涂料及應用第二章學習教案

1、會計學1涂料涂料(tlio)及應用第二章及應用第二章第一頁，共43頁。天然橡膠(tinrnxingjio) 云母丙烯酸樹脂(shzh) 硅酸鹽第2頁/共43頁第二頁，共43頁。顏填料顏填料為分散在漆料中的不溶的微細固體顆粒，一般為分散在漆料中的不溶的微細固體顆粒，一般是是0.2-10mm0.2-10mm無機或有機粉末。分為著色顏無機或有機粉末。分為著色顏料和體質料和體質(tzh)(tzh)顏料（填料）。顏料（填料）。作用：著色和遮蓋作用：著色和遮蓋增強作用增強作用賦予特殊性能賦予特殊性能改善流變性能改善流變性能降低成本等降低成本等第3頁/共43頁第三頁，共43頁。溶劑溶劑又稱為稀釋劑，是一種能

2、使基料溶解或分散成又稱為稀釋劑，是一種能使基料溶解或分散成為粘稠液體，又易于揮發(fā)的物質。由溶劑型為粘稠液體，又易于揮發(fā)的物質。由溶劑型涂料沿用下來，水性涂料中，溶劑就是水。涂料沿用下來，水性涂料中，溶劑就是水。作用作用(zuyng)(zuyng)：調整體系粘度，使涂料粘度適合貯存：調整體系粘度，使涂料粘度適合貯存和施工，并將顏填料均勻分散，改善涂料的和施工，并將顏填料均勻分散，改善涂料的可涂布性?？赏坎夹?。溶劑對涂膜性質有影響。溶劑對涂膜性質有影響。VOCVOC：volatile organic compoundvolatile organic compound( (揮發(fā)性有機化合物揮發(fā)性有機

3、化合物) )第4頁/共43頁第四頁，共43頁。助劑助劑用量很少，主要用來改善涂料某一方面的性能，如消泡用量很少，主要用來改善涂料某一方面的性能，如消泡劑、分散劑、乳化劑、潤濕劑等用來改善涂料生產(chǎn)劑、分散劑、乳化劑、潤濕劑等用來改善涂料生產(chǎn)過程中的性能；防沉劑、防結皮劑等用來改善涂料過程中的性能；防沉劑、防結皮劑等用來改善涂料的貯存穩(wěn)定性；流平劑、增稠劑、防流掛劑、成膜的貯存穩(wěn)定性；流平劑、增稠劑、防流掛劑、成膜助劑、固化劑、催干劑等用來改善涂料的施工性和助劑、固化劑、催干劑等用來改善涂料的施工性和成膜性等；防霉劑、成膜性等；防霉劑、UVUV吸收劑、阻燃劑、防靜電劑吸收劑、阻燃劑、防靜電劑等用來

4、改善涂膜的某些特殊性能。等用來改善涂膜的某些特殊性能。助劑已經(jīng)成為助劑已經(jīng)成為(chngwi)(chngwi)涂料發(fā)展的重要方面。涂料發(fā)展的重要方面。第5頁/共43頁第五頁，共43頁。2.2.1 天然高分子干性油與油性涂料來源：植物的種子(zhng zi)、動物的脂肪組成：脂肪酸三甘油酯其結構表示為：R1, R2, R3為脂肪酸基第6頁/共43頁第六頁，共43頁。脂肪酸大多脂肪酸大多(ddu)是是18碳酸，其通式為碳酸，其通式為C17H35-xCOOH主要的脂肪酸有：主要的脂肪酸有：硬脂酸硬脂酸 CH3(CH2)16COOH油油 酸酸 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH亞油酸亞油

5、酸 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH亞麻酸亞麻酸 CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH第7頁/共43頁第七頁，共43頁。3.植物油分類：干性油、半干性油和非干性油4.碘值：即飽和100g油的雙鍵所需碘的克數(shù)。5.140, 干性油；125140,半干性油；6. 125，非干性油7.碘值只能反映雙鍵數(shù)目的多少，不能反映脂肪中雙鍵分布的情況。空氣(kngq)對于油的氧化主要是通過分子中的活潑亞甲基進行的，所謂活潑亞甲基主要是指兩個雙鍵當中的亞甲基。第8頁/共43頁第八頁，共43頁。亞油酸 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=C

