涂料化學(xué)與工藝學(xué)習(xí)題及解答-wenkub
2023-06-15 18:16:16 本頁面
【正文】 哪三個階段？ （1）天然成膜物質(zhì)的使用； （2）涂料工業(yè)的形成；（3）合成樹脂涂料的生產(chǎn)8．今后十年，涂料工業(yè)的技術(shù)發(fā)展將主要體現(xiàn)在哪“四化”？ 水性化、粉末化、高固體份化和光固化n 共聚合反應(yīng)：涂料用的成膜物大多是共聚物，共聚合反應(yīng)是對成膜物改性的重要手段，有如下重要作用：（1）調(diào)節(jié)Tg：例如PMMA Tg=105℃ ，用于涂料成膜物太脆，且溶解性差，聚丙烯酸丁酯Tg=56℃，用于成膜物漆膜不能干燥而發(fā)粘。 著色顏料：可賦予涂層美麗的色彩，具有良好的遮蓋性，可以提高涂層的耐日曬性、耐久性和耐氣候變化等性能。溶劑（或分散介質(zhì)）并非成膜物質(zhì)，它可以幫助施工和成膜，涂料涂覆與表面后，溶劑應(yīng)基本揮發(fā)盡。一般為有機材料，成膜前可為聚合物或低聚物，成膜后形成聚合物膜顏填料是涂料中的次要成膜物質(zhì)，但它不能離開主要成膜物質(zhì)（涂料樹脂）而單獨構(gòu)成涂膜。？。若顏料對漆膜性能起顯著作用，則用顏料名稱代替顏色。2 、從溶劑分：（1）有溶劑涂料：水性涂料，溶劑型涂料（溶劑含量低的為高固體份涂料）（2）無溶劑涂料：粉末涂料、光敏涂料，干性油涂料從顏料分：清漆和色漆。為滿足多方面性能的要求，涂料樹脂的合成往往同時存在多種反應(yīng)機理。 羥基，羧基，氨基等可提高漆膜的交聯(lián)密度。涂料是多組分，多相體系，影響因素多，但也有規(guī)律可循： a、 分子鏈中引入不對稱苯環(huán)，可提高玻璃化溫度，從而提高漆膜強度。應(yīng)用與施工上，考慮溶解性、相容性、粘度、對顏料的潤濕性等因素，分子量過高是不利的。一般，熱塑性樹脂如纖維素漆，乙烯類，丙烯酸酯，橡膠類涂料，分子量可高些，但要小于其作為塑料、橡膠、纖維是的分子量。但含苯環(huán)，不耐光，易泛黃。 c、利用共聚合等方法可避免漆膜成膜過程中結(jié)晶。如苯乙烯改性醇酸樹脂：逐步聚合+自由基聚合。色漆又按顏料品種、顏色分類。（2）如果含多種成膜物質(zhì)，選取起主要作用的一種命名，如涂料中松香改性酚醛樹脂，酚醛占樹脂總量的50%以上時，為酚醛漆類；當(dāng)酚醛占50%以下時，為天然樹脂漆類。從組成上看，涂料一般包含四大組分：成膜物質(zhì)、溶劑（分散介質(zhì)）、顏（填）料和各類涂料助劑。顏料是一種不溶于成膜物質(zhì)的有色礦物質(zhì)或有機物質(zhì)。助劑：在涂料中的用量很少，約103(w/w),但作用很大，不可或缺。 防銹顏料：這種顏料可使涂層具有良好的防銹能力，延長壽命，它是防銹底漆的主要原料。將兩者的單體共聚，則可得到Tg適中的共聚物。（4）改善聚合物的化學(xué)性質(zhì)MMA與其他單體共聚，可以改善其熱降解性能PVAc易水解，用VAc與叔碳酸乙烯酯共聚合，有優(yōu)異的耐水解性能。醇酸樹脂合成實例短油度椰子油醇酸樹脂的合成（1）配方及核算：原料用量/kg分子量摩爾數(shù)/kmol精制椰子油66295%甘油苯酐148油內(nèi)甘油3油度＝（＋＋－18）＝38％醇超量＝（3－2）/(2)＝平均官能度＝2(21+3)/（++1+3）= ＝ 2/ ＝ 不易凝膠。