固化熱烘烤濕潤(rùn)空氣在催化劑作用下與羥基交聯(lián)反應(yīng)游離異氰酸酯無(wú)無(wú)較多較多較少干燥時(shí)間/h0.5-3.0高溫烘烤按濕度大小約數(shù)h0.5-4.02.0-8.0耐化學(xué)品性尚好優(yōu)異良好到優(yōu)異良好到優(yōu)異優(yōu)異施工期限長(zhǎng)長(zhǎng)約1天數(shù)小時(shí)約1天主要用途地板漆電磁線漆絕緣漆地板漆、石油化工用涂料金屬防腐漆各種用途聚氨酯漆主要品種表:氨酯油封閉型潮氣固化催化固化羥基固化固化89(二)氨酯油氨酯油是先將干性油與多元醇進(jìn)行酯化,再與二異氰酸酯反應(yīng),以油脂中的不飽和雙鍵在空氣中干燥(在催干劑作用下)的涂料。1.性能及用途:1)比醇酸樹(shù)酯快干,硬度高,耐磨性好,抗水,抗堿,這是因?yàn)榘滨ユI之間可以形成氫鍵。
(二)氨酯油902)盡管氨酯油漆膜的性能不及含NCO基的聚氨酯漆,但正因?yàn)椴缓琋CO基,所以有良好的貯存穩(wěn)定性,制造色漆手續(xù)簡(jiǎn)單,施工方便,價(jià)格較低,不易泛黃,用于要求性能高于醇酸樹(shù)脂而價(jià)格又比聚氨酯便宜的場(chǎng)合,如地板漆,甲板漆,設(shè)備防銹漆等。2)盡管氨酯油漆膜的性能不及含NCO基的聚氨酯漆,但正因?yàn)椴?12.制備
一般投料NCO/OH比例在0.9-1.0之間,太高則成品不穩(wěn)定,太低則殘留羥基多,抗水性差。
操作:1)將亞麻油,季戊四醇,環(huán)烷酸鈣在240℃醇解1h,冷卻至180℃,加入第1批200#溶劑油和二甲苯混合均勻,升溫回流,脫除微量水分。2.制備922)將TDI與第2批200#溶劑油預(yù)先混合,半小時(shí)內(nèi)逐漸加入,通入N2不斷攪拌,加入錫催化劑,升溫到95℃,保溫,抽樣,待粘度達(dá)加氏管5秒左右時(shí),冷卻至60℃,加入丁醇,使殘存的NCO基反應(yīng)完畢后過(guò)濾,冷卻后加入催干劑0.3%的金屬鉛和0.03%的金屬鈷,以及0.1%的抗結(jié)皮劑(丁酮肟或丁醛或丁醛肟),即可裝罐。2)將TDI與第2批200#溶劑油預(yù)先混合,半小時(shí)內(nèi)逐漸加入93配方:原料重量(g)當(dāng)量值克當(dāng)量數(shù)官能度克分子數(shù)亞麻油17562936.016.0季戊四醇288368.042.0環(huán)烷酸鈣8TDI626877.223.6油中所含甘油6.032.0200號(hào)溶劑油12000二甲苯160200號(hào)溶劑油2450二月桂酸二丁基錫2丁醇(脫水)60總量535013.6環(huán)烷酸鈣的作用?-----催干劑配方:原料重量(g)當(dāng)量值克當(dāng)量數(shù)官能度克分子數(shù)亞麻油1794(三)雙組分聚氨酯漆(NCO/OH)1.多異氰酸酯組分要求具有良好的溶解性及與其他樹(shù)脂的混溶性,與乙組分合并后,可使用期限較長(zhǎng),NCO含量高,低毒。在生產(chǎn)中若直接采用揮發(fā)性的二異氰酸酯(TDI,HDI,MDI等)配制涂料,危害人體健康,必須把它加工成低揮發(fā)性產(chǎn)品,這類產(chǎn)品有:(三)雙組分聚氨酯漆(NCO/OH)95
