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§1-1涂料的基本概念1.涂料(paint)的概念:
涂料,也就是我們常說(shuō)的油漆及水性漆的總稱(chēng)?,F(xiàn)代社會(huì)中,幾乎所有行業(yè)的產(chǎn)品或設(shè)備都離不開(kāi)涂料的裝飾和保護(hù)。涂料定義如下:
能涂布于物體表面,通過(guò)物理或化學(xué)變化能形成一層堅(jiān)韌的、連續(xù)的薄膜牢固的附著于物體表面的通用材料。形成的固體薄膜叫涂膜(coating)?!?-1涂料的基本概念1.涂料(paint)的概念:1解析含義涂料是一種工程材料,是一種涂敷于其它物體表面形成涂膜的材料,需經(jīng)過(guò)生產(chǎn)和涂裝后才能形成產(chǎn)品的材料。涂料一般為粘稠液體或粉末狀物質(zhì),可以用不同的施工工藝涂敷在物體表面,干燥后能形成粘附牢固、具有一定強(qiáng)度、連續(xù)的固態(tài)薄膜,它賦予被涂物體的裝飾功能、保護(hù)功能和特種功能,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活必不可少的精細(xì)化工材料。使用涂料形成固體涂層的工藝過(guò)程叫“涂裝”(painting)?!叭滞苛掀叻滞垦b”的行語(yǔ)解析含義2§1-2涂料的作用(function)1)防護(hù)(protection)作用,2)裝飾(decorate)作用,3)標(biāo)志(sign)作用,4)特殊(special)作用。(也是表面處理技術(shù)的作用)§1-2涂料的作用(function)1)防護(hù)(prote31.防護(hù)(保護(hù))作用金屬材料,尤其是鋼鐵,容易受到環(huán)境中腐蝕性介質(zhì)、水分和空氣中氧的侵蝕和腐蝕;木材易受潮氣、微生物的作用而腐爛;塑料會(huì)受光和熱的作用而降解;混凝土易風(fēng)化或受化學(xué)品的侵蝕,因此材料需要用涂層來(lái)保護(hù)。1.防護(hù)(保護(hù))作用42.裝飾作用用色彩來(lái)裝飾我們的環(huán)境,是人類(lèi)的天性,并伴隨著人類(lèi)及其社會(huì)整個(gè)發(fā)展過(guò)程。由于涂料很容易配出成千上百種顏色,色彩豐富;涂層既可以做到平滑光亮,也可以形成錘紋、皺紋、桔紋、斑紋等富于立體感的涂膜。2.裝飾作用53.標(biāo)志作用標(biāo)志作用是利用色彩的明度和反差強(qiáng)烈的特性,引起人們警覺(jué),避免危險(xiǎn)事故發(fā)生,保障人們的安全。有些公共設(shè)施,如醫(yī)院、消防車(chē)、救護(hù)車(chē)、郵局、路標(biāo)等,也常用色彩來(lái)標(biāo)示,方便人們辨別,這種涂料一般還具有回歸反射作用,在夜晚可視。3.標(biāo)志作用標(biāo)志作用是利用色彩的明度和反差強(qiáng)烈的特性,引起64.特殊(功能)作用(1)力學(xué)功能:耐磨涂料、潤(rùn)滑涂料、阻尼涂料等(2)熱功能:耐高溫涂料、阻燃涂料、燒蝕涂料等(3)電磁功能:導(dǎo)電涂料、磁記錄涂料、吸波涂料等(4)光學(xué)功能:發(fā)光涂料、熒光涂料等(5)生物功能:防污涂料、防霉涂料等(6)化學(xué)功能:耐酸、堿等化學(xué)介質(zhì)涂料4.特殊(功能)作用(1)力學(xué)功能:耐磨涂料、潤(rùn)滑涂料、7§1-3涂料的發(fā)展歷程1.天然礦物和色素為基礎(chǔ)的原始涂料。2.以油脂和松香為基礎(chǔ)的油性涂料。3.以蟲(chóng)膠、大漆為基礎(chǔ)的天然樹(shù)脂及改性天然樹(shù)脂涂料?!捌帷弊之a(chǎn)生,沿用至今。4.合成樹(shù)脂涂料。5.二戰(zhàn)后的迅速發(fā)展,歷經(jīng)煤炭化工產(chǎn)品為主料,石油化工產(chǎn)品為主料,新型環(huán)保涂料?!?-3涂料的發(fā)展歷程1.天然礦物和色素為基礎(chǔ)的原始涂料。820世紀(jì)以來(lái)涂料涂裝技術(shù)的發(fā)展年代主要涂料品種涂漆方法的發(fā)展特點(diǎn)50年代硝基、醇酸、瀝青手工空氣噴涂、浸涂效率低、危險(xiǎn)、環(huán)境污染大60~70年代氨基、丙烯酸、粉末涂料靜電噴涂、陽(yáng)極電泳、粉末涂裝高效安全、低污染80年代無(wú)溶劑涂料、高固體分面漆、自動(dòng)涂漆、光固化優(yōu)質(zhì)、高效、安全90年代水性底漆、水性閃光漆、高固體分罩光漆水性漆、靜電噴涂、陰極電泳高效、低污染2000以后新型功能涂料、高環(huán)保性涂料全自動(dòng)化涂裝滿(mǎn)足VOC排放規(guī)定,GB18581—2001,GB18582—2001
20世紀(jì)以來(lái)涂料涂裝技術(shù)的發(fā)展年代主要涂料品種涂漆方法的9§1-4涂料工業(yè)的特點(diǎn)1)現(xiàn)代工業(yè)的重要原材料。2)品種繁多組分復(fù)雜。3)原料來(lái)源廣泛。4)易燃易爆有毒危險(xiǎn)品。5)性能考查周期長(zhǎng)。6)涂料與涂裝互相依存?!?-4涂料工業(yè)的特點(diǎn)1)現(xiàn)代工業(yè)的重要原材料。10§1-5涂料工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展涂料的產(chǎn)量和需求一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀態(tài)。2004年全世界的涂料產(chǎn)量為2500萬(wàn)噸,其中美國(guó)的產(chǎn)量為600萬(wàn)噸,占全世界產(chǎn)量的24%,排名世界第一。這也充分顯示了美國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。我們國(guó)家八十年代的涂料產(chǎn)量只有幾十萬(wàn)噸,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,到2004年我國(guó)的涂料產(chǎn)量達(dá)到了300萬(wàn)噸,占全世界產(chǎn)量的12%,首次超過(guò)日本和德國(guó),排名世界第二。改革開(kāi)放30年,我國(guó)已成為了涂料大國(guó)?!?-5涂料工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展涂料的產(chǎn)量和需求一11但是,我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中的國(guó)家,有十三億人口。如果按人均消耗涂料量來(lái)比較,我們和世界的差距就很大了。2004年,我國(guó)的人均消費(fèi)涂料量是2.3kg/a,世界的平均水平是4.0kg/a,而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家人均消費(fèi)量高達(dá)40.0kg/a,差距是明顯的。這種差距不僅表現(xiàn)在數(shù)量上,而且更表現(xiàn)在涂料企業(yè)的規(guī)模上,涂料產(chǎn)品的質(zhì)量上。但是,我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中的國(guó)家,有十三億人口。如果按人均消耗涂12從80年代以來(lái),我國(guó)先后從日本、奧地利、德國(guó)、荷蘭、美國(guó)等國(guó)家引進(jìn)了數(shù)套汽車(chē)涂料生產(chǎn)裝置;經(jīng)由不同渠道從日本、法國(guó)、美國(guó)等引進(jìn)10多條乳膠涂料生產(chǎn)線(xiàn),通過(guò)消化、吸收、創(chuàng)新,使我國(guó)涂料生產(chǎn)再上了一個(gè)新臺(tái)階。在船舶涂料、海洋涂料和防腐蝕涂料方面,丹麥Hempel、英國(guó)IP、挪威Jotuh、英國(guó)伯爵、日本關(guān)西相繼在深、滬、穗、甬、津等地投資設(shè)廠。