卷材涂料用聚酯树脂与涂料性能的关系
卷材涂料用聚酯树脂与涂料性能的关系
一、卷材涂料配套涂层 底 漆、背面漆、面 漆 二、卷材涂料品种
聚酯型、环氧型、丙烯酸型、硅改性型、氟碳型、塑溶胶型 三、卷材涂料品种及树脂体系 涂料品种 面 漆
基料树脂类别 聚酯树脂
固化树脂 氨基树脂 封闭型脂肪族聚氨酯
氨基树脂
封闭型芳香族聚氨酯树脂
氨基树脂
封闭型芳香族聚氨酯树脂
氨基树脂 氨基树脂 氨基树脂 氨基树脂
封闭型芳香族聚氨酯树脂
特 性
综合性能比较优良，涂膜的硬度及其他性能可在很大范围内变化和调节，涂膜不易变色，具有良好的加工成型性
通用性好，但与发泡塑料结合力差 附着力、防腐蚀性均好，但柔韧性差
聚酯树脂
背面漆
环氧树脂 环氧树脂 聚酯树脂 环氧树脂
底 漆
聚酯树脂 环氧树脂 聚酯树脂
四、聚酯型卷材涂料的特性
能克服柔韧性差的缺点，与发泡塑料结合性好，
封闭型芳香族聚氨酯树脂 因此综合性能比较好
对金属附着力好，并有优良的防腐蚀性和抗化
封闭型芳香族聚氨酯树脂 学性，但柔韧性差
通用性好，对金属附着力好，柔韧性好，适用
封闭型芳香族聚氨酯树脂 于所有基材，但对湿热条件敏感
兼有上述两者的特点
１、通用性很强（适用于多种板材，可用于室内外涂装）
２、优良的附着性和加工性，通过单体的调整，涂膜可获得坚硬到柔韧的性能 ３、与多种合成树脂互溶（氨基、聚氨酯、环氧）
４、通过选用单体（多元醇、多元酸），可控制最终产品的结构（支链或直链） ５、稀释溶剂通用性广，可采用普通的芳烃类、酯或醇醚类 ６、综合性能优越（适应底漆、背面漆和面漆的应用） ７、成本价格适中，易被用户接受 五、卷材涂料用聚酯树脂的技术参数 分子量及分子量分布 ２０００～７０００
线型高分子量可达２００００ 玻璃化温度 －２０～６０℃ 羟基 ２０～６０ｍｇＫＯＨ／ｇ 酸价 ２～８ ｍｇＫＯＨ／ｇ 固体份含量 ５０～６０％ 六、聚酯树脂分子结构特性 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 差 差
低 柔 韧 性 高
硬 度
耐溶剂性 抗划伤性
好 高 好 好
差 好
２、玻璃化温度 好 低 差 差 ３、羟值 低 低 好 差
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
全甲醚化
（氰特公司３０３ 甲 首诺公司７４７） 醚化 部分甲醚化
（氰特公司３２５
首诺公司７１７） ２、与环氧树脂搭配
类 别
高分子环氧树脂 型号１００９（壳牌）
耐盐雾性 流 平 性 好 差
低 柔 韧 性 高
硬 度
抗划伤性 耐盐雾 性
低 抗划伤性 高
硬 度 柔 韧 性 耐盐雾 性
差 高 好 好 高 高 差 好
搭配目的及用途 用作固化树脂，可单独采用作卷材面漆及背面漆 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
搭配目的
反应基团 －ＮＣＨ２ＯＣＨ３ ＣＨ２ＯＣＨ３
固化条件 特 性
需添加 提供很好的稳定性 强酸催化剂 极佳的柔韧性
无或少量 提供高硬度，固化速度加酸性催化剂 快，耐候性好
－ＮＣＨ２ＯＣＨ３Ｈ
适宜品种 背面漆 底 漆 背面漆 底 漆
特 性
优良的防腐蚀性及硬度
提高涂层的附着力及防腐蚀性
环氧改性聚酯树脂
提高涂层的附着力及防腐性的基础
型号Ｚ－３０９（无锡阿科力化工
上可改善涂层的柔韧性
有限公司）
３、与聚氨酯树脂搭配
类 别
搭配目的
综合性能好，使用方便
适宜品种 背面漆 底 漆 面 漆 背面漆
特 性
优良的附着力和防腐蚀性 优良的附着力、防腐蚀性和耐候性
封闭型芳香族聚氨酯树脂Ｓ－１９９（无锡作为环氧树脂和聚酯树脂的阿科力化工有限公司） 固化树脂 封闭型脂肪族聚氨酯树脂ＢＣ－３１７５（德作为聚酯树脂固化剂，也可以国拜尔公司） 采用聚酯树脂和环氧树脂合Ｂ－１３５８Ａ（德国赫斯公司） 用，与聚氨酯树脂拼用 九、聚酯树脂主要几种单体的性能 １、多元醇
品 名
新戊二醇 ＮＰＧ
２，２，４－三甲基－１，３戊二醇 ＴＭＰＤ
１，４环己烷二甲醇
性能特征
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
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 合成非常快，优良的热稳定性，树脂色浅
ＣＨＤＭ
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 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ＨＰＨＰ 性，很好的柔韧性 ２－甲基１，３丙二醇 ＭＰＤ
２－丁基－２－乙基１，３丙二醇 ＢＥＰＤ １，６己二醇 三羟甲基丙烷 ＴＭＰ ２、多元酸
品 名
邻苯二甲酸酐 ＰＡ 间苯二甲酸 ＩＰＡ 对苯二甲酸 ＴＰＡ 偏苯三酸酐 ＭＴＡ 已二酸 ＡＡ
１，４已烷二羟酸 １，４ＣＨＤＡ
性能特征
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
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
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
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
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
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
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 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
非常好的柔韧性，提供溶解性，玻璃化温度下降
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
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。