水性树脂制备与应用
2011-11
张洪涛、 黄锦霞 化学工业出版社 (2011-11出版)
张洪涛，黄锦霞 著
涂料、胶黏剂、织物涂层剂和整理剂、皮革涂饰剂、印刷油墨、水泥添加剂、密封剂、灌封料以及其他精细聚合物化工产品与人们生产和生活密切相关。它们成分复杂、组成各异、品种繁多，用途广泛。但是，它们的组分却有类似之处，即都要用树脂（聚合物）作为黏结基料（或成膜物质），另外还有溶剂（或分散介质）、颜填料、各类助剂等。早期，这些产品大多是溶剂型的，含有大量可挥发的有机溶剂，因而在生产或使用后，这些有机溶剂都要挥发到大气中，对人身和环境造成极大危害。随着国际范围内的能源紧张和环境保护法进一步完善，VOC（挥发性有机化合物）排放进一步受到了限制。有机溶剂型产品被绿色环保型的水性产品代替已成为人们的追求目标。有机溶剂的作用主要是溶解聚合物（黏结基料）和稀释。用水性产品代替有机溶剂型产品，最为关键的是要使用不可缺少的水性聚合物（水性树脂）。水性树脂分为水溶性树脂，水分散型树脂和水乳型树脂。水性树脂在环保、低碳方面具有极大的优势，但在某些性能上与有机溶剂型树脂相比，还存在一些问题。所以，要想使上述有机溶剂型产品用水性产品代替，在性能上达到或接近有机溶剂型产品，首先要制备出各种各样性能优良、质量稳定、使用方便,能满足各类材质、环境条件和施工要求的水性树脂。为此，本书就常用的水性树脂的制备技术，配方、工艺、性能及应用，特别是最新的多元杂合水性树脂予以介绍。这些水性树脂包括水性油及水性聚丁二烯、水性酚醛树脂，水性氨基树脂、水性醇酸树脂，水性聚酯树脂，水性丙烯酸树脂，水性环氧树脂，水性聚氨酯树脂，水性含硅含氟树脂、水性超支化聚合物以及它们改性的多元杂合水性树脂产品等。本书编著的目的主要本书可供从事各类精细聚合物（树脂），涂料、胶黏剂、织物涂层剂、皮革涂饰剂等研究，产品开发，生产和应用的技术人员参考，也可作为大专院校相关专业的教师、本科生和研究生等教学和科研参考书。本书在编著过程中，得到了很多专家和同事们的宝贵建议，给予了许多帮助，在此深表谢意。限于编者水平，书中可能会有许多疏漏之处，敬请广大读者批评指正。张洪涛黄锦霞2011年8月
《水性树脂制备与应用》对常用水性树脂，如水性油及水性聚丁二烯、水性酚醛树脂，水性氨基树脂、水性醇酸树脂，水性聚酯树脂，水性丙烯酸树脂，水性环氧树脂，水性聚氨酯树脂，水性含硅含氟树脂、水性超支化聚合物以及它们改性的多元杂合产品的制备技术、配方、工艺、性能及应用等进行了详细论述，可供从事各类精细聚合物（树脂）、涂料、胶黏剂、织物涂层剂、皮革涂饰剂等研究、产品开发、生产和应用的技术人员参考，也可作为大专院校相关专业教学和科研参考书。
第1章 水性树脂概述11.1 水性树脂的概念21.1.1 水性树脂的含义21.1.2 水性树脂与水溶性聚合物21.2 水溶性高分子类型和特性31.2.1 水溶性高分子类型31.2.2 水溶性树脂结构和特性31.3 水溶性树脂的合成41.3.1 水溶性树脂合成原理41.3.2 树脂水溶性与稳定性影响因素41.4 水分散型树脂制备方法61.4.1 自乳化法61.4.2 外乳化法61.5 水性树脂的特点与发展61.5.1 水性树脂的特点与改进61.5.2 水性树脂的发展81.6 水性紫外光固化树脂81.6.1 水性光固化树脂基本性能91.6.2 水性UV固化树脂的改进10第2章 水性油及水性聚丁二烯122.1 水性油132.1.1 涂料用油类简介132.1.2 水溶性油的制备反应162.1.3 油的水性化工艺182.1.4 水性油涂料配制及应用192.2 水性聚丁二烯222.2.1 聚丁二烯简介222.2.2 水性聚丁二烯的制备242.2.3 水性聚丁二烯树脂涂料252.2.4 水性聚丁二烯聚氨酯28第3章 