氨基漆與聚氨酯漆的制備方法

氨基漆與聚氨酯漆輕化工程系氨基樹脂一、氨基樹脂的品種（1）脲醛樹脂（2）三聚氰胺甲醛樹脂（3）苯鳥糞胺甲醛樹脂（4）共縮聚樹脂

氨基樹脂二、氨基樹脂生產(chǎn)的原料1、三聚氰胺：三聚氰胺也稱三聚氰酰胺2、尿素：尿素也稱碳酸二酰胺3、甲醛4、丁醇氨基樹脂三、氨基樹脂的制備方法1.涂料用丁醇醚化脲醛樹脂(1)脲醛樹脂的制備原理(2)脲醛樹脂的性能(3)涂料用脲醛樹脂的生產(chǎn)配方脲醛樹脂的制備原理氨基樹脂2.涂料用脲醛樹脂的生產(chǎn)工藝將甲醛投入反應(yīng)釜，用10％NaOH溶液調(diào)整pH至8。在攪拌下，加入尿素。微熱至尿素全部溶解透明。加入丁醇(1)，用10％NaOH溶液調(diào)整pH至7.5—8。升溫，在230分鐘內(nèi)達(dá)到同流。用10％NaOH調(diào)整pH至7.5—8.回流反應(yīng)30分鐘，測(cè)游離甲醛含量達(dá)到6.5％以下時(shí)為終點(diǎn)。若大于此范圍，可適當(dāng)延長反應(yīng)時(shí)間，并保持pH值不低于7.冷卻至90℃，加入苯酐和二甲苯(1)溶解后測(cè)pH值應(yīng)為5—6.減壓回流脫水；當(dāng)脫水量達(dá)到150—160份時(shí)，加入丁醇(2)和二甲苯(2)，繼續(xù)脫水。到水分基本脫盡。氨基樹脂3.涂料用三聚氰胺樹脂

1)、涂料用三聚氰胺樹脂的制備原理氨基樹脂2．丁醇醚化三聚氰胺樹脂的配方，操作方法和質(zhì)量要求a．將甲醛、丁醇(1)、二甲苯投入反應(yīng)釜，在攪拌下加入碳酸鎂，慢慢加入三聚氰胺．?dāng)嚢杈鶆?，開蒸氣升溫，升至80℃，取樣觀察，樹脂溶液應(yīng)清澈透明，pH值在6.5—7左右，繼續(xù)升溫到90～92℃，回流反應(yīng)。b．在90—92℃回流反應(yīng)1.5小時(shí)，關(guān)攪拌，停蒸氣，靜置分層。靜置1～2小時(shí)，盡量分凈下層廢水。c．在攪拌下，升溫常壓脫水并使丁醇回流(后期可在減壓下進(jìn)行)，記錄出水量，隨水分的分離，溫度逐步上升，當(dāng)溫度達(dá)到104℃左右，對(duì)高醚化度的加入丁醇(2)，取樣測(cè)樹脂容忍度和黏度；符合要求后可冷卻過濾。氨基樹脂的合成

1、氨基樹脂生產(chǎn)工藝流程討論2、典型配方和工藝分析1）三聚氰胺與甲醛的摩爾比以及甲醛的質(zhì)量

2）催化劑的選擇1、堿性催化劑氫氧化鈉、氨水、碳酸鎂2、酸性催化劑我國普遍采用鄰苯二甲酸酐。3）醇的種類及用量對(duì)樹脂性能的影響1、氨基樹脂生產(chǎn)工藝流程討論氨基樹脂的合成2、工藝操作條件(一)反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)生成樹脂性能的影響