1)加成物最常用的是三分子TDI與一分子三羥甲基丙烷的加成物,這是用得最廣泛的一種加成物,外觀為粘稠的微黃澄清液,密閉貯藏期一至二年。除TDI以外,MDI,IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)都有加成物的產(chǎn)品。2)縮二脲多異氰酸酯工業(yè)品的典型例子是由已二異氰酸酯(HDI)和水反應(yīng)生成具有三官能度的多異氰酸酯。
這種縮二脲不泛黃耐候性非常好,可以與聚酯或聚丙烯酸酯配套制造常溫固化戶外漆,如飛機(jī)漆,汽車漆,火車漆等高檔戶外用漆。1)加成物963)三聚物----三聚異氰酸酯
由甲苯二異氰酸酯自聚而成,特點(diǎn)是干燥時(shí)間短。還有脂肪族和芳香族混合的三聚異氰酸酯,由TDI和HDI聚合而成。2.含羥基組分含羥基組分的化合物主要有:聚酯,聚醚,環(huán)氧樹(shù)脂,蓖麻油或其加工產(chǎn)品。3)三聚物----三聚異氰酸酯971)聚酯型號(hào)及用途牌號(hào)OH含量主要用途6508%與HDI縮二脲搭配制戶外耐候漆8008.8%耐腐蝕耐溶劑漆11006.5%耐腐蝕耐溶劑漆、通用漆12005.0%通用漆、耐水及可撓性漆22001.8%彈性漆1)聚酯型號(hào)及用途牌號(hào)OH含量主要用途6508%與HDI縮二982)聚醚比聚酯廉價(jià),耐水,耐堿性好,粘度低,宜制造無(wú)溶劑漆,但耐候性比聚酯差,主要品種有:二羥基聚氧化丙醚(N304),三羥基聚氧化丙醚(N303)
3)環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂中的羥基可以和聚氨酯中的NCO反應(yīng)交聯(lián)固化,漆膜附著力、抗堿性均有提高,可用作耐化學(xué)品,耐鹽水的涂料,但由于環(huán)氧樹(shù)脂中有環(huán)氧基,不耐戶外曝曬。
有時(shí)可利用酸性樹(shù)脂的羧基使環(huán)氧基開(kāi)環(huán),生成羥基,然后再與聚氨酯交聯(lián),也可以在環(huán)氧樹(shù)脂中加入醇胺,生成多元醇,再與NCO基交聯(lián),得到性能更好的防腐涂料。2)聚醚994)蓖麻油蓖麻油中90%是蓖麻油酸(其中含有羥基),還有10%是不含羥基的油酸和亞油酸,羥值為163左右,含羥基4.94%。其組分中的長(zhǎng)鏈非極性脂肪酸賦予漆膜良好的抗水性和可撓性,而且因?yàn)閮r(jià)廉,來(lái)源豐富,所以廣泛用于聚氨酯漆中,一般都直接使用。5)丙烯酸樹(shù)脂丙烯酸樹(shù)脂中含羥基約2-4%,能與聚氨酯反應(yīng)交聯(lián)?,F(xiàn)在比較流行的是丙烯酸酯/脂肪族聚氨酯涂料。干性快,耐候性好,耐熱性和耐溶劑性好,韌性好,較為經(jīng)濟(jì),用于高級(jí)戶外涂料。4)蓖麻油1003.配漆舉例例1:甲組分:TDI加成物(50%不揮發(fā)份,含NCO基8.6%)85克
乙組分:蓖麻油醇酸樹(shù)脂液(含羥基)100克鈦白45克
這種白聚氨酯磁漆與聚氨酯底漆配套使用,可作優(yōu)良的金屬防腐蝕涂層,用于油管內(nèi)壁防蠟涂層效果很好。3.配漆舉例101例2:甲組分:TDI加成物(同上)17.7克
乙組分:含羥基氯醋共聚樹(shù)脂(30%溶液)30.5克:鈦白10.1克;滑石粉9.9克;
環(huán)氧E-510.5克;
環(huán)已酮/二甲苯(1:1)溶劑26.3克
NCO/OH=1.4--1.5.
