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501990:《醇酸树脂涂料》

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501990:《醇酸树脂涂料》

500210《醇酸树脂涂料》封面









书代号:C232870

ISBN:23287

ISBN(全):978-7-122-23287-8

定价:88.00

出版日期:2015-06

装帧:平

开本:32

重量:664

普通关键词:树脂;涂料;醇酸树脂;涂料树脂

 

作者:刘国杰  编著

 

读者对象:可供从事涂料及涂装科研、生产与经营的科技人员及高校有关专业的师生阅读。


 

编辑推荐:突出醇酸性能改进。能广泛被改性是醇酸树脂的最大特点和最大的优点,是使醇酸树脂处于涂料技术发展前沿,并保持旺盛发展生命力的技术保证。书稿内容符合编写大纲要求, 本书对业内同仁和广大读者是一本有重大参考价值的科技书。

 

内容简介:本书共十二章,第一~五章是绪论、醇酸树脂涂料、催干剂等制造原理、工艺、发展现状及生产过程污染防治,为使内容完整和从实用考虑,对配方技术和有关计算方法也做了简介。第六~十一章介绍醇酸树脂改性、高固体分和水性醇酸树脂涂料的现状和发展趋势。特将溶胶凝胶技术改性和超支化醇酸(聚酯)树脂的合成和性能各单列一章,以期引起读者关注。第十二章介绍醇酸(聚酯)树脂涂料涂装及涂装过程污染防治。本书第一个特点是突出醇酸树脂性能改进。能广泛被改性是醇酸树脂的最大特点,也是它最大的优点,是使醇酸树脂处于涂料技术发展前沿,并保持旺盛发展生命力的技术保证。改性包括改变原料路线(改变一元酸、多元醇、多元酸、颜填料等)和改变树脂结构,以及用活性单体和预聚物、液晶、聚苯胺、酮醛树脂等改性,使醇酸树脂品质提升。第二个特点是较系统地介绍以高固体分、水性涂料为代表的环境友好型醇酸(聚酯)树脂涂料的国内外新发展,着重介绍困扰水性醇酸树脂涂膜耐水性差、化学抗性较弱等不足的克服途径。第三个特点是根据醇酸(聚酯)树脂涂料使用有机溶剂量大,强调生产与应用过程中污染的防治,提出安全选用原料的参考意见,及清洁文明生产的建议。

    本书可供从事醇酸树脂涂料研究、开发、生产、施工和管理的工程技术人员参考,也可作为高等院校相关专业学生的参考用书。

 

前言:历年来,国内外涂料业界发表的研究醇酸树脂的论文较多。最有名的论文是在醇酸树脂问世的第一个10年前后(1936年)由W.H.Carothers提出醇酸树脂聚合反应中凝胶点的预测理论,并导出醇酸树脂配方设计与计算的著名公式——卡氏公式,奠定了醇酸树脂配方技术的理论基础。但卡氏公式计算的配方与实际有偏差。国外先后有P.J.Flory(1946年)、W.H.Stockmayer(1952年)、R.W.Kilb (1958年)等先后提出醇酸树脂凝胶点预测新的观点和公式,对卡氏公式进行修正,但因推导均较复杂,实用性逊于卡氏公式,工业上未得到普遍采用。1962年出版的T.C.Patton的《Alkyd Resin Technology》(《醇酸树脂工艺学》),主要内容是介绍以卡氏公式为基础的醇酸树脂配方技术和有关计算,是一本醇酸树脂专著。天津油漆厂技术科曾将其译成中文在行业内交流(未正式出版),对国内醇酸树脂配方设计的技术发展有推进作用。20世纪80年代初,吉林大学化学系汤心颐教授用“概率法”简化了Flory的统计力学方法,提出了“醇酸树脂凝胶化的理论”的新观点和配方计算公式,理论计算的配方与醇酸树脂实际生产配方比较吻合,因行业内习惯使用卡氏公式计算配方,汤教授的公式未大范围推广,但用于醇酸树脂新品种研究是有意义的。

    陈士杰先生主编的《涂料工艺》(增订本)第一分册,由化学工业出版社在1994年8月出版(即《涂料工艺》第二版),引用了1988年以前的国内外有关文献143篇,对醇酸树脂凝胶化预测和配方计算的各种理论观点及各自特点,结合实际进行了充分叙述,便于读者在对醇酸树脂的研发和生产中选择应用。对当时国内外有关醇酸树脂结构与性能的关系、树脂性能的改进、高固体分和水性化的进展进行了系统总结,特别是总结了他从事醇酸树脂研究开发的实际经验和技术积累,实用性和应用理论结合较好,对国内醇酸树脂技术发展起了重要作用。也是业内有“南虞(兆年)北陈(士杰)”美誉的主要原因。我曾有机会聆听过陈士杰、汤心颐两位老师的授课,受到了直接指导,还进行过深入交流,结合实际工作,感到获益良多,在这里表示衷心感谢!

