涂料复习学习.pptx
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1、醇酸树脂的原料醇酸树脂是由多元醇,多元酸和其它单元酸通过酯化作用缩聚而得。举例:多元醇甘油,多元酸苯酐,其官能度是3 其官能度是2 第1页/共46页当苯酐和甘油等当量反应第2页/共46页 如两个这样的分子反应,分子间产生交联,形成体型结构的树脂。该树脂加热不熔化,也不溶于溶剂,称之为热固型树脂,在涂料方面没有使用价值。主要的改性方法是引进一官能度的脂肪酸来降低总官能度。如等分子比的甘油、苯酐和脂肪酸三个成分反应,则可视为在适当的情况下,脂肪酸与甘油先反应生成二官能度的产物,之后苯酐再与之反应,则官能度之比为22,易生成链状结构而不胶化,形成热塑型树脂。该树脂加热可以熔化,也可溶于溶剂,能作涂料
2、使用。第3页/共46页第4页/共46页醇酸树脂生产工艺过程 第5页/共46页醇解法 脂肪酸法必须用脂肪酸,而不是直接用油类,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时,由于多元醇和多元酸(酐)优先酯化,生成聚酯。聚酯不溶于油,而且反应到一定程度就发生胶化(凝胶)。在生产中,先将油(甘油三酸酯)与甘油进行醇解,生成甘油一酸酯和甘油二酸酯,再与苯二甲酸酐酯化。第6页/共46页 醇解反应得结果,在均相之中形成一个平衡状态的混合物,包括甘油一酸酯、甘油二酸酯、未醇解的甘油和甘油三酸酯。在惰性气体氛围下,不断搅拌油并升温至230250,然后加入催化剂、
3、多元醇并保温。醇解程度可以通过检测反应混合物在无水甲醇中的溶解度来判断(当1份体积的反应混合物在23份体积无水甲醇中得到透明的溶体时),加入二元酸(酐),在210260下进行酯化反应。油、多元醇、催化剂三者之比为(质量比)1:0.20.4:0.00040.0002。常用的醇解催化剂有氧化钙(环烷酸钙、氢氧化钙)、氧化铅(环烷酸铅)、氢氧化锂(环烷酸锂),催化剂能加快达到醇解平衡的时间,不能改变醇解的程度。第7页/共46页 影响醇解反应的因素反应温度:在催化剂存在下,反应温度在200250之间。T,vr,醇解程度,颜色。反应时间:时间,甘油一酸酯含量。惰性气体:无惰性气体时,色深,醇解时间延长。
4、油中杂质:油未精制时(碱漂),影响醇解程度树脂质量明显下降。油的不饱和度:不饱和度,vr,醇解程度。亚麻油豆油玉米油棉籽油。酯化:醇解完毕,稍稍降温(180200),即可加入苯二甲酸酐,再升温到200250,酯化过程中要不断取样测定酸值和粘度,达到规定要求时,停止反应。将树脂溶解成溶液。第8页/共46页在整个生产过程中,有醇解、酯化两个反应步骤。醇解是制造醇酸树脂过程的一个极端重要的步骤,它是影响醇酸树脂相对分子量分布与结构的关键。醇解的目的是制成甘油的不完全脂肪酸酯,特别重要的是甘油一酸酯。第9页/共46页油 度按油含量不同分类 树脂中油含量用油度来表示。油度的定义是树脂中所用油的重量和最后
5、醇酸树脂的理论重量的比。(1)短油度醇酸树脂 油度在35%45%。(2)中油度醇酸树脂 油度在46%60%之间。(3)长油度醇酸树脂 油度为60%70。(4)超长度油度醇酸树脂 油度在70以上。第10页/共46页不同油度的醇酸树脂,一般说来,油度越长,涂膜表现出的特性越多,比较柔韧耐久,漆膜富有弹性。适用于室外用涂料。油度越短,涂膜表现出的特性少,比较硬而脆,光泽、保色、抗磨性能好,易打磨,但不耐久,适用于室内涂料。第11页/共46页不同油度醇酸树脂结构示意图 无油 短油度 中油度 长油度第12页/共46页例题油度的计算 例已知一醇酸树脂涂料的配方:(单位:克)亚麻仁油 100 氧化铅 0.0
6、15 甘油(98%)43 二甲苯 200 苯酐(99.5%)74.5 在反应过程中,苯酐损耗2,亚麻油和甘油损耗不计,甘油超量加入。求:油度油度=油用量/树脂理论产量100%第13页/共46页解:所以酯化出来的水量为苯酐量的54444=12%实际反应的苯酐量为:(74.574.52%)99.5%=73g 实际反应的甘油量为:439842g 酯化失去的水量为:73129g 所以生成醇酸树脂的重量为:10073429206g 树脂含油量(油度)为:100/20610049第14页/共46页第二节 丙烯酸树脂涂料 丙烯酸酯或甲基丙烯酸单体通过加聚反应生成的聚合物称为丙烯酸树脂。为了调整树脂的性能和降
