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饱和聚酯树脂可以用在涂料上吗?

返回列表 作者: 浏览:23 发布日期:2021-05-31

饱和聚酯树脂可以用在涂料上吗?


饱和聚酯树脂可以用在涂料上吗?


聚酯树脂分子结构特性
1、分子量和分子量分布
(1)树脂的反应过程特点
树脂反应属缩聚过程,是逐步反应过程,从单体分子相互作用生成缩合物,缩合物再与其他单体分子作用,同时缩合物之间也可以相互作用,所以反应得到的高聚物(即树脂)的分子量大小不一,再加之反应过程中的随机性,使生成物的分子量也是不可能整齐划一,产物必然是各种分子量的混合物。
(2)树脂分子量的特性
树脂分子量不可能确定一个确切的分子量,它可能是10000,也是可能是只有1000,大部分是处于两者之间,就是说由不同分子量的大分子的混合物所组成,树脂分子量是影响树脂溶液的粘度,同时也影响涂膜的性能,一般分子量越大,粘度也越大,从涂膜性能观点,低分子部分是不希望的,而高分子部分不相称的增加,也是不希望的。
(3)树脂的平均分子量
树脂的分子量是以平均分子量的形式,分子量的分布可以相差很大,也可能相差很小,如平均分子量为10000的树脂,它可以由分子量为9500和10500之间的各种大小相差不大的树脂分子组成,也可能由分子量从1000到10000间的大小,相差十分悬殊的树脂分子组成,前者称为窄分子量分布,后者称为宽分子量分布。
(4)树脂的分子量分布
树脂的分子量有多种不同形式表示。其中主要有重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn), Mw/ Mn广泛地用作分布宽度的指数,Mw/ Mn 值愈大,分子量分布愈宽,其值愈小,分子量愈窄。所谓数均分子量即聚合物总重量除以高分子的总数所得到的分子量,所谓重均分子量是按照重量分布统计的平均分子量,只有在分子均一的情况下Mw与Mn才能相等。
(5)树脂分子量和分子量分布特性
树脂的分子量和分子量分布对树脂性能的影响,直接影响到涂料配方的设计和涂膜的性能,从涂料固体分来说,最好使用低分子量的树脂,因分子量愈小,粘度愈低,但对机械性能和耐久性来说,则要求用分子量高的树脂,这两者是互相矛盾的,在设计配方法时需要作一平衡,但是树脂分子量大到某一程度时性能变化不会太大。
(6)树脂分子量分布的宽窄的影响
分子量分布往往以Mw/ Mn的值表示,理想的值为1.7~2.1左右,同一平均分子量的情况下,分子量分布对树脂性能影响非常大,如分子量分布太宽,往往就不能获得理想的涂膜性能,因此树脂分子量分布宽度对涂料性能起重要影响,往往是达到涂料令人满意的性能关键。
2、树脂玻璃化温度
(1)树脂数均分子量增加,当达到高值时,Tg变化很小,基本恒定。
(2)树脂分子量分布宽时,Tg偏低;分布窄,Tg增高。
(3)树脂分布结构中主链越柔顺,Tg越低;主链越僵硬,Tg越高。
(4)树脂侧链上存在苯基组分,可使整个高分子链变得刚性而增高Tg,这主要是高分子链的旋转运动有关。
(5)树脂与固化树脂交联后,可以使交联产物的Tg上升,如交联不足,对Tg影响不大,但交联固化到某一程度后,Tg就急速上升。
3、树脂的结晶性
从制造涂料的观点来说明,具有明显结晶倾向的高聚物,作为成膜物,一般是不合适的,因为:
(1)树脂会失去透明性,树脂溶液中同时存在结晶区和非结晶区,不同区域的折射率不同,树脂发浊,透明度差变,有时往往会造成涂膜光泽的下降。
(2)结晶作用会使树脂不溶于一般溶剂,只有极性强的溶剂,才能使树脂溶解,在某些情况下,甚至强极性溶剂也是无效。
(3)结晶作用会使树脂的软化温度提高,这一性质对烘烤型涂料来说,能使涂料容易流平,而不易流挂。
由此可见,为了使合成树脂适用于涂料,必须使树脂减少结晶倾向,防止树脂会形成结晶,影响涂料性能。
由于不少单体本身是结晶固体,所以在设计配方时要注意选择和相互搭配。
4、关于树脂羟基含量
树脂羟基含量越高,说明涂料形成后,它的交联密度越大,对漆膜的硬度保光性和耐溶剂性有利,在设计树脂配方时线型树脂宜将树脂分子量做得大些,羟基含量相对低一些,使涂膜交联度减少,对涂膜的柔韧性有好处,但支链型树脂分子量一般比线型树脂小,羟基含量相对高些,使涂膜有较高的交联密度,对涂膜的硬度、耐溶剂性有利。
七、聚酯树脂技术参数对涂膜性能的变化
1、 分子量
差 低 柔 韧 性 高 好
低 硬 度 高
差 耐溶剂性 好
差 抗划伤性 好
差 耐盐雾性 好
好 流 平 性 差

2、玻璃化温度
好 低 柔 韧 性 高 差
低 硬 度 高
差 抗划伤性 好
差 耐盐雾 性 好
3、羟值
低 低 抗划伤性 高 高
低 硬 度 高
好 柔 韧 性 差
差 耐盐雾 性 好

