树脂有哪几种类型 ?树脂制备方法及应用(2024)
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树脂是分子量大于300的化合物。天然树脂可分为酒精溶性树脂和油溶性树脂。油溶性树脂包括从长叶松松节油中提取的松香,用途广泛,包括制造肥皂;珠宝中生产的最坚韧的天然树脂;用于清漆的柯巴脂;琥珀色;东方漆,源自中国本土的树木;以及从腰果中提取的腰果壳油。
树脂有许多来源和最终用途。来源可以是天然的和合成的。树脂可源自聚合物、单体、油、脂肪酸和天然来源。
也许,树脂的应用领域最广泛。从油漆和涂料、个人护理和家庭护理、制药、橡胶、塑料及其涂料,到制造电气和珠宝制品、装饰品、木器涂料等。
在现代工业中,天然树脂几乎完全被合成树脂所取代,合成树脂分为两类:热处理后仍保持塑性的热塑性树脂,以及变得不溶且不热熔的热固性树脂。
树脂类型
1. 热塑性树脂
一种物质,加热时会软化,冷却时会再次硬化。热塑性产品。某些合成或半合成材料的产品通用术语,可成型或挤压成物体、薄膜或细丝,或用于制造涂料和粘合剂。 TPA 树脂,正如它通常所说的那样,有液体形式和需求形式。它们用于塑料涂料和气雾剂。
例如:
- 聚乙烯
- 聚丙烯
- 聚氯乙烯
- 氯化橡胶
那么,让我们详细了解一些热塑性树脂
醇酸树脂——由多元醇与多元酸加热制成。它们具有出色的电性能和热性能以及良好的耐化学性。相当具有成本效益,用于电气元件、油漆和腻子填料。
聚碳酸酯树脂——通常由双酚 A 和光气制成。具有高折射率、耐染色和过滤性以及电和热尺寸稳定性。由于其固有的优点,它们被用于金属替代品、镜片、安全帽、绝缘体和摄影胶片。
聚丙烯树脂——这是一种不含 BPA 的热塑性聚合物树脂。它们无色、无味、耐热性好、密度低。它们还具有出色的耐化学性,可用于玩具、管道、生产和涂料。
2. 热固性树脂
热塑性塑料和热塑性树脂是原始的、未成型的聚合物,加热时会转变为液体,冷却时会变成固体。这些可以重新成型和重新成型两次,从而可以对碎片和废料进行再处理。众所周知,TSA与三聚氰胺树脂结合用作烤漆。在工业涂料中,汽车和两轮车、电动车涂料、黄铜涂料等是常见的应用。
例如:
- 尿素
- 甲醛树脂
- 三聚氰胺
- 甲醛
- 酚醛树脂
- 树脂(甲阶酚醛树脂型)
让我们详细探讨一些热固性树脂。
酚醛树脂——它们是热固性树脂的一种,具有很强的耐热性和耐冲击性,耐化学腐蚀和防潮渗透。它们用于各种产品,如制动衬片、电气元件、模具、水泥粘合剂等。
聚酯树脂——由多元醇和二元有机酸反应形成。最好的一点是它们具有非常出色的耐热性和耐化学性。它们具有相当的成本效益,广泛用于建筑、钓鱼竿、装饰配件、涂料以及飞机和船舶部件。
环氧树脂——它们是一种属于环氧基团的反应性预聚物和聚合物。它们具有优异的耐化学性和耐热性以及出色的粘合性能。广泛用于层压板、衬里、螺旋桨和表面涂层。
制备/聚合方法
1. 缩聚反应
(聚酯、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、硅)
缩合聚合是逐步增长聚合的一种形式。小分子在释放较小分子作为副产物(例如水或甲醇)的同时,彼此反应形成较大的结构单元。了解有关硬脂酸用途的一些详细信息。
2. 加成聚合
(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂)
