第三章 涂料用樹脂的制造 - - 網絡教學與精品課程制作平臺

1、第二章第二章 涂料用樹脂的制造涂料用樹脂的制造第二節(jié)第二節(jié) 氨基樹脂的制造氨基樹脂的制造教學目標教學目標l掌握氨基樹脂的制備方法。掌握氨基樹脂的制備方法。l了解生產氨基樹脂的主要原料。了解生產氨基樹脂的主要原料。l了解氨基樹脂的分類和主要用途。了解氨基樹脂的分類和主要用途。第一部分第一部分 概述概述一、氨基樹脂的組成與分類一、氨基樹脂的組成與分類二、氨基樹脂的特性和用途二、氨基樹脂的特性和用途第二部分 主要原材料氨類化合物氨類化合物醛類化合物醛類化合物醇類化合物醇類化合物三聚氰胺三聚氰胺苯鳥糞胺苯鳥糞胺尿素尿素甲醇甲醇正丁醇正丁醇異丁醇異丁醇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

2、甲醛丁醇溶液第三部分 氨基樹脂的制造方法一、氨基樹脂的制備原理、性能一、氨基樹脂的制備原理、性能及生產過程及生產過程二、氨基樹脂生產工藝流程二、氨基樹脂生產工藝流程三、典型配方和工藝分析三、典型配方和工藝分析四、工藝操作條件四、工藝操作條件課堂小結l氨基樹脂的組成與酚類氨基樹脂的組成與酚類l氨基樹脂的特性和用途氨基樹脂的特性和用途l氨基樹脂的主要生產原料氨基樹脂的主要生產原料l氨基樹脂的制造方法氨基樹脂的制造方法作業(yè)：作業(yè)：l氨基樹脂分成那些類別？氨基樹脂分成那些類別？l氨基樹脂有什么特性和用途？氨基樹脂有什么特性和用途？l涂料用的丁醇醚化脲醛樹脂有哪些性涂料用的丁醇醚化脲醛樹脂有哪些性能？能

3、？l涂料用三聚氰胺有哪些用途？涂料用三聚氰胺有哪些用途？l制備制備HMMM樹脂有哪些影響因素？樹脂有哪些影響因素？一、氨基樹脂的組成與分類一、氨基樹脂的組成與分類涂料用氨基樹脂是指含有氨基涂料用氨基樹脂是指含有氨基 （NH2）官能團的化臺物與醛類（主）官能團的化臺物與醛類（主要是甲醛）加成縮合，然后把生成的羥要是甲醛）加成縮合，然后把生成的羥甲基（甲基（CH2OH）用脂肪一元醇進行部）用脂肪一元醇進行部分醚化或完全醚化而得到的產物。分醚化或完全醚化而得到的產物。一、氨基樹脂的組成與分類一、氨基樹脂的組成與分類涂料用氨基樹脂可大致分為如下四類涂料用氨基樹脂可大致分為如下四類 ：1、脲醛樹脂、脲醛

4、樹脂 2、三聚氰胺甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂 3、苯鳥糞胺甲醛樹脂、苯鳥糞胺甲醛樹脂 4、共縮聚樹脂、共縮聚樹脂 1、脲醛樹脂、脲醛樹脂 按所用醇類的不同可分為丁醇醚化按所用醇類的不同可分為丁醇醚化脲醛樹脂，甲醇醚化脲醛樹脂及混合醇脲醛樹脂，甲醇醚化脲醛樹脂及混合醇醚化脲醛樹脂。醚化脲醛樹脂。 2、三聚氰胺甲醛樹脂三聚氰胺甲醛樹脂 按所用醇類的不同可分為丁醇（或按所用醇類的不同可分為丁醇（或異丁醇）醚化三聚氰胺甲醛樹脂，甲醇異丁醇）醚化三聚氰胺甲醛樹脂，甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂和混合醉醚化三醚化三聚氰胺甲醛樹脂和混合醉醚化三聚氰胺甲醛樹脂。其中，丁醇醚化三聚聚氰胺甲醛樹脂。其中，丁醇醚化三聚氰