    醇酸树脂自问世以来已有90多年历史,一直是涂料行业的“荷重马”,尽管从20世纪50~60年代以来,其他合成树脂均得到长足发展,但它仍历久不衰,且仍显旺盛发展势头。这是由于醇酸树脂综合性能好,原料来源广泛,以植物油为基础的可再生原料不断增多,工农业的副产物的开拓应用,是发展的重要动力;特别是可以广泛地被改性,性能上推陈出新,并能走在涂料技术和涂料合成树脂品种发展的前列。但长期以来醇酸树脂给人一个错觉,即认为它只是一种量大面广的“大路货”涂料品种,性能上进入不了高档涂料行列。

    醇酸树脂分子是以多元醇和多元酸反应生成的酯键为主链,容易被环境腐蚀因子侵蚀而降解,特别是易水解。醇酸磁漆的耐水性标准只有几小时,说明其耐水性较差,故防腐领域一般不推荐使用醇酸涂料,更遑论重防腐涂料领域了。但如果适当改性,情况就会大为改观。如用在400℃以上热处理过的高岭土与普通氧化铁红颜料配合,制成豆油蓖麻油醇酸树脂涂料,其涂膜在35%的盐水中常温浸泡28天(672h)后涂膜完好,是原红丹醇酸防锈漆规定耐盐水96h的浸泡标准的7倍。又如用15%的聚苯胺/纳米铁氧体复合物改性醇酸树脂,其涂膜在5%的盐酸水溶液中进行浸泡960h后,涂膜无明显破坏,而未改性的传统醇酸树脂涂膜在5%的盐酸水溶液中浸泡2h后,涂膜完全溶解,二者差别很大。目前醇酸树脂的一些改性品种已在重防腐领域推广应用。

    按2012年全国溶剂型醇酸(聚酯)树脂涂料消费量估计,每年使用有机溶剂在200万吨以上,是涂料行业排放VOC(挥发性有机化合物)的大户,要使醇酸(聚酯)树脂可持续发展,开发与推广高固体分、辐射固化、水性、粉末等环境友好型涂料品种是重要方向。国内外陆续开发了系列的活性稀释剂,提高醇酸树脂固体分效果较好,但都有一定局限性,实际商品化的不多。近年来国外推出一种新的气干性醇酸树脂稀释剂——四(2,7辛二烯基)钛酸酯,在喷涂黏度下固体分可达70%(质量分数),有些性能还超过传统溶剂型醇酸树脂。不用活性稀释剂,固体分超过80%的气干性醇酸树脂在国外已有商品化产品。这是高固体分醇酸树脂中一个新发展趋势。

    醇酸树脂水性化工作始于20世纪50年代,走的是水稀释性的技术途径,但贮存中易产生涂膜“失干”现象,虽有许多改进,仍难达到稳定贮存半年至一年的目标,涂膜的化学抗性也偏低,其原因仍是树脂对水解不稳定。后乳化(外乳化)醇酸树脂乳液贮存稳定性及涂膜性能有所改善,但与同类溶剂型醇酸树脂涂料相比仍有某些差距。采用先进的纳米技术、超支化技术和新合成技术,不仅改变醇酸树脂水性化的不足,性能上还可达到或超过同类溶剂型醇酸树脂涂料水平。

    编写《醇酸树脂涂料》的设想延续了20多年。2008年就撰写了编写提纲,但因工作关系,延迟至今才交稿。

    本书共十二章,第一~五章是绪论、醇酸树脂涂料、催干剂等制造原理、工艺、发展现状及生产过程污染防治,为使内容完整和从实用考虑,对配方技术和有关计算方法也做了简介。第六~十一章介绍醇酸树脂改性、高固体分和水性醇酸树脂涂料的现状和发展趋势。特将溶胶凝胶技术改性和超支化醇酸(聚酯)树脂的合成和性能各单列一章,以期引起读者关注。第十二章介绍醇酸(聚酯)树脂涂料涂装及涂装过程污染防治。本书第一个特点是突出醇酸树脂性能改进。能广泛被改性是醇酸树脂的最大特点,也是它最大的优点,是使醇酸树脂处于涂料技术发展前沿,并保持旺盛发展生命力的技术保证。改性包括改变原料路线(改变一元酸、多元醇、多元酸、颜填料等)和改变树脂结构,以及用活性单体和预聚物、液晶、聚苯胺、酮醛树脂等改性,使醇酸树脂品质提升。第二个特点是较系统地介绍以高固体分、水性涂料为代表的环境友好型醇酸(聚酯)树脂涂料的国内外新发展,着重介绍困扰水性醇酸树脂涂膜耐水性差、化学抗性较弱等不足的克服途径。第三个特点是根据醇酸(聚酯)树脂涂料使用有机溶剂量大,强调生产与应用过程中污染的防治,提出安全选用原料的参考意见,及清洁文明生产的建议。