比一般乙烯系耐溶劑,耐熱,附著力好,比一般聚氨酯快干,耐酸、堿腐蝕。例2:102(四)封閉型聚氨酯漆
該漆中的多異氰酸酯被OH基或含單官能度的活潑氫原子的物質(zhì)所封閉,可以同含羥基的樹(shù)脂(乙組分)混裝而不反應(yīng),成為單組分涂料,具有極好的貯藏穩(wěn)定性。
在加熱下氨酯鍵裂解生成異氰酸酯,再與羥基交聯(lián)反應(yīng)成膜。
RNHCOOC6H5→RN=C=O+C6H5OH
苯酚封閉的聚氨酯異氰酸酯苯酚(四)封閉型聚氨酯漆1031、封閉劑生產(chǎn)中主要采用苯酚和苯甲酚,脂肪族類多異氰酸酯用乳酸乙酯作封閉劑。裂解溫度在130-160℃之間。2、制備-苯酚封閉的TDI加成物由3克分子TDI與1克分子三羥甲基丙烷加成,再以3克分子的苯酚或甲酚封閉。1、封閉劑1041)將苯酚溶于醋酸乙酯中,將TDI加成物溶液按當(dāng)量比加入,混勻。
2)將溶液加熱至100℃,保溫?cái)?shù)小時(shí),抽樣以丙酮稀釋,至加入苯胺而無(wú)沉淀析出時(shí),表示已封閉完全,即可停止。3)蒸出溶劑,產(chǎn)品為固體,軟化點(diǎn)120-130℃。1)將苯酚溶于醋酸乙酯中,將TDI加成物溶液按當(dāng)量比加入,混1053、配漆舉例苯酚封閉的TDI加成物—(相當(dāng)于甲組分)32.45克聚酯(含羥基12%)15.45克辛酸亞錫(催化劑)0.1克普通熱塑性聚酰胺樹(shù)脂(助劑)2-4克苯甲酚(含-OH相當(dāng)于乙組分)20.4克醋酸溶纖劑17.4克甲苯11.9克使用時(shí)加熱到140℃左右涂敷3、配漆舉例1064、用途封閉型聚氨酯漆主要用作電絕緣漆,絕緣性好,耐水,耐溶劑,機(jī)械性能好,具有“自焊錫”性,近年來(lái)也用于裝飾汽車和聚氨酯粉末涂料。4、用途107(五)聚氨酯瀝青漆是繼環(huán)氧瀝青漆之后較新的品種,由聚氨酯樹(shù)脂與煤瀝青混合制得,煤瀝青價(jià)廉而且抗水性優(yōu)良,加入聚氨酯后提高了耐油性,改善了熱塑性和冷裂的缺點(diǎn)。可用于水下工程,原油貯罐,化工防腐,船舶等方面。(五)聚氨酯瀝青漆108
與環(huán)氧煤瀝青相比,主要差異見(jiàn)下表:
項(xiàng)目環(huán)氧瀝青漆聚氨酯瀝青漆施工溫度10℃以上0℃也可固化耐寒性較脆較好干性稍慢較快制造過(guò)程簡(jiǎn)單較復(fù)雜,原料要脫水貯存穩(wěn)定性
較好,不易變質(zhì)較差,必須封閉以免凝膠耐堿性好尚好耐酸性尚好好使用期24h較短,4—8小時(shí)內(nèi)用完與環(huán)氧煤瀝青相比,主要差異見(jiàn)下表:項(xiàng)目環(huán)氧瀝青漆聚氨酯瀝109聚胺酯瀝青漆一般制成雙組分,其甲組分是多異氰酸酯的預(yù)聚物,乙組分是瀝青和多元醇組分(聚酯,聚醚,環(huán)氧等)。
如需耐戶外曝曬,可加入鋁粉,鐵紅等原料,用煤焦油和MDI,再加入分子篩,甲酸乙酯等吸潮劑,可以配制無(wú)溶劑的聚氨酯瀝青漆,涂膜厚度可達(dá)400μm。聚胺酯瀝青漆一般制成雙組分,其甲組分是多異氰酸酯的預(yù)聚物,乙110第三節(jié)醇酸樹(shù)脂一、醇酸樹(shù)脂的組成與基本結(jié)構(gòu)第三節(jié)醇酸樹(shù)脂一、醇酸樹(shù)脂的組成與基本結(jié)構(gòu)111醇酸樹(shù)脂所用的原料多元醇:二元醇——乙二醇、新戊二醇三元醇——甘油(丙三醇)、三羥甲基丙烷四元醇——季戊四醇、伯醇、仲醇、叔醇多元酸:二元酸——乙二酸、苯二甲酸酐(苯酐)、間苯二甲酸、順丁烯二酸酐。三元酸——苯偏三甲酸酐。一元酸:
松香、苯甲酸、椰子油酸、豆油酸、亞麻油酸、蓖麻油酸、松漿油酸等。醇酸樹(shù)脂所用的原料112二、合成醇酸樹(shù)脂中原材料的選擇醇酸樹(shù)脂可以看成是脂肪酸改性的聚酯樹(shù)脂。也就是說(shuō),在合成醇酸樹(shù)脂中,除了多元酸、多元醇外,還包括脂肪酸。根據(jù)脂肪酸的不飽和程度,植物油可分為:干性油:碘值>140,如桐油、亞麻仁油等;半干性油:碘值約125-140,如豆油、葵花籽油等;不干性油:碘值<125,如棉籽油、蓖麻油、椰子油不飽和程度愈高,干率愈快。樹(shù)脂的顏色則與此相反,不飽和程度愈低則顏色愈淺。二、合成醇酸樹(shù)脂中原材料的選擇醇酸樹(shù)脂可以看成是脂肪酸改性的113油度與應(yīng)用醇酸樹(shù)脂組分中油所占百分含量稱為油度(OL)應(yīng)用規(guī)律:油度高,涂膜呈油特性多,較柔韌耐久,富有彈性,一般用于室外用品涂裝;油度低,涂膜呈樹(shù)脂特性多,較硬而脆,光澤、保色、抗摩擦性好,室內(nèi)涂裝。油度與應(yīng)用醇酸樹(shù)脂組分中油所占百分含量稱為油度(OL)應(yīng)用規(guī)114醇酸樹(shù)脂按油的長(zhǎng)度可分為短油度(含油量40%)、中油度(含油量41%一60%)和長(zhǎng)油度(含油量61%一70%)醇酸樹(shù)脂。長(zhǎng)油度醇酸樹(shù)脂主要用作建筑涂料,主要通過(guò)豆油改性。無(wú)直射光時(shí).變黃不像亞麻子油醇酸樹(shù)脂嚴(yán)重。長(zhǎng)油度樹(shù)脂主要用作防腐蝕涂料和建筑色漆。中油度醇酸樹(shù)脂主要用作氣干性和強(qiáng)迫干燥機(jī)械涂料和工業(yè)涂料,也可以用作汽車和重型貨車的修補(bǔ)漆,以及原裝面漆。醇酸樹(shù)脂按油的長(zhǎng)度可分為短油度(含油量40%)、中油度(含油115短油度醇酸樹(shù)脂主要和氨基樹(shù)脂一道用作工業(yè)烘干面漆如金屬家具、卡車散熱器、汽車車間門等。短油度醇酸樹(shù)脂和脲醛樹(shù)脂作木器漆,與硝基纖維素共混可用作廉價(jià)的家具清漆和汽車修補(bǔ)漆。苯乙烯改性醇酸樹(shù)脂具有比純的醇酸樹(shù)脂更快的干燥速度、更好的耐水、耐化學(xué)品性和更低的發(fā)黃傾向,缺點(diǎn)是漆膜耐溶劑性和耐刮傷性差.主要用作底漆。短油度醇酸樹(shù)脂主要和氨基樹(shù)脂一道用作工業(yè)烘干面漆如金屬家具、116三.醇酸樹(shù)脂的配方1.需要注意的問(wèn)題①多元醇、多元酸、脂肪酸之間的比例。②合成時(shí)注意控制樹(shù)脂的粘度、酸值。③制造方法:工藝上分為溶劑法和熔融法;從原料上分為醇解法和脂肪酸法。三.醇酸樹(shù)脂的配方117思路:在實(shí)際計(jì)算時(shí)可按需要通過(guò)油度來(lái)計(jì)算各成分的量,然后進(jìn)行試驗(yàn),找出酸值與粘度的關(guān)系,再修訂配方;如果發(fā)現(xiàn)膠化過(guò)早可增加過(guò)量的多元醇;如果酸值小,粘度很低,則減少過(guò)量的多元醇,再進(jìn)行修訂,反復(fù)幾次,最后得到一個(gè)比較理想的配方。思路:在實(shí)際計(jì)算時(shí)可按需要通過(guò)油度來(lái)計(jì)算各成分的量,然后進(jìn)行118四、醇酸樹(shù)脂的制備方法
1.脂肪酸法將脂肪酸、多元醇(甘油)、多元酸(苯二甲酸酐)在一起進(jìn)行酯化。
①常規(guī)法:將全部反應(yīng)物加入反應(yīng)釜內(nèi)混合,在不斷攪拌下升溫,在200~250℃下保溫酯化。中間不斷地測(cè)定酸值和粘度,達(dá)到要求時(shí)停止加熱。但這種方法制得的漆膜干燥時(shí)間慢、撓折性、附著力均不太理想。