水性酚醛树脂313.1 酚醛树脂概述323.1.1 酚醛树脂简介323.1.2 酚醛树脂的性能和应用323.1.3 酚醛树脂的发展333.1.4 酚醛树脂的水性化343.2 水溶性酚醛树脂制备343.2.1 水溶性酚醛树脂的合成机理343.2.2 水溶性酚醛树脂制备的影响因素353.2.3 低游离醛高羟甲基水溶性酚醛树脂363.2.4 低分子量水溶性酚醛树脂合成363.2.5 可控丙烯酸制备水溶性酚醛树脂373.2.6 层压布板浸渍用半水溶性酚醛树脂373.3 水溶性酚醛树脂改性383.3.1 热敏成像水溶性酚醛树脂383.3.2 光敏水性丙烯酸改性酚醛环氧树脂393.3.3 水溶性酚醛树脂二氧化硅杂化材料403.4 水溶性酚醛树脂的应用403.4.1 水溶性酚醛树脂涂料的合成403.4.2 新型水溶性酚醛树脂防锈涂料423.4.3 水溶性光敏酚醛树脂耐高温涂料423.4.4 水溶性酚醛树脂凝胶交联剂433.4.5 胶合板用水溶性酚醛树脂443.4.6 环保型水性酚醛树脂胶黏剂453.4.7 水溶性酚醛树脂胶46第4章 水性氨基树脂474.1 氨基树脂概述484.1.1 氨基树脂的种类484.1.2 三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺484.1.3 主要氨基树脂性能简介494.2 水性氨基树脂524.2.1 水性脲醛树脂的制备和应用524.2.2 六羟甲基三聚氰胺树脂的制备和应用584.2.3 甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂614.3 水性氨基树脂应用644.3.1 改性水溶性氨基涂料644.3.2 改性水性醇酸树脂氨基漆654.3.3 氨基树脂改性水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液664.3.4 膨胀型改性水性氨基树脂木材阻燃涂料674.3.5 高光泽深色水性氨基烤漆684.3.6 亲水性氨基硅织物整理剂684.3.7 氨基磺酸系水性涂料分散剂694.3.8 水性氨基树脂透明木器腻子70第5章 水性醇酸树脂725.1 醇酸树脂概述735.1.1 醇酸树脂简介735.1.2 醇酸树脂合成745.1.3 醇酸树脂的特点、改性及用途795.2 水性醇酸树脂及涂料805.2.1 水性醇酸树脂简介805.2.2 水性醇酸树脂的制备835.2.3 短油度交联型水性醇酸树脂855.2.4 自干型水分散型醇酸树脂漆865.2.5 水性醇酸厚浆防腐涂料875.2.6 催干型水性醇酸树脂漆895.3 改性水性醇酸树脂与涂料905.3.1 磺酸盐改性水性醇酸树脂涂料905.3.2 树脂改性桐油醇酸树脂水性绝缘漆915.3.3 改性水性醇酸树脂底漆915.3.4 核壳结构水性丙烯酸改性醇酸树脂涂料925.3.5 聚氨酯改性水性醇酸树脂涂料945.4 水性醇酸氨基树脂涂料945.4.1 水溶性醇酸氨基烘漆945.4.2 高性能水性醇酸氨基涂料955.4.3 间苯二甲酸磺酸钠改性水性醇酸氨基漆96第6章 水性聚酯树脂986.1 聚酯树脂概述996.1.1 聚酯树脂简介996.1.2 聚酯树脂涂料1026.2 水性聚酯树脂合成1046.2.1 水性聚酯树脂简介1046.2.2 羧基型聚酯水分散体的合成1086.2.3 磺酸盐型水溶性聚酯浆料1096.2.4 扩链法制备水性聚酯树脂1106.3 改性水性聚酯及涂料1106.3.1 自乳化水性丙烯酸改性聚酯树脂1106.3.2 丙烯酸接枝不饱和聚酯水性杂化涂料1126.3.3 环氧聚酯水性涂料1136.3.4 高性能低VOC水性环氧聚酯浸涂漆1146.3.5 聚酯氨基电泳漆1146.3.6 水性聚酯树脂绝缘漆1166.3.7 