涂料用树脂制备

1涂料用树脂的制备1醇酸树脂的制造（点击链接）2氨基树脂的制造（点击链接）3环氧树脂的制造（点击链接）5聚氨酯树脂的制造（点击链接）4丙烯酸树脂的制造（点击链接）2醇酸树脂的制造3教学目标3、掌握醇酸树脂的油度划分和计算方法。2、掌握醇酸树脂的制备方法。1、掌握生产醇酸树脂的配方组成和主要原料。4一、醇酸树脂生产配方醇酸树脂配方豆油酸150季戊四醇162苯酐240回流用二甲苯40对稀用二甲苯5005二、醇酸树脂组成与主要原料多元醇油脂多元酸甘油、季戊四醇等豆油酸、亚油酸、苯酐等亚麻仁油、豆油、桐油等6三、生产原理7四、生产工艺溶剂脂肪酸甘油苯酐酯化稀释过滤贮槽检验二甲苯8四、生产设备910（点击观看教学录像）五、醇酸树脂制备按配方准备材料安装反应装置按要求加入材料，进行合成反应（观察反应现象）树脂后处理11六、醇酸树脂的油度划分和计算方法醇酸树脂油度的划分醇酸树脂的油度计算方法121、醇酸树脂油度的划分醇酸树脂组成中油（或苯二甲酸酐）所占的质量百分数称为油度。一般以含油量百分数表示，据此可将醇酸树脂分为超短、短、中、长、极长五种油度。132、醇酸树脂的油度计算方法14七、醇酸树脂的制备醇酸树脂的制备方法醇酸树脂生产过程实例15（一）醇酸树脂的制造方法醇解法脂肪酸法酸解法酸性条件碱性条件二步法一步法16脂肪酸法优缺点醇解法优缺点优点①使配方设计灵活性较大，质量容易控制优点①成本低②酯化反应时，酸值容易下降②工艺简单易控制③制得漆膜坚硬而干性好③原料腐蚀性小④色泽浅缺点①如脂肪酸直接来自植物油，工艺较为复杂，增加成本缺点①在酸值较大时，酯化反应速度就开始趋缓。酸值不易下降②原料腐蚀性较大②得到树脂漆膜干性比脂肪酸法的差，也易泛黄③凝固点较高，天气冷时，需要保温，否则难以投料③色泽较深④在贮存中，易氧化变色17溶剂法和熔融法生产工艺比较项目溶剂法熔融法项目溶剂法熔融法树脂色泽浅深结垢清理易清洗难清洗酯化速度快慢安全措施严格重反应温度低高劳动强度轻差树脂结构均匀不均匀文明生产好差操作控制易难环境保护好低设备要求严格简单自动化程度高低物料损耗较少较大二氧化碳用量少多18（二）生产过程实例醇解法（碱性条件）醇解法（酸性条件）酸解法脂肪酸法19醇解法（碱性条件）20醇解法（碱性条件）溶剂油脂,甘油醇解酯化稀释过滤贮槽检验苯酐,二甲苯21醇解法（酸性条件）22醇解法（酸性条件）溶剂油脂,季戊四醇,苯甲酸醇解酯化稀释过滤贮槽检验苯酐,回流二甲苯23酸解法24酸解法检验溶剂油脂,间苯二甲酸醇解酯化稀释过滤贮槽甘油25脂肪酸法26脂肪酸法溶剂脂肪酸甘油苯酐酯化稀释过滤贮槽检验二甲苯27氨基树脂的制造28教学目标掌握氨基树脂的制备方法。掌握氨基树脂的组成和主要原料。了解氨基树脂的性能和用途。29一、性能与作用氨基树脂性能与作用（点击链接）怎么实现这些功能？（讨论）30氨基树脂案例31二、组成和主要原料氨类化合物醛类化合物醇类化合物三聚氰胺苯鸟粪胺尿素甲醇正丁醇异丁醇37％甲醛水溶液多聚甲醛甲醛丁醇溶液32三、氨基树脂的制造方法（以三聚氰胺树脂为案例）一、制备原理（点击链接）二、生产配方（点击链接）三、生产方法（点击链接）四、生产工艺（点击链接）33四、生产设备34一、氨基树脂的特性和用途1、氨基树脂是一种多官能度的聚合物，在加热时，本身可以进一步缩聚反应而交联固化成膜。可作为油改性醇酸树脂、无油醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂以及环氧酯等的交联剂。352、用氨基树脂作交联剂的漆膜具有优良的光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水以及耐候性等。36二、氨基树脂的特性和用途以氨基树脂作交联剂的涂料广泛地用于汽车、农业机械、钢制家具、家用电器和金属预涂等工业涂料。可用于反应型的二液型木材涂装和汽车修补用涂料。此外，氨基烘漆还具有防潮、防湿热性能，可用于湿热带地区的机电、仪表的涂装，能达到B级绝缘要求。37二、氨基树脂的特性和用途可用于反应型的二液型木材涂装和汽车修补用涂料。此外，氨基烘漆还具有防潮、防湿热性能，可用于湿热带地区的机电、仪表的涂装，能达到B级绝缘要求。