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 20  專注高分子材料

抗紫外線、抗黃變(bian)

氨基樹脂交聯劑在涂料中的應用原理

? ? ? ? ?氨基樹脂交聯劑應用總述:氨基樹脂(三聚氰胺(an)-甲醛、苯(ben)代三聚氰胺(an)甲醛和尿素甲醛(尿醛)樹脂)在(zai)熱(re)固(gu)性涂料中的主(zhu)要作(zuo)用是將成膜樹脂通(tong)過(guo)化學反應交(jiao)聯成(cheng)一個三(san)維(立體(ti)(ti))網狀結構(gou)。這(zhe)種網(wang)狀結構是通過氨(an)基樹(shu)脂分子與成膜材料分子上的(de)官能團的(de)反應,并和其他氨(an)基樹(shu)脂分子同時發(fa)生縮聚(ju)反應而得到的(de)。氨基(ji)樹(shu)脂很容易與帶(dai)有(you)伯羥基(ji)和仲羥基(ji)、羧基(ji)、酰(xian)胺(an)基(ji)的聚合(he)物發生(sheng)反應,因此(ci)氨基(ji)樹(shu)脂通(tong)常用于以丙烯酸(suan)、聚酯、醇酸(suan)、或環氧樹(shu)脂為基(ji)礎(chu)的油漆(qi)體系(xi)。

? ? ? ? ?氨基樹(shu)脂也(ye)用(yong)于聚氨酯體系(xi)中(zhong),作為涂料添加劑(ji)改進(jin)涂料某些用(yong)途(tu)的(de)綜合性能。?

? ? ? ? ?氨基(ji)(ji)樹脂在烤(kao)漆中的重(zhong)要(yao)性(xing),要(yao)遠(yuan)遠(yuan)超過(guo)了它在涂料中所占用的比例。了解如(ru)何利用氨基(ji)(ji)樹脂的化學特性(xing)來設計(ji)涂料配方已顯得日(ri)益(yi)重(zhong)要(yao)。例如(ru),涂料配方(fang)設計者(zhe)對于涂膜的某些性能不能滿意,可以通過(guo)以下幾種(zhong)方(fang)法調(diao)整:

1、?成(cheng)膜樹脂本身的改進或重新選(xuan)擇;

2、?氨基樹脂(zhi)的選擇(ze)(甲醚(mi)化(hua)或丁醚(mi)化(hua),以及醚(mi)化(hua)程度的選擇(ze)等);

3、?成膜樹脂(zhi)與氨基樹脂(zhi)的搭配比例。

4、?催化劑的選(xuan)擇(ze)(加與不加,或加多少(shao))。

? ? ? ?以(yi)上4條(tiao)除第(di)1條(tiao)外都與(yu)氨基樹(shu)脂有(you)關(guan),而氨基樹(shu)脂的性能(neng)取決于自身的官能(neng)團及其(qi)活(huo)性,因此了(le)解(jie)氨基樹(shu)脂的結(jie)構很重(zhong)要。但是在了(le)解(jie)氨基樹(shu)脂之(zhi)前,首(shou)先要對與(yu)氨基樹(shu)脂搭配的主(zhu)體樹(shu)脂有(you)一(yi)個初步(bu)的了(le)解(jie)。