附加聚合物是通过简单地连接单体而无需共同生成其他材料而形成的聚合物。加聚与缩聚不同,缩聚通常导致水共生成物质。
树脂的优点
它们可以轻松染色、着色并与金属粉末或荧光颜料混合
他们有很高的精确度
有多种树脂可供选择,具有不同的性能。
它们有各种各样的应用
它们具有很强的防水性
它们具有较高的热性能和机械性能
它们具有非常高的耐环境性和耐化学性。
树脂的应用领域
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1. 表面涂层——油漆和印刷油墨
表面涂层,成膜材料与不同类型的颜料、溶剂和其他添加剂的任意组合,当添加到表面并固化/干燥时,形成可用且通常具有艺术性的薄膜。
2. 电绝缘——漆包线
电绝缘体是一种内部电荷不继续流动的材料;在电场的影响下,只有很少的电流可以通过。与其他更难传导电流的产品、半导体和导体相比。
绝缘浸渍和面漆:面漆是一/二元产品,专门设计用于保护绕线组件。它们具有出色的防潮和耐化学性能,可确保在整个运行时间内实现最佳性能和最长使用寿命。
灌封化合物:灌封是一种用固体或凝胶材料填充完整电子组件的方法,以抵抗冲击和振动,并且不含湿气和腐蚀剂。适用于每种应用的一系列灌封物质和密封剂涉及环氧树脂、聚氨酯和有机硅化学。另请阅读聚氨酯树脂的一些用途
印刷电路板:一种印刷电路主板芯片组,通过导电迹线、焊盘和其他特征结合电子部件或电气元件,这些导电迹线、焊盘和其他特征是由层压在具有非导电基板的片材层上和/或之间的一层或多层铜蚀刻而成的。
3. 代工
医疗与医药应用
用于控释药物的聚合物- 牙科应用
4. 包装
用于包装的树脂如下:
高密度聚乙烯 (HDPE)- 聚苯乙烯
聚氯乙烯(PVC、乙烯基)
低密度聚乙烯 (LDPE)
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET、PETE)- 聚丙烯(PP)
5. 粘合剂
在粘合剂体系的配方中,主要有两种环氧丙烯酸酯树脂。一种是乙烯基酯树脂,与两种粘合剂配方中的 DGEBA 环氧树脂相似。另一种是用于辐射固化过程的特殊树脂形式。另请阅读有关化妆品原料的信息。
6. 工业和装饰层压板
- 标准UF树脂
乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA)
符合 CARB II 和 EPA TSCA Title VI 的树脂
三聚氰胺尿素甲醛 (MUF) 树脂,包括 1 型高防潮系统
液体计量混合系统- 聚乙烯醇乳液
- 酪蛋白
7. 结构复合材料
8. 离子交换树脂 – 水净化和水处理化学品
用于离子交换水处理的树脂珠。离子交换实际上是一种广泛用于水软化或去矿物质的水处理系统,但它也用于脱碱、去离子和消毒等程序,以从水中提取某些污染物。
最广泛使用的水处理化学品是:
- 杀藻剂
- 二氧化氯
- 氯
- 盐酸
纯碱或碳酸氢钠。
表面涂层
油漆和印刷油墨——颜料、增量剂在树脂中的分散体
表面涂层的主要目标是:
- 保护
- 装饰
成分 | 目的 |
树脂 | 光学与机械 性能、耐用性和 抵抗各种 环境 |
颜料 | 颜色、耐用性和 抵抗各种 环境 |
延长器 | 光学调整 特性 |
溶剂/水 | 树脂的溶解和 申请援助 |
表面涂层的类型