水性纳米复合聚酯氨基树脂涂层材料1176.3.8 水性聚酯树脂合成氨基烘漆1186.3.9 水性不饱和聚酯腻子1196.3.1 0水性聚酯树脂卷材涂料119第7章 水性丙烯酸树脂1217.1 丙烯酸树脂概述1227.1.1 丙烯酸树脂简介1227.1.2 丙烯酸树脂制备1237.1.3 丙烯酸树脂性能及应用1267.2 水性丙烯酸树脂制备1277.2.1 水性丙烯酸树脂简介1277.2.2 水溶性丙烯酸树脂1287.2.3 含羟基水溶性丙烯酸树脂1297.2.4 水溶性丙烯酸共聚物及应用1307.3 水性丙烯酸树脂改性与应用1317.3.1 水乳型丙烯酸树脂改性方法1317.3.2 环氧改性水性丙烯酸树脂1337.3.3 聚氨酯改性水性丙烯酸树脂1357.3.4 有机硅改性水溶性丙烯酸树脂1377.4 水性丙烯酸树脂涂料1387.4.1 含氟核壳乳液耐沾污外墙涂料1387.4.2 纳米碳酸钙改性水性丙烯酸酯涂料1397.4.3 特殊性能水性丙烯酸树脂涂料1407.4.4 水性丙烯酸树脂电泳涂料1427.4.5 水性丙烯酸氨基树脂漆1437.4.6 其他水性丙烯酸树脂涂料1457.5 水性丙烯酸树脂黏合剂1477.5.1 高固含量乳液丙烯酸酯压敏胶1477.5.2 微乳液共聚自交联印花黏合剂1487.5.3 柔软型聚丙烯酸酯静电植绒黏合剂1487.5.4 丙烯酸酯乳液纸塑覆膜胶1497.5.5 食用菌栽培包装袋用无纺布胶黏剂1497.5.6 改性聚醋酸乙烯酯喷棉胶1507.5.7 水性丙烯酸树脂密封胶1507.6 混凝土聚羧酸减水剂1517.6.1 混凝土减水剂简介1517.6.2 聚羧酸减水剂类型与性能1517.6.3 聚羧酸减水剂的制备1527.6.4 聚羧酸减水剂发展方向1547.7 水性丙烯酸树脂其他应用1547.7.1 丙烯酸树脂乳液水性油墨1547.7.2 水性丙烯酸纸张水性上光剂1557.7.3 水性丙烯酸树脂涂层剂1567.7.4 水性丙烯酸系缔合型增稠剂158第8章 水性环氧树脂1608.1 环氧树脂概述1618.1.1 环氧树脂简介1618.1.2 环氧树脂的类型及规格1618.1.3 环氧树脂的合成反应1638.1.4 环氧树脂的特性1638.1.5 环氧树脂固化剂1668.1.6 环氧树脂的性能和应用1708.1.7 环氧树脂应用领域1718.1.8 环氧树脂的改性及发展1728.2 水性环氧树脂制备1728.2.1 水性环氧树脂简介1728.2.2 自乳化水性环氧树脂乳液1778.2.3 阴离子型水性环氧树脂1778.2.4 接枝型水性环氧树脂乳液1788.2.5 非离子型水性环氧树脂1788.2.6 非离子自乳化水性环氧树脂固化剂1798.2.7 复合水性环氧树脂乳液1798.3 水性环氧树脂改性1808.3.1 水性环氧树脂改性丙烯酸共聚乳液1808.3.2 水性环氧-聚氨酯乳液1818.3.3 有机硅-环氧-聚氨酯乳液1828.3.4 其他改性水性环氧树脂1838.4 水性环氧树脂涂料1858.4.1 双组分常温固化水性环氧防腐蚀涂料1858.4.2 防静电抗菌除异味水性环氧地坪涂料1868.4.3 水性环氧船舰内舱涂料1888.4.4 自交联环氧改性丙烯酸酯木器漆1898.4.5 水性环氧改性聚氨酯光固化涂料1908.4.6 聚氨酯改性环氧水性涂料1918.4.7 水性环氧UV固化木地板涂料1928.5 水性环氧树脂胶黏剂1938.5.1 土木建筑用水性环氧乳液胶黏剂1938.5.2 环氧改性水性聚氨酯复合薄膜胶黏剂1948.5.3 多重改性水性环氧聚氨酯乳液胶黏剂1948.5.4 环氧改性水性聚氨酯胶黏剂1958.5.5 甲基丙烯酸改性环氧树脂乳液1958.6 水性环氧树脂其他应用1968.6.1 