四、醇酸樹(shù)脂的制備方法119②高聚物法:先加入部分脂肪酸(40~90%)與多元醇、多元酸進(jìn)行酯化,先形成鏈狀高聚物,然后再補(bǔ)加余下得脂肪酸,將酯化反應(yīng)完全。所制備的樹(shù)脂漆膜干燥快、撓折性、附著力、耐堿性都比常規(guī)法有所提高。②高聚物法:先加入部分脂肪酸(40~90%)與多元醇、多元酸1202.醇解法脂肪酸法必須用脂肪酸,不是直接用油類,脂肪酸是由油加工而得。因而增加了工序,提高了成本。如果把油、多元醇、多元酸直接混合在一起酯化時(shí),由于多元醇和多元酸(酐)優(yōu)先酯化,生成聚酯。聚酯不溶于油,而且反應(yīng)到一定程度會(huì)發(fā)生凝膠。2.醇解法121所以,在生產(chǎn)中,先將油(甘油三酸酯)與甘油進(jìn)行醇解,生成甘油—酸酯和甘油二酸酯,再與苯二甲酸酐酯化。所以,在生產(chǎn)中,先將油(甘油三酸酯)與甘油進(jìn)行醇解,生成甘油122①醇解反應(yīng)得結(jié)果,在均相之中形成一個(gè)平衡狀態(tài)的混合物,包括甘油一酸酯、甘油二酸酯、未醇解的甘油和甘油三酸酯。
②在惰性氣體氛圍下,不斷攪拌油并升溫至230~250℃,然后加入催化劑、多元醇并保溫。醇解程度可以通過(guò)檢測(cè)反應(yīng)混合物在無(wú)水甲醇中的溶解度來(lái)判斷(當(dāng)1份體積的反應(yīng)混合物在2~3份體積無(wú)水甲醇中得到透明的溶體時(shí)),加入二元酸(酐),在210~260℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)。
①醇解反應(yīng)得結(jié)果,在均相之中形成一個(gè)平衡狀態(tài)的混合物,包括甘123③油、多元醇、催化劑三者之比為(質(zhì)量比)1:0.2~0.4:0.0004~0.0002。
④常用的醇解催化劑有氧化鈣(環(huán)烷酸鈣、氫氧化鈣)、氧化鉛(環(huán)烷酸鉛)、氫氧化鋰(環(huán)烷酸鋰),催化劑能加快達(dá)到醇解平衡的時(shí)間,不能改變醇解的程度。③油、多元醇、催化劑三者之比為(質(zhì)量比)1:0.2~0.4:124⑤影響醇解反應(yīng)的因素反應(yīng)溫度:在催化劑存在下,反應(yīng)溫度在200~250℃之間。T↑,反應(yīng)速度↑,醇解程度↑,顏色↑。反應(yīng)時(shí)間:時(shí)間↑,甘油一酸酯含量↑。惰性氣體:無(wú)惰性氣體時(shí),色深,醇解時(shí)間延長(zhǎng)。油中雜質(zhì):油未精制時(shí)(堿漂洗),影響醇解程度,樹(shù)脂質(zhì)量明顯下降。⑤影響醇解反應(yīng)的因素125油的不飽和度:不飽和度↑,反應(yīng)速度↑,醇解程度↑。亞麻油>豆油>玉米油>棉籽油。⑥酯化醇解完畢,稍稍降溫(180~200℃),即可加入苯二甲酸酐,再升溫到200~250℃,酯化過(guò)程中要不斷取樣測(cè)定酸值和粘度,達(dá)到規(guī)定要求時(shí),停止反應(yīng)。將樹(shù)脂溶解成溶液。油的不飽和度:不飽和度↑,反應(yīng)速度↑,醇解程度↑。1263.熔融法例1.55%油度亞麻油醇酸樹(shù)脂配方原料投料比(%)投料量(kg)亞麻油(雙漂)52.41180甘油(98%)14.3324苯二甲酸酐0.33753黃丹(催化劑)0.01570.36甘油過(guò)量R=1.010r=1.014顏色、鐵鈷比色劑 ≤7號(hào)酸值≤8粘度,50%,200#溶劑油,加氏管,26℃,6~9秒不揮發(fā)份50+2%細(xì)度≤20微米3.熔融法127生產(chǎn)工藝:1.將亞麻油、甘油加入反應(yīng)釜,升溫,攪拌通入CO2。40min內(nèi)升溫到120℃,停止攪拌,加黃丹,繼續(xù)攪拌,升溫到220℃(總升溫時(shí)間為1.5~2h)2.在220℃保持醇解到95%,乙醇容忍度達(dá)到10倍;3.達(dá)到乙醇容忍度后,在220℃加苯二甲酸酐。分四批加入,每10分鐘加一批;生產(chǎn)工藝:1284.加完苯酐,在220℃保持1h。升溫到240℃保持3h,取樣測(cè)粘度與酸值,以后每隔1h測(cè)一次,接近合格時(shí),每15min測(cè)一次,粘度達(dá)到6~7秒,立即停止加熱,抽至稀釋罐;5.樹(shù)脂在稀釋罐內(nèi)降溫到150℃以下,加200#溶劑油溶解成50%溶液,降溫到60℃以下進(jìn)行過(guò)濾。