5、胺甲醛樹脂是氨基樹脂中最主要的品氰胺甲醛樹脂是氨基樹脂中最主要的品種。按其醚化程度的不同又可分為高低種。按其醚化程度的不同又可分為高低兩種醚化度的三聚氰胺甲醛樹脂。兩種醚化度的三聚氰胺甲醛樹脂。3、苯鳥糞胺甲醛樹脂苯鳥糞胺甲醛樹脂 鳥類胺是三聚氰胺中一個氨基被氨鳥類胺是三聚氰胺中一個氨基被氨基以外的其他基團所取代的產物?；酝獾钠渌鶊F所取代的產物。 其中用苯基取代的苯鳥類胺廣泛用其中用苯基取代的苯鳥類胺廣泛用于涂料中。這類樹脂以及于涂料中。這類樹脂以及N苯基三聚苯基三聚氰胺甲醛樹脂和氰胺甲醛樹脂和N丁基三聚氰胺甲醛丁基三聚氰胺甲醛樹脂通稱烴基三聚氰胺甲醛樹脂。樹脂通稱烴基三聚氰胺甲醛樹脂。

6、4、共縮聚樹脂、共縮聚樹脂分三聚氰胺、尿素甲醛共縮聚和三分三聚氰胺、尿素甲醛共縮聚和三聚氰胺、苯代三聚氰胺甲醛共縮聚樹脂聚氰胺、苯代三聚氰胺甲醛共縮聚樹脂兩種。兩種。二、氨基樹脂的特性和用途二、氨基樹脂的特性和用途1、氨基樹脂是一種多官能度的聚合、氨基樹脂是一種多官能度的聚合物，在加熱時，本身可以進一步縮聚反物，在加熱時，本身可以進一步縮聚反應而交聯固化成膜。應而交聯固化成膜。 可作為油改性醇酸樹脂、無油醇酸可作為油改性醇酸樹脂、無油醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂以及環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂以及環(huán)氧酯等的交聯劑。酯等的交聯劑。 二、氨基樹脂的特性和用途二、氨基樹脂的特性和用途2、用氨基樹

7、脂作交聯劑的漆膜具有、用氨基樹脂作交聯劑的漆膜具有優(yōu)良的光澤、保色性、硬度、耐藥品性、優(yōu)良的光澤、保色性、硬度、耐藥品性、耐水以及耐候性等。耐水以及耐候性等。 二、氨基樹脂的特性和用途二、氨基樹脂的特性和用途以氨基樹脂作交聯劑的涂料廣泛地以氨基樹脂作交聯劑的涂料廣泛地用于汽車、農業(yè)機械、鋼制家具、家用用于汽車、農業(yè)機械、鋼制家具、家用電器和金屬預涂等工業(yè)涂料。電器和金屬預涂等工業(yè)涂料。 可用于反應型的二液型木材涂裝和可用于反應型的二液型木材涂裝和汽車修補用涂料。汽車修補用涂料。此外，氨基烘漆還具有防潮、防濕此外，氨基烘漆還具有防潮、防濕熱性能，可用于濕熱帶地區(qū)的機電、儀熱性能，可用于濕熱帶地區(qū)

8、的機電、儀表的涂裝，能達到表的涂裝，能達到B級絕緣要求。級絕緣要求。 二、氨基樹脂的特性和用途二、氨基樹脂的特性和用途可用于反應型的二液型木材涂裝和可用于反應型的二液型木材涂裝和汽車修補用涂料。汽車修補用涂料。此外，氨基烘漆還具有防潮、防濕此外，氨基烘漆還具有防潮、防濕熱性能，可用于濕熱帶地區(qū)的機電、儀熱性能，可用于濕熱帶地區(qū)的機電、儀表的涂裝，能達到表的涂裝，能達到B級絕緣要求。級絕緣要求。一、氨基樹脂的制備原理、性能及生產過程（一）涂料用丁醇醚化脲醛樹脂（一）涂料用丁醇醚化脲醛樹脂（二）涂料用三聚氰胺樹脂（二）涂料用三聚氰胺樹脂（三）甲醚化氨基樹脂（三）甲醚化氨基樹脂（一）涂料用丁醇醚化脲

9、醛樹脂（一）涂料用丁醇醚化脲醛樹脂NH2CNH2O+ 2HCHOHNCHNCH2OHCH2OHOCOHNHNCH2OC4H9H2CNCH2OC4H9COHNCH2OHHNCHNCH2OHCH2OHO C4H9OH弱酸性條件下HNCHNCH2OC4H9CH2OHO+H2O1、脲醛樹脂的制備原理、脲醛樹脂的制備原理1、脲醛樹脂的制備原理、脲醛樹脂的制備原理醚化程度不同，所生成的樹脂的縮醚化程度不同，所生成的樹脂的縮合度，對烴類溶劑的溶解性，固化性能合度，對烴類溶劑的溶解性，固化性能等會有較大的差異。等會有較大的差異。改性醇的碳原子數越小，樹脂的固改性醇的碳原子數越小，樹脂的固化性能越高，相容性和在