我们有以下表面涂层
溶剂型:由液化剂组成,通过与氧气发生化学反应而蒸发。一个主要优点是它们在固化阶段不易受到湿度和温度等环境条件的影响
水基:在这种类型中,水充当载体,将树脂和其他添加剂输送到待处理的元件。它们更常用,因为它具有环境可持续性的固有特性,因为它可以稀释溶剂并将其排放量减少到接近零
无溶剂:是一种溶剂含量低于5%的涂料,非常环保,在许多行业中使用,可以减少污染和腐蚀,也降低了健康风险和安全要求。
粉末:它们占整个工业市场的 15% 以上,并用于多种产品。它们生产出高质量、耐用的饰面,从而以更高的效率和相对简单的环保合规性最大限度地提高生产效率。有不同的颜色和纹理可供选择,改进的技术进步带来了更好的性能。它们也很耐用,这使它们成为受欢迎的选择
应用技术 – 涂料
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1、刷牙:
在无限变化的环境和情况下,刷牙是最古老、最灵活的操作方式。绘制大型、复杂的物体仍然是最好的方法。刷涂使我们能够渗透油漆并减少浪费。它主要用于装饰和维护目的。
2、浸渍:
浸涂涉及将基材浸入含有涂层材料的罐中,从罐中的材料中除去碎片并使其排出。它是一种采用旋涂工艺制造薄膜涂层元件的流行方法。
3.空气辅助喷涂:
液压允许空气辅助无气喷涂雾化,从而雾化模型芯。图案尺寸和流体流速由流体尖端计算。空气填充模型,并且模型由气帽完成,消除了尾部。
4、静电喷涂:
静电喷漆的应用是利用正负电荷来涂漆,避免过喷,保证应用。它的工作原理是在物体和油漆之间创建静电场。
5、无气喷涂:
无气喷涂机的工作原理是在高达 3,000 psi 的高压下通过喷枪尖端的小孔挤压涂料。尖端设计用于将涂料均匀分散成扇形的微小液滴图案。
6、辊涂:
辊涂采用卷材涂层原理,但旨在覆盖单个扁平部件,例如圆盘,然后将其形成煎锅。
7.帘式涂层:
幕涂是一种创造落在基材上的不间断流体幕的过程。表面在传送带或砑光辊上以受控速度通过幕帘,以确保均匀覆盖模具。
8. 阳极沉积:
将有阳极和阴极 EPD 系统两种类型。在带正电的电极或阳极上,带负电的材料在阳极过程中沉积。在阴极过程中,带正电的材料沉积在带负电的电极或阴极上。
9. 阴极沉积:
阴极电沉积是一种高质量、廉价的涂层,适用于所有可浸入水中的钢件,也称为阴极浸涂或电泳涂漆。
应用技术 – 印刷油墨
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- 信报机
- 偏移/卷筒纸偏移:
– 屏幕
– 柔印
– 凹版印刷
固化技术
常温干燥/风干
高温干燥/固化- 红外线干燥
- 辐射固化
固化过程中的步骤/阶段
溶剂/水的蒸发
与大气中的氧气/湿气反应
在环境温度或高温下反应
辐射引起的反应
合成树脂
- 饱和聚酯
- 不饱和聚酯
- 醇酸树脂
- 环氧树脂
- 亚克力
- 乙烯基
- 聚缩醛
- 聚氨酯
- 氨基树脂
- 酚醛树脂
- 松香改性树脂
- 马来酸树脂
- 酮树脂
- 异氰酸酯加合物
- 聚酰胺
- 有机硅
醋酸丁酸纤维素- 硝化纤维
- 羟乙基纤维素
羧甲基纤维素
氯化聚丙烯
树脂的形式
- 坚硬的
- 液体
- 100% 液体
- 溶剂溶液
- 乳液
- 分散
树脂物理参数
外观 – 固体/液体
澄清度 – 是否清澈/浑浊/浑浊/不含异物 % 固体