381、制备原理（1）羟甲基三聚氰胺的制备CNNCNCNH2NH2H2N+nHCHOOH-n=3~6CNNCNCHNHNNHCH2OHCH2OHHOH2C39（2）缩聚①羟甲基和未反应的活性氢原子缩合成次甲基键：CNNCNCHNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OH+CNNCNCHNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OHCNNCNCHNNHNCH2CH2OHHOH2CCH2OHCNNCNCNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OH+H2O40②羟甲基和羟甲基之间的缩聚反应，先生成醚键，再生成甲醛及次甲基键。CNNCNCHNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OHCNNCNCHNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OH+CNNCNCHNNHNCH2OHH2CHOH2CCH2OHCNNCNCHNNNHCH2OHCH2OHH2CCH2OHO+H2OCNNCNCHNNHNCH2OHH2CHOH2CCH2OHCNNCNCHNNNHCH2OHCH2OHCH2OH+HCHO41（3）多羟甲基三聚氰胺和丁醇的醚化CNNCNCHNNNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OHHOH2C+2C2H9OH酸性CNNCNCHNNNCH2OHCH2OHC4H9OH2CCH2OHHOH2C+2H2O422、氨基树脂的配方433、操作方法操作过程是先碱（羟甲基化）后酸（醚化）两步法反应。脱水阶段采取分水法，残留水用减压蒸出，以二甲苯为脱水剂。高醚化三聚氰胺树脂适用于和干性或半干性醇酸树脂配合使用。44环氧树脂的制造45学习目标掌握环氧树脂的制备方法。掌握环氧树脂的组成和主要原料。了解环氧树脂的性能和用途。46一、环氧酯涂料的性能及应用（一）性能1、环氧酯涂料为单组分包装，贮存稳定性好，涂料施工方便；环氧酯涂料基料可由不同品种的脂肪酸以不同的配比与环氧树脂制得，因而产生的环氧酯涂膜性能多样。472、环氧酯涂料可采用价廉的烃类作溶剂；环氧酯对颜、填料的适应性好，便于生产及贮存。3、环氧酯与其它合成树脂混溶性好，如与氨基树脂或酚醛树脂并用，可制造成性能不同的烘干型涂料。4、由环氧酯制成清漆、瓷漆、底漆和腻子等，在使用时呈现出不同的特性。5、环氧酯涂料对铁、铝金属基材有很好的附着力，涂料坚韧、耐冲击性好、耐腐蚀性较强，与面层涂料配套性很好。48（二）应用•环氧酯涂料广泛用于各种金属底漆、电器绝缘涂料、化工厂设备防腐蚀涂料、汽车、拖拉机及其他及其设备打底防护等领域。•具体应用品种有高级底漆和腻子、软管涂料、食品罐头涂料、地板涂料、石棉水泥面漆、金粉及银粉漆、船舶涂料等。49二、生产配方组成与设计原料名称投料量/kg原料名称投料量/kg双酚A15520％的氢氧化钠溶液123.3丁醇41.3环氧氯丙烷71.150三、生产工艺51四、生产关键设备52丙烯酸树脂的制造53学习目标掌握丙烯酸树脂的制备方法。掌握丙烯酸树脂的组成和主要原料。了解丙烯酸树脂的性能和用途。54丙烯酸树脂案例引入55一、性能与作用用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成的丙烯酸树脂对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外，所以制得的丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性及户外老化性能。在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。怎么实现这些功能？（讨论）56二、生产配方组成与设计原料名称投料量/kg作用苯乙烯80单体甲基丙烯酸丁酯29单体丙烯酰胺28单体甲基丙烯酸3单体过氧化苯甲酰3引发剂丁醇200醚化剂、溶剂顺丁烯二酸酐3.2pH值调节剂37％的甲醛溶液60醚化剂57三、合成原理属于自由基反应：链引发、链增长、链终止、链转移58四、生产工艺取一500mL烧杯，加入苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸，混合均匀后，加入120g丁醇，使物料全部溶解，加入过氧化苯甲酰，制得单体混合液。