一些知名的助劑生產(chǎn)商、顏料生產(chǎn)商也紛紛尋找機(jī)會(huì)在華設(shè)廠,如2002德國(guó)拜爾公司在上海建立了聚氨酯固化劑生產(chǎn)線(xiàn)。中國(guó)涂料市場(chǎng)的國(guó)際化促進(jìn)了中國(guó)涂料行業(yè)技術(shù)進(jìn)步,縮短了中高檔涂料產(chǎn)品與國(guó)外的差距,提高了在國(guó)際涂料市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。從80年代以來(lái),我國(guó)先后從日本、奧地利、德國(guó)、132004年全世界涂料企業(yè)銷(xiāo)售額排行榜(前十五位)排名企業(yè)名稱(chēng)產(chǎn)值國(guó)家1AKZONOBEL$59.0億元荷蘭2PPG$48.3億元美國(guó)3ICIGROUP$47.8億元英國(guó)4HENKEL$46.1億元德國(guó)5SHERWIN-WILLIAMS$43.6億元美國(guó)6DUPONT$35.0億元美國(guó)7BASFCOATINGS$22.8億元德國(guó)8VALSSPAR$22.4億元美國(guó)9RPM$20.8億元美國(guó)10SIGMAKKALON$19.2億元荷蘭11NIPPONPINT$16.1億元日本12KANSAIPINT$15.0億元日本13H.B.FULLER$12.8億元美國(guó)14ROHM&HAAS$10.6億元美國(guó)15SIKAAG$9.285億元瑞士2004年全世界涂料企業(yè)銷(xiāo)售額排行榜(前十五位)排名企業(yè)名稱(chēng)142004年我國(guó)涂料行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)銷(xiāo)售額排行榜排名企業(yè)名稱(chēng)工業(yè)銷(xiāo)售產(chǎn)值/億元20042003增長(zhǎng)%1立邦涂料(中國(guó))有限公司14.110.337.792杜邦中國(guó)集團(tuán)有限公司12.49.038.113廊坊立邦涂料有限公司10.47.930.674PPG涂料(天津)有限公司7.36.79.995上海涂料有限公司8.26.525.776中涂化工(上海)有限公司7.25.531.357廣州珠江化工集團(tuán)有限公司7.87.010.798山東樂(lè)化集團(tuán)有限公司7.85.638.329上海國(guó)際油漆有限公司7.45.436.910順德區(qū)華潤(rùn)涂料廠有限公司7.35.532.0411海虹老人牌涂料(昆山)有限公司5.94.921.0212上海關(guān)西涂料化工有限公司5.93.570.5413立邦涂料(廣東)有限公司4.13.614.3414巴斯夫上海涂料有限公司5.45.7-6.1415卜內(nèi)門(mén)太古油(上海)有限公司4.13.227.772004年我國(guó)涂料行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)銷(xiāo)售額排行榜排名企業(yè)名15
世界十大涂料油漆品牌
2006年度最新排名
第一:阿克蘇諾貝爾(荷蘭)
Akzo
Nobel第二:卜內(nèi)門(mén)(英國(guó))
ICI第三:龐貝捷(美國(guó))PPG第四:
杜威(美國(guó))
DOWAY第五:宣威
(美國(guó))Sherwin
Williams第六:杜邦
(美國(guó))Dupont第七:巴斯夫(德國(guó))BASF第八:華仕伯(美國(guó))Valspar第九:漢高(德國(guó))
Henkel第十:式瑪卡龍(荷蘭)SigmaKalon
世界十大涂料油漆品牌
2006年度最新排名16國(guó)內(nèi)涂料企業(yè)的情況20世紀(jì)90年代之前,我國(guó)的涂料工業(yè)是以國(guó)有企業(yè)為主,具有代表性的是所謂的“四大家”:北京紅獅、天津燈塔、上海開(kāi)林、重慶三峽,但是到了90年代以后,就以民營(yíng)、三資和獨(dú)資企業(yè)為主,原有的國(guó)有企業(yè)也大多進(jìn)行了改制。國(guó)內(nèi)涂料企業(yè)的情況20世紀(jì)90年代之前,我國(guó)的涂料工業(yè)是以國(guó)17國(guó)有涂料企業(yè)上市的共有五家,在上市公司的行業(yè)板塊中屬上等板塊之一。它們是天津燈塔涂料股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)燈塔油漆000695)、武漢雙虎涂料集團(tuán)股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)雙虎涂料600885)、西北永新化工股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)西北化工000791)、重慶三峽油漆股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)渝三峽000565)、南京紅太陽(yáng)股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)紅太陽(yáng))這五家公司是我國(guó)國(guó)有涂料企業(yè)的精華之所在,企業(yè)規(guī)模、技術(shù)規(guī)模、技術(shù)水平、盈利能力、管理水平以及企業(yè)文化都有一定的影響力和代表性。目前一些民營(yíng)、三資企業(yè)也逐漸成為上市公司。國(guó)有涂料企業(yè)上市的共有五家,在上市公司的行業(yè)板塊中屬上等板塊18廣東的涂料業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年尤其是近10年的發(fā)展,已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的龍頭老大,產(chǎn)量已占據(jù)全國(guó)總產(chǎn)量的1/3還要多。順德、東莞、深圳、廣州一帶的涂料企業(yè)中有一批已達(dá)到了相當(dāng)?shù)囊?guī)模。有人說(shuō):中國(guó)要出現(xiàn)航空母艦式的涂料企業(yè)集團(tuán),就一定是會(huì)出在珠江三角洲一帶。廣東的涂料業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年尤其是近10年的發(fā)展,已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的龍19§1-6涂料工業(yè)的發(fā)展方向
涂料形態(tài)的四化:水性、高固含、無(wú)溶劑、粉末。涂料制造向管道化、密閉化、連續(xù)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。涂裝技術(shù)上的變革。涂料產(chǎn)品向多樣化、系列化、功能化、半永久化的方向發(fā)展。作業(yè)環(huán)境改觀,三廢污染降到最低。擺脫石油化工原料的依賴(lài)性。無(wú)機(jī)涂料的發(fā)展大,生物油的利用可能大有提高?!?-6涂料工業(yè)的發(fā)展方向涂料形態(tài)的四化:水性、高固含、20第二章涂料的基本性質(zhì)
涂料的形態(tài)特征
涂料的組成與分類(lèi)
涂料的高分子特性
涂料的干燥成膜§2-1涂料的形態(tài)特征重點(diǎn):流變學(xué)基本概念難點(diǎn):非牛頓流體的特征第二章涂料的基本性質(zhì)涂料的形態(tài)特征21一、流變學(xué)基本概念