    在本书编写过程中,刘启斌协助查找资料、绘制全书图表,刘梅玲、樊森、刘俊华也协助查找了一些资料,在此一并表示感谢!

     本书既是醇酸树脂涂料的专著,也可以说是其发展的阶段性小结,可能有“挂一漏十”的风险,书中欠妥之处也在所难免,敬请专家和读者批评指正。

                         编著者2014年8月20日于北京

 

 

目录:

第一章绪论

第一节醇酸树脂发展史1

一、醇酸树脂定义1     

二、醇酸树脂发展史1     

第二节醇酸树脂在涂料工业中的地位4

第三节醇酸树脂的分类6

一、按成膜机理分类6     

二、按树脂分散介质不同分类6     

三、按是否用其他化合物改性分类6     

四、其他类型醇酸树脂7     

 

第二章来源广泛的醇酸树脂原料

第一节植物油(脂肪酸)与一元有机酸、多元醇和多元酸8

一、植物油(脂肪酸)与一元有机酸8     

二、多元醇19     

三、多元酸20     

第二节醇酸树脂所用溶剂和助剂21

一、醇酸树脂用的溶剂21     

二、醇酸树脂对溶剂的选择35     

三、醇酸树脂用的助剂46    

 

 第三章醇酸树脂制造

第一节与醇酸树脂制造有关的化学反应49

一、醇解反应49     

二、加成反应50     

三、酸解反应52     

四、醚化反应52     

五、酯化反应52     

六、酯交换反应53     

第二节醇酸树脂配方设计54

一、缩聚反应过程54     

二、缩聚反应程度与醇酸树脂凝胶点预测56     

三、醇酸树脂的配方计算62     

第三节醇酸树脂制造71

一、醇酸树脂制造方法72     

二、醇酸树脂生产设备与操作要点80     

三、醇酸树脂制造举例93     

第四节无油醇酸(饱和聚酯)树脂制造99

一、概述99     

二、羟基型饱和聚酯树脂101     

三、羧基型饱和聚酯树脂116

    

第四章气干性醇酸树脂涂料制造、性能、应用和污染防治

第一节醇酸树脂涂料的原料选择118

一、成膜物——醇酸树脂118     

二、颜料与填料119     

三、醇酸树脂涂料用助剂和溶剂138     

第二节醇酸树脂涂料制造140

一、醇酸树脂清漆140     

二、醇酸树脂色漆143     

第三节 气干性醇酸树脂涂料成膜性能及应用160

一、自动氧化的成膜机理160     

二、影响醇酸树脂涂料干率和性能的因素166     

三、气干性醇酸树脂涂料的应用174     

第四节醇酸(聚酯)树脂涂料生产过程中污染的防控174

一、涂料制造业总体排污简况174     

二、醇酸(聚酯)树脂涂料生产过程排污情况177   

  

第五章催干剂在醇酸树脂涂料中的作用、制造及进展

第一节醇酸树脂涂料对催干剂的选用184

一、催干剂在醇酸树脂涂料中的作用184     

二、醇酸树脂涂料对催干剂的选用184     

第二节催干剂制造192

一、普通催干剂制造工艺192     

二、铅催干剂替代品——稀土催干剂生产工艺196     

第三节钴催干剂的替代203

一、钴催干剂替代的必要性203     

二、用锰复合物替代钴催干剂204     

三、钴催干剂新替代品的探索研究216   

 

