涂料树脂合成工艺知识点.docx

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1、1，涂料的定义。什么是建筑涂料？涂料是一类应用于物体外表而能结成坚韧保护膜的物料的总称，这类材料多数是含有或不含 颜填料的粘性液体或粉末状物质。建筑涂料是涂料的一个类型，用于建筑物装饰或保护。, 2，建筑涂料的根本组成局部是什么？它们都起着什么作用？根本组成局部有：基料、颜料、填料、溶剂水、助剂等。基料：涂料中最重要的组分， 主要成膜物质。基料的作用是将涂料中的其他组分粘结成一体，当涂料枯燥、固化后，能附在基材外表形成均匀的连续而坚韧的保护膜。对涂料和涂膜的性能起主导作用。颜料：次要成膜物质，又称为着色颜料。是一种不溶于水、溶剂或涂料基料的微细粉末状的有色物质，能均匀地分散在涂料介质中，涂于物

2、体外表能形成色层。使涂膜具有肯定的遮盖力及所需要的各种颜色；还能增加涂膜本身强度；提高涂层的耐老化性、耐候性防止紫外线的穿透作用。填料：次要成膜物质，又称为体质颜料。对涂膜起“填充作用以增加涂膜 厚度；能提高涂膜的耐久性、耐热性；提高涂膜外表硬度；降低涂膜的收缩；降低涂料本钱等作用。溶剂或水：关心成膜物质。液状建筑涂料的主要成分。液状涂料依靠溶剂或水分的蒸发，涂料形成均匀连续的涂膜。溶剂或水最终并不存留在涂膜中。与涂膜形成的质量和涂料的本钱有关。助剂：关心材料，为改善涂料及涂膜的性能而添加的化学试剂。通常参加量很少。对 产过程、贮存过程、施工成膜过程、涂膜性能发生作用。, 3，建筑涂料依据什么

3、原则分类的？按基料的类别分类：无机涂料、有机涂料、有机 无机复合涂料。按涂膜厚度及质感外形分类：平面涂料， 砂壁状涂料，复层涂料等。按在建筑物上的使用部位分类：内墙涂料、外墙涂料、地面涂料、顶棚涂料等。按使用功能分类：装饰性涂料，特种功能性涂料 4、简述建筑涂料的进展趋势。建筑涂料进展的总趋势(1) 向低 VOC 方向进展。削减 VOC 的含量，满足环保法规要求， 所以大力进展高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料(2) 建筑涂料向功能复合化方向进展：装饰性与功能性相结合；争辩开发使涂料具有特别功能的树脂和助剂(3) 建筑涂料向高性能高档次进展：进一步的开发应用中高档的丙烯酸酯涂料，聚氨酯涂料；进展

4、高含氟树脂，有机硅改性丙烯酸酯涂料等高耐候性涂料。5，丙烯酸树脂：丙烯酸酯or 甲基丙烯酸酯单体，引发剂的作用下，加聚反响生成的。聚丙烯酸酯树脂：丙烯酸酯 or 甲基丙烯酸酯单体与烯类单体如苯乙烯、醋酸乙烯等共聚合生成共聚物树脂。溶剂型丙烯酸树脂：热塑性丙烯酸树脂，热固性丙烯酸树脂6，热塑性丙烯酸树脂(Mw8000090000) 自由基聚合-甲基丙烯酸甲酯或肯定数量的苯乙烯+丙烯酸乙酯丁酯等。树脂性质与所用单体，单体配比和分子量及其分布有关 热固性丙烯酸树脂：一类具有反响性的聚合物 体型网状涂膜。7，简述溶剂型丙烯酸树脂制备中应留意的几个问题：(1) 共聚单体的竞聚率。 r1=K11/ K12

5、。r2= K22/ K21。当 ri 大于 1 时，说明自聚的几率大于共聚；当 ri 小于 1 时，主要是共聚。由上式可推断出共聚合时自聚的倾向，以实行单体的加料方式和挨次，得到分子量、官能团分布均匀的树脂。(2) 引发剂：合成热塑性丙烯酸树脂优先选择 AIBN。由于 BPO 产生的苯甲酰自由基分解为高活泼性苯自由基，简洁夺取单体或聚合物分子链上的氢原子而导致支化，致使分子量分布增加。而 AIBN 为引发剂，自由基的活泼性不及苯自由基，因此支化度大为削减。缘由之二是 BPO 在聚合物中引入易于吸取紫外线的苯环，因而影响户外耐久性。三是 BPO 分解产生的自由基为 C6H5COO和C6H5, 二