描述物體在外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)和形變規(guī)律的學(xué)科,稱(chēng)為流變學(xué)。一個(gè)理想固體,在外力作用下產(chǎn)生彈性形變,一旦除去外力,形變又完全恢復(fù)。一個(gè)理想流體,包含液體和氣體,在外力作用下,產(chǎn)生不可逆的形變,除去外力不能恢復(fù)原狀。大多數(shù)液體顯示了介于流體和固體之間的性能,它們或多或少是有彈性而粘稠的,被稱(chēng)為“粘彈體”。涂料就是這種液體。一、流變學(xué)基本概念描述物體在外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)22牛頓型流體中的定量關(guān)系牛頓型流體中的定量關(guān)系23流變學(xué)的三要素剪切應(yīng)力:作用于物體單位面積切線(xiàn)方向上的力。剪切速率:當(dāng)頂板在力F作用下沿切線(xiàn)方向一移動(dòng)時(shí),由于內(nèi)聚力的作用其下層隨之流動(dòng)并傳遞到最底層。粘度:剪切應(yīng)力和剪切速率的比值叫絕對(duì)黏度,是液體流動(dòng)阻力的量度流變學(xué)的三要素剪切應(yīng)力:作用于物體單位面積切線(xiàn)方向上的力。剪24二、流體的主要類(lèi)型液體的流動(dòng)(粘度)特征曲線(xiàn),可以分為牛頓型和非牛頓型1、牛頓型流動(dòng):水、溶劑、一些樹(shù)脂溶液剪切速率D剪切應(yīng)力剪切速率D粘度η二、流體的主要類(lèi)型液體的流動(dòng)(粘度)特征曲線(xiàn),可以分為牛頓型252、非牛頓型流動(dòng):絕大多數(shù)的涂料成品剪切速率D剪切應(yīng)力剪切速率D粘度η剪切速率D粘度η剪切速率D剪切應(yīng)力假塑性流動(dòng)(涂料成品)膨脹型流動(dòng)(色漿研磨)2、非牛頓型流動(dòng):絕大多數(shù)的涂料成品剪切速率D剪切應(yīng)力剪切速263、觸變型流動(dòng)剪切速率D粘度η觸變型涂料的特征:當(dāng)剪切速率增加時(shí),黏度逐步下降,一旦剪切力釋去,黏度又回升.由于初始的結(jié)構(gòu)已破壞,必須經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間才能恢復(fù),因此在任何剪切力下其黏度值均低于未經(jīng)剪切的黏度.液體靜止后形成了一個(gè)封閉的特征曲線(xiàn),其封閉區(qū)域的面積是衡量觸變性能的尺度3、觸變型流動(dòng)剪切速率D粘度觸變型涂料的特征:當(dāng)剪切速率增加274、影響?zhàn)ざ鹊囊蛩販囟?η(T)=Aexp(E/RT)成膜物質(zhì)的濃度:lgη=W/(ka-kbW)溶劑的黏度4、影響?zhàn)ざ鹊囊蛩販囟?η(T)=Aexp(E/RT)285、涂料的流平涂料流平能力和以下因素有關(guān):涂料黏度、表面張力、涂層厚度、涂層波長(zhǎng)、涂層的振幅。動(dòng)力源是表面張力。xa?5、涂料的流平涂料流平能力和以下因素有關(guān):xa?296、涂料的流掛pgX3tV=3η動(dòng)力源是涂料重力。
黏度η對(duì)流平和流掛的作用是相反的,只能調(diào)節(jié)到一個(gè)適中的情況。6、涂料的流掛pgX3tV=3η動(dòng)力源是涂料重力30§2-2涂料組成、分類(lèi)與命名重點(diǎn):涂料的組成,我國(guó)涂料的分類(lèi)和命名。一、涂料的組成(如圖)涂料由主要成膜物質(zhì)、次要成膜物質(zhì)和輔助成膜物質(zhì)組成。主要成膜物質(zhì)和次要成膜物質(zhì)在涂裝施工后將成為固體涂膜,稱(chēng)為固體份;輔助成膜物質(zhì)在涂裝后將揮發(fā)或極少量的殘留,因此稱(chēng)為揮發(fā)份?!?-2涂料組成、分類(lèi)與命名重點(diǎn):涂料的組成,我國(guó)涂料的分31涂料次要成膜物質(zhì)顏料填料增塑劑主要成膜物質(zhì)油料合成樹(shù)脂輔助成膜物質(zhì)各種溶劑水助劑(揮發(fā)份)(固體份)涂料次要成膜物質(zhì)顏料主要成膜物質(zhì)油料輔助成膜物質(zhì)各種溶劑(揮32或簡(jiǎn)單劃分:涂料的組成成膜物質(zhì)顏料溶劑助劑或簡(jiǎn)單劃分:涂料的組成成膜物質(zhì)顏料溶劑助劑331、主要成膜物質(zhì):自身能形成致密涂膜的物質(zhì),是涂料中不可缺少的成分,涂膜的性質(zhì)主要由它所決定,又稱(chēng)為基料。涂膜中的高分子化合物??勺鳛橥苛铣赡の镔|(zhì)的品種很多,主要可分為轉(zhuǎn)化型和非轉(zhuǎn)化型兩大類(lèi)。轉(zhuǎn)化型涂料成膜物主要有干性油和半干性油,雙組分的氨基樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、熱固型丙烯酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等等。非轉(zhuǎn)化型涂料成膜物主要有硝化棉、氯化橡膠、瀝青、改性松香樹(shù)脂、熱塑型丙烯酸樹(shù)脂、乙酸乙烯樹(shù)脂等。1、主要成膜物質(zhì):342、次要成膜物質(zhì):自身不能形成完整的涂膜,但能與主要成膜物質(zhì)一起參與成膜,賦予涂膜色彩或某種功能,也能改變涂膜的物理力學(xué)性能。次要成膜物質(zhì)包括顏料、填料、功能性添加劑。顏料是分散在漆料中的固體微粒,可以使涂料呈現(xiàn)出豐富的顏色,使涂料具有一定的遮蓋力,并且具有增強(qiáng)涂膜機(jī)械性能和耐久性的作用。填料也叫體質(zhì)顏料,基本不具有遮蓋力,主要起填充作用,增加涂膜的厚度和機(jī)械性能,可以降低涂料成本。常用填料有滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化硅等。2、次要成膜物質(zhì):自身不能形成完整的涂膜,但能與353、輔助成膜物質(zhì)
包括溶劑、稀釋劑和助劑,用于幫助涂料在制造、儲(chǔ)存、施工過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)某一性能具有專(zhuān)門(mén)作用。溶劑:除了少數(shù)無(wú)溶劑涂料和粉末涂料外,溶劑是涂料不可缺少的組成部分。一般常用有機(jī)溶劑主要有脂肪烴、芳香烴、醇、酯、酮、鹵代烴、萜烯等等。溶劑在涂料中所占比重大多在50%左右。溶劑的主要作用是溶解和稀釋成膜物,使涂料在施工時(shí)易于形成比較完美的漆膜。溶劑在涂料施工結(jié)束后,一般都揮發(fā)至大氣中,很少殘留在漆膜里。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),涂料中的溶劑既是對(duì)環(huán)境的極大污染,也是對(duì)資源的很大浪費(fèi)。所以,現(xiàn)代涂料行業(yè)正在努力減少溶劑的使用量。稀釋劑:也是有機(jī)溶劑,但對(duì)涂料成摸物質(zhì)的溶解性較弱,主要是降低涂料的粘度,僅在涂料施工前使用。3、輔助成膜物質(zhì)包括溶劑、稀釋劑和助劑,用于幫助36助劑:又叫添加劑,它為涂料提供所需的性質(zhì)。其作用是對(duì)涂料或涂膜的某一特定方面的性能起改進(jìn)作用。因此,助劑的使用是根據(jù)涂料和涂膜的不同要求而決定的?,F(xiàn)代涂料助劑主要有四大類(lèi)的產(chǎn)品:(1)對(duì)涂料生產(chǎn)過(guò)程發(fā)生作用的助劑,如消泡劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、乳化劑等。(2)對(duì)涂料儲(chǔ)存過(guò)程發(fā)生作用的助劑,如防沉劑、穩(wěn)定劑、分散劑、防結(jié)皮劑等。(3)對(duì)涂料施工過(guò)程起作用的助劑,如流平劑、消泡劑、催干劑、防流掛劑等。(4)對(duì)涂膜性能產(chǎn)生作用的助劑,如增塑劑、消光劑、阻燃劑、防霉劑等。助劑:又叫添加劑,它為涂料提供所需的性質(zhì)。其作用是對(duì)涂料或涂37二、涂料的分類(lèi)與名稱(chēng)1、涂料的分類(lèi)方法(1)按涂料形態(tài)分類(lèi):溶劑型涂料、高固體分涂料、無(wú)溶劑型涂料、水性涂料、粉末涂料等。(2)按涂料用途分類(lèi):建筑涂料、工業(yè)涂料和維護(hù)涂料??梢约?xì)分為具體使用對(duì)象,如內(nèi)墻涂料,汽車(chē)涂料等。