飽和聚酯樹脂可以用在涂料上嗎？
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發布日期：2021-05-31
飽和聚酯樹脂可以用在涂料上嗎？
1、分子量和分子量分布
（1）樹脂的反應過程特點
樹脂反應屬縮聚過程，是逐步反應過程，從單體分子相互作用生成縮合物，縮合物再與其他單體分子作用，同時縮合物之間也可以相互作用，所以反應得到的高聚物(即樹脂)的分子量大小不一，再加之反應過程中的隨機性，使生成物的分子量也是不可能整齊劃一，產物必然是各種分子量的混合物。
（2）樹脂分子量的特性
樹脂分子量不可能確定一個確切的分子量，它可能是10000，也是可能是只有1000，大部分是處于兩者之間，就是說由不同分子量的大分子的混合物所組成，樹脂分子量是影響樹脂溶液的粘度，同時也影響涂膜的性能，一般分子量越大，粘度也越大，從涂膜性能觀點，低分子部分是不希望的，而高分子部分不相稱的增加，也是不希望的。
（3）樹脂的平均分子量
樹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，如平均分子量為10000的樹脂，它可以由分子量為9500和10500之間的各種大小相差不大的樹脂分子組成，也可能由分子量從1000到10000間的大小，相差十分懸殊的樹脂分子組成，前者稱為窄分子量分布，后者稱為寬分子量分布。
（4）樹脂的分子量分布
樹脂的分子量有多種不同形式表示。其中主要有重均分子量(Mw)和數均分子量(Mn), Mw/ Mn廣泛地用作分布寬度的指數，Mw/ Mn 值愈大，分子量分布愈寬，其值愈小，分子量愈窄。所謂數均分子量即聚合物總重量除以高分子的總數所得到的分子量，所謂重均分子量是按照重量分布統計的平均分子量，只有在分子均一的情況下Mw與Mn才能相等。
（5）樹脂分子量和分子量分布特性
樹脂的分子量和分子量分布對樹脂性能的影響，直接影響到涂料配方的設計和涂膜的性能，從涂料固體分來說，最好使用低分子量的樹脂，因分子量愈小，粘度愈低，但對機械性能和耐久性來說，則要求用分子量高的樹脂，這兩者是互相矛盾的，在設計配方法時需要作一平衡，但是樹脂分子量大到某一程度時性能變化不會太大。
（6）樹脂分子量分布的寬窄的影響
分子量分布往往以Mw/ Mn的值表示，理想的值為1.7～2.1左右，同一平均分子量的情況下，分子量分布對樹脂性能影響非常大，如分子量分布太寬，往往就不能獲得理想的涂膜性能，因此樹脂分子量分布寬度對涂料性能起重要影響，往往是達到涂料令人滿意的性能關鍵。
2、樹脂玻璃化溫度
（1）樹脂數均分子量增加，當達到高值時，Tg變化很小，基本恒定。
（2）樹脂分子量分布寬時，Tg偏低；分布窄，Tg增高。
（3）樹脂分布結構中主鏈越柔順，Tg越低；主鏈越僵硬，Tg越高。
（4）樹脂側鏈上存在苯基組分，可使整個高分子鏈變得剛性而增高Tg，這主要是高分子鏈的旋轉運動有關。
（5）樹脂與固化樹脂交聯后，可以使交聯產物的Tg上升，如交聯不足，對Tg影響不大，但交聯固化到某一程度后，Tg就急速上升。
3、樹脂的結晶性
從制造涂料的觀點來說明，具有明顯結晶傾向的高聚物，作為成膜物，一般是不合適的，因為：
（1）樹脂會失去透明性，樹脂溶液中同時存在結晶區和非結晶區，不同區域的折射率不同，樹脂發濁，透明度差變，有時往往會造成涂膜光澤的下降。
（2）結晶作用會使樹脂不溶于一般溶劑，只有極性強的溶劑，才能使樹脂溶解，在某些情況下，甚至強極性溶劑也是無效。
（3）結晶作用會使樹脂的軟化溫度提高，這一性質對烘烤型涂料來說，能使涂料容易流平，而不易流掛。
由此可見，為了使合成樹脂適用于涂料，必須使樹脂減少結晶傾向，防止樹脂會形成結晶，影響涂料性能。
由于不少單體本身是結晶固體，所以在設計配方時要注意選擇和相互搭配。
4、關于樹脂羥基含量
樹脂羥基含量越高，說明涂料形成后，它的交聯密度越大，對漆膜的硬度保光性和耐溶劑性有利，在設計樹脂配方時線型樹脂宜將樹脂分子量做得大些，羥基含量相對低一些，使涂膜交聯度減少，對涂膜的柔韌性有好處，但支鏈型樹脂分子量一般比線型樹脂小，羥基含量相對高些，使涂膜有較高的交聯密度，對涂膜的硬度、耐溶劑性有利。
七、聚酯樹脂技術參數對涂膜性能的變化
1、 分子量
差 低 柔 韌 性 高 好
低 硬 度 高
差 耐溶劑性 好
差 抗劃傷性 好
差 耐鹽霧性 好
好 流 平 性 差
2、玻璃化溫度
好 低 柔 韌 性 高 差
低 硬 度 高
差 抗劃傷性 好
差 耐鹽霧 性 好
3、羥值