? ? ? ?前面提到(dao)氨基樹脂主要是與(yu)醇酸樹脂(zhi)(zhi)、丙烯酸樹脂(zhi)(zhi)、聚酯樹脂(zhi)(zhi)、環(huan)氧樹脂(zhi)(zhi)搭配使用。醇(chun)酸(suan)(suan)(suan)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂主要是由(you)多(duo)(duo)元(yuan)醇(chun)與多(duo)(duo)元(yuan)酸(suan)(suan)(suan)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂經過(guo)酯化反(fan)應合成(cheng),合成(cheng)過(guo)程(cheng)中一般(ban)醇(chun)類都會(hui)(hui)適(shi)當過(guo)量;也(ye)會(hui)(hui)有部分多(duo)(duo)元(yuan)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)羧(suo)(suo)基(ji)(ji)(ji)沒有反(fan)應完全(quan),因此*終生成(cheng)的(de)(de)(de)醇(chun)酸(suan)(suan)(suan)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂都會(hui)(hui)含(han)有一定(ding)量的(de)(de)(de)羧(suo)(suo)基(ji)(ji)(ji)和(he)羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)。羧(suo)(suo)基(ji)(ji)(ji)和(he)羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)多(duo)(duo)少通(tong)常(chang)用(yong)酸(suan)(suan)(suan)值(zhi)和(he)羥(qian)(qian)值(zhi)來表征。酸(suan)(suan)(suan)值(zhi)是指(zhi)1g固體(ti)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂用(yong)KOH滴(di)定(ding)中和(he)所(suo)需要KOH的(de)(de)(de)毫克(ke)數。羥(qian)(qian)值(zhi)是指(zhi)1g固體(ti)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂所(suo)含(han)的(de)(de)(de)OH轉化成(cheng)羧(suo)(suo)基(ji)(ji)(ji)用(yong)KOH完全(quan)滴(di)定(ding)中和(he)所(suo)需要KOH的(de)(de)(de)毫克(ke)數。同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de),聚酯樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂、丙烯(xi)酸(suan)(suan)(suan)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂、氨基(ji)(ji)(ji)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂也(ye)含(han)有一定(ding)的(de)(de)(de)羧(suo)(suo)基(ji)(ji)(ji)和(he)羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)。只是合成(cheng)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)原料不同(tong),如丙烯(xi)酸(suan)(suan)(suan)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂中的(de)(de)(de)羧(suo)(suo)基(ji)(ji)(ji)來自(zi)(zi)丙烯(xi)酸(suan)(suan)(suan),羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)來自(zi)(zi)羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)丙烯(xi)酸(suan)(suan)(suan),氨基(ji)(ji)(ji)樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂含(han)有的(de)(de)(de)羧(suo)(suo)基(ji)(ji)(ji)和(he)羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)量也(ye)不相同(tong)。酸(suan)(suan)(suan)值(zhi)、羥(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)值(zhi)、粘度都是樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂的(de)(de)(de)重(zhong)要指(zhi)標,直(zhi)接影(ying)響到樹(shu)(shu)(shu)(shu)脂的(de)(de)(de)性能。

? ? ? ?首先看看氨基樹(shu)脂的結構(gou):


? ? ? ?圖(tu)一是一個部(bu)分(fen)(fen)烷基(ji)(ji)化(hua)的(de)氨基(ji)(ji)樹脂(zhi),其中(zhong)含有烷氧基(ji)(ji)、亞氨基(ji)(ji)、羥甲基(ji)(ji)。如果把碳、氮原(yuan)子(zi)間組成(cheng)的(de)六(liu)元環看成(cheng)骨架(jia)的(de)話,由之衍生出來的(de)分(fen)(fen)架(jia)或分(fen)(fen)支可以形象的(de)說成(cheng)是三(san)頭六(liu)臂。氨基(ji)(ji)樹脂(zhi)性能上的(de)千變萬(wan)化(hua),正是這(zhe)六(liu)個“臂膀”的(de)不同(tong)及它(ta)們之間的(de)錯綜排列組合而(er)形成(cheng)的(de)。

? ? ? ?圖二顯示的(de)(de)(de)一(yi)個極其對稱的(de)(de)(de)HMMM結(jie)構(gou)即(ji)全(quan)甲(jia)(jia)醚化(hua)的(de)(de)(de)氨(an)基(ji)樹(shu)脂(zhi),上面的(de)(de)(de)官能團只有(you)一(yi)種(zhong):甲(jia)(jia)氧基(ji),這(zhe)是理想(xiang)化(hua)的(de)(de)(de)。由于醚化(hua)度在(zai)實際生產中(zhong)不可能達到1:6(*高(gao)),因此(ci)所(suo)說的(de)(de)(de)全(quan)甲(jia)(jia)醚化(hua)的(de)(de)(de)氨(an)基(ji)樹(shu)脂(zhi)總會有(you)一(yi)點(dian)亞氨(an)基(ji)、羥甲(jia)(jia)基(ji)的(de)(de)(de)存在(zai)。

? ? ?下面從氨(an)基樹脂(zhi)的原理入手了解它的性(xing)質:

? ? ? 合成(cheng)樹脂的第一步是使三(san)(san)(san)聚氰胺在催化(hua)劑的存在下與(yu)甲(jia)醛反(fan)(fan)應(ying)(ying)形成(cheng)多羥甲(jia)基(ji)三(san)(san)(san)聚氰胺。三(san)(san)(san)嗪環(huan)上(shang)的所有活(huo)性氫(qing)原子都可以轉化(hua)為羥甲(jia)基(ji),但實際上(shang)是2個到(dao)6個摩爾的甲(jia)醛反(fan)(fan)應(ying)(ying)到(dao)三(san)(san)(san)嗪環(huan)上(shang),那(nei)些剩下未(wei)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的活(huo)性氫(qing)原子則用(yong)亞氨基(ji)來表(biao)示。我(wo)們將在以后(hou)看到(dao),這些基(ji)團在固化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)過程中通過自縮聚反(fan)(fan)應(ying)(ying)起到(dao)重要作用(yong)。

? ? ? ?多羥甲基三聚氰胺很不穩定,在常規涂料溶劑中僅有有限的溶解度。氨基樹脂在涂料中主要是起交聯固化作用,為了制造一個適合涂料用的交聯劑,一般需要將羥甲基與一個短鏈的醇發生醚化反應,以降低它的反應活性,并改善其與常規成膜材料和脂肪族溶劑的相溶性。短鏈醇一般使用甲醇和丁醇,控制甲醇或丁醇的加入量及其他條件,可得到具有不同醚化度的氨基樹脂。只有(you)與(yu)(yu)甲(jia)醛反(fan)應(ying)了的(de)部位(wei)(羥甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji))才能以醇(chun)(chun)封(feng)端(duan),未(wei)反(fan)應(ying)的(de)氫原子(zi)(亞氨基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji))不和短鏈(lian)醇(chun)(chun)反(fan)應(ying)。另(ling)外,這(zhe)個(ge)反(fan)應(ying)顯(xian)示(shi)出所有(you)六個(ge)羥甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)都與(yu)(yu)醇(chun)(chun)反(fan)應(ying)生成六烷(wan)氧基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)三聚氰胺,實際上(shang)可以控制(zhi)1個(ge)到6個(ge)羥甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)與(yu)(yu)醇(chun)(chun)發(fa)生反(fan)應(ying)。因此(ci)就有(you)了如此(ci)不同種類的(de)氨基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)樹脂。

? ? ? ?氨基樹脂的自聚合:氨(an)基樹(shu)脂的(de)分(fen)(fen)子量由三嗪環上的(de)官能團(tuan)(亞氨(an)基、羥甲基、烷氧基甲基)和三聚(ju)氰胺(an)分(fen)(fen)子間的(de)自縮聚(ju)或架橋(qiao)(qiao)程度所決定。在*終應(ying)用上,架橋(qiao)(qiao)聚(ju)合程度所影響(xiang)的(de)氨(an)基樹(shu)脂分(fen)(fen)子量對涂膜的(de)性能影響(xiang)很大(da)。

? ? ? ?氨基樹(shu)脂的(de)自縮聚反應(ying)可以(yi)通過下面的(de)途徑發生:


? ? ? ? 其中左側(ce)標識(shi)的(de)反(fan)應(ying)生(sheng)成亞甲(jia)基(ji)橋(qiao),右側(ce)反(fan)應(ying)生(sheng)成亞甲(jia)基(ji)醚橋(qiao)。氨(an)(an)基(ji)樹脂(zhi)的(de)架橋(qiao)程度(du)通常是用聚(ju)合度(du)(DP)來表示(shi):DP=分子量/每一個三嗪環的(de)重量。早期(qi)生(sheng)產的(de)氨(an)(an)基(ji)樹脂(zhi)基(ji)本都是自(zi)聚(ju)合型的(de),DP>3.0。 隨著技術(shu)進步使得氨(an)(an)基(ji)樹脂(zhi)成品中自(zi)縮聚(ju)減(jian)至*少成為可能。目前(qian)商品化的(de)三聚(ju)氰氨(an)(an)樹脂(zhi)中有低至DP=1.1的(de)。氨(an)(an)(an)(an)基(ji)樹脂分(fen)子量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)影響在涂(tu)(tu)料(liao)粘(zhan)(zhan)度(du)(du)上可(ke)以(yi)體(ti)(ti)(ti)現出來。DP>2.0的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)聚氰(qing)胺樹脂一(yi)(yi)(yi)(yi)定要(yao)用溶劑烯釋到50%—80%固(gu)體(ti)(ti)(ti)份,方能夠(gou)達到可(ke)以(yi)應(ying)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粘(zhan)(zhan)度(du)(du)。單體(ti)(ti)(ti)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)DP在1.1~1.5之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)聚氰(qing)胺樹脂通常能以(yi)100%有效固(gu)體(ti)(ti)(ti)形態供應(ying),額(e)外溶劑對完(wan)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)(tu)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)VOC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響是很(hen)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。氨(an)(an)(an)(an)基(ji)樹脂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)子量(liang)也影響到涂(tu)(tu)料(liao)固(gu)化(hua)(hua)反應(ying)和涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)性能。一(yi)(yi)(yi)(yi)個使(shi)用高(gao)(gao)(gao)DP的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)(an)(an)基(ji)樹脂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)(tu)料(liao)體(ti)(ti)(ti)系(xi),將會(hui)比一(yi)(yi)(yi)(yi)個使(shi)用同樣(yang)結(jie)構(gou)、但DP較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)(an)(an)基(ji)樹脂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)(tu)料(liao)體(ti)(ti)(ti)系(xi)需要(yao)較(jiao)短(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間達到指定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)交聯(lian)密度(du)(du),因此含有高(gao)(gao)(gao)DP交聯(lian)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)(tu)料(liao)只(zhi)需要(yao)較(jiao)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)劑或較(jiao)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)酸催化(hua)(hua)劑就能達到同一(yi)(yi)(yi)(yi)固(gu)化(hua)(hua)狀態。分(fen)子量(liang)對涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響主(zhu)要(yao)是在柔(rou)韌性范圍上。以(yi)高(gao)(gao)(gao)DP氨(an)(an)(an)(an)基(ji)樹脂固(gu)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)(tu)膜(mo)(mo),含有較(jiao)高(gao)(gao)(gao)百(bai)分(fen)比的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)(an)(an)基(ji)-氨(an)(an)(an)(an)基(ji)鍵和較(jiao)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)(an)(an)基(ji)-漆(qi)料(liao)鍵。這種類型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)交聯(lian)網絡結(jie)構(gou),形成一(yi)(yi)(yi)(yi)個具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)(tu)料(liao),但可(ke)能是脆性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。有時能夠(gou)通過選擇一(yi)(yi)(yi)(yi)個更柔(rou)韌的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漆(qi)料(liao)樹脂來補償。但是一(yi)(yi)(yi)(yi)般(ban)要(yao)求高(gao)(gao)(gao)柔(rou)韌性涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用途需要(yao)單體(ti)(ti)(ti)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)(an)(an)基(ji)樹脂。

? ? ? 含羧基基團的聚酯可能與三聚氰胺-甲醛反應產生有用的熱固表面涂料,其物理性能范圍廣泛。許多(duo)丁醚化(hua)三(san)聚(ju)氰(qing)胺(an)-甲醛樹(shu)脂具有商業利益,首(shou)先初始聚(ju)合度(分(fen)子量)不(bu)同,以及(ji)烷氧基(ji)(ji)與無(wu)羥甲基(ji)(ji)團及(ji)無(wu)氨基(ji)(ji)氫的(de)(de)(de)比例(li)不(bu)同。這些(xie)差異將影響液體(ti)粘度、三(san)聚(ju)氰(qing)胺(an)同聚(ju)酯(zhi)的(de)(de)(de)配伍(wu)性(xing)以及(ji)磁漆的(de)(de)(de)固化(hua)速度。傳統(tong)的(de)(de)(de)三(san)聚(ju)氰(qing)胺(an)樹(shu)酯(zhi)因是以與側羥基(ji)(ji)團發生反(fan)應的(de)(de)(de)方式(shi),那么其主(zhu)要與聚(ju)酯(zhi)分(fen)子產生交聯。由于交聯反(fan)應是酸催(cui)化(hua)的(de)(de)(de),固化(hua)溫(wen)度在120℃至150℃時(shi),通常聚(ju)酯(zhi)樹(shu)脂在強(qiang)酸中會(hui)影響交聯反(fan)應,然而,一些(xie)聚(ju)酯(zhi)在極弱酸中,需要另加酸催(cui)化(hua)來(lai)讓磁漆體(ti)系固化(hua)。?

