第5章 聚酯树脂涂料
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第五章 涂料_1_涂料基础
涂料是什么？
涂料概念
涂料概念
涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在 物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄 膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层 。
有机高分子材料
精细化工
《涂料工艺》
涂料概念
涂覆施工
液体或固体
物体表面
固化 连续性 固体膜
？作用
？如何实现：液/固—固转换
• 解决方法：使颜料在涂膜中形成稳定的凝聚胶体结构。 • 具体措施： 加入防浮色剂：蓖麻油的脂肪酸、烷醇胺缩合物、脂肪酸酰胺的衍生物 对颜料表面改性：含氨基的长链酯类或长链烷基胺类的阳离子型分散剂
涂料的基本组成 溶剂
• 在涂料的生产和施工中，合理地选择溶剂十分重要，它直接影响涂料 的贮存稳定性、施工性和涂膜质量。
Knowledge of Coatings
涂料产品种类
涂料的种类
涂料形态：固态和液态 施工方法：刷涂、辊涂、喷涂、浸涂、淋涂、电泳 涂膜干燥方式： 涂料使用层次： 涂膜外观： 涂料使用对象： 涂料的成膜物质： 涂膜性能： 涂料的成膜机理：非转化型、转化型
涂料的种类
• 按成膜物质：环氧树脂（H），聚氨酯树脂（S），醇酸树脂（C）， 丙烯酸树脂（B），酚醛树脂（F）等；
PVC对涂料性质的影响
（4）抗污性
• 在污染环境下，涂膜会发生消光或变色等现象，通常将污染前后涂膜 的反射率的差值称为涂膜的抗污性。PVC增加时，涂膜的反射率的差 值增加，抗污性下降，污染趋于严重。
（5）光泽维持性
• 如底漆的PVC < CPVC，即底漆的颜料空隙已被粘结剂填满，则面漆 的光泽维持性好；反之，光泽下降。
防酸、碱、盐、有机溶剂
涂料功能
聚酯树脂涂料
聚酯树脂涂料简介：聚酯树脂涂料是以聚酯树脂为主要成膜物质的涂料。
它是由多元醇和多元酸缩聚而成。
与聚氨酯涂料的区别在于聚酯涂料的分子中不含有氨基“-NH-”。
聚酯树脂涂料广泛应用于中高档涂料、低污染的高固体分、粉末涂料中。
分类：按聚酯树脂的类型，聚酯树脂涂料可分为不饱和聚酯涂料、饱和聚酯涂料、对苯二甲酸聚酯涂料等。
（1）不饱和聚酯涂料不饱和聚酯涂料是由分装的四组分不饱和聚酯树脂的苯乙烯溶液、有机过氧化物等引发剂（交联催化剂）、环烷酸钴等促进剂、石蜡的苯乙烯等混合制得。
苯乙烯起着溶剂合成膜物质的双重作用。
不饱和聚酯涂料的特点是无溶剂涂料，溶剂蒸汽对环境污染小；可室温干燥，也可加热固化，在固化过程中漆膜收缩率较大，不易修补；漆膜硬而脆，容易损伤；漆膜必须打磨除蜡，并抛光；多组分包装，使用不方便；施工效率高，一道涂刷可获得厚涂层（达150-250μm）；尽管加入阻聚剂降低了空气阻聚的作用，但是漆的贮存稳定性还不够好，限制了其应用。
不饱和聚酯涂料现主要用于高级木材家具、金属表面的快干腻子、电视机、涂刷绝缘材料、缝纫机、化学储罐的涂层等。
不饱和聚酯也可制成色漆，一般采用粘度低的树脂或增塑剂分散颜料。
聚酯树脂漆还可与光敏材料结合制成光感涂料，像照相底片一样能感光。
（2）饱和聚酯涂料涂料行业最常用的饱和聚酯树脂是含端羟基官能团的聚酯树脂，通过与异氰酸酯、氨基树脂等树脂交联固化成膜。
它的特点是泽度高、丰满度好、硬度高、柔韧性好、耐磨和耐热性好、保光和保色性良好。
宜做潮湿热电机的漆包线涂料（155级、180级）、浸渍绝缘涂料、金属底色漆、汽车中途及高档的工业涂料和清漆、户外高装饰性涂料等。
主要品种有聚酯氨基烘漆、聚酯聚氨酯涂料、聚酯环氧粉末涂料等。
（3）对苯二甲酸聚酯涂料对苯二甲酸聚酯涂料是由对苯二甲酸聚酯、苯、酮类稀释剂制成。
它的特点是防潮性、耐绝缘性好。
宜做热湿带的电机用浸渍绝缘漆和漆包线漆。
性能及指标：①漆膜丰满光亮、附着力强、固体分高，但不饱和聚酯涂料对金属附着力差，可作为腻子使用，易干燥而平滑；②结膜厚，绝缘性好；③漆膜物理机械性能好，特别是坚韧性、耐磨性、耐冲击力和耐划伤性好；④漆膜保光保色性、抗过烘烤性好，耐候性极好，长期受阳光照射后无失光泛黄现象；⑤由于分子链存在酯基，耐水性略差；⑥修补性能较差，损伤的漆膜修补后有印痕；⑦易燃液体，使用和储存都要防火，保存期为1年。
《涂料树脂合成及应用》课件—04聚酯树脂
