涂料化学—第13章 氨基树脂及其他胶粘剂..
氨基树脂
氨基树脂氨基树脂由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称，重要的树脂有脲醛树脂(UF)、三聚氰胺甲醛树脂(MF)和聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)等。
简介结构式【中文名称】氨基树脂【结构式】【用途】用于制涂料、胶粘剂、塑料或鞣料，并用于织物、纸张的防缩防皱处理等。
【其他】由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称。
重要的树脂有脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和苯胺甲醛树脂等。
一般可制成水溶液或乙醇溶液，也可干燥成粉末固体。
大多硬而脆，使用时需加填料。
涂料用氨基树脂是一种多官能团的化合物，以含有（-NH2）官能团的化合物与醛类（主要为甲醛）加成缩合，然后生成的羟甲基（-CH20H）与脂肪族一元醇部分醚化或全部醚化二得到的产物。
根据采用的氨基化合物的不同可分为四类：脲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯代三聚氰胺树脂、共聚树脂。
若作为漆膜若单独用氨基树脂，制得漆膜太硬，而且发脆，对底材附着力差，所以通常和能与氨基树脂相容，并且通过加热可交联的其它类型树脂合用，他可作为油改性醇酸树脂、饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、环氧酯等的交联剂，这样的匹配，通过加热能够得到三维网状结构的有强韧性的漆膜，根据所使用的氨基树脂和匹配的其它树脂的变化，得到的漆膜也各有特色。
用氨基树脂作交联剂的漆膜具有优良的光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性等，因此，以氨基树脂作交联剂的涂料广泛地应用与汽车、工农业机械、刚制家具、家用电器和金属预涂等工业涂料。
氨基树脂在酸催化剂存在时，可在底温烘烤或在室温固化，这种性能可用于反应性的二液型木材涂装和汽车修补用涂料。
UF在造纸中的应用作为纸张湿强剂纤维是亲水性的，一般纸张被水湿透后，纤维发生膨胀，纤维之间键力减弱，从而失去其大部分强度，余下部分强度通常称为湿强度。
一般来说，湿强度大于15%的纸就成为湿强纸。
由于脲醛树脂为非离子性，故不能被带阴性电荷的纸纤维较好的吸附，因此，用作纸张湿强剂时不能直接在浆内添加，而只能用浸渍法(如表面涂布)。
氨基树脂涂料
氨基树脂是热固性合成树脂中主要品种之一。
因性脆，附着力差，不能单独配置涂料，但它与醇酸树脂并用，可以制成性能良好的涂料，这是由于氨基树脂的羟甲基与醇酸树脂的羟基在加热条件下交联固化成膜。
两种树脂配合使用的结果，醇酸树脂改善了氨基树脂的脆性和附着力，而氨基树脂改善了醇酸树脂的硬度、光泽、耐酸、耐碱、耐水、耐油等性能。
所以又称氨基树脂涂料为氨基醇酸烘干漆或氨基烘漆。
1简介【中文名称】氨基树脂涂料【英文名称】amino resin coating【用途】主要用于家电、自行车、仪器仪表和金属家具的涂装。
【制备或来源】各种氨基化合物与甲醛缩聚制得。
【其他】以氨基树脂为主要成膜物的涂料。
常用的氨基树脂有三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、烃基三聚氰胺甲醛树脂、共聚树脂等。
其特点是色浅，接近水白，需在90～150℃加热成膜，涂膜光亮、柔和、耐磨、耐用，但胶脆，很少单独使用，而是和其它树脂并用。
氨基树脂必须与其他树脂混合使用。
醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、乙烯基树脂等多种树脂都可与氨基树脂拼用。
