涂料用树脂的制造网络教学和课程制作平台省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二章第二章 涂料用树脂制造涂料用树脂制造第二节第二节 氨基树脂制造氨基树脂制造第1页教学目标教学目标l掌握氨基树脂制备方法。掌握氨基树脂制备方法。l了解生产氨基树脂主要原料。了解生产氨基树脂主要原料。l了解氨基树脂分类和主要用途。了解氨基树脂分类和主要用途。第2页第一部分第一部分 概述概述一、氨基树脂组成与分类一、氨基树脂组成与分类二、氨基树脂特征和用途二、氨基树脂特征和用途第3页第二部分 主要原材料氨类化合物氨类化合物醛类化合物醛类化合物醇类化合物醇类化合物三聚氰胺三聚氰胺苯鸟粪胺苯鸟粪胺尿素尿素甲醇甲醇正丁醇正丁醇异丁醇异丁醇37甲醛水溶液甲醛水溶液多聚甲醛多聚甲醛甲醛丁醇溶液甲醛丁醇溶液第4页第三部分 氨基树脂制造方法一、氨基树脂制备原理、性能及生一、氨基树脂制备原理、性能及生产过程产过程二、氨基树脂生产工艺流程二、氨基树脂生产工艺流程三、经典配方和工艺分析三、经典配方和工艺分析四、工艺操作条件四、工艺操作条件第5页课堂小结l氨基树脂组成与酚类氨基树脂组成与酚类l氨基树脂特征和用途氨基树脂特征和用途l氨基树脂主要生产原料氨基树脂主要生产原料l氨基树脂制造方法氨基树脂制造方法第6页作业：作业：1.氨基树脂分成那些类别？氨基树脂分成那些类别？2.氨基树脂有什么特征和用途？氨基树脂有什么特征和用途？3.涂料用丁醇醚化脲醛树脂有哪些性能涂料用丁醇醚化脲醛树脂有哪些性能？4.涂料用三聚氰胺有哪些用途？涂料用三聚氰胺有哪些用途？5.制备制备HMMM树脂有哪些影响原因？树脂有哪些影响原因？第7页第8页一、氨基树脂组成与分类一、氨基树脂组成与分类涂料用氨基树脂是指含有氨基涂料用氨基树脂是指含有氨基 （NH2）官能团化台物与醛类（主要）官能团化台物与醛类（主要是甲醛）加成缩合，然后把生成羟甲基是甲醛）加成缩合，然后把生成羟甲基（CH2OH）用脂肪一元醇进行部分醚）用脂肪一元醇进行部分醚化或完全醚化而得到产物。化或完全醚化而得到产物。第9页一、氨基树脂组成与分类一、氨基树脂组成与分类涂料用氨基树脂可大致分为以下四类涂料用氨基树脂可大致分为以下四类：1、脲醛树脂、脲醛树脂 2、三聚氰胺甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂 3、苯鸟粪胺甲醛树脂、苯鸟粪胺甲醛树脂 4、共缩聚树脂、共缩聚树脂 第10页1、脲醛树脂、脲醛树脂 按所用醇类不一样可分为丁醇醚化按所用醇类不一样可分为丁醇醚化脲醛树脂，甲醇醚化脲醛树脂及混合醇脲醛树脂，甲醇醚化脲醛树脂及混合醇醚化脲醛树脂。醚化脲醛树脂。第11页2、三聚氰胺甲醛树脂三聚氰胺甲醛树脂 按所用醇类不一样可分为丁醇（或按所用醇类不一样可分为丁醇（或异丁醇）醚化三聚氰胺甲醛树脂，甲醇异丁醇）醚化三聚氰胺甲醛树脂，甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂和混合醉醚化三醚化三聚氰胺甲醛树脂和混合醉醚化三聚氰胺甲醛树脂。其中，丁醇醚化三聚聚氰胺甲醛树脂。其中，丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂是氨基树脂中最主要品种。氰胺甲醛树脂是氨基树脂中最主要品种。按其醚化程度不一样又可分为高低两种按其醚化程度不一样又可分为高低两种醚化度三聚氰胺甲醛树脂。