(3)按成膜工序分類(lèi):底漆、膩?zhàn)?、中涂、面漆、罩光漆等。?)按涂膜功能分類(lèi):裝飾漆、防銹漆、防腐漆、絕緣漆、耐高溫涂料、導(dǎo)電涂料等。二、涂料的分類(lèi)與名稱(chēng)1、涂料的分類(lèi)方法38(5)按成膜機(jī)理分類(lèi):轉(zhuǎn)化型涂料和非轉(zhuǎn)化型涂料。非轉(zhuǎn)化型涂料是熱塑性涂料,包括揮發(fā)性涂料、熱塑性粉末涂料、乳膠漆等;非轉(zhuǎn)化型基料是分子量較高的聚合物,可以溶解在溶劑中或分散在分散介質(zhì)中,施涂之后,溶劑或分散介質(zhì)揮發(fā),基料就在底材上形成連續(xù)而均勻的涂膜。非轉(zhuǎn)化型涂料大多為揮發(fā)型涂料。轉(zhuǎn)化型涂料包括氣干性涂料、固化劑固化涂料、烘漆(烤漆)、輻射固化涂料等。轉(zhuǎn)化型基料在成膜之前處于未聚合或部分聚合的狀態(tài),施涂之后,通過(guò)化學(xué)(聚合)反應(yīng)而形成固態(tài)的涂膜,如油脂和油基樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂及有機(jī)硅樹(shù)脂等。(5)按成膜機(jī)理分類(lèi):轉(zhuǎn)化型涂料和非轉(zhuǎn)化型涂料。39(6)按照顏色或所含主要顏料分類(lèi):特黑漆、紅丹漆、鋁粉漆、變色龍涂料等。(7)按主要成膜物質(zhì)分類(lèi):我國(guó)按主要成膜物質(zhì)分類(lèi),將涂料共分成18類(lèi),其中第18類(lèi)為涂料輔助材料(如下表)。該分類(lèi)法是原國(guó)家化學(xué)工業(yè)部于1967年初定的,后經(jīng)1975和1992年的兩次修訂。涂料產(chǎn)品分類(lèi)方法正在進(jìn)行修訂,隨著我國(guó)涂料生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化分工越來(lái)越細(xì),無(wú)污染、節(jié)能源、環(huán)保型、多功能涂料相繼問(wèn)世同時(shí),世界經(jīng)濟(jì)的一體化,也要求統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)必須與國(guó)際接軌。(6)按照顏色或所含主要顏料分類(lèi):特黑漆、紅丹漆、鋁粉漆、變40涂料類(lèi)別與代號(hào)序號(hào)代號(hào)涂料類(lèi)別序號(hào)代號(hào)涂料類(lèi)別序號(hào)代號(hào)涂料類(lèi)別1Y油性樹(shù)脂7Q硝基纖維素13H環(huán)氧樹(shù)脂2T天然樹(shù)脂8M纖維素14S聚氨酯3F酚醛樹(shù)脂9G過(guò)氧乙烯樹(shù)脂15W元素有機(jī)聚合物4L瀝青10X乙烯基樹(shù)脂16J橡膠5C醇酸樹(shù)脂11B丙烯酸樹(shù)脂17E其他6A氨基樹(shù)脂12Z聚酯樹(shù)脂18輔助材料涂料類(lèi)別與代號(hào)序號(hào)代號(hào)序號(hào)代號(hào)序號(hào)代號(hào)1Y油性樹(shù)脂7Q硝基纖41輔助材料分類(lèi)序號(hào)代號(hào)名稱(chēng)序號(hào)代號(hào)名稱(chēng)1X稀釋劑4T脫漆劑2F防潮劑5H固化劑3G催干劑輔助材料分類(lèi)422、涂料的標(biāo)準(zhǔn)命名為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),在涂料命名時(shí),除了粉末涂料外仍采用“漆”一詞。各涂料品種也稱(chēng)為漆,在統(tǒng)稱(chēng)時(shí)仍用“涂料”一詞。涂料命名原則規(guī)定如下:(1)全名=顏料或顏色名稱(chēng)+成膜物質(zhì)名稱(chēng)+基本名稱(chēng)。(若顏料對(duì)漆膜性能起顯著作用,則用顏料名稱(chēng)代替顏色名稱(chēng)),如:鐵紅醇酸瓷漆。(2)對(duì)于某些有專(zhuān)業(yè)用途及特性的產(chǎn)品,必要時(shí)在成膜物質(zhì)后面加以闡明,如:銀白丙烯酸汽車(chē)修補(bǔ)漆。2、涂料的標(biāo)準(zhǔn)命名為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),在涂料命43(3)基本名稱(chēng)編號(hào)原則
涂料基本名稱(chēng)編號(hào)原則是采用00-99二位數(shù)字來(lái)表示。00-O9代表基本品種;10-19代表美工漆;20-29代表輕工用漆;30-39代表絕緣漆;40-49代表船舶漆;50-59代表防腐蝕漆等等。(3)基本名稱(chēng)編號(hào)原則44代號(hào)基本名稱(chēng)代號(hào)基本名稱(chēng)00清油31(覆蓋)絕緣漆01清漆32絕緣(磁烘)漆02厚漆33粘合絕緣漆03調(diào)和漆34漆包線(xiàn)漆04磁漆35硅鋼片漆05烘漆36電容器漆06底漆37電阻漆、電容器漆07膩?zhàn)?8半導(dǎo)體漆08水溶漆、乳膠漆40防污漆、防蛆漆09大漆41水線(xiàn)漆代號(hào)基本名稱(chēng)代號(hào)基本名稱(chēng)00清油31(覆蓋)絕緣漆01清漆345代號(hào)基本名稱(chēng)代號(hào)基本名稱(chēng)10錘紋漆42甲板漆、甲板防滑漆11皺紋漆43船殼漆12裂紋漆44船底漆13晶紋漆50耐酸漆14透明漆51耐減漆20鉛筆漆52防腐漆22木器漆53防銹漆23罐頭漆54耐油漆30(浸漬)絕緣漆55耐水漆代號(hào)基本名稱(chēng)代號(hào)基本名稱(chēng)10錘紋漆42甲板漆、甲板防滑漆1146代號(hào)基本名稱(chēng)代號(hào)基本名稱(chēng)60防火漆81魚(yú)網(wǎng)漆61耐熱漆82鍋爐漆62變色漆83煙囪漆63涂布漆84黑板漆64可剝漆85調(diào)色漆65粉末涂料86標(biāo)志漆、線(xiàn)路漆66感光涂料98膠液80地板漆99其他代號(hào)基本名稱(chēng)代號(hào)基本名稱(chēng)60防火漆81魚(yú)網(wǎng)漆61耐熱漆82鍋47§2-3涂料的高分子特性重點(diǎn):高分子的基本概念難點(diǎn):涂料高分子聚合反應(yīng)
涂料的主要成膜物質(zhì)(油、樹(shù)脂)是由具有一定聚合度的高分子化合物組成的,經(jīng)過(guò)干燥(固化)形成高分子基的薄膜復(fù)合材料。高分子的基本概念內(nèi)容:高分子化合物的基本特征聚合反應(yīng)
§2-3涂料的高分子特性重點(diǎn):高分子的基本概念48高分子材料
功能高分子是指在高分子主鏈和側(cè)枝上帶有反應(yīng)性功能基團(tuán),并具有可逆或不可逆的物理功能或化學(xué)活性的一類(lèi)高分子塑料橡膠纖維涂料膠粘劑功能高分子產(chǎn)量最大,與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生活關(guān)系密切,故稱(chēng)為“三大合成材料”膠粘劑是指具有良好的粘合性能,可將兩種相同或不相同的物體粘接在一起的連接材料高分子材料功能高分子是指在高分子主鏈和側(cè)枝上帶49一、高分子的基本概念一個(gè)大分子往往是由許多相同的、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接而成。例如:聚苯乙烯合成聚合物的起始原料稱(chēng)為單體(Monomer)在大分子鏈中出現(xiàn)的以單體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的原子團(tuán)稱(chēng)為結(jié)構(gòu)單元(Structureunit)縮寫(xiě)成一、高分子的基本概念一個(gè)大分子往往是由許多50n表示重復(fù)單元數(shù),也稱(chēng)為鏈節(jié)數(shù),在此等于聚合度聚合度(Degreeofpolymerization),是衡量高分子大小的一個(gè)指標(biāo)。有兩種表示法:以大分子鏈中的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目表示,記作:以大分子鏈中的重復(fù)單元數(shù)目表示,記作:結(jié)構(gòu)單元=單體單元=重復(fù)單元=鏈節(jié)結(jié)構(gòu)單元有時(shí)也稱(chēng)為單體單元(Monomerunit)重復(fù)單元(Repeatingunit),鏈節(jié)(Chainelement)n表示重復(fù)單元數(shù),也稱(chēng)為鏈節(jié)數(shù),在此等于聚合度結(jié)構(gòu)單元=51式中:M是高分子的分子量M0是結(jié)構(gòu)單元的分子量由聚合度可計(jì)算出高分子的分子量:
式中:由聚合度可計(jì)算出高分子的分子量:52
由一種單體聚合而成的高分子稱(chēng)為均聚物。
由兩種或兩種以上的單體聚合而成的高分子則稱(chēng)為共聚物。由一種單體聚合而成的高分子稱(chēng)為均聚物。53二、高分子化合物的基本特征分子量大是高分子的根本性質(zhì),其許多特殊性質(zhì)都與之有關(guān),如高分子的溶液性質(zhì):難溶,甚至不溶溶液粘度比同濃度的小分子高得多分子之間的作用力大,只有液態(tài)和固態(tài),不能汽化固體聚合物具有一定的力學(xué)強(qiáng)度1、分子量大二、高分子化合物的基本特征分子量大是高分子的根本性質(zhì),其許54高分子的強(qiáng)度與分子量密切相關(guān)一般高分子的分子量在104~106范圍超高分子量的聚合物的分子量高達(dá)106以上AC強(qiáng)度聚合度B高分子的強(qiáng)度與分子量密切相關(guān)一般高分子的分子量在104~552.分子量具有多分散性什么是分子量的多分散性(Polydispersity)?高分子不是由單一分子量的化合物所組成
即使是一種“純粹”的高分子,也是由化學(xué)組成相同、分子量不等、結(jié)構(gòu)不同的同系聚合物的混合物所組成。這種高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、參差不齊)的特性,就稱(chēng)為分子量的多分散性。因此應(yīng)注意:
一般測(cè)得的高分子的分子量都是平均分子量。聚合物的平均分子量相同,但分散性不一定相同2.分子量具有多分散性什么是分子量的多分散性(Polydi563、平均分子量的表示方法
數(shù)均分子量(Number-averagemolecularweight)按聚合物中含有的分子數(shù)目統(tǒng)計(jì)平均的分子量高分子樣品中所有分子的總重量除以其分子(摩爾)總數(shù)式中,Wi,Ni,Mi分別為i-聚體的重量、分子數(shù)、分子量
i=1-∞數(shù)均分子量是通過(guò)依數(shù)性方法(冰點(diǎn)降低法、沸點(diǎn)升高法、滲透壓法、蒸汽壓法)和端基滴定法測(cè)定3、平均分子量的表示方法按聚合物中含有的分子數(shù)目統(tǒng)計(jì)平均的分57式中符號(hào)意義同前測(cè)定方法:光散射法重均分子量(Weight-averagemolecularweight)是按照聚合物的重量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均的分子量i-聚體的分子量乘以其重量分?jǐn)?shù)的加和重均分子量(Weight-averagemolecula58
對(duì)于一定的聚合物-溶劑體系,其特性粘度[η]和分子量的關(guān)系如下:一般,α值在0.5~0.9之間,故Mark-Houwink方程K,α方程K,α是與聚合物、溶劑有關(guān)的常數(shù)粘均分子量(Viscosity-averagemolecularweight)對(duì)于一定的聚合物-溶劑體系,其特性粘度[η59
舉例:設(shè)一聚合物樣品,其中分子量為104的分子有10mol,分子量為105的分子有5mol,求分子量舉例:設(shè)一聚合物樣品,其中分子量為104的分子有10m60討論:Mw>Mv>Mn,Mv略低于MwMn靠近聚合物中低分子量的部分,即低分子量部分對(duì)Mn影響較大Mw靠近聚合物中高分子量的部分,即高分子量部分對(duì)Mw影響較大一般用Mw來(lái)表征聚合物比Mn更恰當(dāng),因?yàn)榫酆衔锏男阅苋鐝?qiáng)度、熔體粘度更多地依賴(lài)于樣品中較大的分子討論:Mw>Mv>Mn,Mv略低于Mw614、高分子分子量多分散性的表示方法單獨(dú)一種平均分子量不足以表征聚合物的性能,還需要了解分子量多分散性的程度以分子量分布指數(shù)表示即重均分子量與數(shù)均分子量的比值,Mw/Mn
Mw/Mn
分子量分布情況1均一分布接近1(1.5~2)分布較窄
遠(yuǎn)離1(20~50)分布較寬
4、高分子分子量多分散性的表示方法62以分子量分布曲線(xiàn)表示將高分子樣品分成不同分子量的級(jí)分,這一實(shí)驗(yàn)操作稱(chēng)為分級(jí)高聚物的分子量分布曲線(xiàn)以被分離的各級(jí)分的重量分率對(duì)平均分子量作圖,得到分子量重量分率分布曲線(xiàn)??赏ㄟ^(guò)曲線(xiàn)形狀,直觀判斷分子量分布的寬窄。分級(jí)的實(shí)驗(yàn)方法
逐步沉淀分級(jí)逐步溶解分級(jí)GPC(凝膠滲透色譜〕重量分率平均分子量以分子量分布曲線(xiàn)表示高聚物的分子量分布曲線(xiàn)以被分離的各635、分子量分布是影響聚合物性能的重要因素分子量過(guò)高的部分使聚合物強(qiáng)度增加低分子量部分使聚合物強(qiáng)度降低不同用途的聚合物應(yīng)有其合適的分子量分布
涂料樹(shù)脂的分子量分布宜窄
5、分子量分布是影響聚合物性能的重要因素64(1)高分子的鏈結(jié)構(gòu)高分子鏈的幾何形狀大致有三種:
線(xiàn)形支鏈形體形6、高分子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜
主線(xiàn)上帶有側(cè)枝,有的是聚合中自然形成的支鏈,有的是人為的通過(guò)反應(yīng)接枝上去的。可溶解在適當(dāng)溶劑中,加熱可以熔融。線(xiàn)形或支鏈形高分子間以化學(xué)鍵交聯(lián)而成一個(gè)整體。交聯(lián)程度淺的,受熱可軟化,適當(dāng)溶劑可溶脹。交聯(lián)程度深的,既不溶解,又不熔融。長(zhǎng)鏈可能比較伸展,也可能卷曲成團(tuán),一般為無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)。適當(dāng)溶劑可溶解,加熱可以熔融。(1)高分子的鏈結(jié)構(gòu)6、高分子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜主線(xiàn)上帶65序列結(jié)構(gòu)具有取代基的乙烯基單體可能存在頭-尾或頭-頭或尾-尾連接
高分子鏈的微結(jié)構(gòu)復(fù)雜在高分子鏈中,結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成相同時(shí),連接方式和空間排列也會(huì)不同頭-尾結(jié)構(gòu)頭-頭、尾-尾結(jié)構(gòu)有取代基的碳原子為頭,無(wú)取代基的碳原子為尾序列結(jié)構(gòu)高分子鏈的微結(jié)構(gòu)復(fù)雜在高分子鏈中,結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)66
立體異構(gòu)
當(dāng)高分子鏈中含有不對(duì)稱(chēng)碳原子時(shí),則會(huì)形成立體異構(gòu)體連有四個(gè)不相同的原子或基團(tuán)的碳原子稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)碳原子立體異構(gòu)連有四個(gè)不相同的原子或基團(tuán)的碳原子稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)碳原子67順?lè)串悩?gòu)大分子鏈中存在雙鍵時(shí),會(huì)存在順、反異構(gòu)體