7、低成本的需要。涂料工业的丙烯酸树脂通常是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其他乙烯单体(如丙烯腈、丙烯酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等)的共聚树脂。第15页/共46页丙烯酸单体 由联碳公司开发的丙烯氧化合成丙烯酸工艺,是目前各国合成丙烯酸的主要方法。CH2CHCH3+3/2O2 CH2=CHCOOH+H2O 此外,还可用直接酯化法和酯交换法合成各种丙烯酸酯单体。(1)直接法:式中,R1为H或CH3;R2烷基 (2)酯交换法:式中,R1为H或CH3;R2为烷基:R3为比R2碳数更多的烷基第16页/共46页一、阻聚及贮运 丙烯酸酯单体在光、热影响下极易产生自身聚合反应,所以在这些单体中一般要加阻聚剂,常用的阻聚剂有
8、:对苯二酚,对甲氧基苯酚,对乙氧基苯酚等。生产中,单体在聚合反应时,其中的阻聚剂必须除去。否则会影响聚合反应正常进行。去除阻聚剂的方法有:(1)蒸馏法:-阻聚剂沸点较高。(2)洗涤法:-用碱水洗涤。因为酚类化合物极易与碱反应。不含阻聚剂单体的贮运在温度不高于5及避光的条件下进行,但贮存时间也不能过长;加入阻聚剂后,可在不高于20 的条件下贮存较长时间。第17页/共46页1、用皂化法测定纯度 CH2=CH-COOHCH3+NaOHCH2=CH-COONa+CH3OH NaOH+HClNaCl+H2O 二、单体检验方法。丙烯酸酯单体的质量直接影响其聚合体的质量,所以在聚合生产前必须严格控制其质量。
9、主要检验项目有:外观,纯度,比重,蒸馏范围,酸值以及是否含有阻聚剂和聚合体等。第18页/共46页2、检验是否有阻聚剂碱检验法 对苯二酚在碱性水中呈黄色以至红棕色,利用这一性能可检验单体要否存在对苯二酚。取等容量的单体与5%NaOH溶液量与试管中,塞紧振荡之,静置后分层,碱水层中如出现微黄、深黄、棕褐有微、中、大量的对苯二酚存在。亚硝化法检验对甲氧基苯酚的存在。对甲氧基苯酚与NaNO2反应时,可生成黄色亚硝基衍生物,通常因对甲氧基苯酚含量低而呈现柠檬黄色。第19页/共46页 常用建筑涂料合成树脂乳液砂壁状建筑涂料 质感丰富,色彩鲜艳且不易褪色变色,而且耐水性、耐气候性优良,是一种性能优异的建筑外
10、墙用中高档涂料。复层涂料 可用于建筑的内外墙面和顶棚的装饰,属中高档建筑装饰材料。一般包括三层,封底涂料(主要用以封闭基层毛细孔,提高基层与主层涂料的粘结力)、主层涂料(增强涂层的质感和强度)、罩面涂料(使涂层具有不同色调和光泽,提高涂层的耐久性和耐沾污性)。合成树脂乳液内墙涂料 薄型内墙涂料,是目前主要的内墙涂料。常用的合成树脂乳液有:丙烯酸酯乳液、苯乙烯丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯丙烯酸酯乳液、氯乙烯偏氯乙烯乳液等等。第20页/共46页合成树脂乳液外墙涂料:水乳型外墙涂料 溶剂型外墙涂料外墙涂料,应用没有合成树脂乳液外墙涂料广泛,但这种涂料的涂层硬度、光泽、耐水性、耐沾污性、耐蚀性都很好,使
11、用年限多在十年以上,所以也是一种颇为实用的涂料,使用时注意,溶剂型外墙涂料不能在潮湿基层上施涂且有机溶剂易燃,有的还有毒。无机建筑涂料性能优异,生产工艺简单,原料丰富,成本较低,主要用于外墙装饰,主要是喷涂施工,也可用刷涂或辊涂。这种涂料为中档及中低档一类涂料聚乙烯醇水玻璃内墙涂料属于较低档的内墙涂料。适用于民用建筑室内墙面装饰。第21页/共46页某住宅于1月份在新抹5天的水泥砂浆内墙上涂刷,开涂料桶后发现涂料上部较稀,且有色料上浮。为赶工期,加较多水后,边搅拌边施涂。完工后除有一些色差外,人靠在墙上会有粉粘在衣服上。案例分析分析答案第22页/共46页某地下室混凝土挡墙直接涂刷的涂料半年后局部
12、析白,以后的涂膜层脱壳,再而局部脱落。案例分析分析答案第24页/共46页防火、阻燃涂料 防火,阻燃涂料除具有一般涂料所具有的保护性和装饰性以外,还应有两个特殊的性能:1、涂层本身具有不燃性或难燃性,能防止被火焰点燃;2、能阻止燃烧或对燃烧有延滞作用即抑制燃烧的扩展,从而使人们有充足的时间进行灭火工作,应该强调,单靠防火涂料来灭火是不大可能的。第26页/共46页按防火原理,防火涂料可分为两大类:膨胀型防火涂料(难燃型)防火涂料 难燃性(有机涂层)非膨胀型 不燃性(无机涂层)第27页/共46页 防火涂料的基本原理 防火涂料本身的不燃性或难燃性是防火涂料的重要前提,有机聚合物(树脂)一般都是可燃或易
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