醚化度三聚氰胺甲醛树脂。第12页3、苯鸟粪胺甲醛树脂苯鸟粪胺甲醛树脂 鸟类胺是三聚氰胺中一个氨基被氨鸟类胺是三聚氰胺中一个氨基被氨基以外其它基团所取代产物。基以外其它基团所取代产物。其中用苯基取代苯鸟类胺广泛用于其中用苯基取代苯鸟类胺广泛用于涂料中。这类树脂以及涂料中。这类树脂以及N苯基三聚氰苯基三聚氰胺甲醛树脂和胺甲醛树脂和N丁基三聚氰胺甲醛树丁基三聚氰胺甲醛树脂通称烃基三聚氰胺甲醛树脂。脂通称烃基三聚氰胺甲醛树脂。第13页4、共缩聚树脂、共缩聚树脂分三聚氰胺、尿素甲醛共缩聚和三分三聚氰胺、尿素甲醛共缩聚和三聚氰胺、苯代三聚氰胺甲醛共缩聚树脂聚氰胺、苯代三聚氰胺甲醛共缩聚树脂两种。两种。第14页二、氨基树脂特征和用途二、氨基树脂特征和用途1、氨基树脂是一个多官能度聚合物，、氨基树脂是一个多官能度聚合物，在加热时，本身能够深入缩聚反应而交在加热时，本身能够深入缩聚反应而交联固化成膜。联固化成膜。可作为油改性醇酸树脂、无油醇酸可作为油改性醇酸树脂、无油醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂以及环氧树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂以及环氧酯等交联剂。酯等交联剂。第15页二、氨基树脂特征和用途二、氨基树脂特征和用途2、用氨基树脂作交联剂漆膜含有优、用氨基树脂作交联剂漆膜含有优良光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐良光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水以及耐候性等。水以及耐候性等。第16页二、氨基树脂特征和用途二、氨基树脂特征和用途以氨基树脂作交联剂涂料广泛地用以氨基树脂作交联剂涂料广泛地用于汽车、农业机械、钢制家俱、家用电于汽车、农业机械、钢制家俱、家用电器和金属预涂等工业涂料。器和金属预涂等工业涂料。可用于反应型二液型木材涂装和汽可用于反应型二液型木材涂装和汽车修补用涂料。车修补用涂料。另外，氨基烘漆还含有防潮、防湿另外，氨基烘漆还含有防潮、防湿热性能，可用于湿热带地域机电、仪表热性能，可用于湿热带地域机电、仪表涂装，能到达涂装，能到达B级绝缘要求。级绝缘要求。第17页二、氨基树脂特征和用途二、氨基树脂特征和用途可用于反应型二液型木材涂装和汽可用于反应型二液型木材涂装和汽车修补用涂料。车修补用涂料。另外，氨基烘漆还含有防潮、防湿另外，氨基烘漆还含有防潮、防湿热性能，可用于湿热带地域机电、仪表热性能，可用于湿热带地域机电、仪表涂装，能到达涂装，能到达B级绝缘要求。级绝缘要求。第18页一、氨基树脂制备原理、性能及生产过程（一）涂料用丁醇醚化脲醛树脂（一）涂料用丁醇醚化脲醛树脂（二）涂料用三聚氰胺树脂（二）涂料用三聚氰胺树脂（三）甲醚化氨基树脂（三）甲醚化氨基树脂第19页（一）涂料用丁醇醚化脲醛树脂（一）涂料用丁醇醚化脲醛树脂1、脲醛树脂制备原理、脲醛树脂制备原理第20页1、脲醛树脂制备原理、脲醛树脂制备原理醚化程度不一样，所生成树脂缩合醚化程度不一样，所生成树脂缩合度，对烃类溶剂溶解性，固化性能等会度，对烃类溶剂溶解性，固化性能等会有较大差异。有较大差异。改性醇碳原子数越小，树脂固化性改性醇碳原子数越小，树脂固化性能越高，相容性和在溶剂中溶解性降低，能越高，相容性和在溶剂中溶解性降低，水溶性增加。