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氨基树脂与丙烯酸树脂的搭配比例

  • 分类:公司新闻
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  • 发布时间:2019-08-13 18:56
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【概要描述】

氨基树脂与丙烯酸树脂的搭配比例

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氨基烤漆因为其自身交联密度高、高固低粘等特性,使得漆膜具有丰满度高、光泽高、硬度高、鲜映性好、耐油好、耐碱好、耐水好、耐磨好等特点,因此氨基烤漆得到很广泛的应用。而氨基树脂做为氨基烤漆中的交联剂,在氨基烤漆涂料中占有比例就显得至关重要,那么究竟如何设定氨基树脂在涂料配方中的含量呢?下面我们就来探讨一下。

 

首先,我们来了解一下氨基树脂的种类、构成及其特点。

氨基按结构单元,可以分为1)脲醛树脂,(2)三聚氰胺甲醛树脂,(3)苯代三聚氰胺甲醛树脂。而因为羟甲基的极性是非常大,如果不进行醚化的话,这三类树脂难以溶解于有机溶剂,与丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂等的相溶性也不好,故一般要用甲醇或丁醇对其进行醚化,使之降低极性,从而能溶于有机溶剂的同时与丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂等具有良好的相溶性。而根据醚化度的不同,又分为部份醚化、高醚化及完全醚化几大类,醚化度越高极性往往越低。其中,氨基树脂参加反应的基团主要是亚氨基、羟甲基、烷氧基,其中,亚甲基和羟甲基可以自交联,而羟甲基在自交联的同时,又是与主体树脂的主要反应基团;烷氧基则是在有酸的情况,水解成羟甲基,再参加反应。

其次,考虑到主体树脂和氨基树脂的反应基团。

一般来说,主体树脂(丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂等)上面的羟基、羧基、亚氨基等等基团是交联用的,但很多时候,这些基团又提供着与底材产生附着力的作用,所以当氨基树脂的与主体树脂进行交联后,很多极性基团被反应掉后,会影响到附着力,所以,对于氨基树脂来说,脲醛树脂更适合用在底漆烤漆中,而三聚氰胺甲醛树脂和苯代三聚氰胺甲醛树脂则用在中涂和面漆中。故此,在一些涂料中,要选择氨基树脂过量或主体树脂过量,使其保留一定量的极性基团,保持附着力,这是很多时候都要优先考虑的。

最后,考虑到氨基上面基团反应活性的影响。

一般来说,在不同的反应温度和不同量的酸触媒作用下,氨基树脂的各个基团的反应机理是不同的,有时候更便向于自聚,有时候更偏向于交联,在这种情况下,所得到的漆膜的性能就千差万别了,做为一个涂料工程师,应该对于氨基树脂中的反应活性有一个深刻的认识,能够在宏观上对氨基树脂自交联和与主体树脂的交联的程度氨基树脂和主体树脂上的极性基团的保留量有一个理想的评价,这才能使所得到的漆膜达到一个完美的结果。就像漆膜耐水性能的提高一样,一方面要保留一定的活性基团与底材产生牢固的化学作用力,另一方面还要尽量使活性基团尽量少,使与水的亲和力减小,这就是一个很复杂的结果。

综上所述:

例如,对于含有2.34%羟基百分含量和酸值=<8mg/g的一款热固性树脂CFR8060,该如何选择氨基树脂的用量呢?

经计算100gCFR8060中含有的羟基摩尔量为0.08mol和羧基摩尔量0.014mol(可忽略不计,只起到提高烷氧基水解作用),假若我们选择只六氧基三聚氰胺甲醛树脂的话,而且,考虑到六甲氧基三聚氰胺甲醛树脂中的六个甲氧基全部与羟基反应掉的话,那就是只需要0.08/60.013molHMMM,换算成质量就是300*0.0134g,换句话说,说法是说我们100gCFR8060中所含有的羟基,如果全都与甲氧基进行反应的话,需要4gHMMM,那么形成的漆膜是最好的,但是考虑到分子量的大小,一般来说,HMMM的用量要大一些。像HMMM,我们一般控制固体份比例为71,而不是151,一般来说,假若是丙烯酸树脂的话,因为丙烯酸树脂分子量较大,而单体型HMMM分子量较小,所以要想充分反应,HMMM的量,应该过量不少,有的时候,甚至是取固体份的31,使其有许多甲氧基保留住不反应。而对于高亚氨基的树脂的用量,与丁醚化氨基树脂的用量类似,考虑到亚氨基与羟甲基的自交联的情况,一般氨基树脂的用量适当要提高一下,一般是控制在主体树脂:氨基树脂=(1.71~41),基于温度越高,更容易倾向于自交联,所以当温度越高时,氨基树脂的量应该有所提高,一般保持在比例的上限,这样才能保证交联反应的有效性。另外,与过主体树脂中含有的羟基量多,氨基树脂的比例也应相应的提高。

 

温度低限

温度高限

有酸

无酸

单体型完全甲醚化氨基树脂HMMM

31~51

51~71

31~51

51~71

聚合型部份甲醚化氨基树脂

2.51~41

2.51~41

2.51~51

2.51~51

高亚氨基高醚化氨基树脂

1.5~31

1.5~31

1.5~31

1.5~31

混合醚化氨基树脂

21~41

21~41

21~41

21~41

丁醚化氨基树脂

1.71~41

1.71~41

1.71~41

1.71~41

甲醚化脲醛树脂

1.71~41

1.71~41

1.71~41

1.71~41

当然,主体树脂上面的基团的活性,也将影响到氨基树脂的用量,所以上面表格中的比例,只是个理论上的总结,具体是多少,还要考虑到具体实验情况。

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