6、者简洁发生偶合反映，使至少一半的自由基失活。(3) 单体加料方式：间歇式加料法：分子量分布宽。半连续滴加法 or 连续滴加法：窄分子量分布的树脂。尽可能保持反响釜中的单体浓度和引发剂浓度为常数。(4) 反响温度：反响温度高，引发剂热分解产生的自由基数目多分子量低；反响温度低， 分子量高。(5) 链转移剂：链转移剂降低聚合物的聚合度。(6) 氧气：低温下，氧气是自由基聚合反响的阻聚剂；聚合过程中，通 N2 或 CO2 气体隔离空气。8，为什么制备热固性丙烯酸树脂可以选用 BPO 引发剂？合成热塑性丙烯酸树脂优先选择 AIBN。由于 BPO 产生的苯甲酰自由基分解为高活泼性苯自由基，简洁夺取单体或

7、聚合物分子链上的氢原子而导致支化，致使分子量分布增加。而 AIBN 为引发剂，自由基的活泼性不及苯自由基，因此支化度大为削减。缘由之二是 BPO 在聚合物中引入易于吸取紫外线的苯环，因而影响户外耐久性。三是 BPO 分解产生的自由基为C6H5COO和C6H5，二者简洁发生偶合反映，使至少一半的自由基失活。合成热固性丙烯酸树脂可以用 BPO，但仍以 AIBN 为优。对分子量分布要求不高。 9，热固性丙烯酸树脂配方原料，投料量kg甲基丙烯酸甲酯 12.5，丙烯酸丁酯 12.5，苯乙烯 15，丙烯酸 1.4，丙烯酸-羟乙酯 7.5，AIBN0.8，十二烷基叔硫醇 0.1，二甲苯 50.2。HEA：供

8、给自由的羟基，与交联剂反响。AA：较好的附着力，防止颜料絮凝，引入的羧基，参与交联反响。 反响温度 140丙烯酸乳胶：进展最快，用量最大的中、高档装饰内墙涂料，外墙涂料。丙烯酸酯乳胶是性能最好的乳胶。一般分为四类：全丙乳胶，苯丙乳胶，乙丙乳胶，硅丙乳胶。10，环氧树脂： 含有二个或二个以上环氧基团的以脂肪族、脂环族或芳香族为骨架的高分子低聚物。双酚 A 型环氧树脂构造与性能用化学反响方程式描述一步法、二步法制备环氧树脂的反响历程。并简要说明制备过程中的响因素。影响因素：(1)原料摩尔比的影响。通过调整环氧氯丙烷和双酚 A 的量，可得到不同分子量的环氧树脂。环氧氯丙烷和双酚 A 比越大，得到的环

9、氧树脂分子量越低。过量的环氧氯丙烷起分子量调整剂的作用。(2) NaOH 的影响。 浓碱介质中环氧氯丙烷的活性大，脱HCl 快速、安全，有利于低分子量。树脂的生成。所以生产低分子量树脂，NaOH 过量。生产中等分子量的树脂时，NaOH 接近理论值。(3) 反响温度的影响在碱性条件下，50就可反响。反响温度高，有利于提高反响速率和产物分子量。二步法影响因素：(1)低分子量环氧树脂的质量。分子量越低越好，分子量分布越窄越好；低分子量环氧树脂 中 Na+、K+含量应低于 50 ppm，否则会产生支链构造产物；有机氯值应小于 0.003mol / 100g，否则降低催化剂活性。(2) 催化剂的选用 催

10、化剂应对环氧基、酚羟基具有高的选择性和反响性，而对环氧基、醇羟基没有催化作用。一般选用三苯基膦化物及其衍生物、胺类、季铵盐等使用三乙烯四胺作固化剂固化 50g 环氧值为 0.51 的环氧树脂，计算固化剂的使用量。三乙烯四胺：2HNCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2三乙烯四胺的分子量：146，活泼氢数：6。多元胺量= (多元胺分子量 / 活泼氢数) x 环氧值 x 100%每百分环氧树脂使用) 100g 环氧树脂所用三乙烯四胺量 = (146 / 6) x 0.51 12 . 39g。50g 环氧树脂所用三乙烯四胺量 = 12 . 39g / 2 6g埋伏型固化剂：与 EP 在肯

11、定温度(25)下长期储存稳定,一旦受光、热、湿气等简洁发生固化反响。特点：使用便利性酮亚胺 RRC=N-R-N=C R R”胺与酮反响生成。封闭官能团。湿气解潜聚氨基甲酸酯 ( 聚氨酯 )：在大分子主链上含有相当数量的氨基甲酸酯 (氨酯) 键的高聚物。有机硅树脂定义：有机硅树脂硅酮树脂：以 SiO 无机键为主链的有机硅氧烷聚合物一种元素有机聚合物(或称半无机高分子化合物)。R1-SI-R2-O R1、R2 为有机基因,如:一 CH3, 苯基。主链由硅、氧两种原子交迭连接而成,侧链是与硅原子相连的有机基团有机硅树脂的制备：利用有机氯硅烷单体与水反响, 生成不稳定的水解产物-硅醇, 然后脱水缩合而