八、聚酯树脂与其他合成树脂的搭配
1、与氨基树脂搭配
类 别 搭配目的及用途 反应基团 固化条件 特 性
甲醚化 全甲醚化(氰特公司303首诺公司747) 用作固化树脂,可单独采用作卷材面漆及背面漆 -NCH2OCH3CH2OCH3 需添加强酸催化剂 提供很好的稳定性极佳的柔韧性
部分甲醚化(氰特公司325首诺公司717) 用作固化树脂,可与全甲醚化树脂拼用作卷材面漆及背面漆 -NCH2OCH3H 无或少量酸性催化剂 提供高硬度,固化速度加快,耐候性好
2、与环氧树脂搭配
类 别 搭配目的 适宜品种 特 性
高分子环氧树脂型号1009(壳牌) 提高涂层的附着力及防腐蚀性 背面漆底 漆 优良的防腐蚀性及硬度

3、与聚氨酯树脂搭配
类 别 搭配目的 适宜品种 特 性
封闭型脂肪族聚氨酯树脂BC-3175(德国拜尔公司)B-1358A(德国赫斯公司) 作为聚酯树脂固化剂,也可以采用聚酯树脂和环氧树脂合用,与聚氨酯树脂拼用 面 漆背面漆 优良的附着力、防腐蚀性和耐候性
九、聚酯树脂主要几种单体的性能
1、多元醇
品 名 性能特征
新戊二醇NPG 优良的耐候性,酯化和固化时反应快速良好的耐水性、耐化学性和抗污染性优良的热稳定性,浅的树脂颜色,中等的树脂粘度高的玻璃化温度,良好的溶解度
2,2,4-三甲基-1,3戊二醇TMPD 不对称结构,低溶液粘度,优良的水解稳定性、耐化学性中等的热稳定性,低的玻璃化温度,中等的耐候性
1,4环己烷二甲醇CHDM 合成非常快,优良的热稳定性,树脂色浅非常好的硬度,非常高的玻璃化温度,中等的溶解度中等的耐候性
羟三乙酰基羟三甲基乙酰化物HPHP 优良的耐候性,酯化反应快速,优良的水解稳定性,优良的耐化学性和抗蚀性,很好的柔韧性
2-甲基1,3丙二醇MPD 酯化反应快速,低的树脂粘度,浅的树脂颜色产品稳定性好,独特的非结晶性良好的柔韧性、耐化学性和耐水性
2-丁基-2-乙基1,3丙二醇BEPD 树脂溶液粘度低,优良的溶解性非常优良的水解稳定性,酯化反应快速耐化学性和耐腐蚀
1,6己二醇 非常好的柔韧性,提供溶解性,玻璃化温度下降
三羟甲基丙烷TMP 很好的溶解度,形成支链结构,硬度高,耐化学性能好,耐烘烤性好

2、多元酸
品 名 性能特征
邻苯二甲酸酐PA 熔点低,能生成闭环内酯存在低分子量树脂,影响性能提高,特别是耐候性,但溶解性好
间苯二甲酸IPA 优良的户外耐外性,但熔点高≥300℃,较难操作,溶解较慢,反应中成环酯的趋势较小,形成分子量较大,使树脂硬度高,玻璃化温度高
对苯二甲酸TPA 具有很好的热稳定性,但由于溶解性不好,一般不直接使用而是用它的二甲酯,树脂柔韧性好,硬度好
偏苯三酸酐MTA 在树脂组份中可调整反应官能度,使树脂形成支链型结构,提高涂膜性能(硬度)和反应速度
已二酸AA 提供柔韧性,溶解性,但抗污染性较差,随着用量增加,硬度下降,玻璃化温度下降
1,4已烷二羟酸1,4CHDA 良好的硬度,伴有一定的柔韧性优良的水解稳定性,中等的溶解度优良的热稳定性,浅的树脂颜色
十、聚酯树脂的分子结构与工艺的要求
树脂的性能发挥除了设计出一个科学性的配方组分外,还应该有一个合理性的工艺,两者的结合,才能获得一个预计的分子结构和分子量分布,这样才能具备理想的涂膜性能,对于聚酯树脂来说,它的工艺条件应该是:
1、整个工艺过程应该是在不断搅拌下进行,其搅拌的速度要达到均匀,上下层充分翻动,创造反应物料有足够的碰撞机会和冲击能量。
2、工艺操作中的升温过程一定要缓慢,切忌急速上升,并做到分阶段保温,使反应按预计要求进行,达到树脂结构有规则,生产批次之间质量达到稳定。
3、工艺操作步骤,按阶段、程序分批投料,使树脂结构实现理想化,达到树脂分子量向窄的方向发展,树脂分子结构按要求结合。
4、整个反应过程,做到封闭严密,保证物料配比准确无误,塔顶温度切勿超过,而造成物料跑出而失去原有的比例。
5、树脂的终点指标要严格控制,酸价和粘度是观察树脂的终点指标的重要项目,是观察反应深度的尺度,达到指标后一定要经过真空工序,使反应产物内部低分子物尽可能排除,达到树脂产物更加纯净、分子量分布更加合理。
6、选用原料的纯度一定要保持高度纯净,原料纯度不足,意味着原料中含有一定量的杂质,杂质的存在,除了加深树脂颜色外,还可以使树脂内部存在异构化产物,影响树脂的性能向优质方向发挥。
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