饱和聚酯树脂可以用在涂料上吗？
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发布日期：2021-05-31
饱和聚酯树脂可以用在涂料上吗？
1、分子量和分子量分布
（1）树脂的反应过程特点
树脂反应属缩聚过程，是逐步反应过程，从单体分子相互作用生成缩合物，缩合物再与其他单体分子作用，同时缩合物之间也可以相互作用，所以反应得到的高聚物(即树脂)的分子量大小不一，再加之反应过程中的随机性，使生成物的分子量也是不可能整齐划一，产物必然是各种分子量的混合物。
（2）树脂分子量的特性
树脂分子量不可能确定一个确切的分子量，它可能是10000，也是可能是只有1000，大部分是处于两者之间，就是说由不同分子量的大分子的混合物所组成，树脂分子量是影响树脂溶液的粘度，同时也影响涂膜的性能，一般分子量越大，粘度也越大，从涂膜性能观点，低分子部分是不希望的，而高分子部分不相称的增加，也是不希望的。
（3）树脂的平均分子量
树脂的分子量是以平均分子量的形式，分子量的分布可以相差很大，也可能相差很小，如平均分子量为10000的树脂，它可以由分子量为9500和10500之间的各种大小相差不大的树脂分子组成，也可能由分子量从1000到10000间的大小，相差十分悬殊的树脂分子组成，前者称为窄分子量分布，后者称为宽分子量分布。
（4）树脂的分子量分布
树脂的分子量有多种不同形式表示。其中主要有重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn), Mw/ Mn广泛地用作分布宽度的指数，Mw/ Mn 值愈大，分子量分布愈宽，其值愈小，分子量愈窄。所谓数均分子量即聚合物总重量除以高分子的总数所得到的分子量，所谓重均分子量是按照重量分布统计的平均分子量，只有在分子均一的情况下Mw与Mn才能相等。
（5）树脂分子量和分子量分布特性
树脂的分子量和分子量分布对树脂性能的影响，直接影响到涂料配方的设计和涂膜的性能，从涂料固体分来说，最好使用低分子量的树脂，因分子量愈小，粘度愈低，但对机械性能和耐久性来说，则要求用分子量高的树脂，这两者是互相矛盾的，在设计配方法时需要作一平衡，但是树脂分子量大到某一程度时性能变化不会太大。
（6）树脂分子量分布的宽窄的影响
分子量分布往往以Mw/ Mn的值表示，理想的值为1.7～2.1左右，同一平均分子量的情况下，分子量分布对树脂性能影响非常大，如分子量分布太宽，往往就不能获得理想的涂膜性能，因此树脂分子量分布宽度对涂料性能起重要影响，往往是达到涂料令人满意的性能关键。
2、树脂玻璃化温度
（1）树脂数均分子量增加，当达到高值时，Tg变化很小，基本恒定。
（2）树脂分子量分布宽时，Tg偏低；分布窄，Tg增高。
（3）树脂分布结构中主链越柔顺，Tg越低；主链越僵硬，Tg越高。
（4）树脂侧链上存在苯基组分，可使整个高分子链变得刚性而增高Tg，这主要是高分子链的旋转运动有关。
（5）树脂与固化树脂交联后，可以使交联产物的Tg上升，如交联不足，对Tg影响不大，但交联固化到某一程度后，Tg就急速上升。
3、树脂的结晶性
从制造涂料的观点来说明，具有明显结晶倾向的高聚物，作为成膜物，一般是不合适的，因为：
（1）树脂会失去透明性，树脂溶液中同时存在结晶区和非结晶区，不同区域的折射率不同，树脂发浊，透明度差变，有时往往会造成涂膜光泽的下降。
（2）结晶作用会使树脂不溶于一般溶剂，只有极性强的溶剂，才能使树脂溶解，在某些情况下，甚至强极性溶剂也是无效。
（3）结晶作用会使树脂的软化温度提高，这一性质对烘烤型涂料来说，能使涂料容易流平，而不易流挂。
由此可见，为了使合成树脂适用于涂料，必须使树脂减少结晶倾向，防止树脂会形成结晶，影响涂料性能。
由于不少单体本身是结晶固体，所以在设计配方时要注意选择和相互搭配。
4、关于树脂羟基含量
树脂羟基含量越高，说明涂料形成后，它的交联密度越大，对漆膜的硬度保光性和耐溶剂性有利，在设计树脂配方时线型树脂宜将树脂分子量做得大些，羟基含量相对低一些，使涂膜交联度减少，对涂膜的柔韧性有好处，但支链型树脂分子量一般比线型树脂小，羟基含量相对高些，使涂膜有较高的交联密度，对涂膜的硬度、耐溶剂性有利。
七、聚酯树脂技术参数对涂膜性能的变化
1、 分子量
差 低 柔 韧 性 高 好
低 硬 度 高
差 耐溶剂性 好
差 抗划伤性 好
差 耐盐雾性 好
好 流 平 性 差
2、玻璃化温度
好 低 柔 韧 性 高 差
低 硬 度 高
差 抗划伤性 好
差 耐盐雾 性 好