6、H(CH2)7COOH亞麻酸 CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH干性指數(shù)就是用油中亞油酸和亞麻酸的含量來表示(biosh)油的性質的。干性指數(shù) = % 亞油酸 + 2 % 亞麻酸干性指數(shù)大于70%為干性油。第9頁/共43頁第九頁，共43頁。4.以油料為基料的油脂漆特點：5.優(yōu)點：韌性好、氣密性水密性好、附著力好、耐候性好6.缺點：硬度(yngd)、光澤和耐酸堿性差第10頁/共43頁第十頁，共43頁。二 松香三 來源：松樹的樹根或樹干，顏色由微黃至棕紅色的透明、脆性固體天然樹脂(tin rn sh zh)。四 組成：主要成分為松香酸及其異構體五 其結構表示

7、為：第11頁/共43頁第十一頁，共43頁。3.在油性涂料中加入(jir)松香能提高涂膜的光澤和硬度，但是耐候性和耐水性很差。4.因此一般要將松香進行加工，制成松香的衍生物?；蛘吲c其他合成樹脂合用。第12頁/共43頁第十二頁，共43頁。三 大漆四 大漆是從漆樹的韌皮層內割流出來的灰白色乳狀液，經(jīng)機械方法除漆渣和雜質，得生漆。經(jīng)過加熱氧化(ynghu)煉制得到熟漆。五 生漆是一種油包水型乳膠 W/O六 主要成分：漆酚和漆酶，糖類和糖蛋白類化合物及油和水。第13頁/共43頁第十三頁，共43頁。漆酚是幾種具有(jyu)不飽和度脂肪烴取代基鄰苯二酚或其聚合物的混合物。第14頁/共43頁第十四頁，共43頁

8、。3.優(yōu)點：高光澤、附著力強、耐水解、抗化學性 好、絕緣性等。4.缺點：干燥條件苛刻、漆酶顏色深、黏度高不易施工、性脆等。5.改性：利用漆酚上的羥基(qingj)進行成鹽、酯或醚，利用R基上的雙鍵加成、氧化等反應改性。6.可以與醇、甲醛、苯乙烯等單體共聚得改性大漆樹脂。第15頁/共43頁第十五頁，共43頁。2.2.2 合成樹脂涂料用樹脂的特點適當?shù)姆肿恿科崮さ牧W性能(xngnng)、耐老化、耐腐蝕性樹脂的溶解性、相容性及對顏填料的潤濕性漆液的粘度及施工性能(xngnng)化學結構第16頁/共43頁第十六頁，共43頁。3.聚集態(tài)結構4.聚合物通常以結晶和無定形兩種形態(tài)(xngti)存在，完全結

9、晶的聚合物幾乎不存在。5.許多高聚物確有晶相存在，并有非晶相結構的彌散環(huán)存在。（兩相織態(tài)結構模型）6.漆膜的結晶結構影響漆膜的透明性及柔韌性。7.明顯的結晶性，對配制涂料不利。第17頁/共43頁第十七頁，共43頁。二酚醛樹脂三酚醛樹脂是苯酚和甲醛在酸性或堿性催化劑作用下，通過縮聚反應(su j fn yn)生成。四在堿性催化劑作用下，甲醛過量時生成體型熱固性樹脂。五在酸性催化劑作用下，苯酚過量時生成線型熱塑性樹脂。六反應原料七酚類：苯酚、甲酚、二甲酚、雙酚A、對位取代基酚等。八醛類：甲醛、多聚甲醛、糠醛等。第18頁/共43頁第十八頁，共43頁。n化學反應n堿催化(cu hu)下，甲醛水溶液以甲

