涂料小结参考

发布 2021-03-03 12:03:28 阅读 3204

第一章。

1.涂料:涂料是保护和装饰物体表面的涂装材料,将其涂布于物体表面,能形成一层薄膜,赋予物体以保护、美化或其他所需的效果。

2.涂料的基本组成:成膜物、溶剂、颜填料、助剂。

3.涂料的作用:(1)保护作用,如:

涂布于塑料制品表面的涂料,可防止塑料的光老化和氧化,减少溶剂和其他化学药品对塑料的腐蚀,减低增塑剂的挥发。(2)装饰作用;(3)功能作用。

4.功能涂料:是基于涂料的结构组成,并且与光学、声学、力学、电磁学和生物学等性质想结合,发展起来的一种专业性很强的、具有特殊功能的新材料。

(举例:船舶、声纳等水下设备用的防污材料;火箭壳体表面的烧蚀涂料;卫星内部的温控涂料;信息材料用的磁性涂料国防军事用的迷彩涂料等等。)

5.涂料的性能:可分为漆膜性能、施工性能和其他的特殊性能三类。

其中漆膜性能包括柔韧性、冲击强度、附着力、光泽、耐热性、耐温变性、耐水性、保光保色性等;施工性能包括干燥时间、遮盖力、流平性、抗污气性、稀释剂适应性、打磨性、回粘性等;其他特殊性能包括耐候性、三防性(防湿热、防盐雾和防霉)、耐化学药品性、防锈防腐性、电绝缘性等。

6.在聚合物的分子结构中引入极性基团,有助于提高涂料的附着力;在分子链中含有官能团如—oh、—cooh、—nh2等,可提高漆膜的交联密度。

7.涂料用合成树脂的合成方法:从反应机理看,涂料用合成树脂主要采用逐步聚合反应、自由基聚合反应和共聚合反应合成的,少数合成树脂是用阴离子聚合反应合成的;从实施方法上看,主要采用常规的溶液聚合和乳液聚合法。

有的涂料树脂的合成同时存在着多种反应机理如:用苯乙烯改性醇酸树脂或丙烯酸聚氨酯树脂,要通过逐步聚合和自由基聚合。

第二章。1.四大合成涂料树脂:分别是醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯。

2.醇酸树脂是指由多元醇(如甘油)、多元酸(如邻苯二甲酸酐)与植物油制备的改性聚酯树脂。按改性油的性能分为干性油(碘值》140)、半干性油(碘值100~140)、不干性油(碘值<100)醇酸树脂。

3.醇酸树脂的合成反应与合成工艺:

合成反应:主反应:—oh+—cooh → 酯化反应,可逆,生成水。

副反应:(1)醇解;(2)酯化。

合成工艺:醇解法;酸解法;溶剂法(用的较多);熔融法。

醇解→酯化→降温兑稀→过滤→贮运(原料、溶剂)

4.醇酸树脂的性质:(1)油的性质的影响:

干燥速率、硬度。如不同种类的油具有不同的碘值,它表明所含双键的多寡。碘值低于125时,干燥速率过慢;高碘值油制备的树脂硬度大、光泽较强,但易变色。

(2)脂肪酸含量(油度)的影响;(3)分子量分布:树脂分子量增大,体系粘度增加;(4)凝胶的影响。

5.醇酸树脂改性:(1)松香改性醇酸树脂,它可使醇酸树脂易溶于脂肪烃溶剂,增加漆膜的附着力,提高漆膜的光泽,增强漆膜的耐水性和耐碱性,减少漆膜的起皱;(2)酚醛树脂改性醇酸树脂:

经其改性的醇酸树脂,漆膜的抗水性、抗酸碱性和抗烃类溶剂的性能得到明显改善。但体系粘度比改性前大得多;(3)乙烯类单体改性:该改性可提**燥速率,并可提高漆膜的耐候性和耐水性,常用的方法有:

共聚法和酯化法;(4)有机硅改性醇酸树脂:漆膜的保光性抗粉化性、耐候性有很大的改性;(5)触变性醇酸树脂:所谓触变性,是指在静止时表现出很高的粘度,但在剪切力作用下粘度迅速下降,一旦剪切力消除,粘度又逐渐增高的现象。

(6)水性醇酸树脂:可分为自干型和烘干型两类。

6.环氧树脂:是指分子中含有两个以上环氧基团的高分子化合物。

按化学结构,环氧树脂可分为:(1)缩水甘油型环氧树脂,它又分为缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、氨基环氧树脂;(2)环氧化烯烃;(3)元素改性环氧树脂。