3、羟值
低 低 抗划伤性 高 高
低 硬 度 高
好 柔 韧 性 差
差 耐盐雾 性 好
八、聚酯树脂与其他合成树脂的搭配
1、与氨基树脂搭配
类 别 搭配目的及用途 反应基团 固化条件 特 性
甲醚化 全甲醚化（氰特公司303首诺公司747） 用作固化树脂，可单独采用作卷材面漆及背面漆 -NCH2OCH3CH2OCH3 需添加强酸催化剂 提供很好的稳定性极佳的柔韧性
部分甲醚化（氰特公司325首诺公司717） 用作固化树脂，可与全甲醚化树脂拼用作卷材面漆及背面漆 -NCH2OCH3H 无或少量酸性催化剂 提供高硬度，固化速度加快，耐候性好
2、与环氧树脂搭配
类 别 搭配目的 适宜品种 特 性
高分子环氧树脂型号1009（壳牌） 提高涂层的附着力及防腐蚀性 背面漆底 漆 优良的防腐蚀性及硬度
3、与聚氨酯树脂搭配
类 别 搭配目的 适宜品种 特 性
封闭型脂肪族聚氨酯树脂BC-3175（德国拜尔公司）B-1358A（德国赫斯公司） 作为聚酯树脂固化剂，也可以采用聚酯树脂和环氧树脂合用，与聚氨酯树脂拼用 面 漆背面漆 优良的附着力、防腐蚀性和耐候性
九、聚酯树脂主要几种单体的性能
1、多元醇
品 名 性能特征
新戊二醇NPG 优良的耐候性，酯化和固化时反应快速良好的耐水性、耐化学性和抗污染性优良的热稳定性，浅的树脂颜色，中等的树脂粘度高的玻璃化温度，良好的溶解度
2,2,4-三甲基-1,3戊二醇TMPD 不对称结构，低溶液粘度，优良的水解稳定性、耐化学性中等的热稳定性，低的玻璃化温度，中等的耐候性
1,4环己烷二甲醇CHDM 合成非常快，优良的热稳定性，树脂色浅非常好的硬度，非常高的玻璃化温度，中等的溶解度中等的耐候性
羟三乙酰基羟三甲基乙酰化物HPHP 优良的耐候性，酯化反应快速，优良的水解稳定性，优良的耐化学性和抗蚀性，很好的柔韧性
2-甲基1,3丙二醇MPD 酯化反应快速，低的树脂粘度，浅的树脂颜色产品稳定性好，独特的非结晶性良好的柔韧性、耐化学性和耐水性
2-丁基-2-乙基1,3丙二醇BEPD 树脂溶液粘度低，优良的溶解性非常优良的水解稳定性，酯化反应快速耐化学性和耐腐蚀
1,6己二醇 非常好的柔韧性，提供溶解性，玻璃化温度下降
三羟甲基丙烷TMP 很好的溶解度，形成支链结构，硬度高，耐化学性能好，耐烘烤性好
2、多元酸
品 名 性能特征
邻苯二甲酸酐PA 熔点低，能生成闭环内酯存在低分子量树脂，影响性能提高，特别是耐候性，但溶解性好
间苯二甲酸IPA 优良的户外耐外性，但熔点高≥300℃，较难操作，溶解较慢，反应中成环酯的趋势较小，形成分子量较大，使树脂硬度高，玻璃化温度高
对苯二甲酸TPA 具有很好的热稳定性，但由于溶解性不好，一般不直接使用而是用它的二甲酯，树脂柔韧性好，硬度好
偏苯三酸酐MTA 在树脂组份中可调整反应官能度，使树脂形成支链型结构，提高涂膜性能(硬度)和反应速度
已二酸AA 提供柔韧性，溶解性，但抗污染性较差，随着用量增加，硬度下降，玻璃化温度下降
1，4已烷二羟酸1，4CHDA 良好的硬度，伴有一定的柔韧性优良的水解稳定性，中等的溶解度优良的热稳定性，浅的树脂颜色
十、聚酯树脂的分子结构与工艺的要求
树脂的性能发挥除了设计出一个科学性的配方组分外，还应该有一个合理性的工艺，两者的结合，才能获得一个预计的分子结构和分子量分布，这样才能具备理想的涂膜性能，对于聚酯树脂来说，它的工艺条件应该是：
1、整个工艺过程应该是在不断搅拌下进行，其搅拌的速度要达到均匀，上下层充分翻动，创造反应物料有足够的碰撞机会和冲击能量。
2、工艺操作中的升温过程一定要缓慢，切忌急速上升，并做到分阶段保温，使反应按预计要求进行，达到树脂结构有规则，生产批次之间质量达到稳定。
3、工艺操作步骤，按阶段、程序分批投料，使树脂结构实现理想化，达到树脂分子量向窄的方向发展，树脂分子结构按要求结合。
4、整个反应过程，做到封闭严密，保证物料配比准确无误，塔顶温度切勿超过，而造成物料跑出而失去原有的比例。
5、树脂的终点指标要严格控制，酸价和粘度是观察树脂的终点指标的重要项目，是观察反应深度的尺度，达到指标后一定要经过真空工序，使反应产物内部低分子物尽可能排除，达到树脂产物更加纯净、分子量分布更加合理。
6、选用原料的纯度一定要保持高度纯净，原料纯度不足，意味着原料中含有一定量的杂质，杂质的存在，除了加深树脂颜色外，还可以使树脂内部存在异构化产物，影响树脂的性能向优质方向发挥。
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