?

涂料性能

甲醛含量

醇的種類

醇含量

高(亞氨基少)

低(亞氨基多)

長(如丁醇)

短(如甲醇)

大(羥甲基少)

小(羥甲基多)

粘度

低-中等

硬化速度

非常快

配伍性

非常好

非常好

極好

穩定性

極高

MST

非常好

非常好

極高

?

? ? ? 存在如(ru)下(xia)現象:除了(le)三(san)(san)(san)聚氰(qing)胺(an)-聚酯(zhi)的交(jiao)聯反應(ying)(ying)外,丁醚化(hua)三(san)(san)(san)聚氰(qing)胺(an)-甲醛樹(shu)脂還進行自縮聚反應(ying)(ying)。也就是說,氨基(ji)(ji)樹(shu)脂發(fa)(fa)生自交(jiao)聯形成三(san)(san)(san)聚氰(qing)胺(an)網狀結(jie)構。此反應(ying)(ying)與三(san)(san)(san)聚氰(qing)胺(an)-聚酯(zhi)反應(ying)(ying)同時發(fa)(fa)生且(qie)為(wei)競爭反應(ying)(ying)。反應(ying)(ying)發(fa)(fa)生的原因是由(you)于丁醚化(hua)三(san)(san)(san)聚氰(qing)胺(an)-甲醛樹(shu)脂除了(le)含(han)丁氧基(ji)(ji)團(tuan)外,還含(han)有自由(you)烴甲基(ji)(ji)團(tuan)及亞氨基(ji)(ji)的氫,所有這(zhe)些成分(fen)均能(neng)相互反應(ying)(ying)。氨基(ji)(ji)樹(shu)脂一(yi)(yi)旦(dan)發(fa)(fa)生自交(jiao)聯,將(jiang)失(shi)去一(yi)(yi)些功(gong)能(neng)。

? ? ? 雖然自交聯常使涂料具有更(geng)大的硬度及(ji)耐(nai)化學性(xing),但彈性(xing)損失很大。為了使聚酯烤漆獲得(de)足夠彈性(xing)。

? ? ? ?六甲(jia)氧甲(jia)基(ji)三(san)聚(ju)氰胺(HMMM),是一種完全(quan)羥(qian)甲(jia)基(ji)化(hua)及完全(quan)甲(jia)基(ji)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)體氨基(ji)樹(shu)脂。與丁醚(mi)化(hua)三(san)聚(ju)氰胺-甲(jia)醛類(lei)似,它與聚(ju)酯樹(shu)脂的(de)(de)(de)(de)(de)羥(qian)基(ji)基(ji)團(tuan)在加(jia)熱的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候發(fa)(fa)生交(jiao)聯反應(ying)生成不軟(ruan)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體。從本質來說(shuo),無酸催(cui)化(hua)劑(ji)作(zuo)用時(shi),即使(shi)時(shi)間變長或溫度升高(gao),也不會(hui)發(fa)(fa)生HMMM的(de)(de)(de)(de)(de)自交(jiao)聯。然而,散裝的(de)(de)(de)(de)(de)HMMM?在150℃并(bing)有強酸催(cui)化(hua)劑(ji)存在時(shi),將會(hui)發(fa)(fa)生自交(jiao)聯反應(ying)。相反地(di),甚至(zhi)在沒有強酸存在時(shi),傳統的(de)(de)(de)(de)(de)丁醚(mi)化(hua)三(san)聚(ju)氰胺和尿素樹(shu)脂隨(sui)著溫度的(de)(de)(de)(de)(de)升高(gao),將發(fa)(fa)生強烈(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)自交(jiao)聯反應(ying)。


? ? ? ?氨基樹脂的固化反應:由(you)于氨(an)基樹脂是用來將(jiang)主(zhu)要成膜材料(liao)分子(zi)交(jiao)聯成一個網狀結構,因此令人(ren)感興趣的(de)是氨(an)基樹脂與漆料(liao)樹脂的(de)共縮(suo)聚反應,典(dian)型例子(zi)是漆料(liao)樹脂上(shang)的(de)羥基和(he)氨(an)基樹脂上(shang)烷氧(yang)基甲(jia)基的(de)醚(交(jiao)換)化反應:如下圖(tu)所(suo)示。