10、二醇形式在鄰對位發(fā)生取代反應：第19頁/共43頁第十九頁，共43頁。l強堿性條件(tiojin)下，單羥甲基苯酚進一步生成亞甲基橋，或亞甲基醚橋：第20頁/共43頁第二十頁，共43頁。n堿催化時，pH控制(kngzh)在711，n常用催化劑：nNaOH、Ca(OH)2、 Ba(OH)2、NH4OHnNa2CO3n六亞甲基四胺(HMTA)n甲醛過量，1 醛/酚 3第21頁/共43頁第二十一頁，共43頁。n交聯(lián)：堿催化酚醛樹脂在進行交聯(lián)之前，必須用酸調制中性(zhngxng)或微酸性；n固化方法：n(常用)熱處理，130oC200oCn室溫下強酸固化，如對甲苯磺酸(常用，可與樹脂良好相容并接枝，杜

11、絕酸遷移和銹化)，鹽酸，磷酸第22頁/共43頁第二十二頁，共43頁。u固化機理：u1. 亞甲基橋與羥甲基之 間 縮 水(su shu)u2. 亞甲基橋與甲醛縮水 ( s u shu)第23頁/共43頁第二十三頁，共43頁。n苯酚和甲醛在堿性條件下逐漸生成(shn chn)體型樹脂n開始生成(shn chn)的液態(tài)物溶于酒精、丙酮和堿性水溶液，稱為甲階樹脂；n繼續(xù)加熱，生成(shn chn)粘稠狀的液體，冷卻后成為脆性固體，能部分溶于酒精、丙酮，但不溶于堿性水溶液，稱為乙階樹脂（固體受熱能軟化）；n再繼續(xù)加熱，才生成(shn chn)不溶不熔的體型樹脂，稱為丙階樹脂；第24頁/共43頁第二十四頁

12、，共43頁。l酸催化下，甲醛在苯酚(bn fn)對位發(fā)生取代反應：第25頁/共43頁第二十五頁，共43頁。l酸環(huán)境下羥甲基不穩(wěn)定，易與苯酚的鄰、對位(du wi)氫縮水：第26頁/共43頁第二十六頁，共43頁。l常用的酸催化劑有鹽酸、硝酸、硫酸、甲酸(ji sun)、醋酸、乳酸、對甲苯磺酸、草酸l以草酸酐優(yōu)先（鹽酸易導致高腐蝕），用量為酚類重量的0.1%0.5%；l苯酚過量，酚/醛（摩爾比）為1/(0.750.85)第27頁/共43頁第二十七頁，共43頁。n交聯(lián)：酸催化酚醛樹脂為線性結構(jigu)，須加入化學交聯(lián)劑固化n常用交聯(lián)劑為六亞甲基四胺，用量910%n酚醛樹脂特點：n高粘結性；耐熱；

13、n低氧(水蒸氣)滲透性、低吸濕；n耐化學腐蝕、有機酸、礦物質穩(wěn)定性好；n電絕緣n主要缺點：n色深、易泛黃，不易制成淺色及白色涂料第28頁/共43頁第二十八頁，共43頁。n酚醛清漆(phenolic varnish)n酚醛樹脂或改性酚醛樹脂與干性植物油經(jīng)熬煉(o lin)后，再加入催干劑和溶劑等配制而成n特點：n涂膜光亮堅韌、耐久性、耐水性和耐酸性均好；n根據(jù)溶劑介質的性質可分為油溶性和醇溶性酚醛清漆第29頁/共43頁第二十九頁，共43頁。l油溶性酚醛清漆l含干性油，其溶劑是二甲苯和200號溶劑汽油或松節(jié)油，自干、烘干均可；l涂膜光亮堅硬、耐水性好、耐燙性好，但較脆、易泛黃l廣泛用于涂飾木器家具

14、、門窗和涂于油性色漆上作罩光用。這類清漆在20世紀50年代應用較多，目前屬低檔漆，正逐步淘汰。l醇溶性酚醛清漆l由酚醛樹脂溶解于醇類溶劑中制得，分揮發(fā)自干(熱塑型)或烘烤(hn ko)干燥(熱固型)兩種；l涂膜堅硬，有較好的耐油、耐水、耐熱、耐酸和絕緣性，黏結力較好l常用于粘涂發(fā)電機線圈、黏結有機玻璃和其他材料，作碳膜電阻底涂層、絕緣零件的表面涂裝和黏合層壓制品。第30頁/共43頁第三十頁，共43頁。三 環(huán)氧樹脂四 分子中含有兩個以上環(huán)氧基團的高分子化合物。分子量五 在 340 7000 的范圍。六 分子量在 500 以下一般為液體，500 以上逐漸過渡為七 固體。八 溶解性：環(huán)氧樹脂可以溶解

