氨基樹(shù)脂的固化反應(yīng)
由于氨基樹(shù)脂是用來(lái)將主要成膜材料分子交聯(lián)成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此令人感興趣的是氨基樹(shù)脂與漆料樹(shù)脂的共縮聚反應(yīng),典型例子是漆料樹(shù)脂上的羥基和氨基樹(shù)脂上烷氧基甲基的醚(交換)化反應(yīng)。
在微觀世界里三聚氰胺分子是如何與來(lái)自不同成膜高分子上的羥基拉起來(lái)的,從而聯(lián)成一個(gè)三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定了漆膜的性能。
在熱和酸催化劑(通常固化條件)存在的條件下,交聯(lián)反應(yīng)很快地發(fā)生,連接了漆料上所有可用的羥基。實(shí)際上當(dāng)聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成時(shí),反應(yīng)物的流動(dòng)性在下降,有些羥基剩下未反應(yīng)掉。一般在涂料中存在比理想配比過(guò)量的氨基樹(shù)脂時(shí),剩下的烷氧基可以參加其他反應(yīng)或留在涂膜中不反應(yīng)。在前面提到氨基樹(shù)脂很容易自交聯(lián)相互反應(yīng),結(jié)果是在生產(chǎn)中分子量增加了。這些反應(yīng)也發(fā)生于涂膜固化時(shí)。這樣與其說(shuō)氨基樹(shù)脂一定程度的自交聯(lián)是一個(gè)消極因素,不如說(shuō)是獲得良好耐久性的、緊密聚合物母體所必不可少的因素。氨基樹(shù)脂所有的三種官能團(tuán)都參與自交聯(lián)反應(yīng),在以強(qiáng)酸催化的、充分烷基化的三聚氰胺樹(shù)脂涂料中,有證據(jù)顯示這些反應(yīng)發(fā)生于與涂料樹(shù)脂醚交換之后。在沒(méi)有外加催化劑或弱酸催化劑時(shí),采用高亞氨基/或羥甲基官能度的三聚氰胺樹(shù)脂體系中,這些自交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生到更高的程度。這兩種情況下,稍微的自聚反應(yīng)對(duì)良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成是關(guān)鍵的。
在氨基樹(shù)脂交聯(lián)的涂膜固化時(shí),發(fā)生的其它反應(yīng)是脫甲醛反應(yīng)和水解反應(yīng)。脫甲醛反應(yīng)在通常固化溫度下就很容易發(fā)生,這幾乎是造成氨基樹(shù)脂固化時(shí)釋放出甲醛的唯一原因,另外的甲醛是游離的甲醛。
氨基樹(shù)脂交聯(lián)成膜固化時(shí)都將會(huì)發(fā)生一些水解反應(yīng),其中有些烷氧基甲基轉(zhuǎn)化為羥甲基,高亞氨基或羥甲基含量的三聚氰胺樹(shù)脂的水解反應(yīng)能被堿所催化,甚至在室溫下也能緩慢發(fā)生水解,這樣氨基樹(shù)脂更容易自交聯(lián),并出現(xiàn)涂料在儲(chǔ)存時(shí)粘度上升的現(xiàn)象。為了避免這個(gè)現(xiàn)象的發(fā)生,可以在水性涂料中采用耐堿水解反應(yīng)的、充分甲醚化的三聚氰胺樹(shù)脂或助溶劑。充分烷基化的三聚氰胺樹(shù)脂在水性系統(tǒng)中耐堿催化的水解反應(yīng)。充分烷基化和部分烷基化的三聚氰胺樹(shù)脂在水性系統(tǒng)中不耐酸催化的水解反應(yīng),因此必須使用封閉性的酸催化劑在水性系統(tǒng)中。
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