微膨胀高强灌注料1968.6.2 水性环氧树脂路桥铺装材料1978.6.3 水性环氧树脂乳化沥青1978.6.4 包覆RDX水性环氧聚氨酯乳胶1988.6.5 阳离子型水性环氧树脂灌浆材料1998.7 水性紫外光固化环氧复合树脂2008.7.1 高固低黏水性紫外光固化环氧丙烯酸酯2008.7.2 水性光固化环氧树脂乳液2028.7.3 环氧丙烯酸酯改性光固化水性聚氨酯2028.7.4 水性光敏树脂纸张涂料203第9章 水性聚氨酯2059.1 聚氨酯概述2069.1.1 聚氨酯简介2069.1.2 聚氨酯的合成反应2069.1.3 多异氰酸酯2069.1.4 多元醇2099.1.5 聚氨酯的性能2119.1.6 聚氨酯应用与发展2119.2 水性聚氨酯简述2129.2.1 水性聚氨酯概念2129.2.2 水性聚氨酯类型2139.2.3 水性聚氨酯性能2149.2.4 水性聚氨酯应用领域2159.2.5 水性聚氨酯改进2179.3 水性聚氨酯制备2189.3.1 水性聚氨酯合成2189.3.2 自乳化水性聚氨酯及产物类型2209.3.3 二羟甲基丙酸型水性聚氨酯2209.3.4 磺酸型水性聚氨酯乳液2239.3.5 非离子型水性聚氨酯2259.3.6 预聚封端环保型水性聚氨酯2269.3.7 阳离子水性聚氨酯乳液2269.3.8 单组分常温交联水性聚氨酯2279.4 水性聚氨酯的改性2299.4.1 水性聚氨酯化学改性2299.4.2 丙烯酸酯树脂改性水性聚氨酯2309.4.3 环氧树脂改性水性聚氨酯2329.4.4 有机硅改性水性聚氨酯2339.4.5 有机氟改性水性聚氨酯2349.4.6 蓖麻油改性聚醚型水性聚氨酯2359.4.7 纳米材料改性水性聚氨酯2369.4.8 复合改性水性聚氨酯2369.5 多聚异氰酸酯及固化剂2379.5.1 HDI三聚体固化剂2379.5.2 封闭型水性多异氰酸酯固化剂2389.5.3 高初黏力聚氨酯胶黏剂固化剂2389.6 水性聚氨酯涂料2399.6.1 水性复合聚氨酯防锈涂料2399.6.2 水性聚氨酯木器涂料2419.6.3 高性能水性双组分汽车清漆2429.6.4 水性双组分聚氨酯金属涂料2439.6.5 水性自交联纳米复合道路标志涂料2449.6.6 木地板用水性聚氨酯涂料2449.7 水性聚氨酯胶黏剂2469.7.1 鞋用高固含量水性聚氨酯胶黏剂2469.7.2 木材用双组分水性聚氨酯胶黏剂2469.7.3 复合薄膜用水性聚氨酯胶黏剂2479.7.4 水性聚氨酯涂料印花黏合剂2499.7.5 皮肤用亲水性聚氨酯压敏胶2509.8 水性聚氨酯的其他应用2509.8.1 水性聚氨酯皮革涂饰剂2509.8.2 水性聚氨酯防水透湿涂层剂2519.8.3 反应型水性聚氨酯固色剂2519.9 水性紫外光固化聚氨酯复合树脂2529.9.1 多重交联紫外光固化水性聚氨酯涂料2529.9.2 多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯2549.9.3 UV固化聚氨酯丙烯酸酯乳液2559.9.4 紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯复合树脂255第10章 水性含硅、含氟树脂25710.1 水性含硅树脂制备及应用25810.1.1 硅树脂简介25810.1.2 水性有机硅聚合物的制备方法26110.1.3 硅氧烷丙烯酸酯共聚乳液印花胶黏剂26210.1.4 紫外光固化硅丙树脂皮革涂饰剂26210.1.5 无皂丙烯酸树脂二氧化硅纳米复合涂饰剂26310.1.6 核壳硅丙乳液外墙涂料26410.1.7 有机硅改性磺酸羧酸型水性聚氨酯26410.1.8 聚醚型氨基硅油改性水性聚氨酯26510.1.9 