特定温度下的粘度- 稀释粘度
- 耐溶剂性
- 比重
软化点/熔点
与共树脂/其他树脂的相容性
适用期(两包涂料的情况下)- 凝胶时间
化学参数
- 酸值
- 羟值
- 胺值
- 环氧值
- 异氰酸酯含量
- 甲醛含量
- 羟甲基含量
固化或干燥参数
环境温度 使用干燥器干燥(金属皂)
使用特定比例的干燥剂或交联剂进行高温干燥
干膜特性
- 外貌
影片清晰度- 划痕硬度
- 铅笔硬度
- 抗冲击性
- 灵活性
- 光泽度
- 耐水性
饱和聚酯
饱和聚酯树脂是多元酸和多元醇的反应产物,其特点是具有突出的强度和硬度。主要用于不粘锅、胶水、PET卷材、金属烤漆如汽车漆、油漆、记号笔、轧钢。
- 原料
脂肪族二元酸、芳香族二元酸、THPA、HHPA、TMA等乙二醇类
- 功能组
羧基、羟基、酯基
- 主要最终用途
汽车 OEM 和修补漆、卷材涂料、粉末涂料
不饱和聚酯
共聚酯是不饱和聚酯,即由饱和二羧酸或其酸酐(通常是邻苯二甲酸酐)以及不饱和二羧酸或酸酐(通常是马来酸酐)制备的聚酯。
- 原料
脂肪族二元酸、芳香族二元酸如马来酸酐、富马酸、乙二醇
- 功能组
羧基、羟基、酯基、不饱和基团。
- 主要最终用途
木器饰面、汽车腻子
醇酸树脂
醇酸树脂是以多元酸或其酸酐为原料,通过加热多元醇而制得的聚酯型热塑性树脂。它们用于生产具有强耐候性的保护涂层,由于其耐用性和低成本,它们是许多合成涂料中的重要成分。
- 原料
油、脂肪酸、芳香族二元酸、不饱和二元酸如马来酸酐、富马酸
- 功能组
羧基、羟基、酯基、不饱和基团。
- 主要最终用途
建筑涂料、工业涂料(常温干燥/高温干燥)
环氧树脂
环氧树脂用于制造粘合剂、涂料、油漆、塑料、底漆和密封剂、地板以及建筑应用中使用的其他物品和材料。环氧树脂是由两种或多种工业化合物反应形成的热固性塑料。
- 原料
双酚A和环氧氯丙烷
- 功能组
醚、环氧基、羟基
- 主要最终用途
工业维护涂料、耐化学漆、电泳漆、粉末涂料。
亚克力(热塑性塑料)
溶剂型丙烯酸涂料树脂是丙烯酸与酯类单体通过不饱和键交联反应形成的聚合物。丙烯酸树脂由热塑性塑料和热固性塑料组成。丙烯酸涂料具有高度的耐热性、防水性和耐化学性。
- 原料
软、硬单体
- 功能组
碳 碳键
- 主要最终用途
ABS、HIPS等平面基材(橱柜、手机等)的涂装。补漆(气溶胶涂料),混凝土上的涂层。
亚克力(热固性)
丙烯酸树脂包括热塑性和热固性类型。丙烯酸涂料具有高度的耐热性、防水性和耐化学性。此外,它还可以与其他单体共聚以满足硬度和柔软度的性能要求。
主要用于油基水泥涂装、塑料漆、船舶漆、汽车烤漆、电器/金属烤漆、汽车修补漆、木器漆等。
- 原料
软硬功能单体
- 功能组
羟基、羧基、醚化N-羟甲基等
- 主要最终用途
汽车油漆(金属和塑料部件的面漆)
聚酰胺(反应性)
聚酰胺是通过酰胺键连接的多单元大分子。天然和人工都会产生聚酰胺。蛋白质,例如羊毛和丝绸,是天然聚酰胺的来源。使用逐步聚合或固相合成可人工制造尼龙、芳族聚酰胺和聚天冬氨酸钠等材料。由于其高耐用性和强度,合成聚酰胺通常用于纺织品、汽车、地毯、厨房用具和运动服。主要消费者是交通运输制造业,占聚酰胺(PA)消费量的35%。
- 原料
二聚脂肪酸、一元脂肪酸、三亚乙基四胺、三亚乙基五胺、二亚乙基三胺
- 功能组
酰胺、氨基
- 主要最终用途
环氧涂层更坚硬
聚酰胺(非反应性)