4.加完苯酐,在220℃保持1h。升溫到240℃保持3h,1294.溶劑法(1)溶劑法優(yōu)點(diǎn):①樹(shù)脂顏色較淺,結(jié)構(gòu)均勻;②產(chǎn)量較高,苯酐揮發(fā)極少;③酯化溫度低;④酯化反應(yīng)周期短;⑤反應(yīng)釜易于清洗;4.溶劑法130配方投量(kg)投料比(%)當(dāng)量值豆油(雙漂)125057.42293季戊四醇32715.0235.5苯二甲酸酐60027.5674.0總計(jì)2177100(2)舉例制備62%油度,豆油季戊四醇醇酸樹(shù)脂配方投量(kg)投料比(%)當(dāng)量值豆油(雙漂)125057.131醇酸樹(shù)脂合成工藝過(guò)程(1)脂肪酸法(溶劑法)醇酸樹(shù)脂合成工藝過(guò)程(1)脂肪酸法(溶劑法)132(2)醇解法(溶劑法)(2)醇解法(溶劑法)133五.醇酸樹(shù)脂在涂料中的應(yīng)用
醇酸樹(shù)脂的用量占整個(gè)合成樹(shù)脂總量一半以上??芍瞥汕迤?、色漆,工業(yè)專用漆和一般通用漆。1.干性短油度醇酸樹(shù)脂
油度為30~40%,苯二甲酸酐含量>35%,亞麻油、豆油、脫水蓖麻油、紅花油、梓油等制成,漆膜凝聚快,有良好的附著力、耐候性、光澤和保光性。烘干干燥迅速,烘干之后比長(zhǎng)油度醇酸樹(shù)脂的硬度、光澤、保色、耐磨性等方面要好,可以用于汽車、玩具、機(jī)器部件的面漆和底漆。與脲醛樹(shù)脂合用作家具漆,以酸催化干燥。五.醇酸樹(shù)脂在涂料中的應(yīng)用1342.干性中油度醇酸樹(shù)脂油度45~60%,苯二甲酸酐含量為30%~35%。是醇酸樹(shù)脂中最主要的品種,也是用途最多的一種,漆膜干燥極快,有極好的光澤、耐候性及柔韌性。但與短油度醇酸樹(shù)脂相比,保色、保光性差一些,加入氨基樹(shù)脂后的烘干時(shí)間要長(zhǎng)些??芍谱愿苫蚝娓纱牌?、清漆、底漆膩?zhàn)拥?。用作金屬制品裝飾漆、建筑用漆、家具漆、船舶漆、卡車用漆、汽車修補(bǔ)漆、金屬底漆等。由季戊四醇代替部分或全部甘油制得得醇酸樹(shù)脂漆膜干速更快,耐候性更好,但韌性略差。2.干性中油度醇酸樹(shù)脂1353.干性長(zhǎng)油度醇酸樹(shù)脂
油度60~70%,本二甲酸酐20~30%,漆膜有較好得干燥性能和彈性,以及良好的光澤、保光性、耐候性,但在硬度、韌性、耐磨擦方面較中油度醇酸樹(shù)脂差,用于制造鋼鐵結(jié)構(gòu)涂料,室內(nèi)外建筑用漆。4.不干性醇酸樹(shù)脂
由椰子油、蓖麻油、叔碳酸、月桂酸、壬酸以及其它飽和脂肪酸和中、低碳合成樹(shù)脂酸等制成。3.干性長(zhǎng)油度醇酸樹(shù)脂136中、短油度醇酸樹(shù)脂與硝基纖維漆共溶(約1:1:1)可以改善硝基纖維素的以下性能:
增加附著力;增加光澤;增加豐滿度;提高固體含量;增加漆膜厚度;防止漆膜收縮;提高耐候性。用于制造汽車和高檔家具用硝基纖維素漆。
中、短油度醇酸樹(shù)脂與硝基纖維漆共溶(約1:1:1)可以改善硝137醇酸樹(shù)脂分子上的游離羥基和羧基能與氨基樹(shù)脂分子上的羥甲基、環(huán)氧基起縮合反應(yīng)。短油度醇酸氨基樹(shù)脂漆漆膜堅(jiān)硬、有良好的保光性、保色性、并有一定的抗潮性、耐溶劑性和抗中等強(qiáng)度酸、堿性以及耐油、耐污染和耐洗滌劑等性能。主要用于電冰箱、自行車、汽車、機(jī)械、電器設(shè)備等。耐候性好、光澤強(qiáng)而持久、堅(jiān)韌而不吸塵。醇酸樹(shù)脂分子上的游離羥基和羧基能與氨基樹(shù)脂分子上的羥甲基、環(huán)138第四節(jié)丙烯酸樹(shù)脂定義:主要指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體通過(guò)自由基聚合反應(yīng)生成的均聚物或與其他烯類單體生成的共聚物。