氨基醇酸烘漆是目前使用最广的工业用漆。
氨基醇酸涂料与磷化底漆、环氧底漆等配套使用，可达到三防要求。
2特点1、色浅，颜色鲜艳；2、涂抹光亮、丰满；3、涂膜坚韧，附着力好，机械强度高；涂膜的耐候性、抗粉化、抗龟裂性均好，且不回粘；4、耐水、耐磨、抗油、绝缘性均好。
5、用途广泛。
氨基树脂涂料是目前使用最广的一种工业涂料，广泛应用于汽车、自行车、缝纫机、电风扇、钟表、热水瓶、玩具、电机、电器、仪表、仪器、五金、零件、文教用品、金属制品等。
3氨基树脂涂料的施工烘烤型氨基树脂涂料，不宜做木器及大型固定设备的涂层，而且必须对烘干规范严格控制，否则，易使涂层产生缺陷。
如烘干温度过低或烘干时间掌握不当，漆膜发粘；烘干温度过高或烘烤时间太长，漆膜发脆；烘烤速度过快，一出现针孔等。
4氨基树脂涂料的分类及主要技术条件氨基树脂涂料通常分为清烘漆、绝缘漆、各色氨基烘漆、各色锤纹漆等类别。
涂料用氨基树脂基础知识及聚酯树脂的选择
◈◈目录◈◈一、氨基树脂的简介二、氨基树脂的选择及应用三、聚脂树脂的选择四、涂料故障及其解决方案。
五、“美镙丝”氨基树脂的品种及应用六、附录 : 氨基树脂的性能测试方法一、氨基树脂的简介序言氨基树脂交联剂(三聚氰胺-甲醛、苯代三聚氰胺甲醛和尿素甲醛（尿醛）树脂)在热固性涂料中的主要作用是，将主要的成膜材料分子，通过化学反应交联成一个三维（立体）网状结构。
这种网状结构是通过氨基树脂分子与成膜材料分子上的官能团的反应，并和其他氨基树脂分子同时发生缩聚反应而得到的。
氨基树脂很容易与带有伯羟基和仲羟基、羧基、酰胺基的聚合物发生反应，因此氨基树脂通常用于以丙烯酸、聚酯、醇酸、或环氧树脂为基础的油漆体系。
氨基树脂也用于聚氨酯体系中，作为涂料添加剂改进涂料某些用途的综合性能。
氨基树脂的原理：氨基树脂在烤漆中的重要性，要远远超过了它在涂料中所占用的比例。
了解如何利用氨基树脂的化学特性来设计涂料配方已显得日益重要。
例如，涂料配方设计者对于涂膜的某些性能不能满意，可以通过以下几种方法调整： 1、 成膜树脂本身的改进或重新选择；2、 氨基树脂的选择（甲醚化或丁醚化，以及醚化程度的选择等）；3、 成膜树脂与氨基树脂的搭配比例。
4、 催化剂的选择（加与不加，或加多少。
）以上4条除第1条外都与氨基树脂有关，而氨基树脂的性能取决于自身的官能团及其活性，因此了解氨基树脂的结构很重要。
但是在了解氨基树脂之前，首先要对与氨基树脂搭配的主体树脂有一个初步的了解。
前面提到氨基树脂主要是与醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂搭配使用。
醇酸树脂主要是由多元醇与多元酸树脂经过酯化反应合成，合成过程中一般醇类都会适当过量；也会有部分多元酸的羧基没有反应完全，因此最终生成的醇酸树脂都会含有一定量的羧基和羟基。
羧基和羟基的多少通常用酸值和羟值来表征。
酸值是指1g 固体树脂用KOH 滴定中和所需要KOH 的毫克数。
羟值是指1g 固体树脂所含的OH 转化成羧基用KOH 完全滴定中和所需要KOH 的毫克数。
(2021年整理)氨基树脂
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涂料用氨基树脂的研究发展现状综述院系:材料与化工学院班级:110313学号：110313125姓名:王剑桥涂料用氨基树脂的研究发展现状综述摘要由于氨基树脂固化时变硬变脆,一般不单独做涂料使用，常与含有羟基、羧基、酰胺基的树脂进行交联固化而用于涂料。
常用来固化的树脂有醇酸、环氧、聚酯、热固性丙烯酸树脂.脲醛树脂价格便宜、固化速度快，但户外耐久性差，常用于木制家具清漆.三聚氰胺甲醛树脂的耐污性、耐化学性和户外耐久性更好，所以在涂料工业中，氨基树脂主要采用醇醚化改性三聚氰胺甲醛树脂。
其中,丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂常用于工业、汽车面漆、厨房用具漆、卷材涂料、酸固化涂料中.甲醚化及混醇醚化的三聚氰胺甲醛树脂则广泛应用于卷材涂料、高固体分色漆。