7.环氧树脂的物理性质:它是一种粘稠的液体或固体,贮存稳定性好。(1)溶解性;(2)混容性:环氧树脂与芳香族聚合物是混容的,但不与脂肪族聚合物混容。

8.环氧树脂的特性指标:是控制树脂性能、保证树脂质量的重要指标。

其意义如下:(1)环氧值:100克环氧树脂中所含环氧基团的物质的量称为环氧值。

(2)环氧当量:含有1摩尔环氧基的树脂克数称为环氧当量。它可用环氧值来换算:

q1=100/e,式中q1为环氧当量,e为环氧值。(3)羟值:树脂分子量越高,其羟值也越大。

(4)羟基当量:含有一个摩尔羟基的树脂克数称为羟基当量。q2=100/h,式中q2为羟基当量,h为羟值。

(5)酯化当量;(6)软化点。

9.环氧树脂固化剂:固化剂也叫交联剂。

利用固化剂中的官能团与环氧树脂中的羟基或环氧基反应,可使环氧树脂扩链、交联,从而达到固化的目的。常用的固化剂有:(1)有机胺类固化剂:

如脂肪族胺、芳香族胺;(2)有机酸酐固化剂:如苯酐、马来酸酐等;(3)低分子类聚酰胺;(4)潜固化剂:如双氰胺、丁酮亚胺等。

10.环氧树脂可根据分子量分为三类:高分子量(室温下是固体)、中分子量、低分子量(室温下是液体)。

分子量的控制主要看bpa和ech的比例。低分子量树脂多采用两步加碱法生产,它可以最大限度的避免环氧氯丙烷的水解。中分子量多采用一步加碱法直接合成。

其后处理有水洗和溶解萃取法两种。

11.双酚a环氧树脂的合成:一低分子量为例。

原料为双酚a(bpa)、环氧氯丙烷(ech)、液碱。碱性条件下,ech易发生水解,要分两次投入碱。第一次投入后,主要发生加成反应和部分闭环反应,第二次加碱主要发生α氯醇基团的闭环反应。

12.环氧树脂的应用:(1)涂料。(2)粘合剂:分为溶剂型和无溶剂型。(3)复合材料。

13.高分子五大类材料:塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂。

14.聚氨酯树脂是由多异氰酸酯(主要是二异氰酸酯)与多元醇聚合而成。因该聚合物的主链中含有氨基甲酸酯基,故称为聚氨基甲酸酯,简称聚氨酯。

结构为:-rnhcoor’oocnh-.

15.异氰酸酯与含活性氢的化合物反应:

rnco+r’oh→rnhcoor’(氨基甲酸酯)

rnco+r’nh2→rnhconhr’(脲)

rnco+r’cooh→rnhcor‘(酰胺)+co2

16.活性氢组分主要是指多元醇、蓖麻油、聚酯和聚醚。活性氢组分的亲核型越大,与异氰酸反应的活性就越大。因此,斥电子基团有利于提高活性氢组分的反应活性。

活性氢的反应活性顺序为:

脂肪族胺》芳香族胺》一级羟基》水》二级羟基》**羟基》酚羟基》羧基;

rnhconhr>rconhr>rnhcoor。

17.在聚氨酯涂料中,最广泛使用的催化剂是叔胺和有机锡。叔胺类催化剂的碱性越强、体积效应越小,则催化作用越强。

18.聚氨酯涂料溶剂的选择:由于活性氢能与-nco反应,故醇类和醚醇类溶剂是不可取的。

烃类溶剂虽稳定,但溶解能力差,故常与其他溶剂混合使用。使用的最多的是酯类溶剂,如乙酸乙酯和乙酸丁酯。

19.聚氨酯涂料的主要来类型:(1)聚氨酯改性油涂料:

简称聚酯油,由甲苯二异氰酸酯与干性油的单甘油酯或双甘油酯反应值得。在生产聚酯油时,-nco/-oh的摩尔比控制为0.9到1.

0。比值过高,其贮存稳定性差;比值过低,形成的漆膜耐水性变差。(2)湿空气固化型聚氨酯涂料(单组分):

它是一种含端-nco基的预聚物。(3)封闭型聚氨酯涂单组分):如,ocnrnco+2c6h5oh→c6h5oconhrnhcooc6h5.