• 水性聚酯是涂料技术科学和社会可持续发 展要求的产物。水性聚酯树脂的结构和溶 剂型聚酯树脂的结构类似，除含有羟基， 还含有较多的羧基和（或）聚氧化乙烯嵌 段等水性基团或链段。含羧基聚酯的酸值 一般在35~60mgKOH/g（树脂）之间，大 分子链上的羧基经挥发性胺中和后成盐， 提供水溶性（，柔韧性
硬而韧，耐候性，耐水解
4.2.3其它相关助剂
• 4.2.3.1聚酯催化剂
• 单丁基氧化锡，二丁基氧化锡，二丁基氧化锡氯化物，二丁基二月桂酸锡，二丁基 二乙酸锡，单丁基三氯化锡等。具体选择何种催化剂及其加入量应根据具体的聚合 体系及其聚合工艺条件通过实验进行确定。美国 ATOFINA（阿托菲纳）公司是国际 知名的聚酯催化剂供应商。下面是该公司二丁基氧化錫的技术指标：
43
20 －77（207.5） 124～130（210）
40 124～126
57～59
43（245）
46～55（215～235）
49.5～50.5
特性 普适，柔韧性 亲水，柔韧性
普适 耐水解 普适
耐候性，耐水解
普适 溶解性 普适性，耐化學品，耐候性，耐水解 柔韧 耐热，耐药品 耐热，耐水解 硬而韧，耐候性，耐水解，活性高，抗
4.3聚酯配方设计
• 线形缩聚反应分子量的控制通常利用方程：Xn (1 ra) /(1 ra 2raPa)
• 其的中数均ra 为聚非合过度量。官对能一团些对体过系量，官式能中团ra的的物物质理量意的义比不，明ra 确1；；Xn为用以平结均构官单能元度计控数制
聚合度普适性强，概念清楚，可取代上式用于对线形、体形缩聚体系数均聚 合度的控制。
• 抗氧剂加于高分子材料中能有效地抑制或降低大分子的热 氧化、光氧化速度，显著地提高材料的耐热、耐光性能， 延缓材料的降解等老化过程，延长制品使用寿命。常用的 抗氧剂按分子结构和作用机理主要有三类：受阻酚类、亚 磷酸酯类和复合类抗氧剂。
第五章 精细化学品概论
5.1
概
述
（2）涂料的形态分类
固态涂料：即粉末涂料 液态涂料：溶剂型涂料、水溶性涂料、水乳型涂料 （3）按涂料的特殊性能分类 建筑涂料、防腐涂料、汽车涂料、防锈涂料、防水涂料、 保湿涂料、弹性涂料、绝缘涂料等 （4）按涂料的光泽分类 高光型或有光型涂料、丝光型或半定型涂料、无光型或亚 光型涂料
5.1
OL（%）＝（油的质量/树脂理论产量）×100 ＝[油的质量/（多元醇质量＋多元酸质量＋油的质量－生成水的质量）] ×100 醇酸树脂按油度来分为：短、中、长三种油度 短：35~45%; 中：46~60%; 长：60%以上
b. 油度概念的扩展：扩展为醇酸树脂侧链所占的质量百分数。
5.2 醇酸树脂涂料
概
述
5.1.3 我国涂料工业的现状和发展趋向
（1）发展速度快 目前产量200万吨/年, 年增长速度3.4%，生
产企业约8000家
（2）普通型为主，高性能、环保型与国外发达国家有较大差距 （3）水溶性涂料、高固体粉未涂料、光固化涂料是发展方向
5.2 醇酸树脂涂料
5.2.1基本结构及合成方法
原料：多元醇、多元酸和单元酸（油）。其中多元醇常用甘 油和季戊四醇；多元酸常用苯酐，其次是间苯二甲酸、对苯二 甲酸和顺酐；单元酸常用植物油脂肪酸（如蓖麻油、松香油 等）、合成脂肪酸或芳香酸等。
• 对金属基本的腐蚀，需加入助溶剂、表面活性剂、
还原剂等，而为些助剂又会带来不同的负面影响； • 配制比溶剂型复杂。
5.2 醇酸树脂涂料
A. 有机硅改性的水性醇酸树脂涂料：
聚硅氧烷
CH3
CH3
CH3
H
O
Si
O
Si
O
Si
聚酯树脂水性化和水性涂料用途
ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｈｅ ｔ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆｗ ｏ ｎ ｌ ｅ 卜 ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｐ 越 ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｓ ｆｓ ｏ ｔ ｅ ｅ ｌ ， ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｗ ａ ｙ ｅ ｔ ｃ ． ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ａ ｋ ｅ ｎ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｓ ｉ ｓ ｆｔ ｏ ｈ ｅ ａ ￣ａ ｎ ａ ｔ ｇ ｅ ｓ ． ｃ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｎ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｆｗ ｏ ｎ ｔ ｅ ｒ — ｂ ｎ ｓ ｅ ｄ ｐ ｎ ｉ ｎ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｐ ｏ ｌ ｙ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ；ｗ ａ ｔ ｅ ｒ － ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｆｐ ｏ ｏ ｌ ｙ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ；ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆｗ ａ ｔ ｅ ｒ － ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｐ ａ ｉ ｎ ｔ
建议 。
（ ２ ） 溶 剂 法 源自１ ． 水性聚酯树脂制备 方法
（ １ ） 熔 融 法
熔 融法是 将 多 元醇 、芳香 多元酸 、脂 肪 多元酸 等 加入 反 应釜 中 ，在 ２ ０ ０ ～ ２ ５ ０ 。 Ｃ 下搅 拌 加热 ，并 在 搅拌 过程 中通 入惰 性气 体 。该 过程 无 需 引入溶 剂 ，操 作工 艺简 单 易行 。但 是熔 融 法制 备聚 酯树 脂 过程 中 反应 温度 较高 ，升 温 速率 过 快或 过 慢 ，会 导致 多 元醇 损失 或者 反 应不 完全 ，同时 高温 过程 中 ， 多 元醇 易脱 水缩 合发 生 副反应 ，生成 醚类 。 岳 慧艳 以新 戊 二醇 、三羟 甲基丙 烷 、间苯 二 甲酸 、偏 苯 三酸 酐 、 己二酸 等 为原 料合 成 了水 性聚 酯 树脂 。该 水性 聚 酯 树 脂与 高 甲基醚 化 三聚 氰胺 树 脂配 制咸 水 性氨 基烘 干 漆。 该 漆 与 同类溶 剂 型氨 基烘 烤 漆 的性能 相 当 ，尤其 在硬 度 、耐 水 性 等 方面优 于 溶剂 型氨 基烘 烤 漆 ，且具 有低 污 染 、低毒 、易 清 洗等 特点 ，有 较好 的发展前 景 。 闫福 安 以水 性功 能单 体 、新 戊二 醇 、三羟 甲基 丙烷 、邻 苯 二 甲酸酐 、 己二 酸 、问苯 二 甲酸 为主 要 原料 ，合成 了水 性 聚酯 树 脂 。并选 择 六 甲醇醚 化 三聚 氰胺 甲醛 树 脂作 交联 剂 ， 与 上 述 水 溶 性 聚 酯 树 脂 、 颜 料 、 助 剂 等 复 配 ，制成 了水 溶 性 氨基 烘漆 。该 水 性聚 酯 氨基烘 漆 与 同类 溶剂 型产 品相 比 ， 性 能接 近 ，具 有安 全 、毒害 低 、污 染小 、 设备 清洗 容 易等 特 点 ，经 济效 益和 社 会效 益好 。 莫贯 田等 以熔 融法设计 合成 了羟值 为 １ １ ０ 、酸值 为５ ０ 、用 于涂料 的水性聚酯 树脂 ，考察 了二羟 甲基丙酸和偏 苯酸 甲酸 酐
建议 。
（ ２ ） 溶 剂 法 源自１ ． 水性聚酯树脂制备 方法
（ １ ） 熔 融 法
熔 融法是 将 多 元醇 、芳香 多元酸 、脂 肪 多元酸 等 加入 反 应釜 中 ，在 ２ ０ ０ ～ ２ ５ ０ 。 Ｃ 下搅 拌 加热 ，并 在 搅拌 过程 中通 入惰 性气 体 。该 过程 无 需 引入溶 剂 ，操 作工 艺简 单 易行 。但 是熔 融 法制 备聚 酯树 脂 过程 中 反应 温度 较高 ，升 温 速率 过 快或 过 慢 ，会 导致 多 元醇 损失 或者 反 应不 完全 ，同时 高温 过程 中 ， 多 元醇 易脱 水缩 合发 生 副反应 ，生成 醚类 。 岳 慧艳 以新 戊 二醇 、三羟 甲基丙 烷 、间苯 二 甲酸 、偏 苯 三酸 酐 、 己二酸 等 为原 料合 成 了水 性聚 酯 树脂 。该 水性 聚 酯 树 脂与 高 甲基醚 化 三聚 氰胺 树 脂配 制咸 水 性氨 基烘 干 漆。 该 漆 与 同类溶 剂 型氨 基烘 烤 漆 的性能 相 当 ，尤其 在硬 度 、耐 水 性 等 方面优 于 溶剂 型氨 基烘 烤 漆 ，且具 有低 污 染 、低毒 、易 清 洗等 特点 ，有 较好 的发展前 景 。 闫福 安 以水 性功 能单 体 、新 戊二 醇 、三羟 甲基 丙烷 、邻 苯 二 甲酸酐 、 己二 酸 、问苯 二 甲酸 为主 要 原料 ，合成 了水 性 聚酯 树 脂 。并选 择 六 甲醇醚 化 三聚 氰胺 甲醛 树 脂作 交联 剂 ， 与 上 述 水 溶 性 聚 酯 树 脂 、 颜 料 、 助 剂 等 复 配 ，制成 了水 溶 性 氨基 烘漆 。该 水 性聚 酯 氨基烘 漆 与 同类 溶剂 型产 品相 比 ， 性 能接 近 ，具 有安 全 、毒害 低 、污 染小 、 设备 清洗 容 易等 特 点 ，经 济效 益和 社 会效 益好 。 莫贯 田等 以熔 融法设计 合成 了羟值 为 １ １ ０ 、酸值 为５ ０ 、用 于涂料 的水性聚酯 树脂 ，考察 了二羟 甲基丙酸和偏 苯酸 甲酸 酐