羥甲基化反應(yīng)：60~C以下，三聚氰胺不能全部溶于甲醛，反應(yīng)緩慢；60℃以上，三聚氰胺逐步溶于甲醛中，反應(yīng)迅速。反應(yīng)時(shí)間延長，可增加羥甲基數(shù)，但生成的羥甲基發(fā)生縮聚作用，使分子量增火，羥甲基減少，影響丁醇醚化。制成的樹脂粘度大，質(zhì)量不穩(wěn)定。(二)樹脂的后處理親水性的低分子物質(zhì)存在，在貯存過程中容易從樹脂中析出，使樹脂發(fā)灰，影響外觀、細(xì)度和制漆的穩(wěn)定性。為了改善產(chǎn)品質(zhì)量，可以增加一道后處理水洗工序來除去低分子親水物質(zhì)。樹脂中的低分子產(chǎn)物，三聚氰胺中的雜質(zhì)(如羥基取代三聚氰胺所形成的樹脂)等，都能溶解在熱水中而被分出，然后再經(jīng)過蒸餾脫去殘余的水。通過水洗的樹脂，貯存穩(wěn)定性雖有提高，但丁醇損耗量大，若無特殊需要，一般不必經(jīng)過后處理。氨基樹脂的合成3、異丁醇醚化三聚氰胺樹脂的配方、操作工藝操作：將甲醛、異丁醇、三聚氰胺、碳酸鎂投入反應(yīng)釜中，升溫到90～92℃，回流反應(yīng)3小時(shí)。②冷卻，加入苯二甲酸酐，待苯二甲酸酐全部溶解，測(cè)pH值應(yīng)在4.4～4.8，升溫，繼續(xù)回流2小時(shí)，加入二甲苯，靜置分水。分去下層水后，攪拌升溫度，常壓或減壓脫水。隨水分的除去，溫度逐步升高，當(dāng)溫度達(dá)到100~C以上，水分基本脫盡時(shí)，取樣測(cè)定對(duì)200號(hào)溶劑汽油的容忍度，至達(dá)到要求為終點(diǎn)，蒸出過時(shí)異丁醇，調(diào)整樹脂黏度到要求，冷卻、過濾。氨基樹脂的固化方法固化反應(yīng)是指：氨基樹脂漆中醇酸樹脂、熱固性丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂中含有羥基、羧基、酰氨基，這些基團(tuán)與氨基樹脂在加熱的條件下進(jìn)行共縮聚反應(yīng)。1、固化方式1.使用反應(yīng)性高的基體樹脂

2．利用酸性催化劑

3．使用反應(yīng)性高的氨基樹脂4．采用遠(yuǎn)紅外干燥促進(jìn)劑氨基樹脂漆的制備配方原料組成（%）金紅石型鈦白粉2544%油度豆油醇酸樹脂（50%）56.5高醚化度三聚氰胺樹脂（60%）12.41%甲基硅油溶液0.3丁醇3二甲苯2.8聚氨酯樹脂漆

一、聚氨酯漆的分類1、氨酯油（氧固化，單組分）2、封閉型多異氰酸酯/含羥基樹脂（烘干型，單組分）3、預(yù)聚物潮氣固化型（單組分）4、多異氰酸酯/含羥基樹脂（雙組分）5、預(yù)聚物催化固化型（雙組分）6、聚氨酯瀝青7、聚氨酯彈性涂料。

氨酯油，氨酯油是先將干性油與多元醇進(jìn)行酯化，再與二異氰酸酯反應(yīng)，以油脂中的不飽各雙鍵在空氣中干燥的涂料。

封閉型聚氨酯涂料，是用苯酚封閉異氰酸酯加成物或預(yù)聚物，再和聚酯等合適的羥基組分等配制而成的單組分涂料。受熱時(shí)封閉異氰酸酯組分解封，釋放出苯酚。剩下的加成物或預(yù)聚物和羥基組分反應(yīng)而固化成膜。

雙組分聚氨酯分為甲乙兩個(gè)組分，分別貯存。甲組分含有異氰酸酯基（-NCO），乙組分一般是含有羥基（-OH）的聚酯、聚醚、丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹脂，使用前將甲乙兩個(gè)組分混合涂布，使異氰酸酯基于羥基反應(yīng)形成聚氨酯高聚物。預(yù)聚物催化固化聚氨酯漆與預(yù)聚物潮氣固化型聚氨酯漆的固化方式相似，但它干燥較慢，施工時(shí)要加催干劑。

聚氨酯瀝青漆是有煤焦瀝青于聚氨酯樹脂所組成。聚氨酯涂料固化劑的生產(chǎn)目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的羥基組分固化型（NCO/OH型）雙組分聚氨酯涂料與單組分濕固化聚氨酯涂料

1、固化劑的選擇

(1)三羥甲基丙烷(2)TDI三聚體：(3)TDI／HDI混合三聚體(4)HDI和IPDI三聚體(5)HDI縮二脲(6)IPDI加成物。雙組分聚氨酯涂料分為甲乙兩個(gè)組分，甲組分是固化劑組分，多為多異氰酸酯。

一般不直接使用揮發(fā)性的二異氰酸酯，而是使用其加成物、縮二脲或三聚體

TDI加成物：價(jià)廉、易于制備、性能全面但耐候性差、易泛黃，適于室內(nèi)使用．固化速度快，但操作壽命短，可作快干木器清漆，對(duì)顏料的潤濕性差

固化快，操作壽命短，耐候性較佳，可用于清漆和磁漆脂肪族異氰酸酯，耐候性極好，特別是后者HDI三聚體比IDPI三聚體反應(yīng)快，且因有長鏈，可以增進(jìn)樹脂分子的柔順性．