分子鏈中的結(jié)構(gòu)差異,對(duì)聚合物的性能影響很大。順式(天然橡膠)反式(古塔波膠)順?lè)串悩?gòu)分子鏈中的結(jié)構(gòu)差異,對(duì)聚合物的68(2)高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)指高聚物材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),即高分子鏈與鏈之間的排列和堆砌結(jié)構(gòu)。涂料高分子是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)非晶態(tài)高聚物的分子鏈處于無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)狀態(tài),這種纏結(jié)、混雜的狀態(tài)存在著一定程度的有序非晶態(tài)高分子沒(méi)有熔點(diǎn),在比容-溫度曲線(xiàn)上有一轉(zhuǎn)折點(diǎn),此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,用Tg表示。(2)高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)指高聚物材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),即高分69非晶態(tài)高聚物的溫度比容曲線(xiàn)溫度比容TgTf
溫度
形變
玻璃態(tài)
高彈態(tài)
粘流態(tài)非晶態(tài)高聚物的溫度形變曲線(xiàn)玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,Tg粘流溫度,Tf非晶態(tài)高聚物的溫度比容曲線(xiàn)溫度比容TgTf溫度70(3)高分子化合物的命名以單體名稱(chēng)為基礎(chǔ),在前面加“聚”字乙烯丙烯氯乙烯甲基丙烯酸甲酯聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯取單體簡(jiǎn)名,在后面加“樹(shù)脂”二字如苯酚甲醛酚醛樹(shù)脂尿素甲醛脲醛樹(shù)脂
(3)高分子化合物的命名以單體名稱(chēng)為基礎(chǔ),在前面加“聚”字71聚酰胺聚酯聚氨酯聚醚
以高分子鏈的結(jié)構(gòu)特征命名聚酰胺聚酯聚氨酯聚醚以高分72三、聚合反應(yīng)由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)稱(chēng)為聚合反應(yīng)一、按反應(yīng)機(jī)理分類(lèi):連鎖聚合、逐步聚合連鎖聚合反應(yīng)(ChainPolymerization)也稱(chēng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng),反應(yīng)需要活性中心。
反應(yīng)中一旦形成單體活性中心,就能很快傳遞下去,瞬間形成高分子。平均每個(gè)大分子的生成時(shí)間很短(零點(diǎn)幾秒到幾秒)三、聚合反應(yīng)由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)稱(chēng)為聚合反應(yīng)73自由基聚合:活性中心為自由基陽(yáng)離子聚合:活性中心為陽(yáng)離子陰離子聚合:活性中心為陰離子配位離子聚合:活性中心為配位離子聚合過(guò)程由鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈終止幾步基元反應(yīng)組成,各步反應(yīng)速率和活化能差別很大反應(yīng)體系中只存在單體、聚合物和微量引發(fā)劑進(jìn)行連鎖聚合反應(yīng)的單體主要是烯類(lèi)、二烯類(lèi)化合物根據(jù)活性中心不同,連鎖聚合反應(yīng)又分為:自由基聚合:活性中心為自由基聚合過(guò)程由鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈終止74逐步聚合(StepPolymerization)在低分子轉(zhuǎn)變成聚合物的過(guò)程中反應(yīng)是逐步進(jìn)行的反應(yīng)早期,單體很快轉(zhuǎn)變成二聚體、三聚體、四聚體等中間產(chǎn)物,以后反應(yīng)在這些低聚體之間進(jìn)行聚合體系由單體和分子量遞增的中間產(chǎn)物所組成大部分的縮聚反應(yīng)(反應(yīng)中有低分子副產(chǎn)物生成)都屬于逐步聚合,兩種聚合機(jī)理的區(qū)別:主要反映在平均每一個(gè)分子鏈增長(zhǎng)所需要的時(shí)間上逐步聚合(StepPolymerization)兩種聚合機(jī)75加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)加聚反應(yīng)(AdditionPolymerization)單體加成而聚合起來(lái)的反應(yīng)稱(chēng)為加聚反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物稱(chēng)為加聚物。其特征是:加聚反應(yīng)往往是烯類(lèi)單體鍵加成的聚合反應(yīng),無(wú)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征,多是碳鏈聚合物加聚物的元素組成與其單體相同,僅電子結(jié)構(gòu)有所改變加聚物分子量是單體分子量的整數(shù)倍二、按結(jié)構(gòu)變化分類(lèi)加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)二、按結(jié)構(gòu)變化分類(lèi)76縮聚反應(yīng)(CondensationPolymerization)是縮合反應(yīng)多次重復(fù)結(jié)果形成聚合物的過(guò)程兼有縮合出低分子和聚合成高分子的雙重含義反應(yīng)產(chǎn)物稱(chēng)為縮聚物。其特征是:縮聚反應(yīng)通常是官能團(tuán)間的聚合反應(yīng)反應(yīng)中有低分子副產(chǎn)物產(chǎn)生,如水、醇、胺等縮聚物中往往留有官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征,如-OCO--NHCO-,故大部分縮聚物都是雜鏈聚合物縮聚物的結(jié)構(gòu)單元比其單體少若干原子,故分子量不再是單體分子量的整數(shù)倍縮聚反應(yīng)(CondensationPolymerizati77§2-4涂料的干燥成膜重點(diǎn):掌握涂料的成膜過(guò)程。掌握涂料固化的方法。了解涂料烘干設(shè)備。§2-4涂料的干燥成膜重點(diǎn):78一、涂料的成膜過(guò)程(一)熱塑性涂料成膜1、液態(tài)溶劑型熱塑性涂料(1)成膜機(jī)理:液體涂膜中的溶劑揮發(fā),主要成膜物質(zhì)成團(tuán)、互相纏繞、粘結(jié),并包覆顏料形成固體涂膜。(2)影響成膜速度的因素:溶劑的揮發(fā)速率、溫度、環(huán)境氣壓等。(3)屬于液態(tài)溶劑型的熱塑性涂料:肖基纖維素涂料、熱塑性丙烯酸涂料、乳膠漆等
熱固性(體形分子)熱塑性(線(xiàn)形、枝鏈形分子)涂膜一、涂料的成膜過(guò)程(一)熱塑性涂料成膜熱固性(體形分792、熱塑性粉末涂料(1)成膜機(jī)理:均勻吸附在工件表面的粉末涂料,經(jīng)過(guò)高溫(200℃左右)熔融,主要成膜物質(zhì)在液體狀態(tài)下包覆顏料,在溫度降低時(shí)凝固形成連續(xù)的涂膜。(2)影響成膜速度的因素:樹(shù)脂的熔點(diǎn)、溫度變化等。2、熱塑性粉末涂料(1)成膜機(jī)理:均勻吸附在工件表面的粉末涂80(二)熱固性涂料