聚酯树脂及其涂料
（ ＰＤ 、 引发剂 Ｉｇ ｃ ｒ １ ０ Ｔ Ｇ Ａ） 光 ｒａ ｕｅ２ 配制 ，并通过光 一 Ｏ 差示
扫 描量 热 仪 （ｈｔ — Ｓ ） Ｕ Ｐ ｏｏ ＤＣ对 Ｖ固化 桐 油 与 Ｕ Ｖ固化 桐 油 醇 酸
Ｃ １ ２６ ４５６ ［ Ｎ ０ ２Ａ ￣国发明专利申请公开］中国 广州有色 ０ ／
份 涂料 由含阻燃 剂的双 酚环氧树 脂和含 氨基 化合物 的固
丙烯酸共聚物的离聚物 （ １ ０ ｃ下熔融指数为 ０１ １ 化 剂组成 。所制得的涂层具有 良好的阻燃性 。 在 Ｃ ９ ．－ ０
。
甍ｌ 髓强喜 瞽 博ｌ
２ １ ０ ０ ２ 可固化聚氨酯预聚物组合物 和底 漆 ：Ｊ ２ １ ０２９ １ Ｐ０ ２
２ １ ０ ０ ０ Ｖ 固化桐油及 其醇酸树脂的合成［ ，英］ ０ ２ ９ １ Ｕ 刊 ／ 一１ ｌ ［ ４ ４ １ 日本专利公开］日本：Ａ ｔ ｈ ｍｃ ｌ ｎ ｕｔｙ ／ ｕ ｏ Ｃ ｅ ｉａ，Ｉｄ ｓｒ Ｔ ａａ ０ ｇｏ １ ，Ｎ ｒｎ等／ ｒ ｇｅｓｉ ｒａ ｉ ｏ ｔｎ ｓ ｈ ｎ ｍ ｎｋ ］１ ａ ｉ ／ ｏ ｒ ｓ ｎＯ ｇｎｃＣ ａｉｇ ． ｔ Ｐ
金 属 研 究 院 （ 军 瑞 等 ） 一 ０ ．７２ ．Ｃ ２ １ １ ７ 张 ． ２ １ ０ ．５一 Ｎ０ ２ ０ ２ ２ ０
树脂 的固化 动力学进行研究。Ｕ Ｖ固化桐油与 Ｕ Ｖ固化桐油 醇酸树脂都具有光 固化性能 ， Ｕ 且 Ｖ固化 桐油醇酸树脂 的固 化 速度比 Ｕ Ｖ固化桐油 的固化速度更快。
酸 酯通 过 狄 尔斯 一 德 耳 反 应 制 得 ，与 Ｕ 阿 Ｖ固化 桐 油 的 制备
题述组合物和底漆含带一 Ｎ Ｏ的聚氨酯预聚物。该预 Ｃ 聚物由 （ — 改性脂肪族 二异 氰酸 酯或 （ － ａ １） ａ ２）［（ － ａ １） 与其他 异氰酸酯 的混合物 ］ （ 含羟基 （ 与 ｂ） 甲基 ） 丙烯酸 酯共聚物反 应制得 。底漆可用于建筑物 用密封材料或 防水
扫 描量 热 仪 （ｈｔ — Ｓ ） Ｕ Ｐ ｏｏ ＤＣ对 Ｖ固化 桐 油 与 Ｕ Ｖ固化 桐 油 醇 酸
Ｃ １ ２６ ４５６ ［ Ｎ ０ ２Ａ ￣国发明专利申请公开］中国 广州有色 ０ ／
份 涂料 由含阻燃 剂的双 酚环氧树 脂和含 氨基 化合物 的固
丙烯酸共聚物的离聚物 （ １ ０ ｃ下熔融指数为 ０１ １ 化 剂组成 。所制得的涂层具有 良好的阻燃性 。 在 Ｃ ９ ．－ ０
。
甍ｌ 髓强喜 瞽 博ｌ
２ １ ０ ０ ２ 可固化聚氨酯预聚物组合物 和底 漆 ：Ｊ ２ １ ０２９ １ Ｐ０ ２
２ １ ０ ０ ０ Ｖ 固化桐油及 其醇酸树脂的合成［ ，英］ ０ ２ ９ １ Ｕ 刊 ／ 一１ ｌ ［ ４ ４ １ 日本专利公开］日本：Ａ ｔ ｈ ｍｃ ｌ ｎ ｕｔｙ ／ ｕ ｏ Ｃ ｅ ｉａ，Ｉｄ ｓｒ Ｔ ａａ ０ ｇｏ １ ，Ｎ ｒｎ等／ ｒ ｇｅｓｉ ｒａ ｉ ｏ ｔｎ ｓ ｈ ｎ ｍ ｎｋ ］１ ａ ｉ ／ ｏ ｒ ｓ ｎＯ ｇｎｃＣ ａｉｇ ． ｔ Ｐ
金 属 研 究 院 （ 军 瑞 等 ） 一 ０ ．７２ ．Ｃ ２ １ １ ７ 张 ． ２ １ ０ ．５一 Ｎ０ ２ ０ ２ ２ ０
树脂 的固化 动力学进行研究。Ｕ Ｖ固化桐油与 Ｕ Ｖ固化桐油 醇酸树脂都具有光 固化性能 ， Ｕ 且 Ｖ固化 桐油醇酸树脂 的固 化 速度比 Ｕ Ｖ固化桐油 的固化速度更快。
酸 酯通 过 狄 尔斯 一 德 耳 反 应 制 得 ，与 Ｕ 阿 Ｖ固化 桐 油 的 制备
题述组合物和底漆含带一 Ｎ Ｏ的聚氨酯预聚物。该预 Ｃ 聚物由 （ — 改性脂肪族 二异 氰酸 酯或 （ － ａ １） ａ ２）［（ － ａ １） 与其他 异氰酸酯 的混合物 ］ （ 含羟基 （ 与 ｂ） 甲基 ） 丙烯酸 酯共聚物反 应制得 。底漆可用于建筑物 用密封材料或 防水
聚酯树脂及其涂料
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Ｃ ｏ ｔｎｇ ａ ｉ ｓ Ａｂｓ ｒ ｃ ｓ ｔａ ｔ
度≤３ 、 ｉ 多元醇组分浓度为 １ ～ ０和（ｉ ％（ ） ｉ ％ ５％ Ⅱ） 玻璃转变温