  第六章不干性醇酸(聚酯)树脂涂料制造、性能和应用

第一节不干性醇酸树脂在硝基等非转化型涂料中的性能与应用225

一、不干性醇酸树脂乙烯类树脂涂料成膜性能与应用225     

二、醇酸树脂硝基涂料制造与应用227     

第二节羟基醇酸(聚酯)树脂聚氨酯涂料成膜、制造和应用239

一、涂膜固化反应机理240     

二、醇酸(聚酯)树脂聚氨酯涂料配方设计与产品性能244     

三、醇酸(聚酯)树脂聚氨酯涂料的应用245     

第三节羟基型氨基醇酸(聚酯)树脂涂料制造和应用249

一、氨基醇酸(聚酯)树脂固化反应机理249     

二、影响氨基醇酸(聚酯)树脂交联反应的因素253     

三、氨基醇酸(聚酯)树脂涂料制造工艺256     

四、氨基醇酸(聚酯)树脂涂料的应用261     

第四节羧基型聚酯(无油醇酸)树脂粉末涂料制造和应用267

一、粉末涂料制造工艺267     

二、聚酯树脂粉末涂料固化成膜原理与性能274     

三、影响聚酯/环氧、纯聚酯粉末涂料成膜性能的因素277     

四、聚酯树脂粉末涂料的应用282     

第五节聚酯树脂多元醇含义和新应用283

一、聚酯树脂多元醇283     

二、多元醇结构对聚酯多元醇聚氨酯涂料性能的影响284     

三、以可再生原料为基础的高官能度聚酯多元醇氨基树脂涂料288     

第六节高耐久性聚酯粉末涂料的研制298

一、氟化聚酯树脂的合成及对聚酯粉末涂料性能的改进298     

二、通过美国佛罗里达曝晒试验评价聚酯粉末涂料高耐久性306   

 

  第七章用普通物化方法改性醇酸树脂涂料

第一节改进醇酸(聚酯)树脂涂料性能的途径及原料来源313

一、改进醇酸(聚酯)树脂涂料性能的途径313     

二、开拓原料来源和改进醇酸树脂涂料性能315     

第二节聚苯胺、酮醛树脂共混改性醇酸(聚酯)树脂涂料330

一、聚苯胺改性醇酸树脂涂料330     

二、酮醛树脂改性醇酸树脂涂料338     

第三节乙烯类化合物改性醇酸(聚酯)树脂涂料340

一、苯乙烯改性醇酸树脂涂料340     

二、丙烯酸(酯)改性醇酸树脂涂料347     

第四节有机硅改性醇酸(聚酯)树脂涂料356

一、按醚化或醚交换反应的接枝改性357     

二、有机硅改性醇酸树脂涂料新途径——按脱氢偶联反应的接枝共聚改性365     

三、有机硅改性聚酯树脂368     

第五节异氰酸酯、环氧树脂、酚醛树脂改性醇酸(聚酯)树脂涂料370

一、异氰酸酯改性醇酸树脂涂料370     

二、环氧树脂对聚酯树脂涂料的改性372     

三、酚醛树脂改性醇酸树脂涂料374     

第六节屏蔽型颜填料改进醇酸树脂涂料的防腐性能376

一、云母氧化铁颜料改进醇酸树脂涂料的耐候性376     

二、片状高岭土制备高防腐性能的醇酸树脂涂料378  

 

   第八章用溶胶凝胶法复合改性醇酸(聚酯)树脂涂料

第一节溶胶凝胶法制备纳米结构的有机/无机杂化涂料的进展383

一、溶胶-凝胶技术研究进展383     

二、溶胶-凝胶技术是制备有机/无机杂化复合涂料的重要技术392     

第二节溶胶-凝胶法制备油脂、醇酸/无机杂化纳米复合涂料397

一、溶胶-凝胶技术制备有机/无机杂化复合涂料技术在醇酸树脂涂料中

的应用397     

二、溶胶-凝胶法制备油脂、醇酸/无机杂化纳米涂料的基本原理399     

三、油脂、醇酸/无机杂化纳米涂料的涂膜性能416     

四、以植物油为基础的有机/无机杂化纳米涂料紫外线固化的可能性426     

第三节溶胶凝胶法制备有机/无机杂化纳米复合卷材涂料435

一、导论435     

二、TEOS/聚酯杂化卷材涂料435     

三、新硅氧烷前驱体的溶胶凝胶法杂化纳米涂料439   

 