关键字氨基树脂固化三聚氰胺甲醛树脂涂料氨基树脂是指含有氨基的单体和甲醛经加成缩聚反应制得的热固性树脂。
氨基树脂在高温下可以自身固化,形成非常坚硬而又脆的膜，在少量酸催化下能提高固化速度，固化温度在100～160℃范围内。
在涂料应用中的氨基树脂主要是指脲醛树脂（UF)和三聚氰胺甲醛树脂。
氨基树脂是一种多官能团化合物与醛类（主要为甲醛)加成反应得到（含—CH2OH官能团）产物，再与脂肪族一元醇部分或全部醚化并同时缩聚得到的树脂，称为氨基树脂，可作为醇酸树脂、丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、环氧树脂、环氧酯等多种树脂的交联剂。
氨基树脂是一种多官能团的聚合物，如单独作涂料，得到的涂膜附着力差、硬度高、涂膜发脆,没有应用价值。
氨基树脂胶粘剂
因此，降低摩尔比是降低UF游离甲醛含量最有效的办法。 但降低摩尔比，会使UF的固化速度、稳定性、贮存期等随 之恶化的可能，应加以考虑。
（2）耐水性：尿素与甲醛的摩尔比是影响耐水性的一个主 要原因。
概念：是指固化后体型结构的UF树脂对水的抵抗能力，它 取决于固体树脂中的亲水基团的数量。水可水解胶接界面和 UF。 摩尔比过高，即甲醛过量过多，将导致残留较多的羟甲基 （亲水基团），树脂的耐水性下降；相反，摩尔比过低，即 甲醛不足或过量甚微，将导致亚氨基增加或树脂交联度降低， 同样，树脂的耐水性下降。 （3）固化时间：随尿素与甲醛摩尔比的增加而缩短。 注意：尿素的分次加入（改变各反应阶段的摩尔比），对树 脂的反应速度、树脂结构、质量等都是密切相关。 好处：①降低游离甲醛含量；②改善UF质量；③延长树脂 适用期；④提高树脂贮存稳定性。
NH2CON+H2CH2OH→NH2CONHCH2OH + H+→
NH2CONHC+H2 + H2O NH2CONHC+H2 +
NH2CONH2→NH2CONHCH2N+H2CONH2
→NH2CONHCH2NHCONH2 + H+ NH2CONH2 + 2CH2O
pH<3
或者
CH2NCONCH2 + 2H2O
1.4 影响脲醛树脂质量的因素
用不同条件生产UF的可能性和质量，取决于尿素与甲醛初 期的加成反应及其产物。在尿素与甲醛在缩聚形成树脂的过 程中，其全部反应有数种不同的反应历程、反应程度和不同 平衡常数的加成、缩聚及分解反应在平行地进行着，并且官 能团在不断反应，价键在重新结合。
缩聚反应包括价键的形成和水分的析出，因而树脂的分子量 不断增长，结构在不断变化，其羟甲基和次甲基的比例，对 UF的许多性能如粘度、贮存稳定性、水溶性、固化速度等 的影响很大。而羟甲基和次甲基的比例取决于尿素与甲醛的 摩尔比、反应PH值、反应的温度和时间等。下面就重点介 绍影响UF质量的因素
氨基系树脂胶粘剂_概述说明以及解释
氨基系树脂胶粘剂概述说明以及解释1. 引言1.1 概述氨基系树脂胶粘剂是一类重要的工业胶粘剂，具有广泛的应用领域。
它由氨基树脂和其他辅助成分组成，以其良好的粘接强度、优异的耐温性能和出色的环境适应性而备受青睐。
本文将对氨基系树脂胶粘剂进行全面的概述和分析，包括其定义、特点、历史发展、组成与制备方法、性能与优缺点等方面内容。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、氨基系树脂胶粘剂概述、氨基系树脂胶粘剂组成与制备方法、氨基系树脂胶粘剂性能与优缺点分析以及结论。
在“引言”部分，将对文章的目的和结构进行介绍，为后续内容做铺垫。
1.3 目的本文旨在全面介绍氨基系树脂胶粘剂这一类别，并深入探讨其各个方面的特点和性能。
通过对其定义及特点、历史发展、组成与制备方法以及性能与优缺点的分析，将使读者对氨基系树脂胶粘剂有一个全面而深入的了解。
此外，本文还将对未来研究方向和发展趋势进行展望，为相关领域的研究人员提供参考和启示。