ห้องสมุดไป่ตู้
该组合物含≥１种带有多个氨基甲酸酯和／ 或脲基团
度为一 Ｏ—Ｏ ｃ 。例如 ，将 Ｈ Ｄ ６ 份 与 ＩＤ ４ ５ ｃ ＭＩ ０ ５ Ｐ Ｉ ０份和 三 的单体 、≥１种 可与≥１种 单体 反应的交联剂和流挂控制 ２ 剂（ 是一种 胺和异氰酸酯反应生成的 晶体） 。 羟 甲基丙烷 ２ 在 ９ 。下混合 １ ，冷 却至 ８ Ｃ ， Ｏ份 ０ ｃ ｈ ０ ｏ后 添加作为异氰脲酸酯 催化剂的四 甲基铵癸酸酯 ００ ６份 ， ．９ 反应到 ４ ％￣ 除 去剩余的 Ｈ Ｄ 和 ＩＤ ， ３ Ｂ， Ｍ Ｉ Ｐ Ｉ 得到的多异氰酸 ２ ０ ０ ０ ３ 防水双液相聚氨南涂膜 ： Ｐ０５ １ １ｌ ｌ 日 ０６２２ Ｊ２０— ［ ６ ９ 酯在 ２ Ｃ 度为 １ ５００ｍ ａ・ ，Ｎ Ｏ浓度为 １ ． 、二 本专利公开］ｒ本 ：Ｍｔ ｕ ａ ａ ｕＳ ｎｈ ｏ． ｔ ． ｇ ｒ， ５ ｏ黏 ６ ０ Ｐ Ｓ Ｃ ９２ ％ Ｉ ａ ｉｓｉＫ ｇ ｋ ａ ｓ ｉ ．Ｌｄ（ ｕ ａ Ｃ Ｏ 异氰酸酯基浓度为 ０３ ，数均相对分子质量为 ｌ０ ０ Ｃ Ｔ ｔｕ ｏ ｈ 等 ） ２ ０ ．．３一 页＋ ２０ ／０ ７ （０ ３１ ． ．％ ５ ，Ｎ Ｏ ｅｓｙ ｓｉ ． ０ ５６２ ． １ 一 ２ － ０ ３４ ３０６２ ０ ．２
基 平均值为 ４８ 为一 ２ ｏ ，Ｍ Ｉ Ｐ Ｉ ．， ３ Ｃ Ｈ Ｄ／ Ｄ 组分 比率为 ７／２ Ｉ ８２ 。
２：ＩＣ Ｂ ５ ７ ２ ） Ｐ Ｏ Ｄ ／ ４
喷涂 ＮＯ Ｃ 基封端 的氨基 甲酸酯预 聚物 型主要成分和含 ２ ０ ０ ０ ０提高了耐湿性、耐划伤性且层间附着牢同的 固化催化 剂的活性 氢化合物型固化剂成分形成题述涂膜 ， ０６２２ 氨 基甲麓酯涂 覆的金一 条 ：Ｊ２０— ６ ４ ［ Ｐ０５ １ ９６８ 日本专利 公 其特 点是使 用有机 铋 盐作为 固化催 化 剂以确保 水 中洗 提
Ｃ ｏ ｔｎｇ ａ ｉ ｓ Ａｂｓ ｒ ｃ ｓ ｔａ ｔ
度≤３ 、 ｉ 多元醇组分浓度为 １ ～ ０和（ｉ ％（ ） ｉ ％ ５％ Ⅱ） 玻璃转变温
ห้องสมุดไป่ตู้
该组合物含≥１种带有多个氨基甲酸酯和／ 或脲基团
度为一 Ｏ—Ｏ ｃ 。例如 ，将 Ｈ Ｄ ６ 份 与 ＩＤ ４ ５ ｃ ＭＩ ０ ５ Ｐ Ｉ ０份和 三 的单体 、≥１种 可与≥１种 单体 反应的交联剂和流挂控制 ２ 剂（ 是一种 胺和异氰酸酯反应生成的 晶体） 。 羟 甲基丙烷 ２ 在 ９ 。下混合 １ ，冷 却至 ８ Ｃ ， Ｏ份 ０ ｃ ｈ ０ ｏ后 添加作为异氰脲酸酯 催化剂的四 甲基铵癸酸酯 ００ ６份 ， ．９ 反应到 ４ ％￣ 除 去剩余的 Ｈ Ｄ 和 ＩＤ ， ３ Ｂ， Ｍ Ｉ Ｐ Ｉ 得到的多异氰酸 ２ ０ ０ ０ ３ 防水双液相聚氨南涂膜 ： Ｐ０５ １ １ｌ ｌ 日 ０６２２ Ｊ２０— ［ ６ ９ 酯在 ２ Ｃ 度为 １ ５００ｍ ａ・ ，Ｎ Ｏ浓度为 １ ． 、二 本专利公开］ｒ本 ：Ｍｔ ｕ ａ ａ ｕＳ ｎｈ ｏ． ｔ ． ｇ ｒ， ５ ｏ黏 ６ ０ Ｐ Ｓ Ｃ ９２ ％ Ｉ ａ ｉｓｉＫ ｇ ｋ ａ ｓ ｉ ．Ｌｄ（ ｕ ａ Ｃ Ｏ 异氰酸酯基浓度为 ０３ ，数均相对分子质量为 ｌ０ ０ Ｃ Ｔ ｔｕ ｏ ｈ 等 ） ２ ０ ．．３一 页＋ ２０ ／０ ７ （０ ３１ ． ．％ ５ ，Ｎ Ｏ ｅｓｙ ｓｉ ． ０ ５６２ ． １ 一 ２ － ０ ３４ ３０６２ ０ ．２
基 平均值为 ４８ 为一 ２ ｏ ，Ｍ Ｉ Ｐ Ｉ ．， ３ Ｃ Ｈ Ｄ／ Ｄ 组分 比率为 ７／２ Ｉ ８２ 。
２：ＩＣ Ｂ ５ ７ ２ ） Ｐ Ｏ Ｄ ／ ４
喷涂 ＮＯ Ｃ 基封端 的氨基 甲酸酯预 聚物 型主要成分和含 ２ ０ ０ ０ ０提高了耐湿性、耐划伤性且层间附着牢同的 固化催化 剂的活性 氢化合物型固化剂成分形成题述涂膜 ， ０６２２ 氨 基甲麓酯涂 覆的金一 条 ：Ｊ２０— ６ ４ ［ Ｐ０５ １ ９６８ 日本专利 公 其特 点是使 用有机 铋 盐作为 固化催 化 剂以确保 水 中洗 提
聚酯树脂制造及其在卷材涂料中的应用
ＯＨ
蔽作用，使水分子难以＾慢。结构上的对称产生了 优越的柔韧性，因此在耐热稳定性和耐候性等方面
超过其他一般二元醇（如乙二醇、丙二醇等），是 制取聚酯不可缺少的主要原料。当然，乙二醇、丙
通常硅改性聚酯是采用２５％－５０％硅低聚物进
行加热反应。据资料介绍，硅改性一定要达到３０％
时，改性的聚酯才有明显的抗粉化、抗水解及耐候
０ ３ ２
１７ ７
钢ｊｆ适应各种工韭豹不同要求，所以近年来发展很