對(duì)于合成熱固性丙烯酸樹(shù)脂,還需加入少量含官能團(tuán)的烯類單體作共聚單體,常用的這類單體有:
第四節(jié)丙烯酸樹(shù)脂定義:主要指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體通過(guò)139含羥基丙烯酸單體:含羥基丙烯酸單體:140含羧基丙烯酸酯單體:含羧基丙烯酸酯單體:141合成樹(shù)脂涂料學(xué)習(xí)教案課件142丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體反應(yīng)生成的聚合物稱為丙烯酸樹(shù)脂。為了調(diào)整樹(shù)脂的性能和降低成本的需要,涂料工業(yè)的丙烯酸樹(shù)脂通常是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其他乙烯類單體的共聚樹(shù)脂。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體反應(yīng)生成的聚合物稱為丙烯酸樹(shù)脂。143丙烯酸樹(shù)脂的特點(diǎn):①具有極好的耐紫外線性,戶外曝曬耐久性強(qiáng)。②色淺,極好的透明度。③保光、保色、耐熱,最高耐熱溫度可達(dá)230℃。④具有較好的耐酸、堿、鹽、油脂、洗滌劑及抗污染性能。在汽車、家電、金屬家具、儀器儀表、設(shè)備防腐、建筑、木制品、紡織品、造紙、塑料制品方面有著廣泛的應(yīng)用。丙烯酸樹(shù)脂的特點(diǎn):144一、自由基聚合反應(yīng)(一)、自由基
在外界影響下(如光、熱等),有機(jī)化合物中的共價(jià)鍵分裂成含有不成等價(jià)電子的原子團(tuán)稱為自由基(如·CH3)。其活性非常大,不能穩(wěn)定存在,容易自行結(jié)成穩(wěn)定的分子或與其他物質(zhì)反應(yīng)生成新的自由基。一、自由基聚合反應(yīng)145(二)、自由基聚合反應(yīng)通式為CH2=CHX的乙烯類單體(包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯)與自由基反應(yīng)時(shí),自由基加成到雙鍵上形成新的自由基與碳鏈。這個(gè)反應(yīng)的開(kāi)始、延續(xù)及結(jié)束就是自由基聚合反應(yīng)的過(guò)程,具體的分為三個(gè)階段。(二)、自由基聚合反應(yīng)1461、鏈引發(fā)①通過(guò)光、熱、氧化還原等方法從引發(fā)劑產(chǎn)生自由基
(C6H5COO)2(BPO)→2C6H5COO·→2C6H5
·+2CO2②自由基與乙烯類化合物加成,生成新的自由基
R˙+CH2=CHX→RCH2—C˙HX其中R˙為自由基2、鏈增長(zhǎng)RCH2
-C˙HX+CH2=CHX→RCH2-CHX-CH2-C˙HX如此繼續(xù)下去,使聚合物的鏈連續(xù)增長(zhǎng)。R(CH2-CHX)n˙+CH2=CHX→R(CH2-CHX)n+1-C˙HX3、鏈終止當(dāng)自由基消失,鏈不再增長(zhǎng)時(shí)聚合反應(yīng)停止,稱為鏈終止。1、鏈引發(fā)147鏈終止有兩種形式:A:偶合終止當(dāng)兩個(gè)增長(zhǎng)的自由基互相結(jié)合時(shí),鏈增長(zhǎng)終止。R(CH2-CHX)n˙+R(CH2-CHX)m˙→R(CH2-CHX)n+mRB:歧化終止兩個(gè)正增長(zhǎng)著的自由基之間,通過(guò)轉(zhuǎn)移一個(gè)氫原子而消除其游離的價(jià)電子,使其中一個(gè)變成不飽和大分子而另一個(gè)變成飽和大分子,鏈增長(zhǎng)終止。2R(CH2-CHX)n-CH2-CHX·→R(CH2-CHX)n-CH=CHX+R(CH2-CHX)n-CH2-CH2X