 第九章高固体分醇酸(聚酯)树脂涂料

第一节醇酸(聚酯)树脂涂料减少VOC排放势在必行441

一、VOC对环境的危害441     

二、涂料涂装行业VOC排放对环境的影响446     

三、醇酸(聚酯)树脂涂料要应对VOC限值448     

第二节改变树脂分子结构提高醇酸树脂固体分449

一、增加醇酸树脂油度以提高其固体分449     

二、利用液晶基元改性醇酸树脂以提高其固体分451     

三、超长油度“无溶剂”醇酸树脂455    

第三节加活性稀释剂提高醇酸树脂固体分457

一、用作醇酸树脂涂料活性稀释剂的要求457     

二、用于气干性醇酸树脂涂料的活性稀释剂品种457     

三、有机铝在高固体分醇酸树脂涂料中的应用476     

第四节高固体分聚酯树脂涂料481

一、提高饱和聚酯树脂涂料固体分481     

二、不饱和聚酯树脂涂料488     

第五节高固体分醇酸(聚酯)树脂涂料涂膜可能产生的缺陷及防治492

一、高固体分醇酸(聚酯)树脂涂料施工中产生的流挂问题492     

二、高固体分醇酸(聚酯)树脂涂料流挂的控制495     

三、高固体分涂料涂膜可能产生的其他缺陷503   

 

  第十章水性醇酸(聚酯)树脂涂料

第一节水性醇酸(聚酯)树脂涂料发展概况505

一、发展水性醇酸(聚酯)树脂涂料意义505     

二、水性醇酸(聚酯)树脂品种分类505     

三、水性醇酸(聚酯)树脂涂料发展概况507     

四、水性醇酸(聚酯)树脂配方设计问题508     

五、水性醇酸(聚酯)树脂涂料发展中问题及解决途径508     

第二节水稀释性醇酸(聚酯)树脂涂料509

一、水稀释性醇酸树脂涂料技术路线与关键问题509     

二、气干性水稀释性醇酸树脂涂料512     

三、烘干型水稀释性醇酸(聚酯)树脂涂料526     

第三节水乳液型醇酸树脂分散体涂料531

一、水乳液型醇酸树脂分散体涂料531     

二、引入亲水基团的醇酸树脂自分散乳液涂料533     

三、水乳化气干性醇酸树脂分散体涂料的干性540     

第四节醇酸丙烯酸树脂常规法改性的水分散体涂料548

一、气干性醇酸丙烯酸树脂共混改性水分散体涂料548     

二、水稀释性丙烯酸改性醇酸树脂水分散体涂料560     

第五节醇酸丙烯酸杂化复合改性水分散体涂料566

一、杂化是水性醇酸树脂性能改进的一种重要途径566     

二、醇酸丙烯酸常规乳液杂化改性567     

三、醇酸丙烯酸细乳液聚合杂化改性577     

四、聚氨酯改性水性醇酸树脂581     

五、小结587     

第六节气干性水性醇酸树脂分散体涂料新改性实例588

一、纳米CaCO3P(MMABA)原位聚合的复合物改性气干性醇酸树脂水分

散体涂料588     

二、纳米级气干性醇酸树脂水分散体涂料的合成与性能597    

 

 第十一章超支化聚酯(醇酸)树脂涂料

第一节超支化聚酯发展简况606

一、超支化聚合物606     

二、脂肪族超支化聚酯610     

第二节用超支化聚酯提高醇酸树脂涂料的固体分和性能611

一、用超支化聚酯提高气干性醇酸树脂固体分611     

二、用醇解法制备超支化醇酸树脂619     

三、氟化改性超支化醇酸树脂合成与表征624     

第三节UV固化的超支化聚酯树脂涂料633

一、UV固化聚酯树脂涂料633     

二、UV固化超支化聚酯树脂涂料634     

第四节丙烯酸酯顺酐共聚物改性超支化气干性水性醇酸树脂涂料642

一、超支化醇酸树脂合成与表征642     

二、丙烯酸酯顺酐共聚物改性超支化气干性水性醇酸树脂涂料648    

 

 第十二章醇酸(聚酯)树脂涂料涂装及涂装过程污染防治

第一节醇酸(聚酯)树脂涂料涂装施工简述656

一、正确涂装工艺的重要性656     

二、涂装前的表面处理656     

第二节钢铁涂装前的表面处理662

一、钢铁涂装前表面处理传统工艺663     

二、钢铁涂装前表面处理工艺进展663     

三、原位磷化和醇酸(聚酯)涂料涂装一步处理工艺667     

第三节有色金属涂装前的表面处理690

一、铝及铝合金传统的表面预处理工艺691     

二、飞机铝合金蒙皮涂装预处理的无机/有机杂化复合涂层技术开发694     

三、去铬钝化的纳米材料改性聚酯型粉末涂料在铝合金型材上涂装701     

第四节醇酸(聚酯)树脂涂料涂装及过程中污染的防控711

一、醇酸(聚酯)树脂涂料涂装711     

二、醇酸(聚酯)树脂涂料涂装过程中污染的产生与防治718    

  参考文献


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