快。以常规的苯酐常４成的浮抖用辩酯，在干牲、柔 韧｜生、耐侯胜等方面比闻苯二甲酸型聚酯要差。但 有的单位为了降慨成本，也采用部分和坌部来取代 问苯二甲醛。这是值得商榷的。
催圯｛『｜ｊ ｆｆａｓｔｃａｔ４１００）
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聚酯书哆强瓤造及其在卷辑涂料中的应用
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｒｅｓｉｎ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｉｌ Ｃｏａｔｉｎｇｓ
表８海蓝聚酯面漆
成分 二氧化钛（进口或国产） 酞兰 滑石粉（２０００目） 消光粉 气相二氧化硅 防沉剂 微粉化蜡 分散剂 消泡剂 流平剂 ３４５（６０％）聚酯树脂 高甲氧基三聚氰胺树脂（９８％） 酸催化剂 丁醇 醋酸丁酯 混合溶剂 总计 质量分数／％
目前主要使用的是道康宁、瓦克硅化学公司、通用 电器三家公司白勺硅低聚物产品。
心、
守黼柏
卜∑型孙
图２芳香酸和酸酐近似反应酯化速率
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本章教学主要内容
• 5.1 概述 • 5.2 合成聚酯树脂所用原料 • 5.3 聚酯树脂的配方设计、合成原理及改性 • 5.4 聚酯树脂的制备合成工艺 • 5.5 聚酯树脂合成实例 • 5.6 聚酯树脂的应用 • 5.7 不饱和聚酯 • 5.8 水性聚酯树脂 • 5.9 结语
第5章 聚酯树脂涂料
• 1、教学目标及要求：了解聚酯树脂涂料的原料、基本 性能。掌握聚酯树脂涂料的成膜固化机理、合成原理、 合成方法、配方设计、制备工艺及改性的原理、方法。
殊性（即以植物油或脂肪酸改性的特点），称之为油改性聚酯，
即醇酸树脂（Alkyd resin）。涂料工业中的聚酯也可以称之为
无油聚酯（Polyester resin，简称PE）。
4
► 涂料用聚酯一般不单独成膜，主要用于配制聚酯氨基烘漆、聚酯型聚氨酯漆、聚酯型粉末涂料和 不饱和聚酯漆，属中、高档涂料，所得涂膜光泽 高、丰满度好、耐候性强，而且也具有很好的附 着力、硬度、抗冲击性、保光性、保色性、高温 抗黄变等优点。同时，由于聚酯的合成单体多、 选择余地大，大分子配方设计理论成熟，可以通 过丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂及氟树脂进行 改性，因此，聚酯树脂在涂料行业的地位不断提 高，产量越来越大，应用也日益拓展。
氰酸酯组成室温固化双组分聚氨脂系统。不饱和聚酯由不饱和
单体如苯乙烯通过自由基共聚后成为热固性聚合物，构成涂料
行业的不饱和聚酯涂料体系。为了实现无定型结构，通常要选
用三种、四种甚至更多种单体共聚酯化，因此它是一种共缩聚
物。涂料工业中还有一种重要的树脂叫醇酸树脂，从学术上讲，
也应属于聚酯树脂的范畴，但是考虑到其重要性及其结构的特
5
水性聚酯是涂料技术科学和社会可持续发展要求 的产物。水性聚酯树脂的结构和溶剂型聚酯树脂 的结构类似，除含有羟基，还含有较多的羧基和 （或）聚氧化乙烯嵌段等水性基团或链段。含羧 基聚酯的酸值一般在35~60mgKOH/g（树脂）之间， 大分子链上的羧基经挥发性胺中和后成盐，提供 水溶性（或水分散性）。
5.1和多元酸通过聚酯化
反应合成的、一般为线型或分支型的、较低分子量的无定型齐
聚物，其数均相对分子质量在一般在102~104，根据其结构的饱
和性可以分为饱和聚酯和不饱和聚酯。饱和聚酯包括端羟基型
和端羧基型两种，它们亦分别称为羟基组分聚酯和羧基组分聚
酯。羟基组分可以同氨基树脂组合成烤漆系统，也可以同多异
硬而韧，耐候性，耐 水解，活性高，抗变
黃
顺酐
固体
98.06
52.6(199.7)
通用性能
蒸馏二聚酸
液体
含量95～98%，多 聚酸2～4%，酸值 194～198 mg/KOH/g
5（沸点200）
柔韧性，耐水解
7
5.2.2 多元醇
如表5-2 聚酯树脂合成常用多元醇的基本物性
单体名称 乙二醇
二乙二醇 1，2-丙二醇 二丙二醇(一缩二1，2-丙二醇) 2-甲基-1,3-丙二醇
项目 外观 分子式 分子量
标准 白色粉末 (H9C4)2SnO 248.92
易挥发物含量（80℃， 2hr）
1.0%max
顏色(laurate APHA) 不透明度(laurate)
6
5.2 聚酯树脂合成常用主要原料
► 5.2.1 多元酸 如表5-1 聚酯树脂合成常用多元酸的基本物性
单体名称