10、溶劑中的溶解化性能越高，相容性和在溶劑中的溶解性降低，水溶性增加。甲醇醚化的樹脂，性降低，水溶性增加。甲醇醚化的樹脂，用于水溶性涂料。用于水溶性涂料。2、脲醛樹脂的性能涂料用丁醇醚化脲醛樹脂是一種白涂料用丁醇醚化脲醛樹脂是一種白色粘稠液體，主要用于和醇酸樹脂配合色粘稠液體，主要用于和醇酸樹脂配合制備烘漆，以提高成膜的硬度、干性等。制備烘漆，以提高成膜的硬度、干性等。 但耐水、耐侯性、光澤、保色性相但耐水、耐侯性、光澤、保色性相對要差，所以大多用于內用漆和底漆。對要差，所以大多用于內用漆和底漆。 2、脲醛樹脂的性能對底材的附著力好對底材的附著力好與環(huán)氧樹脂的相容好，成膜流平性比與環(huán)氧樹脂的相容好

11、，成膜流平性比較好較好可以制成室溫或強制干燥條件下酸催可以制成室溫或強制干燥條件下酸催化固化的涂料化固化的涂料用于制備錘紋漆時有較清晰的花紋用于制備錘紋漆時有較清晰的花紋脲醛樹脂價格低廉，來源充足脲醛樹脂價格低廉，來源充足3、涂料用脲醛樹脂的生產詳見講義詳見講義page61、61。（二）涂料用三聚氰胺樹脂（二）涂料用三聚氰胺樹脂三聚氰胺樹脂是由三聚氰胺和甲醛三聚氰胺樹脂是由三聚氰胺和甲醛縮合而成。三聚氰胺對甲醛的官能度為縮合而成。三聚氰胺對甲醛的官能度為6。調整它們的比例，能夠制得從單羥。調整它們的比例，能夠制得從單羥甲基三聚氰胺到六羥甲基三聚氰胺中的甲基三聚氰胺到六羥甲基三聚氰胺中的任意一種

12、產物。涂料交聯劑用的三聚氰任意一種產物。涂料交聯劑用的三聚氰胺樹脂，是由胺樹脂，是由1mol三聚氰胺與三聚氰胺與46mol的甲醛反應，然后用脂肪醇醚化。的甲醛反應，然后用脂肪醇醚化。 1、涂料用三聚氰胺樹脂的制備原理（1）羥甲基三聚氰胺的制備）羥甲基三聚氰胺的制備CNNCNCNH2NH2H2N+ nHCHOOH-n=36CNNCNCHNHNNHCH2OHCH2OHHOH2C1、涂料用三聚氰胺樹脂的制備原理（2）縮聚）縮聚羥甲基和未反應的活性氫原子縮合成羥甲基和未反應的活性氫原子縮合成次甲基鍵：次甲基鍵：CNNCNCHNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OH+CNNCNCHNNHNCH2

13、OHCH2OHHOH2CCH2OHCNNCNCHNNHNCH2CH2OHHOH2CCH2OHCNNCNCNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OH+ H2O 羥甲基和羥甲基之間的縮聚反應，先羥甲基和羥甲基之間的縮聚反應，先生成醚鍵，再甲醛成次甲基鍵。生成醚鍵，再甲醛成次甲基鍵。CNNCNCHNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OHCNNCNCHNNHNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OH+CNNCNCHNNHNCH2OHH2CHOH2CCH2OHCNNCNCHNNNHCH2OHCH2OHH2CCH2OHO+ H2OCNNCNCHNNHNCH2OHH2CHOH2CCH2OHCN

14、NCNCHNNNHCH2OHCH2OHCH2OH+ HCHO（3）多羥甲基三聚氰胺和丁醇的醚化）多羥甲基三聚氰胺和丁醇的醚化CNNCNCHNNNCH2OHCH2OHHOH2CCH2OHHOH2C+ 2C2H9OH酸性CNNCNCHNNNCH2OHCH2OHC4H9OH2CCH2OHHOH2C+ 2H2O2、配方，操作方法和質量要求、配方，操作方法和質量要求（1）高醚化三聚氰胺樹脂：）高醚化三聚氰胺樹脂： 配方摩爾比為三聚氰胺配方摩爾比為三聚氰胺:甲醛甲醛:丁醇丁醇1:（5.56.3）:6.3。催化劑（如碳酸。催化劑（如碳酸鎂）的用量是三聚氰胺質量的鎂）的用量是三聚氰胺質量的0.5%左右，左右，

