成膜树脂聚氨酯及其他

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1、第四章成膜树脂的品种及性能4.1酚醛树脂4.2聚酯树脂4.3醇酸树脂4.4不饱和树脂4.5氨基树脂4.6丙烯酸树脂4.7环氧树脂4.8聚氨酯树脂4.9其他树脂4.8聚氨酯树脂主要内容1.聚氨酯树脂的组成和结构2.聚氨酯树脂的制备3.聚氨酯树脂的性能特点4.聚氨酯树脂的黄变5.聚氨酯树脂在涂料中的应用10/5/20212涂料化学4.8.1聚氨酯树脂的组成与结构一.聚氨酯树脂的组成聚氨酯即聚氨基甲酸酯，是指聚合物中含有相当量的氨酯键。其氨酯键的结构如下：二.聚氨酯树脂的结构特点聚氨酯树脂最大的特点是在树脂分子中含有氨酯键。由于树脂分子链含有氨基甲酸酯基，分子间存在很强的氢键作

2、用力。10/5/20213涂料化学4.8.2聚氨酯树脂的制备及反应特性一.聚氨酯树脂的制备聚氨酯是由多异氰酸酯（常用的是二异氰酸酯）与多元醇（包括含羟基的低聚物）反应生成的。反应中，一个分子中的活性氢原子转移到另一个分子中去。10/5/20214涂料化学多异氰酸酯与多元醇生成高聚物的过程是逐步加成聚合的过程。反应过程中，无副产物生成1.几种常用的二异氰酸酯（1）甲苯二异氰酸酯（TDI）TDI为芳香族异氰酸酯，反应活性高，利于制造泡沫塑料、涂料等；由于甲基的位阻影响，4位NCO的活性比2位NCO高，制造预聚物时便于控制，粘度较低。10/5/20215涂料化学（2）二苯甲烷二

3、异氰酸酯（MDI）MDI的使用量较TDI少。主要优点（A）游离MDI的蒸气压远比TDI低，毒性较低；（B）MDI的对称结构，使其漆膜的强度、耐磨性、弹性均优于TDI涂料，而且干燥迅速。10/5/20216涂料化学主要缺点（3）苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）虽然含有苯环，但属于脂肪族异氰酸酯。（A）MDI是固体，不便于管道输送和投料；（B）MDI涂料的泛黄比TDI更严重；（C）MDI的两个NCO基的反应活性相同，不便于对反应进行控制。10/5/20217涂料化学（4）已二异氰酸酯（HDI）属于脂肪族二异氰酸酯，和TDI一样，蒸汽压高，毒性大。（5）异佛尔酮二异氰酸酯（IPD

4、I）10/5/20218涂料化学（6）二环已基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）10/5/20219涂料化学还有其他的异氰酸酯：四甲基间苯二甲基二异氰酸酯烯类异氰酸酯10/5/202110涂料化学制备聚氨基甲酸酯的方法还有：（A）氯甲酸酯与胺的反应（B）氨基甲酰氯与醇反应（C）醇与脲加热反应10/5/202111涂料化学异氰酸酯R－N=C=O具有两个杂积累双键，非常活泼，极易与其他含活泼氢原子的化学物反应。二.异氰酸酯的反应性能一般来说，氧原子上的电子密度最高，呈负电性，氮原子上的电子密度较氧原子低，但也呈负电性，其中碳原子是正电性，因此易遭亲核试剂进攻。10/5/20211

5、2涂料化学1.与醇的反应2.与水的反应3.与胺反应生成10/5/202113涂料化学4.与脲反应5.与羧酸反应6.与氨基甲酸酯反应10/5/202114涂料化学7.与肟反应8.与苯酚（或烯醇）反应10/5/202115涂料化学10.自聚反应聚噁唑烷酮耐高温树脂9.与环氧基反应10/5/202116涂料化学4.8.3聚氨酯树脂的主要性能这是因为聚氨酯树脂分子之间能形成非环及/或环形的氢键。一.优异的机械耐磨性和韧性能10/5/202117涂料化学在外力作用下，氢键可分离而吸收外来的能量（每摩尔吸收10~25KJ）。当外力除去后又可重新再形成氢键。如此的氢键裂开，又再形成的可

6、逆重复，使聚氨酯树脂具有高度机械耐磨性和韧性。与其他树脂相比，在相同硬度条件下，由于氢键的作用，聚氨酯的断裂伸长率最高。二.优良的保护和装饰性能如环氧树脂、氯化橡胶等保护功能好而装饰性稍差；硝基树脂则装饰性好而保护功能差。然而聚氨酯树脂兼具保护和装饰性。10/5/202118涂料化学聚氨酯树脂对多种物面（金属、木材、橡胶、混凝土、某些塑料等）均有优良的附着力。一般，对某些金属表面，聚氨酯树脂的附着力稍逊于环氧树脂；但对于橡胶则聚氨酯树脂超过还氧树脂。三.漆膜附着力强聚氨酯树脂涂膜的弹性可以根据需要而调节，调节树脂的成分配比，可从极坚硬的调节到极柔韧的弹性涂层，而一般涂料如

7、环氧、不饱和聚酯、氨基醇酸等只能制成刚性涂层，难以赋予高弹性。四.弹性可调10/5/202119涂料化学五.漆膜具有优良的耐化学药品性，耐酸、碱、盐液、石油产品等特性六.能在高温烘干，也能在低温固化环氧、不饱和聚酯在10℃以下就难以固化，而聚氨酯在0℃也能正常固化。10/5/202120涂料化学氨酯基受紫外线照射后分解生成胺。芳香胺氧化生成醌发色团。MDI氧化后生成双醌酰亚胺，泛黄比TDI的单醌更严重。4.8.4聚氨酯树脂的黄变10/5/202121涂料化学脂肪族氨酯键比芳香族氨酯键稳定，而且即使分解成为脂肪胺，也不像芳香胺容