以上是“1. 引言”部分内容的详细清晰撰写，请核对。
2. 氨基系树脂胶粘剂概述2.1 定义及特点:氨基系树脂胶粘剂是一种以氨基树脂为主要成分的粘接材料。
氨基树脂是指含有氨基官能团（例如尿素、甲醛等）的高分子化合物。
氨基系树脂胶粘剂具有以下特点：a) 粘接强度高：氨基系树脂胶粘剂在固化后形成的交联网络结构能够提供出色的粘接强度，使其适用于各种高强度粘接需求。
b) 耐温性能好：由于交联网络结构的存在，氨基系树脂胶粘剂表现出较高的耐温性能，可以在较高温度下保持稳定和可靠的粘接性能。
c) 耐化学品性能优秀：氨基系树脂胶粘剂对很多化学品具有很好的稳定性和抗溶解性，适用于需要长期与化学药品接触的应用领域。
d) 环境适应性强：氨基系树脂胶粘剂在室温条件下固化，不需要高温或紫外线辐射等特殊条件。
同时，它对潮湿或高湿度环境也具有较好的适应性。
2.2 历史发展:氨基系树脂胶粘剂作为一种重要的胶粘剂材料，经历了长时间的研发和改进。
氨基树脂(Amino resin)
漆在生活中应用广泛
（2）甲醚化氨基树脂
主要用作卷材涂料、高固体涂料、粉末பைடு நூலகம்料、水性涂料等
氨基树脂的应用面很广，特别是氨基醇酸 漆和氨基丙烯酸漆，性能优良，它们是目前 热固性涂料的主要品种。随着高固体涂料、 粉末涂料和水性涂料等环保型涂料品种的不 断发展，氨基树脂必将迎来更好的发展前景
H2C＝O + H2N―CO―NH2 → HOCH2NH―CO―NH2
尿素的官能度为4，衍生物由一羟甲基脲到三羟甲基脲组成，含量随配
比、pH等反应条件而定。四羟甲基脲一般很少，可忽略不计。
HOCH2NH―CO―NH2 HOCH2NH―CO―NHCH2OH
（HOCH2）2N―CO―NHCH2OH 预聚阶段，调节pH保持微碱性，以防交联。在中性、酸性条件下，则容易 交联固化。在碱性条件下，形成二亚甲基醚桥
脲醛树脂用作涂料时，可用丁醇改性，引入醚键， 改善溶解性能。反应条件为碱性
H2NCONH―CH2OH + C4H9OH → H2NCONH―CH2OC4H9 + H2O 醚化以后，进行酸化，继续反应到一定的聚合度。经丁醇处 理的典型脲醛树脂含有0.5―1.0mol丁醚基团/mol尿素
物理性质
脲醛树脂色浅或无色，比酚醛树脂硬，可用作涂料、胶粘剂、 压层材料和模塑品。脲醛树脂与纤维素（纸浆）、固化剂、 颜料等混合，可配制模塑粉，用来制作低压电器和日用品。 脲醛树脂也可用作木粉、碎木的胶粘剂，制作木屑板和合成 板
氨基树脂是指含有氨基的化合物与醛类（主要是甲醛） 经缩聚反应制得的热固性树脂的总称
氨基树脂（Amino resin）
一、氨基树脂的制备
氨基树脂类胶粘剂
§3-1-2 脲醛树脂的合成原理
一、加成反应
尿素＋甲醛 加成 羟甲（基）脲
条件：弱碱性、中性、弱酸性
例：
+ H2N C NH2
CH2O
O
H2N C NH CH2OH
一羟甲 脲
O
（白色 固体， 可 溶 于 水 ）
CH2O
易 形成
HOH2C HN C NH CH2OH 二 羟 甲 脲
O
（白色 固体， 可 溶 于 水 ）
第8页/共72页
需 较多的 甲 醛
需 很多甲 醛 且 不易 形成
CH2O
HOH2C HN C
CH2OH N
CH2OH
O
HOH2C HOH2C
CH2O
N C N CH2OH CH2OH
O
三羟 甲 脲 四羟甲 脲
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说明：
① 加成反应是发生在氨基上，氨基上的氢原子 发生转移，形成羟甲基（－CH2OH）。羟甲脲 是形成树脂的中间体，所以叫初期中间体。
注意： 一羟甲基脲、二羟甲基脲是加成产物，具有 活性基团，是反应的中间体； 一次甲基脲、二次甲基脲是白色沉淀物，没 有活性，不能再继续反应。
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二、缩聚反应 羟甲脲 缩聚 初期脲醛树脂