甲醇醚化树脂，用于水溶水溶性增加。甲醇醚化树脂，用于水溶性涂料。性涂料。第21页2、脲醛树脂性能涂料用丁醇醚化脲醛树脂是一个白涂料用丁醇醚化脲醛树脂是一个白色粘稠液体，主要用于和醇酸树脂配合色粘稠液体，主要用于和醇酸树脂配合制备烘漆，以提升成膜硬度、干性等。制备烘漆，以提升成膜硬度、干性等。但耐水、耐侯性、光泽、保色性相但耐水、耐侯性、光泽、保色性相对要差，所以大多用于内用漆和底漆。对要差，所以大多用于内用漆和底漆。第22页2、脲醛树脂性能对底材附着力好对底材附着力好与环氧树脂相容好，成膜流平性比很与环氧树脂相容好，成膜流平性比很好好能够制成室温或强制干燥条件下酸催化能够制成室温或强制干燥条件下酸催化固化涂料固化涂料用于制备锤纹漆时有较清楚花纹用于制备锤纹漆时有较清楚花纹脲醛树脂价格低廉，起源充分脲醛树脂价格低廉，起源充分第23页3、涂料用脲醛树脂生产详见讲义详见讲义page61、61。第24页（二）涂料用三聚氰胺树脂（二）涂料用三聚氰胺树脂三聚氰胺树脂是由三聚氰胺和甲醛三聚氰胺树脂是由三聚氰胺和甲醛缩合而成。三聚氰胺对甲醛官能度为缩合而成。三聚氰胺对甲醛官能度为6。调整它们百分比，能够制得从单羟甲基调整它们百分比，能够制得从单羟甲基三聚氰胺到六羟甲基三聚氰胺中任意一三聚氰胺到六羟甲基三聚氰胺中任意一个产物。涂料交联剂用三聚氰胺树脂，个产物。涂料交联剂用三聚氰胺树脂，是由是由1mol三聚氰胺与三聚氰胺与46mol甲醛反应，甲醛反应，然后用脂肪醇醚化。然后用脂肪醇醚化。第25页1、涂料用三聚氰胺树脂制备原理（1）羟甲基三聚氰胺制备）羟甲基三聚氰胺制备第26页1、涂料用三聚氰胺树脂制备原理（2）缩聚）缩聚羟甲基和未反应活性氢原子缩合成次羟甲基和未反应活性氢原子缩合成次甲基键：甲基键：第27页羟甲基和羟甲基之间缩聚反应，先生羟甲基和羟甲基之间缩聚反应，先生成醚键，再甲醛成次甲基键。成醚键，再甲醛成次甲基键。第28页（3）多羟甲基三聚氰胺和丁醇醚化）多羟甲基三聚氰胺和丁醇醚化第29页2、配方，操作方法和质量要求、配方，操作方法和质量要求（1）高醚化三聚氰胺树脂：）高醚化三聚氰胺树脂：配方摩尔比为三聚氰胺配方摩尔比为三聚氰胺:甲醛甲醛:丁醇丁醇1:（5.56.3）:6.3。催化剂（如碳酸。催化剂（如碳酸镁）用量是三聚氰胺质量镁）用量是三聚氰胺质量0.5%左右，苯左右，苯二甲酸酐用量大致上也是三聚氯胺质量二甲酸酐用量大致上也是三聚氯胺质量0.5%左右。左右。第30页2、配方，操作方法和质量要求、配方，操作方法和质量要求操作过程是先碱（羟甲基化）后酸操作过程是先碱（羟甲基化）后酸（醚化）两步法反应。脱水阶段采取分（醚化）两步法反应。脱水阶段采取分水法，残留水用减压蒸出，以二甲苯为水法，残留水用减压蒸出，以二甲苯为脱水剂。高醚化三聚氰胺树脂适合用于脱水剂。高醚化三聚氰胺树脂适合用于和干性或半干性醇酸树脂配合使用。和干性或半干性醇酸树脂配合使用。第31页2、配方，操作方法和质量要求、配方，操作方法和质量要求（2）低醚化三聚氰胺树脂）低醚化三聚氰胺树脂：丁醇（丁醇（mol）略少，其它同高醚化）略少，其它同高醚化三聚氰胺树脂一样。控制醚化度较低，三聚氰胺树脂一样。控制醚化度较低，适宜和不干性醇酸树脂配合使用。适宜和不干性醇酸树脂配合使用。