二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂26510.1.1 0有机硅接枝改性水性环氧树脂26610.1.1 1硅丙/聚氨酯乳液复合分散体26710.2 水性含氟树脂制备及应用26810.2.1 氟树脂简介26810.2.2 水性氟碳树脂概述27010.2.3 水性含氟树脂的制备27110.2.4 自交联型水性聚氨酯-氟丙烯酸树脂27410.2.5 水性双组分氟丙烯酸-聚氨酯树脂27510.2.6 含氟异氰酸酯及纳米二氧化硅改性环氧有机硅树脂27610.2.7 环保型氟碳乳液改性乳化沥青防水涂料27710.2.8 高耐候水性氟碳铝粉涂料27810.2.9 水性多羟基氟碳树脂279第11章 水性超支化聚合物28011.1 超支化聚合物概述28111.1.1 超支化聚合物简介28111.1.2 超支化聚合物结构28111.1.3 超支化聚合物的性质28211.1.4 超支化聚合物分子构成特点28311.2 典型超支化聚合物的制备工艺28511.2.1 超支化聚酯28511.2.2 超支化聚醚28611.2.3 两亲性超支化聚酯-酰胺28711.2.4 超支化聚（酰胺-酯）28811.2.5 超支化聚酰胺28811.2.6 酯端基超支化聚（胺-酯）29011.2.7 超支化环氧树脂29011.3 超支化聚合物产品的合成29211.3.1 氟化合物改性超支化聚合物29211.3.2 超支化封端改性聚（酰胺-酯)29311.4 水溶性超支化聚合物制备与性能29311.4.1 超支化水性聚氨酯脲分散液29311.4.2 水溶性端氨基超支化聚合物29411.4.3 烷基链封端的两亲性超支化聚缩水甘油29411.4.4 高度支化聚氨酯水分散体29511.4.5 聚碳酸酯型超支化水性聚氨酯29611.4.6 超支化聚酯-酰胺/聚氨酯水分散体29711.4.7 超支化水性聚氨酯29711.4.8 超支化水性皮革复鞣加脂剂298参考文献299
版权页：插图：水性氟碳树脂制备方法一般包括溶液聚合-相反转法和乳液聚合法。（1）溶液聚合 溶液聚合-相反转法是通过设计合适羧基值、相对分子质量以及调节聚合过程溶剂来制备有机溶剂可溶型氟树脂。在一定温度下蒸除大部分溶剂，同时通过氨化成盐法以及适量乳化剂存在下，使氟树脂稳定分散在水相中而获得水性氟碳树脂，也可称为水可稀释性水性氟碳树脂。溶液聚合方法成熟，采用该方法相对简单，容易实施，保留了溶剂型树脂的性能特点，能够较好满足应用要求，属于环境友好型树脂；不足点在于溶剂气味重，且生产过程中要进行溶剂回收利用，能量消耗较多。（2）乳液聚合 乳液聚合是将各种单体、乳化剂和调节剂等助剂混合在水相中，控制合理的工艺条件，即可制备储存稳定、性能优异的氟碳乳液。其中常压聚合法和低压聚合法根据聚合过程所使用单体物理特性而定，如含氟烷基乙烯基（烯丙基）酯或醚等单体为液相，则采用常压乳液聚合，相对容易实现。而四氟乙烯（TFE）、三氟氯乙烯（CTFE）及偏二氟乙烯（VDF）等氟单体在常温常压下是气相，因此需要压力状态下实施聚合，加之运输困难，这在一定程度上限制了其开发。乳液聚合法根据实施的特点可分为常压聚合法、低压聚合法、核壳聚合法和无皂聚合法。
《水性树脂制备与应用》就常用的水性树脂的制备技术，配方、工艺、性能及应用，特别是最新的多元杂合水性树脂予以介绍。这些水性树脂包括水性油及水性聚丁二烯、水性酚醛树脂，水性氨基树脂、水性醇酸树脂，水性聚酯树脂，水性丙烯酸树脂，水性环氧树脂，水性聚氨酯树脂，水性含硅含氟树脂、水性超支化聚合物以及它们改性的多元杂合水性树脂产品等。
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