15、苯二甲酸酐用量大體上也是三聚氯胺質苯二甲酸酐用量大體上也是三聚氯胺質量的量的0.5%左右。左右。 2、配方，操作方法和質量要求、配方，操作方法和質量要求操作過程是先堿（羥甲基化）后酸操作過程是先堿（羥甲基化）后酸（醚化）兩步法反應。脫水階段采取分（醚化）兩步法反應。脫水階段采取分水法，殘留水用減壓蒸出，以二甲苯為水法，殘留水用減壓蒸出，以二甲苯為脫水劑。高醚化三聚氰胺樹脂適用于和脫水劑。高醚化三聚氰胺樹脂適用于和干性或半干性醇酸樹脂配合使用。干性或半干性醇酸樹脂配合使用。2、配方，操作方法和質量要求、配方，操作方法和質量要求（2）低醚化三聚氰胺樹脂）低醚化三聚氰胺樹脂 ： 丁醇（丁醇（mol）

16、略少，其他同高醚化）略少，其他同高醚化三聚氰胺樹脂一樣?？刂泼鸦容^低，三聚氰胺樹脂一樣?？刂泼鸦容^低，適宜和不干性醇酸樹脂配合使用。適宜和不干性醇酸樹脂配合使用。 3、異丁醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂、異丁醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂異丁醇的反應活性不如正丁醇，可異丁醇的反應活性不如正丁醇，可增加醇用量或者酸催化劑的用量提高反增加醇用量或者酸催化劑的用量提高反應速度。應速度。4、苯代三聚氰胺甲醛樹脂、苯代三聚氰胺甲醛樹脂苯代三聚氰胺甲醛樹脂也稱苯鳥糞苯代三聚氰胺甲醛樹脂也稱苯鳥糞胺甲醛樹脂，鳥糞胺是三聚氰胺中的一胺甲醛樹脂，鳥糞胺是三聚氰胺中的一個氨基被氨基以外的其他基團所取代的個氨基被氨基以外的其他

17、基團所取代的產物。例如，有用氫、烷基、烯丙基取產物。例如，有用氫、烷基、烯丙基取代的鳥糞胺，其中用苯基取代的苯鳥糞代的鳥糞胺，其中用苯基取代的苯鳥糞胺廣泛地用于涂料交聯劑。胺廣泛地用于涂料交聯劑。 （1）反應機理CNNCNCNH2C6H5H2N+ nHCHO堿CNNCNCNC6H5NHCH2OHCH2OHHOH2CCNNCNCNC6H5NHCH2OHCH2OHHOH2C+ mC4H9OH酸CNNCNCNC6H5NH2CCH2OHC4H9OH2Cm（2）配方與操作詳見講義page66。5、氨基共縮聚樹脂、氨基共縮聚樹脂三聚氰胺和尿素共縮聚樹脂三聚氰胺和尿素共縮聚樹脂 三聚氰胺和苯代三聚氰胺共縮聚

18、樹脂三聚氰胺和苯代三聚氰胺共縮聚樹脂（三）甲醚化氨基樹脂（三）甲醚化氨基樹脂甲醚化氨基樹脂按照其組成也可以甲醚化氨基樹脂按照其組成也可以制成甲醚化脲醛樹脂、甲醚化三聚氰胺制成甲醚化脲醛樹脂、甲醚化三聚氰胺樹脂、甲醚化苯代三聚氰胺樹脂、甲醚樹脂、甲醚化苯代三聚氰胺樹脂、甲醚化尿素三聚氰胺共縮聚樹脂等。化尿素三聚氰胺共縮聚樹脂等。甲醚化氨基樹脂中產量最大、應用甲醚化氨基樹脂中產量最大、應用廣泛的是甲醚化三聚氰胺樹脂。廣泛的是甲醚化三聚氰胺樹脂。1、甲醚化氨基樹脂的分類及特性、甲醚化氨基樹脂的分類及特性高醚化、低亞氨基型氨基樹脂高醚化、低亞氨基型氨基樹脂高醚化、高亞氨基型氨基樹脂高醚化、高亞氨基型氨基樹脂部分甲醚化型氨基樹脂部分甲醚化型氨基樹脂2、合成甲醚化三聚氰胺樹脂的反應機理、合成甲醚化三聚氰胺樹脂的反應機理CNNCNCNH2NH2H2N+CNNCNCNNNCH2OHCH2OHHOH2CHCHO（過 量 ）pH 9 10HOH2CCH2OHHOH2CIIICNNCNCNNNCH2OHCH2OHHOH2CHOH2CCH2OHHOH2CII+ CH3OHpH=23CNNCNCNNNCH2OCH3CH2OCH3H3COH2CH3COH2CCH2OCH3H3COH2CIII（過 量 ）3制備制備HMM