12、得高聚物。有机氯硅烷水解。硅醇的浓缩。硅醇的缩聚和聚合。制备有机硅树脂，一般使用两种或两种以上的单体进展水解。常用的单体：CH3SiCl3 甲基三氯硅烷C6H5SiCl3 苯基三氯硅烷(CH3)2SiCl2 二甲基二氯硅烷(C6H5)2SiCl2 二苯基二氯硅烷 C6H5 CH3SiCl2 苯基甲基二氯硅烷有机硅树脂合成的主要历程及影响因素。有机氯硅烷水解。硅醇浓缩。硅醇的缩聚与聚合。(1) 影响水解反响的主要因素有： 单体构造对水解缩合过程的影响。制备有机硅树脂承受两种或两种以上单体进展水解。水解缩合过程受氯硅烷混合物中各组分水解速率的影响。增加有机基团的体积和数量，由于空间效应阻碍了氯硅烷

13、中 Si Cl 与水的反响，所以水解速率降低。增加有机基团的电负性，也会相应地增加 Si Cl 键，降低水解反响速率。 水解介质 PH 值的影响。水解时生成的 HCl 是生成低分子环状物的强有力的促进剂。介质中HCl 浓度越高，环状物的生成比例越大。因此实行使用过量的水，把握水层的HCl 浓度低于20%。中性和碱性介质有利于共缩聚体的生成。 溶剂性质对水解缩合过程的影响。承受对氯硅烷呈惰性的不溶于或微溶于水的有机溶剂，如二甲苯，使分子内缩合内缩合的倾向占优 势。如在惰性溶剂中参加局部反响性溶剂，如丁醇等，有利于生成构造分布均匀的共缩聚产物。在水介质中，参加即能溶解单体和硅醇又局部与水混溶的溶剂

14、丙酮、二氧六环，将促进环体的生成。 其它因素对水解缩合过程的影响。由于水解反响的活化能很低，所以升温对水解反响速度无明显的促进作用。但是上升温度，加快搅拌速度有利于组分分子间相 互碰撞，有利于生成共缩聚物。(2) 硅醇的缩聚过程中，为削减硅醇的进一步缩合，系统压力愈低愈好，体系温度不宜超过 90。3) 缩聚和聚合过程，通过参加催化剂，使硅醇间羟基脱水缩聚，又使低分子环体开环，在分子中重排聚合，以提高分子量及构造均匀化。承受碱金属氢氧化物作催化剂，存在中和的问题，工艺较简单，假设中和不好，对成品的贮存稳定性等有影响。现多承受金属羧酸盐。该法工艺过程简便，参与反响的催化剂也不需除去，且产品质量好。

15、有机氟树脂 含氟的聚合物统称为有机氟树脂。CC 主链，F 链侧或支链上。独特的综合特性归因于氟原子：强的电负性，很小的原子半径。试从构造与性能的关系的角度说明为什么有机氟树脂具有超耐候性建筑涂料之称。举出二种用于建筑涂料的有机氟树脂。氟树脂独特的综合特性归因于氟原子的两个固有特性, 即极高的负电性和很小的原子半径。氟树脂的主要特征是其构造中含有大量的 C-F 键,这是氟树脂耐热、耐化学品、耐紫外光等一系列优异性能的关键所在。氟的原子构造所形成的化学键在几种碳化物中其键能最高。例如,CF 键的键能是 485.7 kJ/mol。而与之相比较 , CH 键是 414.5 kJ/mol， CO 键是

16、360 kJ/mol。另外 F 原子的范德华半径为 0.14nm, 比氢原子的(0.12nm)大，未成键的原子间排斥力大，使得氟树脂的大分子链呈螺旋构造，F 原子均匀地围绕在 CC 主链的四周，氟原子对 CC 还具有屏蔽作用，使得氟树脂具有较低的外表张力，而具有很大的斥水斥油性。由于氟树脂的固有物性, 用其配制的建筑涂料具有异乎寻常的性能。主要表达在：耐候性优异；抗水解；耐化学介质性良好；耐溶剂性能好；耐热性能好；具有耐沾污性；涂膜硬度高而具有自洁性。故氟树脂建筑涂料具有超耐候性建筑涂料之称。用于建筑涂料的氟树脂有：聚偏氟乙烯PVDF，氟乙烯烷基乙烯基醚FEVE醇酸树脂：由多元醇、多元酸和脂肪