有不泛黃、保光性好的特點(diǎn)，用于戶外高級(jí)涂料，但成本較高．一般縮二脲不及三聚體穩(wěn)定有不泛黃、保光性好的優(yōu)點(diǎn)，但反應(yīng)慢、操作壽命長、價(jià)格貴．有6個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)．但因空間阻礙的原因，其有效官能度數(shù)約為3．

聚氨酯涂料固化劑的生產(chǎn)2、固化劑的制造1）.多異氰酸酯預(yù)聚物TMP/TDI的制造2）.工藝配方

投料規(guī)格摩爾比投料量，Kg百分比三羥甲基丙烷144.679.64甲苯二異氰酸酯98%3.2189.0240.75環(huán)己酮25.405.47醋酸丁酯一級(jí)工業(yè)品108.7023.45二甲苯脫水96.0020.69純苯（脫水用）3）.操作工藝先將三羥甲基丙烷、環(huán)己酮、純苯一起投入釜中，開動(dòng)攪拌，升溫到80℃停止攪拌。繼續(xù)升溫至140℃，蒸出苯水混合物，補(bǔ)加損失的環(huán)己酮量后，即得三羥甲基丙烷環(huán)己酮溶液。降溫備用。將甲苯二異氰酸酯和二甲苯全部投入反應(yīng)釜中，再加入90%量的醋酸丁酯于反應(yīng)釜中，開動(dòng)攪拌，升溫到40℃，在此溫度下徐徐加入三羥甲基丙烷環(huán)己酮溶液，加料時(shí)控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度，如升溫太快，可以停止加料，使反應(yīng)溫度維持在40～50℃，最后全部加完后，加入剩余的10%的醋酸丁酯，升溫到75℃，在73～77℃下保溫2小時(shí)后測(cè)定其NCO含量和不揮發(fā)組分，當(dāng)NCO含量為8%～9.5%，不揮發(fā)分為50%±2%時(shí)為合格，然后出釜過濾包裝。聚氨酯涂料固化劑的生產(chǎn)2.縮二脲多異氰酸酯制備（2）縮二脲多異氰酸酯制備工藝過程

2560g的HDI投入反應(yīng)器，攪拌、升溫到97～99℃，保持3在6小時(shí)內(nèi)逐漸加入水56g，升溫到130～140℃，保持3～4小時(shí)，冷卻，過濾除去少量的聚脲。濾液經(jīng)薄膜蒸發(fā)回收過量的己二異氰酸酯，得縮二脲的透明粘液，固體分含NCO基21%，加入溶液稀釋至所需的固體量。聚氨酯涂料固化劑的生產(chǎn)3.三聚體型多異氰酸酯制備（1）三聚體型和五聚體型結(jié)構(gòu)（2）操作工藝投料TDI（2，4體）170g，HDI330g混合（摩爾比為脂肪族二異氰酸酯：芳香族二異氰酸酯為2：1），升溫至60度，加入0.125g三正丁基膦催化劑使之三聚，并冷卻。約4.5小時(shí)后，NCO含量由原始的49.3%下降到36%，加入0.1g的對(duì)甲苯磺酸甲酯，0.1g硫酸二甲酯，加溫至100度，保持片刻使聚合反應(yīng)停止。粗產(chǎn)品經(jīng)薄膜蒸發(fā)器除去游離未結(jié)合的二異氰酸酯。獲得約186g淺黃色的樹脂，含NCO基19.8%，溶解于酯類溶劑成67%溶液，粘度（20℃）725mPa.S.蒸餾回收的二異氰酸酯共285g，回收液含HDI約89%，含TDI約10%～12%。在三聚體中，脂肪族成分約占40%原料用量聚酯（181號(hào)，脂肪酸改性，75%溶液）272Kg炭黑25Kg分散劑23Kg醋酸丁酯50Kg

聚氨酯樹脂漆的制備及工藝（1）色漿的制備（a）先加入聚酯181號(hào)，再加入炭黑和醋酸丁酯。加入炭黑時(shí)一定要輕，不要讓炭黑到處飛揚(yáng)，影響環(huán)境的整潔，同時(shí)注意在投料的過程中不要把包裝袋的紙屑混入物料中。（b）打開攪拌，用低速檔攪拌物料，同時(shí)加入分散劑.。（c）加完分散劑后調(diào)高攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，讓各組分充分混合均勻，如果混合物料粘度較大可以再添加適量的醋酸丁酯。（d）因炭黑的吸油量較大，在被樹脂和溶劑潤濕的過程中易放熱自燃，所以應(yīng)將混合均勻的物料立刻送到砂磨機(jī)上研磨，達(dá)到規(guī)定的細(xì)度要求后停止研磨。

2）雙組分聚氨酯漆的乙組分

原料用量聚酯181號(hào)（75%溶液）265Kg消泡劑3Kg流平劑3Kg高沸點(diǎn)流平溶劑40Kg二甲苯