15、在酮、酯、醚醇類和氯化烴九 類溶劑中，隨著分子量的增加，溶解性下降。芳烴和醇類對環(huán)氧樹脂的溶解能力較差。但芳烴和醇類混合后則是中分子量環(huán)氧樹脂的良好溶劑。一混溶性：環(huán)氧樹脂與芳香族聚合物有較好的相容性，利一一用這一特點可將環(huán)氧樹脂和許多涂料用合成樹脂(h chn sh zh)并用，經(jīng)高溫烘烤后，膠聯(lián)而得到性能優(yōu)異的涂膜。第31頁/共43頁第三十一頁，共43頁。l環(huán)氧樹脂本身是熱塑性的，要常溫固化型酸進行反應、交聯(lián)而成為網(wǎng)狀的大分子，才能顯示出各種優(yōu)良(yuling)的性能。l因此,世面上環(huán)氧樹脂涂料包括胺固化環(huán)氧樹脂涂料(多元胺固化、胺加成物固化和聚酰胺固化)常溫固化型、合成樹脂固化的環(huán)氧樹脂

16、涂料(酚醛樹脂固化、氨基樹脂固化、多異氰酸酯固化和環(huán)氧氨基醇酸漆) 烘干型和酯化型環(huán)氧樹脂涂料自然干燥型三大類。第32頁/共43頁第三十二頁，共43頁。n環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)結構分類n脂肪環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)（聚丙二醇二縮水甘油醚 ）n不飽和脂肪酸環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)or環(huán)氧油（環(huán)氧大豆油）n縮水甘油酯環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)n縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)（雙酚A型、雙酚F型、酚醛環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)、氫化雙酚A）第33頁/共43頁第三十三頁，共43頁。脂肪(zhfng)環(huán)氧樹脂（聚丙二醇二縮水甘油醚

17、，PPGDGE ）R為脂肪(zhfng)鏈、脂肪(zhfng)醚、脂肪(zhfng)環(huán)等 第34頁/共43頁第三十四頁，共43頁?？s水(su shu)甘油醚環(huán)氧樹脂,如雙酚A型環(huán)氧樹脂R為多元羥基酚、芳香醚、環(huán)烷基醚等第35頁/共43頁第三十五頁，共43頁。雙酚F環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)第36頁/共43頁第三十六頁，共43頁。酚 醛 環(huán) 氧 樹 脂 ( h u n y n s h z h )（Novolac）由熱塑性酚醛樹脂和環(huán)氧氯丙烷縮合而成第37頁/共43頁第三十七頁，共43頁。n環(huán)氧樹脂特點n其優(yōu)點：n環(huán)氧樹脂分子中苯環(huán)上的羥基能形成醚鍵，漆膜保色性、耐化學品及溶劑性能都好；

18、另外，分子結構中還有脂肪族的羥基，與堿不起作用，因而耐堿性也好。n環(huán)氧樹脂分子中脂肪族羥基和醚基的極性使環(huán)氧樹脂分子與相鄰表面間產(chǎn)生引力，而且(r qi)很活潑的環(huán)氧基很容易與含活潑氫的金屬表面形成化學鍵，漆膜具有優(yōu)良的附著力，特別是對金屬表面的附著力更強, 漆膜耐化學腐蝕性也好。n具有較好的熱穩(wěn)定性和電絕緣性能。第38頁/共43頁第三十八頁，共43頁。l不足之處(b z zh ch)：l戶外耐候性差，漆膜易粉化、失光，漆膜豐滿度不好, 不宜作為高質量的戶外用漆和高裝飾性用漆。l環(huán)氧樹脂結構中有羥基，制漆時處理不當時，漆膜耐水性不好。l環(huán)氧樹脂涂料有的是雙組分的，制造和使用都不方便。第39頁/共43頁第三十九頁，共43頁。n環(huán)氧樹脂