状态
相对分子质量
熔点（0C）
特性
己二酸 癸二酸
固体 固体
146.14 202.25
151.5 131.0～34.5
普适性，柔韧性 低极性，柔韧性
苯酐
固体
148.12
130.5
价格低
间苯二甲酸
固体
166.13
345～348
硬度，耐候性，耐药 品性
对苯二甲酸
固体
166.13
>300，升华
硬度，耐候性，耐药 品性
六氢苯酐
固体
154.15
35～36
硬度，耐候性，耐水 解
偏苯三酸酐
固体
192.13
164～167（沸点： 240～245）
引入分支和多余羧基
1，4-环己烷二甲酸
固体
172.2
164－167
2-丁基-2-乙基1,3-丙二醇（BEPD）
1，4-丁二醇 1，3－丁二醇
新戊二醇 己二醇
氢化双酚A 三羟甲基丙烷
1，4-环己烷二甲醇
2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇 （TMPD）
羟基新戊酸羟基新戊酯（学名3-羟 基-2,2-二甲基丙酸（3-羟基 -2，2-二甲基丙基）酯， HPHP）
状态 液体 液体 液体 液体 液体
固体
液体 液体 固体 固体 固体 固体 液体
固体
固体
相对分子质量 62.07 106.12 76.09 134.17 90.8
160.3
90 90.1 104.15 118 236.00 134.12
144.21
146.22
熔点（沸点）（0C） -13.3（197.2） -8.3（244.5） （188.2） （232） 42～44（262）
• 2、教学重点：聚酯树脂涂料成膜固化机理。聚酯树脂 涂料的合成原理、合成方法、配方设计、制备工艺及改 性的原理、方法。
• 3、考核要求：了解聚酯树脂涂料的原料、基本性能。 掌握聚酯树脂涂料的成膜固化机理、合成原理、合成方 法、配方设计、制备工艺及改性的原理、方法。
• 4、教学基本内容：聚酯树脂涂料的原料、基本性能、 成膜固化机理。聚酯树脂涂料的合成原理、合成方法、 配方设计、制备工艺及改性的原理、方法。
特性 普适，柔韧性 亲水，柔韧性
普适 耐水解
普适
43
耐候性，耐水解
20 －77（207.5） 124～130（210）
40 124～126 57～59
43（245）
46～55（215～235）
普适 溶解性 普适性，耐化學品，耐候性，耐水解
柔韧 耐热，耐药品 耐热，耐水解 硬而韧，耐候性，耐水解，活性高，
抗变黃
低粘度，耐候，抗污，柔韧性
209
49.5～50.5
硬而韧，耐候性，耐水解
8
5.2.3 其它相关助剂
► 5.2.3.1 聚酯催化剂
► 单丁基氧化锡，二丁基氧化锡，二丁基氧化锡氯化物，二丁基二月桂 酸锡，二丁基二乙酸锡，单丁基三氯化锡等。具体选择何种催化剂及 其加入量应根据具体的聚合体系及其聚合工艺条件通过实验进行确定。 美国 ATOFINA（阿托菲纳）公司是国际知名的聚酯催化剂供应商。下 面是该公司二丁基氧化錫的技术指标：
• 5.1 概述 • 5.2 合成聚酯树脂所用原料 • 5.3 聚酯树脂的配方设计、合成原理及改性 • 5.4 聚酯树脂的制备合成工艺 • 5.5 聚酯树脂合成实例 • 5.6 聚酯树脂的应用 • 5.7 不饱和聚酯 • 5.8 水性聚酯树脂 • 5.9 结语
第5章 聚酯树脂涂料
• 1、教学目标及要求：了解聚酯树脂涂料的原料、基本 性能。掌握聚酯树脂涂料的成膜固化机理、合成原理、 合成方法、配方设计、制备工艺及改性的原理、方法。
殊性（即以植物油或脂肪酸改性的特点），称之为油改性聚酯，
即醇酸树脂（Alkyd resin）。涂料工业中的聚酯也可以称之为
无油聚酯（Polyester resin，简称PE）。
4
► 涂料用聚酯一般不单独成膜，主要用于配制聚酯氨基烘漆、聚酯型聚氨酯漆、聚酯型粉末涂料和 不饱和聚酯漆，属中、高档涂料，所得涂膜光泽 高、丰满度好、耐候性强，而且也具有很好的附 着力、硬度、抗冲击性、保光性、保色性、高温 抗黄变等优点。同时，由于聚酯的合成单体多、 选择余地大，大分子配方设计理论成熟，可以通 过丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂及氟树脂进行 改性，因此，聚酯树脂在涂料行业的地位不断提 高，产量越来越大，应用也日益拓展。
氰酸酯组成室温固化双组分聚氨脂系统。不饱和聚酯由不饱和
单体如苯乙烯通过自由基共聚后成为热固性聚合物，构成涂料
行业的不饱和聚酯涂料体系。为了实现无定型结构，通常要选
用三种、四种甚至更多种单体共聚酯化，因此它是一种共缩聚
物。涂料工业中还有一种重要的树脂叫醇酸树脂，从学术上讲，
