氨基樹脂的固化反應
由于氨基樹脂是用來將主要成膜材料分子交聯成一個網狀結構,因此令人感興趣的是氨基樹脂與漆料樹脂的共縮聚反應,典型例子是漆料樹脂上的羥基和氨基樹脂上烷氧基甲基的醚(交換)化反應。
在微觀世界里三聚氰胺分子是如何與來自不同成膜高分子上的羥基拉起來的,從而聯成一個三維立體網絡結構,這個網絡結構決定了漆膜的性能。
在熱和酸催化劑(通常固化條件)存在的條件下,交聯反應很快地發生,連接了漆料上所有可用的羥基。實際上當聚合物網絡結構形成時,反應物的流動性在下降,有些羥基剩下未反應掉。一般在涂料中存在比理想配比過量的氨基樹脂時,剩下的烷氧基可以參加其他反應或留在涂膜中不反應。在前面提到氨基樹脂很容易自交聯相互反應,結果是在生產中分子量增加了。這些反應也發生于涂膜固化時。這樣與其說氨基樹脂一定程度的自交聯是一個消極因素,不如說是獲得良好耐久性的、緊密聚合物母體所必不可少的因素。氨基樹脂所有的三種官能團都參與自交聯反應,在以強酸催化的、充分烷基化的三聚氰胺樹脂涂料中,有證據顯示這些反應發生于與涂料樹脂醚交換之后。在沒有外加催化劑或弱酸催化劑時,采用高亞氨基/或羥甲基官能度的三聚氰胺樹脂體系中,這些自交聯反應發生到更高的程度。這兩種情況下,稍微的自聚反應對良好的網絡結構的形成是關鍵的。
在氨基樹脂交聯的涂膜固化時,發生的其它反應是脫甲醛反應和水解反應。脫甲醛反應在通常固化溫度下就很容易發生,這幾乎是造成氨基樹脂固化時釋放出甲醛的唯一原因,另外的甲醛是游離的甲醛。
氨基樹脂交聯成膜固化時都將會發生一些水解反應,其中有些烷氧基甲基轉化為羥甲基,高亞氨基或羥甲基含量的三聚氰胺樹脂的水解反應能被堿所催化,甚至在室溫下也能緩慢發生水解,這樣氨基樹脂更容易自交聯,并出現涂料在儲存時粘度上升的現象。為了避免這個現象的發生,可以在水性涂料中采用耐堿水解反應的、充分甲醚化的三聚氰胺樹脂或助溶劑。充分烷基化的三聚氰胺樹脂在水性系統中耐堿催化的水解反應。充分烷基化和部分烷基化的三聚氰胺樹脂在水性系統中不耐酸催化的水解反應,因此必須使用封閉性的酸催化劑在水性系統中。
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