涂料化学―第15章 环氧树脂ppt课件.ppt

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1、涂料化学第十五章环氧树脂本章要求：1、了解环氧树脂的制备方法；2、理解涂装技术环氧酯与环氧树脂的固化成膜机理；3、了解环氧化合物的均聚；4、了解水性环氧树脂的制备方法及应用。本章重点：环氧树脂的制备方法、环氧酯与环氧树脂的固化成膜机理本章难点：环氧酯与环氧树脂的固化成膜机理第十五章环氧树脂环氧树脂是从环氧化合物衍生而来的聚合物或低聚物。环氧化合物是指含氧杂环丙烷的化合物。最简单的环氧化合物是环氧乙烷和环氧丙烷，环氧乙烷和环氧丙烷分别可以通过开环聚合得到聚氧化乙烯和聚氧化丙烯，它们是非离子表面活性剂的亲

2、水部分。多功能基的环氧化合物既可以是环氧树脂的活性稀释剂，也可以是交联剂，如粉末涂料中用的氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)。第十五章环氧树脂最重要的工业化环氧树脂是双酚A型环氧树脂，它们是由环氧氯丙烷衍生的树脂，含有缩水甘油基团和羟基，主链由醚键组成，广泛用于粘合剂、电子工业和涂料中。缺点是醚键的亚甲基易受光氧化，光稳定性差，因此在涂料工业中环氧树脂一般用于底漆的成膜物，而不用于面漆。15.1环氧树脂的制备环氧树脂中最重要的是双酚A型树脂(BPA)，其制备路线如下：当环氧氯丙烷大大过量时，主要得到上述产

3、物，即双酚A二缩水甘油醚。双酚比例增加时，此反应可继续进行，用下式表示：15.1环氧树脂的制备除了双酚A以外，工业上还用酚的其它衍生物来制备环氧树脂，如用可溶性酚醛树脂和过量环氧氯丙烷反应得酚醛环氧树脂：15.1环氧树脂的制备芳香族的环氧树脂，光稳定性很差；脂肪族的环氧树脂则有较好的光稳定性，常见的脂肪族环氧树脂有甘油和氢化双酚A与环氧氯丙烷的反应产物：环氧基团可以用其它方法引入分子中，如利用双键和过氧乙酸的反应生成环氧化合物，环氧大豆油便是这样制备的：15.1环氧树脂的制备环氧树脂的特征指标（1）环

4、氧基指标：表征树脂分子中环氧基的含量。①环氧值：是指100g环氧树脂中含有的环氧基摩尔数。②环氧指数：指每1kg环氧树脂中所含环氧基的摩尔数。环氧指数的数值比环氧值大10倍。③环氧当量：是指含有1mol环氧基的树脂的质量。换算方式：环氧当量=1000/环氧指数环氧当量=100/环氧值15.1环氧树脂的制备环氧树脂的特征指标（2）羟基指标：表征树脂分子中羟基的含量。①Shell公司的羟基值F(每100g树脂所含羟基的摩尔数)。②Ciba公司的羟基值G(每1kg树脂所含羟基的摩尔数)。③羟基当量H：是指含

5、有1mol羟基的树脂的克数。15.1环氧树脂的制备环氧树脂的特征指标（3）酯化当量制造环氧酯时实用的数值，指酯化1mol单羧酸(60g醋酸或280gC18脂肪酸)所需环氧树脂的克数。环氧树脂中羟基和环氧基都能与羧酸进行酯化反应。酯化当量可表示树脂中羟基和环氧基的总含量。15.1环氧树脂的制备环氧树脂的特征指标（4）软化点环氧树脂的软化点可以表示树脂的分子量大小，软化点高的，分子量大，软化点低的分子量水，环氧树脂可按软化点不同分为：低分子量环氧树脂软化点＜500C中分子量环氧树脂软化点~950C高分子量

6、环氧树脂软化点﹥1000C15.1环氧树脂的制备环氧树脂的特征指标（5）氯值100g环氧树脂中所含氯的摩尔数(包括有机氯及无机氯)，称为氯值。有机氯来自制造环氧树脂时未充分闭环而残留者。无机氯来自制造环氧树脂时未洗涤充分而残留的氯化钠，两者均有损于固化物的电性能，也不利于耐腐蚀性。15.2环氧酯与环氧树脂的固化成膜环氧树脂本身的分子量低，不具有成膜性质，必须通过化学交联方法成膜。环氧树脂可以通过酯化反应引入不饱和脂肪酸，因此可以在空气中氧化交联；也可以通过和胺、酸酐等反应形成交联结构；环氧树脂还可以作

7、为醇酸树脂、聚酯、氨基树脂、酚醛树脂的交联剂，它也可通过自缩合成膜。15.2环氧酯与环氧树脂的固化成膜环氧酯环氧树脂可和羧酸反应生成酯，这便是所谓环氧酯。环氧基与羧酸的反应比羧酸和羟基反应快很多，首先是打开环氧基形成羟基酯。环氧树脂主链中所含的羟基及开环后新生成的羟基在较强的条件下，可进一步酯化。15.2环氧酯与环氧树脂的固化成膜环氧酯环氧酯和醇酸树脂相比，它有较好的抗水解性能和附着力，但光稳定性差，其性质和下列因素有关：脂肪酸：一船用豆油酸，亚麻油酸或脱水蓖麻油酸，但用亚麻油酸时颜色较差，也可以加入

8、二元酸或苯甲酸调节产物性质。酯化程度：酯化度低，脂肪酸含量低。在脂肪烃中溶解度低，当酯化度增加时，脂肪酸含量增加，在一定浓度下的粘度下降，硬度降低，酯化度和气干速度有关，通常在70％左右气干速度最快。环氧树脂：环氧酯的性质与环氧树脂的分子量有关。环氧树脂的分子量低，粘度低，干燥速度低。分子量太大，操作困难，所得产物混溶性差。15.2环氧酯与环氧树脂的固化成膜胺固化体系用胺作为固化剂的环氧树脂通常是室温固化的双组分环氧树脂。环氧树脂和胺反应用下式表示：胺的