低 低 抗劃傷性 高 高
低 硬 度 高
好 柔 韌 性 差
差 耐鹽霧 性 好
八、聚酯樹脂與其他合成樹脂的搭配
1、與氨基樹脂搭配
類 別 搭配目的及用途 反應基團 固化條件 特 性
甲醚化 全甲醚化（氰特公司303首諾公司747） 用作固化樹脂，可單獨采用作卷材面漆及背面漆 -NCH2OCH3CH2OCH3 需添加強酸催化劑 提供很好的穩定性極佳的柔韌性
部分甲醚化（氰特公司325首諾公司717） 用作固化樹脂，可與全甲醚化樹脂拼用作卷材面漆及背面漆 -NCH2OCH3H 無或少量酸性催化劑 提供高硬度，固化速度加快，耐候性好
2、與環氧樹脂搭配
類 別 搭配目的 適宜品種 特 性
高分子環氧樹脂型號1009（殼牌） 提高涂層的附著力及防腐蝕性 背面漆底 漆 優良的防腐蝕性及硬度
3、與聚氨酯樹脂搭配
類 別 搭配目的 適宜品種 特 性
封閉型脂肪族聚氨酯樹脂BC-3175（德國拜爾公司）B-1358A（德國赫斯公司） 作為聚酯樹脂固化劑，也可以采用聚酯樹脂和環氧樹脂合用，與聚氨酯樹脂拼用 面 漆背面漆 優良的附著力、防腐蝕性和耐候性
九、聚酯樹脂主要幾種單體的性能
1、多元醇
品 名 性能特征
新戊二醇NPG 優良的耐候性，酯化和固化時反應快速良好的耐水性、耐化學性和抗污染性優良的熱穩定性，淺的樹脂顏色，中等的樹脂粘度高的玻璃化溫度，良好的溶解度
2,2,4-三甲基-1,3戊二醇TMPD 不對稱結構，低溶液粘度，優良的水解穩定性、耐化學性中等的熱穩定性，低的玻璃化溫度，中等的耐候性
1,4環己烷二甲醇CHDM 合成非常快，優良的熱穩定性，樹脂色淺非常好的硬度，非常高的玻璃化溫度，中等的溶解度中等的耐候性
羥三乙酰基羥三甲基乙酰化物HPHP 優良的耐候性，酯化反應快速，優良的水解穩定性，優良的耐化學性和抗蝕性，很好的柔韌性
2-甲基1,3丙二醇MPD 酯化反應快速，低的樹脂粘度，淺的樹脂顏色產品穩定性好，獨特的非結晶性良好的柔韌性、耐化學性和耐水性
2-丁基-2-乙基1,3丙二醇BEPD 樹脂溶液粘度低，優良的溶解性非常優良的水解穩定性，酯化反應快速耐化學性和耐腐蝕
1,6己二醇 非常好的柔韌性，提供溶解性，玻璃化溫度下降
三羥甲基丙烷TMP 很好的溶解度，形成支鏈結構，硬度高，耐化學性能好，耐烘烤性好
2、多元酸
品 名 性能特征
鄰苯二甲酸酐PA 熔點低，能生成閉環內酯存在低分子量樹脂，影響性能提高，特別是耐候性，但溶解性好
間苯二甲酸IPA 優良的戶外耐外性，但熔點高≥300℃，較難操作，溶解較慢，反應中成環酯的趨勢較小，形成分子量較大，使樹脂硬度高，玻璃化溫度高
對苯二甲酸TPA 具有很好的熱穩定性，但由于溶解性不好，一般不直接使用而是用它的二甲酯，樹脂柔韌性好，硬度好
偏苯三酸酐MTA 在樹脂組份中可調整反應官能度，使樹脂形成支鏈型結構，提高涂膜性能(硬度)和反應速度
已二酸AA 提供柔韌性，溶解性，但抗污染性較差，隨著用量增加，硬度下降，玻璃化溫度下降
1，4已烷二羥酸1，4CHDA 良好的硬度，伴有一定的柔韌性優良的水解穩定性，中等的溶解度優良的熱穩定性，淺的樹脂顏色
十、聚酯樹脂的分子結構與工藝的要求
樹脂的性能發揮除了設計出一個科學性的配方組分外，還應該有一個合理性的工藝，兩者的結合，才能獲得一個預計的分子結構和分子量分布，這樣才能具備理想的涂膜性能，對于聚酯樹脂來說，它的工藝條件應該是：
1、整個工藝過程應該是在不斷攪拌下進行，其攪拌的速度要達到均勻，上下層充分翻動，創造反應物料有足夠的碰撞機會和沖擊能量。
2、工藝操作中的升溫過程一定要緩慢，切忌急速上升，并做到分階段保溫，使反應按預計要求進行，達到樹脂結構有規則，生產批次之間質量達到穩定。
3、工藝操作步驟，按階段、程序分批投料，使樹脂結構實現理想化，達到樹脂分子量向窄的方向發展，樹脂分子結構按要求結合。
4、整個反應過程，做到封閉嚴密，保證物料配比準確無誤，塔頂溫度切勿超過，而造成物料跑出而失去原有的比例。
5、樹脂的終點指標要嚴格控制，酸價和粘度是觀察樹脂的終點指標的重要項目，是觀察反應深度的尺度，達到指標后一定要經過真空工序，使反應產物內部低分子物盡可能排除，達到樹脂產物更加純凈、分子量分布更加合理。
6、選用原料的純度一定要保持高度純凈，原料純度不足，意味著原料中含有一定量的雜質，雜質的存在，除了加深樹脂顏色外，還可以使樹脂內部存在異構化產物，影響樹脂的性能向優質方向發揮。
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