當(dāng)酸值約8 mgKOH/g（樹脂）、粘度（加氏管）達到10s，停止加熱，出料到兌稀罐，110℃加二甲苯，過濾，收于儲罐。（2）合成工藝 ① 將雙漂豆油、漂梓油加入反應(yīng)釜,開慢速攪拌，升溫，同時通CO2，120℃％的LiOH； ② 升溫至220℃，逐步加入季戊四醇，再升溫至240℃醇解，保溫醇解至醇解物：95％乙醇(25 ℃)＝1：3～5達到透明。2）合成工藝 ① 將豆油酸、季戊四醇、苯酐和回流二甲苯（單體總量的8％）全部加入反應(yīng)釜，通入少量CO2，開慢速攪拌，用1h升溫至180℃；保溫1h； ② 用1h升溫至200～220℃，保溫2h，抽樣測酸值達10mgKOH/g、粘度（加氏管）達到10s為反應(yīng)終點。（2）醇酸樹脂具有很好的涂刷性、潤濕性和初始裝飾性, 通過改性把優(yōu)點賦予其他成膜物。改性方法——三種（2）烯類單體與醇酸樹脂中的雙鍵共聚一般含共軛雙鍵的醇酸樹脂才有較好的共聚作用。除st外，可共聚的還有丙烯酸酯、MMA等，用MMA改性的，干燥迅速，保色性、耐候性提高。（2）降低分子量：通過降低二元酸/多元醇的比例來達到。 第二節(jié) 涂料基本組成 涂料一般由成膜物、顏料、溶劑和稀釋劑、助劑組成，涂料施工后，隨著溶劑和稀釋劑的揮發(fā)，成膜物干燥成膜。目前市面上環(huán)氧樹脂主要是雙酚A型環(huán)氧樹脂，即雙酚A縮水甘油醚（DGEBA），由雙酚A(DDP)與環(huán)氧氯丙烷(ECH)反應(yīng)制得，目前實際使用的環(huán)氧樹脂中70％以上屬于這種環(huán)氧樹脂，其結(jié)構(gòu)如下：從化學(xué)結(jié)構(gòu)中可以看出，雙酚A型環(huán)氧樹脂的分子具有以下特征： 1. 兩端為反應(yīng)活性很強的環(huán)氧基； 2. 分子主鏈上有許多醚鍵； 3. 樹脂分子鏈有許多仲羥基，可以看成一種長鏈的多元醇； 4. 分子鏈上有大量苯環(huán)、次甲基和異丙基； 優(yōu)點： 環(huán)氧樹脂穩(wěn)定性好，未加入固化劑可放置一年以上； 樹脂工藝性好，能溶于多種溶劑。（2）聚氨酯樹脂 在分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯重復(fù)鏈節(jié)的高分子化合物稱為聚氨酯樹脂，由多異氰酸酯和多元醇通過氫轉(zhuǎn)移加成聚合而成。 由于聚氨酯分子中具有強極性氨基甲酸酯基團，大分子間存在氫鍵，聚合物具有高強度、耐磨、耐溶劑等特點。與以前的油基材料相比，醇酸樹脂的原料易得、工藝簡單，而且在干燥速率、附著力、光澤、硬度、保光性和耐候性等方面遠遠優(yōu)于以前的油性漆。聚氨酯改性醇酸樹脂干燥塊，硬度高，漆膜彈性好，耐磨性高，且防水性能和耐化學(xué)性好，主要用室內(nèi)木器清漆。熱塑性丙烯酸樹脂的成膜主要通過溶劑的揮發(fā)，分子鏈相互纏繞進行的，因此，涂膜的性能主要取決于聚合單體的選擇和分子量大小，主要用于汽車面漆和汽車修補漆，也可用于紙張涂料，氣溶膠，木器清漆，真空清漆，可剝漆，油墨等。既具備無機物的耐侯、耐高溫性能，又具備有機樹脂的柔韌性。有機硅樹脂及改性樹脂廣泛用于電機設(shè)備的線圈浸漬漆、粘接云母用的絕緣漆、用于玻璃絲、玻璃布及石棉布浸漬的絕緣漆、耐熱、耐候的防腐涂料、透明涂料、防潮涂料、耐輻射涂料。
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