熱固性液態(tài)涂料:伴隨著溶劑揮發(fā)熱固性粉末涂料:粉末先熔融后固化成膜機(jī)理有3種:縮合型涂料氧化聚合型涂料加聚聚合型涂料(二)熱固性涂料811、縮合型涂料成膜機(jī)理:通過(guò)不同成分的官能團(tuán)產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng),逐步聚合形成高分子涂膜,有時(shí)伴隨小分子物質(zhì)析出。影響成膜速度的因素:官能團(tuán)數(shù)目、溫度、催化劑。屬于縮合型熱固性涂料:醇酸涂料(烘烤型)、聚酯涂料、聚氨酯涂料、環(huán)氧涂料、氨基涂料等。1、縮合型涂料822、氧化聚合型涂料成膜機(jī)理:共厄雙鍵在空氣中氧化并聚合。影響成膜速度的因素:涂膜厚度、成膜物雙鍵數(shù)目、催干劑。屬于氧化聚合型熱固性涂料:油基涂料、醇酸涂料。3、加聚聚合型涂料成膜機(jī)理:在引發(fā)劑作用下形成活性中心,導(dǎo)致成膜物的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。影響成膜速度的因素:引發(fā)劑、樹(shù)脂濃度。屬于聚合型熱固性涂料:不飽和樹(shù)脂涂料、光固化涂料、電子束固化涂料。2、氧化聚合型涂料83二、涂膜干燥(固化)方式自然干燥(在常溫下干燥,俗稱(chēng)自干)固化(干燥)
加熱固化電子束照射紫外線(xiàn)照射
照射固化
低溫(100℃以下)烘干
高溫(>150℃)烘干
中溫(100~150℃)烘干
電加熱紅外線(xiàn)加熱內(nèi)燃機(jī)加熱蒸汽加熱二、涂膜干燥(固化)方式自然干燥(在常溫下干燥,俗稱(chēng)自干)84以天然油脂為主要成膜物質(zhì)的涂料。通常與樹(shù)脂混合以提高性能,樹(shù)脂包括天然樹(shù)脂、人造樹(shù)脂、合成樹(shù)脂。本章只介紹油、天然樹(shù)脂、人造樹(shù)脂。合成樹(shù)脂性能優(yōu)異,品種多樣,更主要不是用于油基涂料,以后單獨(dú)介紹。第三章油基涂料以天然油脂為主要成膜物質(zhì)的涂料。第三章油基涂料85§3-1油及其干燥機(jī)理教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):干性油的成膜機(jī)理
一、油的組成及其種類(lèi)與特征1、油的組成油的主要成分是甘油三脂肪酸酯(簡(jiǎn)稱(chēng)甘油三酸酯):O║CH2—O—C—R1O
║CH—O—C—R2O║CH2—O—C—R3R1、R2、R3是脂肪酸的烴基部分,Rcoo—是脂肪酸基,為官能團(tuán)。油中還有其它少量有害雜質(zhì)?!?-1油及其干燥機(jī)理86(1)、脂肪酸(基)鏈?zhǔn)揭辉袡C(jī)酸,有飽和與不飽之分。在甘油三酸酯中的脂肪酸基中,碳原子最低為六碳酸,最高為二十四碳酸,而大多數(shù)含有14—18個(gè)碳原子,并以18碳占絕大多數(shù)。其碳原子數(shù)均為偶數(shù),且指肪酸烴基碳鏈大多為直鏈,鍵角108度29分,為碳原子空間正四面體的夾角,碳鏈排列呈“之”字,分子間相互牽連結(jié)合,有較好的彈性和伸縮性,在外力作用下可改變其形狀而不會(huì)斷鏈。所以固化成膜后,含有油多的漆膜柔韌性好。(1)、脂肪酸(基)87(2)、甘油三酸酯:自然界中常為多中脂肪酸組成的混合甘油酯。若一中甘油酯中含有5種脂肪酸,則通過(guò)排列組合可以構(gòu)成多少種油?答:(C52×C51+C51×C51)=75(種)由于不同脂肪酸的結(jié)構(gòu)不同,其性能各異,因此混合甘油酯的存在比單一甘油酯存在的涂料會(huì)有更好的性能。實(shí)際生產(chǎn)中往往采用多種植物油混合制漆,以取長(zhǎng)補(bǔ)短。(2)、甘油三酸酯:882、油的種類(lèi)植物油中不飽和脂肪酸的含量越多,不飽和脂肪酸中所含雙鍵數(shù)越多,活化能力越強(qiáng),氧化成膜就越快,干性越好。涂料工業(yè)用植物油,按其干燥性能、據(jù)其碘值大小可以分為干性油、半干性油、不干性油三大類(lèi)。2、油的種類(lèi)89(1)、干性油碘值在140以上,油分子中平均雙鍵數(shù)超過(guò)6個(gè)。它們?cè)诳諝庵芯湍鼙谎趸稍?,所成油膜(涂膜)幾乎不溶于有機(jī)溶劑,加熱不軟化的。常用的干性油有桐油、亞麻油、梓油和蘇籽油。(1)、干性油90桐油(中國(guó)特產(chǎn))主要成分:十八碳三烯酸。制漆成膜優(yōu)點(diǎn):質(zhì)硬\經(jīng)過(guò)日曬不易失光粉化。缺點(diǎn):彈性低,不適應(yīng)溫度變化,容易早期破裂。還存在抗氣性問(wèn)題,一般認(rèn)為是α-桐油轉(zhuǎn)化為β-桐油所致,解決辦法是迅速加熱到260℃以上并迅速冷卻.
桐油(中國(guó)特產(chǎn))主要成分:十八碳三烯酸。91
梓油(中\(zhòng)日,特產(chǎn))由烏桕樹(shù)籽榨制而成由精制梓油制成的漆顏色淺,不易泛黃與桐油合用可以克服桐油的起霜性.梓油(中\(zhòng)日,特產(chǎn))92
亞麻油主要成分是亞麻酸和亞油酸,即非共軛十八碳三烯酸和二烯酸。碘值在175—205之間。因?yàn)楦稍飼r(shí)非共軛雙鍵要先向共軛雙鍵轉(zhuǎn)化所以干燥時(shí)間較桐油慢,但是沒(méi)有桐油起皺的弊病。由于亞麻酸含量大,因此涂膜泛黃性大,不宜制造白漆和淺色漆。又因含磷脂、膠質(zhì)和色素比較多,故須精制而后用。一般要聚合后與桐油并用,否則會(huì)產(chǎn)生干燥不好,干后發(fā)粘的缺點(diǎn)。亞麻油93(2)半干性油分子中平均雙鍵數(shù)在4~6個(gè)之間,碘值在100~140g以上。干燥成膜速度較干性油慢。如豆油、葵花油、棉子油等。(2)半干性油分子中平均雙鍵數(shù)在4~6個(gè)之間,94豆油它是產(chǎn)量最大,用量最多的半干性油,盛產(chǎn)于中國(guó)東北。其脂肪酸中主要是51%的亞油酸,25%的油酸及9%的亞麻酸,碘值在120到141之間。由于亞麻酸的含量小,所以泛黃性小,適合于造白漆和淺色漆,磷脂為主要雜質(zhì)(1—3%)。一般采用與部分桐油并用,或熬煉成聚合油做油基漆,更主要是用于生產(chǎn)短油度的醇酸樹(shù)脂。豆油95葵花油
主要含52%亞油酸,29%油酸,性質(zhì)與豆油相仿。棉籽油含40%亞油酸,24%油酸,29%棕櫚酸。成膜后硬度低,機(jī)械強(qiáng)度差,常用于氧化干燥的烘干耐熱漆成分。葵花油96(3)不干性油碘值在100以下,平均雙鍵數(shù)少于4個(gè)。在空氣中不能氧化干燥成膜。如:蓖麻油、椰子油、米糠油等。(3)不干性油97蓖麻油由蓖麻籽榨得,主要成份是蓖麻油酸占87%,因?yàn)楹辛u基,所以溶于乙醇(特征),又因羥基中氫鍵的締合作用而粘度較大,比一般植物油約大8—10倍。在酸性催化劑存在下,脂肪酸鏈上的羥基與鄰近碳原子上的氫原子脫去一分子水形成雙鍵,成為具有共軛或非共軛二烯的不飽和酸,成為一種性能優(yōu)異的干性油。蓖麻油主要用于制造不干性醇酸樹(shù)脂在揮發(fā)性涂料中應(yīng)用,脫水蓖麻油常用于生產(chǎn)自干性醇酸樹(shù)脂和油基漆,以及環(huán)氧酯絕緣涂料等。蓖麻油983、油的特性油的組成受氣候、產(chǎn)地的影響,還受榨取方法、提煉工藝、儲(chǔ)存條件的影響。因而單一檢驗(yàn)難定其性,須同時(shí)測(cè)定幾種特性才能得出可靠的結(jié)果。3、油的特性99油的特性(1)顏色、氣味及外觀(2)密度(3)折光指數(shù)(折射率)(4)粘度(5)酸值(6)碘值(7)皂化值與酯值(8)不皂化物(9)熱析物(10)溶解度油的特性(1)顏色、氣味及外觀100顏色、氣味及外觀油的外觀應(yīng)為清澈透明的淺黃色至棕紅色液體。顏色太深則用途受到限制。在醇酸樹(shù)脂中要求油的顏色小于5而絕不超過(guò)8。每種油有其獨(dú)特的氣味,酸敗后的油具有濃厚的氣味,并呈現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。這是對(duì)油的初步檢驗(yàn)。