? ? ? ? 從(cong)上(shang)圖(tu)中,可以想象一(yi)下,在微觀世界里三(san)聚氰(qing)胺分子(圖(tu)中用M標(biao)識(shi))是如何與(yu)來(lai)自不(bu)同成膜(mo)高分子上(shang)的羥(qian)基拉起(qi)來(lai)的,從(cong)而聯成一(yi)個三(san)維立體網絡結(jie)構,這個網絡結(jie)構決定了(le)漆(qi)膜(mo)的性(xing)能。在(zai)(zai)(zai)熱和(he)酸(suan)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(通常固(gu)化(hua)(hua)(hua)(hua)條件)存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)條件下,交(jiao)聯反(fan)應(ying)(ying)(ying)很快地發(fa)(fa)生,連接了漆(qi)料(liao)上所有(you)(you)可用的(de)(de)(de)(de)羥基(ji)(ji)。實際(ji)上當聚(ju)(ju)合物網絡結構形(xing)成時(shi),反(fan)應(ying)(ying)(ying)物的(de)(de)(de)(de)流動性(xing)在(zai)(zai)(zai)下降,有(you)(you)些(xie)羥基(ji)(ji)剩(sheng)下未反(fan)應(ying)(ying)(ying)掉。一般在(zai)(zai)(zai)涂料(liao)中(zhong)存在(zai)(zai)(zai)比理(li)想配比過量的(de)(de)(de)(de)氨(an)基(ji)(ji)樹(shu)(shu)脂(zhi)時(shi),剩(sheng)下的(de)(de)(de)(de)烷(wan)氧基(ji)(ji)可以(yi)(yi)參(can)加(jia)其他反(fan)應(ying)(ying)(ying)或(huo)留在(zai)(zai)(zai)涂膜中(zhong)不反(fan)應(ying)(ying)(ying)。在(zai)(zai)(zai)前面(mian)提到氨(an)基(ji)(ji)樹(shu)(shu)脂(zhi)很容(rong)易自(zi)(zi)交(jiao)聯相(xiang)互(hu)反(fan)應(ying)(ying)(ying),結果是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)生產(chan)中(zhong)分(fen)子量增加(jia)了。這(zhe)些(xie)反(fan)應(ying)(ying)(ying)也發(fa)(fa)生于(yu)涂膜固(gu)化(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)。這(zhe)樣與其說氨(an)基(ji)(ji)樹(shu)(shu)脂(zhi)一定程度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)交(jiao)聯是(shi)(shi)(shi)一個(ge)消極因素(su),不如說是(shi)(shi)(shi)獲得(de)良(liang)好耐久性(xing)的(de)(de)(de)(de)、緊密(mi)聚(ju)(ju)合物母體所必不可少的(de)(de)(de)(de)因素(su)。氨(an)基(ji)(ji)樹(shu)(shu)脂(zhi)所有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)三種官能團都參(can)與自(zi)(zi)交(jiao)聯反(fan)應(ying)(ying)(ying),在(zai)(zai)(zai)以(yi)(yi)強(qiang)酸(suan)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)、充分(fen)烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)三聚(ju)(ju)氰胺(an)(an)樹(shu)(shu)脂(zhi)涂料(liao)中(zhong),有(you)(you)證據顯示(shi)這(zhe)些(xie)反(fan)應(ying)(ying)(ying)發(fa)(fa)生于(yu)與涂料(liao)樹(shu)(shu)脂(zhi)醚(mi)交(jiao)換之(zhi)后。在(zai)(zai)(zai)沒有(you)(you)外(wai)加(jia)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑或(huo)弱(ruo)酸(suan)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑時(shi),采用高(gao)亞氨(an)基(ji)(ji)/或(huo)羥甲基(ji)(ji)官能度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)三聚(ju)(ju)氰胺(an)(an)樹(shu)(shu)脂(zhi)體系中(zhong),這(zhe)些(xie)自(zi)(zi)交(jiao)聯反(fan)應(ying)(ying)(ying)發(fa)(fa)生到更高(gao)的(de)(de)(de)(de)程度(du)(du)。這(zhe)兩種情(qing)況下,稍(shao)微的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)聚(ju)(ju)反(fan)應(ying)(ying)(ying)對良(liang)好的(de)(de)(de)(de)網絡結構的(de)(de)(de)(de)形(xing)成是(shi)(shi)(shi)關鍵的(de)(de)(de)(de)。