也应属于聚酯树脂的范畴，但是考虑到其重要性及其结构的特
5
水性聚酯是涂料技术科学和社会可持续发展要求 的产物。水性聚酯树脂的结构和溶剂型聚酯树脂 的结构类似，除含有羟基，还含有较多的羧基和 （或）聚氧化乙烯嵌段等水性基团或链段。含羧 基聚酯的酸值一般在35~60mgKOH/g（树脂）之间， 大分子链上的羧基经挥发性胺中和后成盐，提供 水溶性（或水分散性）。
5.1和多元酸通过聚酯化
反应合成的、一般为线型或分支型的、较低分子量的无定型齐
聚物，其数均相对分子质量在一般在102~104，根据其结构的饱
和性可以分为饱和聚酯和不饱和聚酯。饱和聚酯包括端羟基型
和端羧基型两种，它们亦分别称为羟基组分聚酯和羧基组分聚
酯。羟基组分可以同氨基树脂组合成烤漆系统，也可以同多异
硬而韧，耐候性，耐 水解，活性高，抗变
黃
顺酐
固体
98.06
52.6(199.7)
通用性能
蒸馏二聚酸
液体
含量95～98%，多 聚酸2～4%，酸值 194～198 mg/KOH/g
5（沸点200）
柔韧性，耐水解
7
5.2.2 多元醇
如表5-2 聚酯树脂合成常用多元醇的基本物性
单体名称 乙二醇
二乙二醇 1，2-丙二醇 二丙二醇(一缩二1，2-丙二醇) 2-甲基-1,3-丙二醇
项目 外观 分子式 分子量
标准 白色粉末 (H9C4)2SnO 248.92
易挥发物含量（80℃， 2hr）
1.0%max
顏色(laurate APHA) 不透明度(laurate)
6
5.2 聚酯树脂合成常用主要原料
► 5.2.1 多元酸 如表5-1 聚酯树脂合成常用多元酸的基本物性
单体名称
状态
相对分子质量
熔点（0C）
特性
己二酸 癸二酸
固体 固体
146.14 202.25
151.5 131.0～34.5
普适性，柔韧性 低极性，柔韧性
苯酐
固体
148.12
130.5
价格低
间苯二甲酸
固体
166.13
345～348
硬度，耐候性，耐药 品性
对苯二甲酸
固体
166.13
>300，升华
硬度，耐候性，耐药 品性
六氢苯酐
固体
154.15
35～36
硬度，耐候性，耐水 解
偏苯三酸酐
固体
192.13
164～167（沸点： 240～245）
引入分支和多余羧基
1，4-环己烷二甲酸
固体
172.2
164－167
2-丁基-2-乙基1,3-丙二醇（BEPD）
1，4-丁二醇 1，3－丁二醇
新戊二醇 己二醇
氢化双酚A 三羟甲基丙烷
1，4-环己烷二甲醇
2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇 （TMPD）
羟基新戊酸羟基新戊酯（学名3-羟 基-2,2-二甲基丙酸（3-羟基 -2，2-二甲基丙基）酯， HPHP）
状态 液体 液体 液体 液体 液体
固体
液体 液体 固体 固体 固体 固体 液体
固体
固体
相对分子质量 62.07 106.12 76.09 134.17 90.8
160.3
90 90.1 104.15 118 236.00 134.12
144.21
146.22
熔点（沸点）（0C） -13.3（197.2） -8.3（244.5） （188.2） （232） 42～44（262）
• 2、教学重点：聚酯树脂涂料成膜固化机理。聚酯树脂 涂料的合成原理、合成方法、配方设计、制备工艺及改 性的原理、方法。
• 3、考核要求：了解聚酯树脂涂料的原料、基本性能。 掌握聚酯树脂涂料的成膜固化机理、合成原理、合成方 法、配方设计、制备工艺及改性的原理、方法。
• 4、教学基本内容：聚酯树脂涂料的原料、基本性能、 成膜固化机理。聚酯树脂涂料的合成原理、合成方法、 配方设计、制备工艺及改性的原理、方法。
特性 普适，柔韧性 亲水，柔韧性
普适 耐水解
普适
43
耐候性，耐水解
20 －77（207.5） 124～130（210）
40 124～126 57～59
43（245）
46～55（215～235）
普适 溶解性 普适性，耐化學品，耐候性，耐水解
柔韧 耐热，耐药品 耐热，耐水解 硬而韧，耐候性，耐水解，活性高，
抗变黃
低粘度，耐候，抗污，柔韧性
209
49.5～50.5
硬而韧，耐候性，耐水解
8
5.2.3 其它相关助剂
► 5.2.3.1 聚酯催化剂
► 单丁基氧化锡，二丁基氧化锡，二丁基氧化锡氯化物，二丁基二月桂 酸锡，二丁基二乙酸锡，单丁基三氯化锡等。具体选择何种催化剂及 其加入量应根据具体的聚合体系及其聚合工艺条件通过实验进行确定。 美国 ATOFINA（阿托菲纳）公司是国际知名的聚酯催化剂供应商。下 面是该公司二丁基氧化錫的技术指标：