基于二聚酸 (DAB) 的聚酰胺树脂可以是反应性的,也可以是非反应性的。在用于表面涂料和粘合剂的环氧树脂中,反应性聚酰胺主要用作固化剂。非反应性 DAB 聚酰胺通常用于热熔粘合剂以及印刷油墨。
- 原料
二聚脂肪酸、一元脂肪酸、乙二胺
- 功能组
酰胺
- 主要最终用途
用于多酚基材的印刷油墨
纯酚醛树脂(Resols)
所提供的树脂采用顶级化学品进行处理。这种树脂广泛用于清漆、瓷漆和清漆中。事实上,这种纯酚醛树脂以最实惠的价格提供给客户。
- 原料
苯酚甲醛、醇类,如丁醇等。
- 功能组
亚甲基桥、醚、羟甲基、醚化羟甲基
- 主要最终用途
高温下环氧树脂和硅的固化剂,Sp。清漆
松香改性酚醛树脂
松香改性酚醛树脂是含有松香、苯酚(或双酚A)和甲醛缩聚物的经真空处理的甘油(或赤藓糖醇)酯化产物。
- 原料
松香双酚A、对叔丁基苯酚、多聚甲醛五、甘油
- 功能组
亚甲基桥、醚、羟甲基、醚化羟甲基
- 主要最终用途
印刷油墨、车辆、锤纹粘合剂
松香改性马来酸树脂
马来酸树脂是由松香与马来酸酐与多元醇酯化而成。马来酸树脂主要用于提高表面涂料和底漆的光泽、硬度、干燥速率、耐磨性和抗黄性。在甲苯、二甲苯、白酒中完全可溶。
- 原料
松香、马来酸酐、富马酸、戊酸、甘油等
- 功能组
酯、羧基、羟基
- 主要最终用途
清漆、柔印油墨、锤纹粘合剂、硝基纤维素涂料。
异氰酸酯加合物
在许多工业领域中,使用通过多异氰酸酯反应制备的聚合物,以下称为异氰酸酯加合物。例如,聚氨酯、聚异氰脲酸酯和聚脲是异氰酸酯的加合物
- 原料
TDI、HDI、IPDI、TMP
- 功能组
聚氨酯、异氰酸酯
- 主要最终用途
醇酸树脂、环氧树脂和丙烯酸多元醇的交联剂
氨基树脂
氨基树脂是通过将醛与氨基(NH2)基团化合物结合而产生的热固性聚合物。脲醛(U/F)占氨基树脂的80%以上;其余大部分是三聚氰胺甲醛。某些醛和其他氨基化合物的使用量非常低
- 原料
尿素、三聚氰胺、多聚甲醛、丁醇
- 功能组
醚、羟甲基、醚化羟甲基、亚氨基
- 主要最终用途
醇酸树脂、环氧树脂和丙烯酸多元醇的交联剂。
酮树脂
酮醛树脂是环己酮与醛如甲醛或异丁醛的缩合产物,也称为环己酮或酮树脂。 …与这些树脂混合时,光泽、硬度、附着力以及耐热性和耐光性通常都会得到改善。
- 原料
环己酮、异佛尔酮、甲醛
- 功能组
醚、亚甲基、羟基
- 主要最终用途
图片清漆和柔印油墨
有机硅
有机硅树脂是一种由支化笼状低聚硅氧烷形成的有机硅材料,其通式为RnSiXmOy,其中R是非反应性取代基,通常是甲基(Me)或苯基(Ph),X是氢的官能团(H)、羟基(OH)、氯(Cl)或烷氧基(OR)。
- 原料
硅烷二醇、硅烷三醇
- 功能组
硅氧键、醚键、羟基
- 主要最终用途
耐热涂料
乙烯基
乙烯基酯树脂,或通常简称为乙烯基酯,是通过环氧树脂酯化而由丙烯酸或甲基丙烯酸形成的树脂。
- 原料
氯乙烯、醋酸乙烯酯、马来酸酐
- 功能组
碳碳键、羧基、羟基
- 主要最终用途
改性树脂
聚缩醛树脂
聚缩醛树脂,也称为乙缩醛或聚甲醛(POM)树脂,是重要的工程树脂,具有出色的耐磨性和非凡的化学、热、电和机械性能。
- 原料
聚乙烯醇、甲醛、丁醛
- 功能组
碳碳键、醚键、羟基
- 主要最终用途
蚀刻底漆、柔性油墨
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