在带有搅拌器、温度计、通氮气管及回流冷凝管、滴液漏斗的500mL烧瓶中加入80g丁醇。通氮气排出空气，逐渐升温至丁醇的回流温度，在搅拌条件下，于1.5～2h内滴加单体混合液进行聚合反应，回流2.5~3h，必要时可适当补加少量引发剂。降温至60℃。加入顺丁烯二酸酐及37％的甲醛溶液，此时pH值为4。升温至回流温度（约100～110℃），进行醚化反应。反应物由混浊变为透明，反应4h后，醚化反应结束。减压蒸出过量的甲醛、水和部分丁醇。用二甲苯稀释，调整树脂不挥发组分含量至50％。59五、生产关键设备60聚氨酯树脂的制造61教学目标掌握聚氨酯树脂的制造方法掌握聚氨酯树脂的组成与原料了解其他聚氨酯树脂的作用62聚氨酯树脂案例引入63一、树脂的基本结构与组成NCORNCO+HOR'nOHnRHNCOOR'OCHNOn多异氰酸酯多羟基物聚氨基甲酸酯64二、特性与应用①漆膜物理机械性能好，坚韧、耐磨、丰满、光亮，装饰性强。应用：家具、住房装饰、装修涂料。②耐腐蚀性、电气绝缘性优良。应用：防腐蚀漆与电气绝缘漆等工业涂料。③可以在室温固化乃至在低温下固化，尤其是可以制造不需经烘烤就能固化的高耐候涂料。应用：汽车、铁路车辆、飞机、航天器及桥梁、塔、罐等大型户外建筑的耐久性保护涂料。65三、组成与原料多异氰酸酯催化剂与其他助剂含活性氢的化合物与树脂66四、单组分湿固化聚氨酯树脂的制造树脂助剂涂料产品＋=案例:水晶地板漆67nRNCOH2OnRNHCOOH预聚物氨基甲酸－CO2nRNH2胺nR'NCOCNHHNOR'Rn预聚物聚脲1、反应原理682、配方案例原料名称用量原料名称用量TMP9.70醋酸丁酯B10.0醋酸丁酯A30.0二甲苯10.0TDI10.30693、生产工艺把醋酸丁酯A与TMP加入配备回流冷凝器与分水器的脱水釜，搅拌、蒸汽夹套加热到约130℃，回流，脱水0.5~1小时，降温，抽入高位贮槽，60℃左右保温，备用。在反应釜中，先抽入TDI与醋酸丁酯B，搅拌、升温到40℃，在1小时内把经脱水的TMP醋酸丁酯液分4批加入其中，控制反应温度不超过70℃，羟基液加完后，在70℃保温2小时，升到90℃，保温1～2小时，取样测定-NCO%。待-NCO%10.5%之后，加入二甲苯稀释，降温到40℃以下，出料70一、多异氰酸酯用于制造聚氨酯树脂的多异氰酸酯一般为二异氰酸酯，其结构通式为：OCNRNCO711、芳香族二异氰酸酯（1）甲苯二异氰酸酯（TDI）CH3NCONCOCH3NCOOCN分子式：C9H6N2O2分子量：174.1572（2）4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）OCNCH2NCO分子式：C15H10N2O2分子量：250.1732、脂肪族二异氰酸酯（1）六亚甲基二异氰酸酯（HDI）OCNCH2CH2CH2CH2CH2CH2NCO分子式：C8H12N2O2分子量：168.274（2）异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）OCNCH3CH2NCOH3CH3C分子式：C12H18N2O2分子量：222.3752、脂肪族二异氰酸酯（3）四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯（TMXDI）CCCH3NCOH3CCH3H3CNCO分子式：C14H16N2O2分子量：244.376二、含活性氢的化合物与树脂最重要的是多元醇与多羟基树脂，它们可用于与二异氰酸酯反应以制造多异氰酸酯预聚物，也可以在NCO/OH型双组分涂料中作为羟基组分。胺类则常用作催化剂、扩链剂或者兼任催化剂与交联剂。771、多元醇：最常用的是三羟甲基丙烷（TMP）2、多羟基树脂：醇酸树脂、环氧树脂等3、胺类：对于聚氨酯涂料最有普遍意义的胺来自自身的－NCO基与水反应生成的胺4、酚类78三、催化剂与其他助剂催化剂助剂树脂合成催化剂漆膜固化催化剂减色剂流平剂、消泡剂除水剂消光剂791、催化剂（1）树脂合成催化剂氨基甲酸酯化反应的催化剂一般为金属皂类，最常用的是二丁基二月桂酸锡（DBTDL）、辛酸亚锡。SnOOC4H9C4H9CCOO(CH2)10CH3(CH2)10CH3SnOOCCCHCH2CH2CH2CH3C