缩聚速度：在弱酸性中＞＞弱碱性 缩聚形式： ① 羟甲脲＋尿素 ② 羟甲脲＋羟甲脲 ③ 单体＋多聚体 ④ 多聚体＋多聚体
第19页/共72页
根据上述特点可以写出初期脲醛树脂的分子结 构式：
NH CH2OH NH CH2
CO
CO
NH CH2 NH
NH CO
NH CH2 CO
NH CH2 NH
NH CO N CH2 CH2OH
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第十的酸和潜酸催化剂； 2、了解丙烯酰胺羟乙酸酯醚、2-羟基烷基酰胺、多氮杂环丙烷、 碳二亚胺等其他胶黏剂；
本章重点：
三聚氰胺-甲醛树脂制备及其醚化机理
本章难点：
三聚氰胺-甲醛树脂的醚化机理
13.1 三聚氰胺甲醛树脂
氨基树脂是热固性树脂中最重要的交联剂，而氨基树脂中 又以三聚氰胺（密胺），即2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪的衍生 物为主。
13.2 其他胶粘剂
2－羟基烷基酰胺
2－羟基烷基酰胺可溶于一般溶剂，也可溶于水，因此可用 于水性涂料，其通式表示为：
它可和多羧基化合物反应形成交联结构，其中四 (2-羟基丙基) 己二酰胺是一个商品化的品种，它可制成晶体，因此可用于粉末 涂料，有报道它无毒，是粉末涂料中交联剂TGIC的取代品。
13.2 其他胶粘剂
多，被广泛用于汽车涂料和高质量的工业涂料，它赋予较
好的热稳定性、耐久性、硬度和较快的固化速度。
13.1 三聚氰胺甲醛树脂
作为交联剂，醚化的氨基树脂是和多羟基聚合物通过醚交 换反应完成交联的，醚交换反应一般为酸所催化。氨基树脂中 的醚由于临近N原子的影响，比一般脂肪醚活泼得多，除了和 醇反应外，还可和酸及酰胺反应、它们的反应式表示如下：
13.1 三聚氰胺甲醛树脂
潜酸催化剂
它是一种表面活性剂，作为钢铁表 面的涂料，附着力会受到影响，但 可作为面漆中的催化剂。
这种潜催化剂不影响表面的附着力
13.2 其他胶粘剂
丙烯酰胺羟乙酸酯醚
丙烯酰胺羟乙酸酯醚(MAGME)是一个具有三个反应点的单 体、是一种较新的有重要应用前景的交联剂
作为丙烯酸单体，它可以和各种烯类单体共聚，得到的共 聚物具有含两个反应点的侧键，因此它和氨基树脂一样，可和 各种多羟基聚合物组合成热固性烘漆。
多碳二亚胺化合物可用于多羧基聚合物的交联剂，包括乳 胶、水溶性聚合物等，固化速度较快(85℃时30min可固化)。
本章复习题
1、什么叫氨基树脂？什么是潜酸催化剂？ 2、氨基树脂有什么性质特点？
13.1 三聚氰胺甲醛树脂
潜酸催化剂
为了使MF树脂与其它树脂混合后有较长的使用寿命(或贮藏 寿命)，而是加潜催化剂。所谓潜酸催化剂是指在常温条件下， 它不具催化性能，而在高温下可分解出酸，起催化剂作用，例如 对甲苯磺酸的吡啶盐：
对甲苯磺酸盐的溶解性能较差，将－CH3换为长链的烷 基，如12烷基，可改进油溶性。
氨基树脂是指胺或酰胺与甲醛反应所得的产物，反应式如下：
13.1 三聚氰胺甲醛树脂
羟甲基化合物或其低聚物可以直接使用，如脲醛树脂可用
于粘合剂、层压板等方面。但在涂料工业中很少直接利用
氨基树脂作为成膜物，因其膜的性质并不理想。 氨基树脂通常用来和其它树脂如醇酸、聚酯、丙烯酸树脂 等配合，作为他们的交联剂用。 三聚氰胺甲醛树脂(简称MF树脂)的性能比脲醛树脂要好得
多氮杂环丙烷
氮杂环丙烷与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯通过Michael加成 反应得到的三氮杂环丙烷化合物可用于含羧基聚合物乳胶的交 联剂，它和羧基反应较快，而与水反应要慢得多。在涂布前将 其加入涂料，涂料的应用寿命有几小时(pH为8.5~9)。
13.2 其他胶粘剂
碳二亚胺
碳二亚胺也具有和羧酸反应较快，而和水反应相当慢的特点， 它和羧酸反应得到N酰基脲：