由人工合成的一类高分子聚合物。为粘稠液体或加热可软化的固体,受热时通常有熔融或软化的温度范围,在外力作用下可呈塑性流动状态,某些性质与天然树脂相似。合成树脂最重要的应用是制造塑料。为便于加工和改善性能,常添加助剂,有时也直接用于加工成形,故常是塑料的同义语。合成树脂还是制造合成纤维、涂料、胶粘剂、绝缘材料等的基础原料。
①在涂料用分散介质中,溶解性或分散性良好。
②具有优良的成膜性和特定的涂膜性能,如光泽、丰满度、硬度、弹性、耐候、耐化学腐蚀等。
③与其他涂料用合成树脂可互溶,以便互相改性,提高涂料性能。
④能适当地润湿颜料,以利颜料在涂料中的分散。
⑤良好的贮存稳定性。
⑥分子量合适,例如溶剂型交联固化涂料用合成树脂的分子量一般在104以下,溶剂型非转化涂料用合成树脂的分子量在104~105,而乳胶涂料用分子量在105以上。
⑦电沉积涂料用树脂要带电荷,并能溶于水。
合成树脂涂料的品种很多,通常有两种分类方法:
①按主要成膜物质分类
由于树脂不同而各具特点(表1)。醇酸树脂涂料的产量最大,丙烯酸树脂涂料发展最快,氨基树脂涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料的产量也较大,这是构成合成树脂涂料的五大品种。
②按涂料用分散介质分类
可分为溶剂型、水型、无溶剂型三大类(表2)。溶剂型涂料的产量最大,用途广,但因需耗用大量有机溶剂、污染环境,正在被高固体涂料、水型涂料、粉末涂料和辐射固化涂料逐步取代。有时也将这几类涂料称为低污染、省资源、节能型涂料,是涂料产品中的新品种。
合成树脂
合成树脂为高分子化合物,是由低分子原料――单体(如乙烯、丙烯、氯乙烯等)通过聚合反应结合成大分子而生产的。工业上常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液合4种。
本体聚合
本体聚合是单体在引发剂或热、光、辐射的作用下,不加其他介质进行的聚合过程。特点是产品纯洁,不需复杂的分离、提纯,操作较简单,生产设备利用率高。可以直接生产管材、板材等质品,故又称块状聚合。缺点是物料粘度随着聚和反应的进行而不断增加,混合和传热困难,反应器温度不易控制。本体聚合法常用于聚加基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃)、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等树酯的生产。
悬浮聚合
悬浮聚合是指单体在机械搅拌或振荡和分散剂的作用下,单体分散成液滴,通常悬浮于水中进行的聚合过程,故又称珠状聚合。特点是:反应器内有大量水,物料粘度低,容易传热和控制;聚合后只需经过简单的分离、洗涤、干燥等工序,即得树脂产品,可直接用于成型加工;产品较纯净、均匀。缺点是反应器生产能力和产品纯度不及本体聚合法,而且,不能采用连续法进行生产。悬浮聚合在工业上应用很广。75%的聚氯乙烯树脂采用悬浮聚合法,聚苯乙烯也主要采用悬浮聚合法生产。反应器也逐渐大型化。
乳液聚合
乳液聚合是指借助乳化剂的作用,在机械搅拌或振荡下,单体在水中形成乳液而进行的聚合.乳液聚合反应产物为胶乳,可直接应用,也可以把胶乳破坏,经洗涤、干燥等后处理工序,得粉状或针状聚合物。乳液聚合可以在较高的反应速度下,获得较高分子量的聚合物,物料的粘度低,易于传热和混合,生产容易控制,残留单体容易除去。乳液聚合的缺点是聚合过程中加入的乳化剂等影响制品性能。为得到固体聚合物,耗用经过凝聚、分离、洗涤等工艺过程。反应器的生产能力比本体聚合法低。
溶液聚合
溶液聚合是单体溶于适当溶剂中进行的聚合反应。形成的聚合物有时溶于溶剂,属于典型的溶液聚合,产品可做涂料或胶粘剂。如果聚合物不溶于溶剂,称为沉淀聚合或淤浆聚合,如生产固体聚合物需经沉淀、过滤、洗涤、干燥才成为成品。在溶液聚合中,生产操作和反应温度都易于控制,但都需要回收溶剂。工业溶液聚合可采用连续法和间歇法,大规模生产常采用连续法,如聚丙烯等。