? ? ? ?在(zai)氨基(ji)樹脂交聯的涂膜(mo)固化時(shi)(shi),發生(sheng)(sheng)的其它反應(ying)是脫甲(jia)(jia)醛(quan)反應(ying)和水解反應(ying)。脫甲(jia)(jia)醛(quan)反應(ying)在(zai)通常(chang)固化溫度(du)下就很(hen)容易發生(sheng)(sheng),這(zhe)幾乎是造成(cheng)氨基(ji)樹脂固化時(shi)(shi)釋放出甲(jia)(jia)醛(quan)的**原因,另外(wai)的甲(jia)(jia)醛(quan)是游離的甲(jia)(jia)醛(quan)。

? ? ? 氨(an)基(ji)樹(shu)脂(zhi)(zhi)交聯(lian)成(cheng)膜固(gu)化(hua)時都將會發(fa)生一些水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)反應,其中(zhong)(zhong)有些烷氧基(ji)甲基(ji)轉(zhuan)化(hua)為(wei)羥甲基(ji),高亞氨(an)基(ji)或羥甲基(ji)含(han)量的三聚氰胺(an)(an)樹(shu)脂(zhi)(zhi)的水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)反應能(neng)被(bei)堿所催(cui)化(hua),甚至在室溫下也(ye)能(neng)緩慢發(fa)生水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie),這樣(yang)氨(an)基(ji)樹(shu)脂(zhi)(zhi)更容易(yi)自(zi)交聯(lian),并(bing)出現涂料在儲存時粘度上升(sheng)的現象。為(wei)了(le)避免(mian)這個現象的發(fa)生,可(ke)以在水(shui)(shui)(shui)性涂料中(zhong)(zhong)采用耐(nai)堿水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)反應的、充(chong)(chong)分(fen)甲醚化(hua)的三聚氰胺(an)(an)樹(shu)脂(zhi)(zhi)或助溶劑。充(chong)(chong)分(fen)烷基(ji)化(hua)的三聚氰胺(an)(an)樹(shu)脂(zhi)(zhi)在水(shui)(shui)(shui)性系統(tong)中(zhong)(zhong)耐(nai)堿催(cui)化(hua)的水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)反應。充(chong)(chong)分(fen)烷基(ji)化(hua)和部分(fen)烷基(ji)化(hua)的三聚氰胺(an)(an)樹(shu)脂(zhi)(zhi)在水(shui)(shui)(shui)性系統(tong)中(zhong)(zhong)不耐(nai)酸催(cui)化(hua)的水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)反應,因此必(bi)須(xu)使用封閉性的酸催(cui)化(hua)劑在水(shui)(shui)(shui)性系統(tong)中(zhong)(zhong)。

? ? ? 氨基(ji)樹脂中(zhong)的(de)主要官能(neng)團(tuan)活性(xing)(xing)順序(反應性(xing)(xing))如(ru)下(xia),在固化過程中(zhong)的(de)主要反應有如(ru)圖五所示:

? ? ? >NH(亞氨(an)基(ji))>>N-CH2OH(羥(qian)甲基(ji))>>NCH2OCH3(甲氧基(ji))>>NCH2OC4H9(烷氧基(ji))

?氨基樹脂主要官能(neng)團對涂膜(mo)性能(neng)的影響:


參與的反應

一般的涂膜特性

亞胺基

通(tong)過亞(ya)甲基(ji)橋的自(zi)縮聚反應

低/無(wu)催化(hua)劑(ji)下快速固(gu)化(hua);高硬(ying)度涂膜(mo);

較差的穩定性;較高的粘度;水可混性。

?

羥甲基

自縮聚反應

醚化反應

脫甲醛反應

需要一些催化劑;

較好穩定性;

用于水性漆需要助劑;較好的(de)硬度/柔韌平衡。

?

烷氧基甲基

醚化反應

水解反應

自縮聚反應

需強酸催化劑;

低的粘度/VOC;

用于水性漆需(xu)要助劑;*好的硬度/柔韌平(ping)衡、穩定(ding)性。


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