17、酸植物油缩聚而成的线型树脂，属聚酯树脂。生产醇酸树脂的主要原料：多元醇、单元酸或多元酸、脂肪酸植物油合成醇解法和溶剂法(1) 醇解反响影响醇解深度的因素：催化剂：在碱性催化剂存在下，醇解速度加快。常用的催化剂:CaO、Ca(OH)2、LiOH、环烷酸钙、蓖麻酸锂、钛酸异丙酯。油中杂质影响催化效果，醇解深度。不饱和度大，醇解速度快 ，醇解深度大。保护气体 N2、CO2。催化剂存在，醇解反响温度： 200250(2) 酯化反响影响酯化速度的重要因素：从反响器中除去水的速度。熔融法 溶剂法。构造与性能之间的关系：理论构造。甘油 : 苯酐 : 脂肪酸1 : 1 :1，油度 60.5%。甘油 : 苯酐

18、: 脂肪酸3 : 3 :1，油度 30.2%。极性：极性主链，非极性侧链。溶解度：中、长度油度树脂：溶于脂肪烃溶剂。一般中、短油度树脂：溶于一般极性溶剂。固化：油的不饱和程度大，室温枯燥速度大。 醇容忍度：随油度的增加，醇容忍度变小。分子量与分子量分布： 数均分子量 5000，具有多分散性，交联速度与树脂分子量有关 ； 分子量分布：脂肪酸法较窄醇解法较宽为什么粉末涂料是现代涂料的重要进展方向之一：1，节约资源、有效利用资源角度。不含溶剂溶剂的起始原料是石油原油； 喷溢的涂料可回收再用。2，符合环境保护的要求。不含溶剂。,3，利于节能，提高生产效率。一次涂装涂膜厚度到达 30500mm。4，粉末

19、涂料用树脂的分子量比溶剂型涂料大，涂膜的性能、耐久性比溶剂型涂料好。5，施工便利， 简洁实行自动化流水线生产粉末涂料生产方法：1，大局部粉末涂料：熔融挤出混合法。2，丙烯酸粉末涂料：蒸发法粉末涂料涂装方法：1 热固性粉末涂料：静电喷涂法。2 热塑性粉末涂料：流化床浸涂法熔融挤出法制备粉末涂料工艺流程两个关键步骤：1，熔融混合挤出访粉末涂料每个粒子成分完全一样。2，细粉碎适用于粉末涂装所要求的粒度和粒度分布。功能性建筑涂料：但凡具有保护和装饰这两种根本功能之外而另有特别性能的建筑涂料。 膨胀型防火机理：当涂层遇到火焰时 成炭催化剂首先分解，放出无机酸。这些无机酸促使成炭剂失水炭化，先形成无机酸盐

20、，进而分解形成大量的炭、 水、二氧化碳等，残留物为发泡层供给了炭质骨架。同时发泡剂分解，产生的气体使软化的涂层发泡胀大，体积增大。以上反响均为为吸热反响能消耗热量，有利于涂层体系的温度降低。由于以上所述，成炭催化剂、成炭剂、发泡剂在高温或火焰下协同作用，产生一层比原来涂层的厚度大几十倍甚至上百倍的泡沫炭化层，此泡沫炭化层的热阻很大，形成了一层热屏障，阻滞了热量向基材的传播。建筑涂料的生产工艺过程及相应的设备 基料制备过程 ：不锈钢反响釜、搪瓷反响釜 颜、填料和其它固体物料的分散、研磨球磨机、三辊机、砂磨机 配制涂料：不同搅拌速度的调和设备 涂料过滤：使用不同规格的筛网完成。 产品称量、包装：不

21、同的涂料应实行不同的容器包装。涂料成膜机理：常用涂料成膜机理归类。乳胶涂料的成膜机理：1，水或非水溶剂逐步挥发或被多孔的外表吸取，小球渐渐靠近，最终相互接触。2，粒间小空隙含有的介质从空隙中挥发，压力开头压缩，粒子挤压变形，格外严密地连接成连续的有内聚力的涂膜室温大于最低成膜温度。涂料性能概念：1，涂料性能包括：涂料产品本身的性能，涂膜性能。2，涂料产品本身性能： 未使用前的性能，使用时的性能。3，涂膜性能：一般性能，特别性能建筑涂料性能测试原则：标准化、标准化：1，国家标准 2 行业标准 3 企业标准及供需双方拟定的临时标准外墙涂料测试主要工程：容器中状态、施工性、涂膜颜色及外观、细度、枯燥时间、遮盖力、固体含量、耐水性、耐碱性、耐洗刷性、耐沾污性、耐候性、耐冻融稳定性。内墙涂料测试主要工程：容器中状态、施工性、涂膜颜色及外观、细度、枯燥时间、遮盖力、固体含量、附着力、耐水性、耐碱性、耐洗刷性、耐擦性