(4)羟基固化型聚氨酯涂料(双组分)这种涂料一般为双组分,分别贮存在两个容器中。甲组份含异氰酸酯基,乙组分含羟。

20.聚氨酯涂料的应用:聚氨酯分子间存在氢键,聚合物具有高强度、耐磨、耐溶剂等特点,同时还可以通过改变多羟基化合物的结构、分子量等,在较大范围内调节聚氨酯的性能,使其在塑料、橡胶、涂料、粘合剂和合成纤维中得到广泛的应用。

聚氨酯涂料形成的漆膜附着力强,耐磨性、耐高低温、耐化学药品性能均较好,且具有良好的装饰性。

21.丙烯酸酯涂料的应用:它已广泛应用于汽车装饰和维修、家用电器、钢制家具、铝制品、卷材、机械、仪表电器、建筑、木材、造纸、粘合剂和皮革等生产领域。

22.烯类单体制备的涂料的优点:色浅,一般可达到水白程度,且透明度极高;耐光、耐候、户外曝晒耐久性好;在紫外光照射下涂膜不易分解或变黄;长期使用仍可保持原有光泽和色泽;使用的温度范围宽。

23.合成丙烯酸酯的方法:由联碳公司开发的丙烯氧化合成丙烯酸工艺,是目前世界各国合成丙烯酸的是要方法:

ch2=chch3+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)直接酯化法:ch2=c(r1)cooh+r2oh→ch2=c(r1)coor2+h2o (r1为h或ch3,r2为烷基)

(2)酯交换法:ch2=c(r1)coor2+r3oh→ch2=c(r1)coor3+r2oh (r1、r2同上,r3为比r2碳原子数更多的烷基)

24.丙烯酸酯单体的化学性质:(1)与不饱和基团的反应:

丙烯酸酯可与共轭二烯烃进行反应,形成环状脂肪酸酯;在自由基或碳阴离子作用下,可发生自由基型或阴离子型的聚合反应。(2)加成反应:卤素、卤化氢和氰氢酸极易与丙烯酸酯反应,形成相应的饱和酯:

ch2=chcooch3+cl2→ch2clchclcooch3; ch2=chcooch3+hcl→ch2clch2cooch3

ch2=chcooch3+hcn→cnch2ch2cooch3。在长期贮存或升温条件下,丙烯酸可发生二聚合反应:2ch2=chcooh→ch2=chcooch2ch2cooh(可逆);硫醇可对丙烯酸酯的双键发生加成反应,形成3-烷硫基丙酸酯:

rsh+ch2chcooh→rsch2ch2coor 等。

25.丙烯酸酯单体的贮存:丙烯酸酯单体在光、热或混入的水分以及铁的作用下,极易发生聚合反应。

为了防止丙烯酸酯在运输和贮存过程中聚合,常添加阻聚剂。常有的阻聚剂有各种酚类化合物,如对苯二酚、对甲氧基苯酚等。氧的存在可使阻聚剂的阻聚效果得到充分发挥,所以贮存期间贮槽不宜过满,必要时可有意鼓入空气。

(注:加入的阻聚剂必须在单体进行聚合前除去。)

26.丙烯酸酯的毒性:丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯具有特殊臭味,是毒性最大的两种单体。

27.聚合物链组成的影响:涂料中使用的丙烯酸酯树脂,主要由聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸酯组成。

以下因素对涂膜的性质有重大影响:(1)α碳原子上取代基的影响:α碳原子上存在甲基时,聚合物链的σ旋转受阻。

故与聚丙烯酸酯比较,聚甲基丙烯酸酯的抗张强度较大,玻璃化温度tg高,伸长率下降。(2)侧链上集基团的影响:酯侧链基团增大,则侧基链段的运动能力也相应增加。

引起比容增加,抗张强度低,延伸率增加。另外酯基的碳链长则极性小,故其亲水性变小,耐油性变差,反之亦然。(3)聚合物主链的组成:

丙烯酸酯涂料的宏观漆膜性质与聚合物组成间的关系可用以下两种物理性质描述:玻璃化温度tg和溶度参数δ。树脂的硬度和柔韧性与tg有关。

提高tg会使漆膜的硬度、抗张强度和耐擦伤性提高,但柔韧性和抗冲击强度下降。采用共聚的方法可调节tg。tg<25℃的聚合物在室温下是较软的柔性物质,tg>25℃的聚合物则逐渐变成硬而脆的材料。

在高于tg的条件下引入交联剂可明显增加漆膜的硬度。

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