鏈終止有兩種形式:1484、影響大分子結(jié)構(gòu)的還有鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)
正在增長(zhǎng)的鏈與其他化合物反應(yīng)奪得一個(gè)電子,將自己的自由基轉(zhuǎn)移過(guò)去,從而把鏈增長(zhǎng)的活性轉(zhuǎn)移給了另一個(gè)分子。例如:R(CH2-CHX)n-CH2-CHX˙+CH2=CHX→R(CH2-CHX)n-CH=CHX+CH3-CHX˙丙烯酸樹(shù)脂的合成就是自由基聚合反應(yīng)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。4、影響大分子結(jié)構(gòu)的還有鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)149其中甲基丙烯酸酯的物理常數(shù)見(jiàn)下表甲酯乙酯丁酯β羥乙酯縮水甘油酯單體分子量100.11114.13142.19130.08142.05沸點(diǎn)1011171639575比重0.9390.9090.8891.0791.073溶于水(25℃份/100份1.5不溶不溶不溶不溶外觀無(wú)色透明液體二、單體及其性能
常用單體有丙烯酸酯,甲基丙烯酸酯,丙烯酸,甲基丙烯酸,順丁烯二酸酐,丙烯腈,甲基丙烯酰胺,苯乙烯等。其中甲基丙烯酸酯的物理常數(shù)見(jiàn)下表甲酯乙酯丁酯β羥乙酯縮水甘油1501、阻聚及貯運(yùn)
丙烯酸酯單體在光、熱影響下極易產(chǎn)生自身聚合反應(yīng),所以在這些單體中一般要加阻聚劑,常用的阻聚劑有:對(duì)苯二酚,對(duì)甲氧基苯酚,對(duì)乙氧基苯酚等。
生產(chǎn)中,單體在聚合反應(yīng)時(shí),其中的阻聚劑必須除去。否則會(huì)影響聚合反應(yīng)正常進(jìn)行。
去除阻聚劑的方法有:(1)減壓蒸餾法:--阻聚劑沸點(diǎn)較高。(2)洗滌法:--用堿水洗滌。因?yàn)榉宇惢衔飿O易與堿反應(yīng)。1、阻聚及貯運(yùn)151不含阻聚劑單體的貯運(yùn)在溫度不高于5℃及避光的條件下進(jìn)行,但貯存時(shí)間也不能過(guò)長(zhǎng);加阻聚劑后,可在不高于20℃的條件下貯存較長(zhǎng)時(shí)間。
2、單體檢驗(yàn)方法丙烯酸酯單體的質(zhì)量直接影響其聚合體的質(zhì)量,所以在聚合生產(chǎn)前必須嚴(yán)格控制其質(zhì)量。主要檢驗(yàn)項(xiàng)目有:外觀,純度,比重,蒸餾范圍,酸值以及是否含有阻聚劑和聚合體等。不含阻聚劑單體的貯運(yùn)在溫度不高于5℃及避光的條件下進(jìn)152用皂化法測(cè)定純度
CH2=CH-COOHCH3+NaOH→CH2=CH-COONa+CH3OHNaOH+HCl→NaCl+H2O50ml容量瓶稱定重量后,加入2.5ml單體,稱得重量后,以乙醇稀釋到50ml,吸出20ml加入到原已吸有25ml0.5N氫氧化鈉溶液的250ml三角燒瓶中,同時(shí)做一空白試驗(yàn),加熱回流管,合并洗液,用0.5N鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定,以酚酞為指示劑V-鹽酸滴定毫升數(shù);M-單體分子量;G-式樣重量用皂化法測(cè)定純度V-鹽酸滴定毫升數(shù);M-單體分子量;G-式153檢驗(yàn)是否有阻聚劑①堿檢驗(yàn)法對(duì)苯二酚在堿性水中呈黃色以至紅棕色,利用這一性能可檢驗(yàn)單體要否存在對(duì)苯二酚。取等容量的單體與5%NaOH溶液置于試管中,塞緊振蕩之,靜置后分層,堿水層中如出現(xiàn)微黃、深黃、棕褐則表示有微、中、大量的對(duì)苯二酚存在。②亞硝化法
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