第32页3、异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂、异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂异丁醇反应活性不如正丁醇，可增异丁醇反应活性不如正丁醇，可增加醇用量或者酸催化剂用量提升反应速加醇用量或者酸催化剂用量提升反应速度。度。第33页4、苯代三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂苯代三聚氰胺甲醛树脂也称苯鸟粪苯代三聚氰胺甲醛树脂也称苯鸟粪胺甲醛树脂，鸟粪胺是三聚氰胺中一个胺甲醛树脂，鸟粪胺是三聚氰胺中一个氨基被氨基以外其它基团所取代产物。氨基被氨基以外其它基团所取代产物。比如，有用氢、烷基、烯丙基取代鸟粪比如，有用氢、烷基、烯丙基取代鸟粪胺，其中用苯基取代苯鸟粪胺广泛地用胺，其中用苯基取代苯鸟粪胺广泛地用于涂料交联剂。于涂料交联剂。第34页（1）反应机理第35页（2）配方与操作详见讲义page66。第36页5、氨基共缩聚树脂、氨基共缩聚树脂三聚氰胺和尿素共缩聚树脂三聚氰胺和尿素共缩聚树脂 三聚氰胺和苯代三聚氰胺共缩聚树脂三聚氰胺和苯代三聚氰胺共缩聚树脂第37页（三）甲醚化氨基树脂（三）甲醚化氨基树脂甲醚化氨基树脂按照其组成也能够甲醚化氨基树脂按照其组成也能够制成甲醚化脲醛树脂、甲醚化三聚氰胺制成甲醚化脲醛树脂、甲醚化三聚氰胺树脂、甲醚化苯代三聚氰胺树脂、甲醚树脂、甲醚化苯代三聚氰胺树脂、甲醚化尿素三聚氰胺共缩聚树脂等。化尿素三聚氰胺共缩聚树脂等。甲醚化氨基树脂中产量最大、应用甲醚化氨基树脂中产量最大、应用广泛是甲醚化三聚氰胺树脂。广泛是甲醚化三聚氰胺树脂。第38页1、甲醚化氨基树脂分类及特征、甲醚化氨基树脂分类及特征高醚化、低亚氨基型氨基树脂高醚化、低亚氨基型氨基树脂高醚化、高亚氨基型氨基树脂高醚化、高亚氨基型氨基树脂部分甲醚化型氨基树脂部分甲醚化型氨基树脂第39页2、合成甲醚化三聚氰胺树脂反应机理、合成甲醚化三聚氰胺树脂反应机理第40页3制备制备HMMM树脂影响原因树脂影响原因甲醛用量甲醛用量反应介质反应介质pH值和温度对羟甲基化反值和温度对羟甲基化反应影响应影响水分对羟甲基化反应影响水分对羟甲基化反应影响甲醇用量、反应介质甲醇用量、反应介质pH值和反应时值和反应时间对甲氧基化影响间对甲氧基化影响水分对甲氧基化影响水分对甲氧基化影响温度对甲氧基化影响温度对甲氧基化影响第41页4、HMMM树脂生产方法树脂生产方法l干法干法l湿法湿法第42页5、甲醚化脲醛树脂、甲醚化脲醛树脂甲醚化脲醛树脂含有良好醇溶性和甲醚化脲醛树脂含有良好醇溶性和水溶性。其特点是具备快固化性能，对水溶性。其特点是具备快固化性能，对金属有良好附着力，成本较低，可用作金属有良好附着力，成本较低，可用作高固体涂料及无溶剂涂料交联剂。高固体涂料及无溶剂涂料交联剂。第43页6、甲醚化苯代三聚氰胺树脂、甲醚化苯代三聚氰胺树脂甲醚化苯代三聚氰胺树脂制备机理与甲醚化三聚氰胺树脂相同。树脂含有亲油性，对脂肪烃、芳香烃、醇类溶剂有良好溶解性，所生成漆膜含有优良耐化学性，可用于溶剂型高固体涂料、水性涂料。作为交联剂用电泳涂料中，与基体树脂配合，含有优良电泳性能。第44页第二节第二节 氨基树脂制造（氨基树脂制造（II）一、氨基树脂制备原理、性能及一、氨基树脂制备原理、性能及生产过程生产过程二、氨基树脂生产工艺流程二、氨基树脂生产工艺流程三、经典配方和工艺分析三、经典配方和工艺分析四、工艺操作条件四、工艺操作条件第45页