顏色、氣味及外觀101密度各種油在一定的溫度下都有一定的密度范圍,但相差很小,一般都在0.9—0.94之間,可以用測(cè)密度發(fā)判斷油的品種及純度。脂肪酸的碳鏈越長(zhǎng),密度則越小;不飽和度增加,則密度上升。密度102折光指數(shù)(折射率)每種油都有固定的折光指數(shù)。油中脂肪酸不飽和度增加則折光指數(shù)上升,反之下降,而共軛酸的折光指數(shù)高于非共軛酸。若油類(lèi)經(jīng)氧化聚合后折光指數(shù)亦上升。一般油的折光指數(shù)在1.4—1.6之間。折光指數(shù)(折射率)103粘度大多數(shù)植物油在室溫下粘度是相近的,桐油因其共軛三烯酸的結(jié)構(gòu),粘度較高。蓖麻油因含有羥基,粘度特別高。油經(jīng)過(guò)氧化聚合后,分子量增大,粘度將上升。粘度104酸值每一克油中游離酸所需的KOH的毫克數(shù)。酸值高低標(biāo)志著油質(zhì)量的好壞。一般要求酸值在1以下。酸值105碘值100克油所能吸收碘的克數(shù)。是測(cè)定油類(lèi)不飽和度的方法,也是干燥速度的指標(biāo)。但含有共軛雙鍵的脂肪酸碘值結(jié)果往往偏低,可能因發(fā)生1,4加成后產(chǎn)生了位阻,含有松香、順丁烯二酸酐的油碘值偏高。碘值106皂化值與酯值
皂化值:1克油中全部脂肪酸(游離的和化合的)所需的KOH的毫克數(shù)。一般油的皂化值多為200左右。含中碳酸的椰子油高達(dá)250。
酯值:1克油中化合的脂肪酸所需的KOH的毫克數(shù)。
皂化值=酸值+酯值皂化值與酯值107不皂化物指皂化時(shí),不能與KOH反應(yīng),又不溶于水的物質(zhì)的百分含量。主要是一些高分子醇類(lèi),烴類(lèi)、蠟質(zhì)等,對(duì)漆膜的干燥、耐水等有影響,須除去。不皂化物108熱析物豆油、亞麻油等含有磷酯,若加入少量鹽酸或甘油可使其在240--280℃凝聚析出。此指標(biāo)少則好。熱析物109溶解度酸從四碳起不溶于水。脂肪酸甘油一羧酸易溶于水,二酸酯難溶于水,植物油則不容于水,除蓖麻油以外也不溶于醇,在烴類(lèi)和其它溶劑中大都可溶。溶解度110二、干性油的成膜機(jī)理1、影響甘油三酸酯干燥的成膜的因素有三:脂肪酸所含雙鍵的數(shù)量雙鍵的位置(共軛與否)雙鍵的構(gòu)型(順式引發(fā)快,反式聚合慢)此外還有雜質(zhì)、催干劑的影響問(wèn)題。二、干性油的成膜機(jī)理1、影響甘油三酸酯干燥的成膜的因素有三:1112、干性油的成膜過(guò)程
油類(lèi)成膜分三個(gè)階段活化氧化聚合
干性油氧化干燥過(guò)程錯(cuò)綜復(fù)雜。在空氣中氧的作用下不斷進(jìn)行游離基引發(fā),氧化聚合,使油分子逐步相連結(jié)合,分子不斷增大,最終生成聚合度不等的高分子,并形成固態(tài)氧化膜。2、干性油的成膜過(guò)程
油類(lèi)成膜分三112活化階段涂裝成膜后,主要是破壞抗氧化劑和使脂肪酸鏈活化。雙鍵處α碳原子被活化。-CH=CH-CH-α碳原子
活化階段113氧化階段雙鍵越多活化能力越強(qiáng)。在氧原子攻擊下α碳原子活性轉(zhuǎn)移,雙鍵移位(異構(gòu)化)為共軛雙鍵。活性α碳原子→轉(zhuǎn)移→異構(gòu)(共軛)→初步氧化α碳成過(guò)氧化氫,有時(shí)形成過(guò)氧化環(huán)。
-CH=CH-CH=CHH-C-O-O-HH—CH—CH=CH—CH—
OO氧化階段—CH—CH=CH—CH—114聚合階段過(guò)氧化氫基的引發(fā)聚合引發(fā):ROOH→RO?+?OH2ROOH→2ROO?+H2聚合:ROHRO?+R-HC=CH-RHC-C?
R
R升溫利于C—C,反之利于醚鍵1,4過(guò)氧化環(huán)的引發(fā)聚合與上述類(lèi)似
聚合階段115三、油類(lèi)的精制
1、油的雜質(zhì)油的雜質(zhì)分三類(lèi)混入油中的機(jī)械雜質(zhì):泥沙、粉塵、纖維等。
與水形成乳化的雜質(zhì):蛋白質(zhì)、粘液、樹(shù)脂等。溶于油的雜質(zhì):游離脂肪酸、磷脂、色素、固醇、生育酚、烴類(lèi)、蠟、脂溶性纖維素等等。三、油類(lèi)的精制1、油的雜質(zhì)1162、精制方法俗稱(chēng)漂油機(jī)械法:沉淀、離心、過(guò)濾?;瘜W(xué)法:酸、堿精致、水化、熱漂氧化還原及尿素絡(luò)合等。物理化學(xué)法:吸附、光漂等方法,主要除色素。2、精制方法1173、堿精制法和白土脫色法涂料用油常采用堿精致(堿漂)和堿精致后加白土脫色(土漂),前者稱(chēng)“單漂”后者稱(chēng)“雙漂”。(1)、堿精致:用KOH中和油中游離脂肪酸并吸附各種非脂肪雜質(zhì)生成沉淀除去。具有除酸去雜質(zhì)脫色的綜合性效果。(2)、白土脫色法:利用白土的吸附作用除去色素。(白土)用無(wú)機(jī)酸處理后一些鈣、鎂、鐵、鋁等化合物被溶解或分散使白土變得疏松,增加了表面活性,但油中有水時(shí)會(huì)見(jiàn)會(huì)減弱吸附能力。3、堿精制法和白土脫色法118§3-2天然樹(shù)脂涂料
教學(xué)目的:掌握常用天然樹(shù)脂的性能與用途。教學(xué)重點(diǎn):改性松香酯。天然樹(shù)脂包括松香、琥珀、珂欏,大漆、蟲(chóng)膠、纖維素、天然橡膠。本小節(jié)以松香為主進(jìn)行介紹,直接用松香制漆,硬度高,有亮度,但脆性大,易失光,不耐磨,耐大氣、水、堿性差。一般經(jīng)改變與干性油熬煉的產(chǎn)物做漆稱(chēng)酯膠漆類(lèi)?!?-2天然樹(shù)脂涂料教學(xué)目的:掌握常用天然樹(shù)脂的性能與用119一、松香的化學(xué)組成3環(huán)2雙鍵,1甲酸,九種異構(gòu)體,在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化。松香酸有共軛雙鍵,在松香中含量達(dá)50%以上。H3CCOOH
CH3
CH3
CH3
CH一、松香的化學(xué)組成3環(huán)2雙鍵,1甲酸,九種異構(gòu)體,在一定條件120二、改性松香樹(shù)脂制備:
甘油松香,順酐松香和酚醛改性松香1、松香酯松香的多元醇酯常用甘油和季戊四醇(1)、甘油松香酯(酯膠)典型配方(g)松香(酸值160以上)90甘油(95%)10氧化鋅(工業(yè)用)0.1甘油超量13.4%工藝和質(zhì)量指標(biāo):酸值<15;顏色(鐵粘比色法)10號(hào),Ⅰ級(jí)/12號(hào),Ⅱ級(jí);油溶性(四倍亞麻油溶解)溶劑溶解性(一倍甲苯)二、改性松香樹(shù)脂制備:121(2)、季物四醇松香酯配方:(g)松香(酸值160以上)89.9季戊四醇(工業(yè)品)9.9氧化鋅(工業(yè))0.2季戊四醇超量8.7%(2)、季物四醇松香酯1222、改性松香酯比松香酯更優(yōu)異,在油漆、油墨中廣泛使用涂料工業(yè)多用于制白色漆和淺色漆(1)順丁烯二酸酐改性松香酯用反應(yīng)理論值所得的產(chǎn)物軟化點(diǎn)高,但油溶性很差。通常用甘油或季戊醇酯化時(shí),順酐加入量要小得多。甘油型順酐為松香的6~12%為宜,季戊四醇型順酐低于松香8%為宜。配方:(g)甘油型季戊四醇型松香(酸值160以上)76.384.5順酐(工業(yè)品)9.02.7甘油(95%)14.7—季戊四醇(工業(yè)品)—12.7氧化鋅(工業(yè)品—0.1(2)松香改性酚醛樹(shù)脂2、改性松香酯123四、其他天然樹(shù)脂涂料大漆又稱(chēng)國(guó)漆,有歷史記載的已有二千年了。凈化除去雜質(zhì)的稱(chēng)為生漆,經(jīng)過(guò)化學(xué)加工的稱(chēng)為精制漆或熟漆。生漆的主要成分有漆酚(烴基取代鄰苯二酚)、漆酶(分子不詳)、樹(shù)膠質(zhì)(多糖類(lèi)化合物)、水分、油分。大漆成色黑亮,多作木器防腐、裝飾漆。OHOH四、其他天然樹(shù)脂涂料大漆OHOH124蟲(chóng)膠蟲(chóng)膠又稱(chēng)紫草茸,是胭脂蟲(chóng)新陳代謝分泌的膠質(zhì)積累在樹(shù)支上形成的,盛產(chǎn)于印度。成分復(fù)雜,包含芳香族羥基酸的縮合物,其他基團(tuán)不詳??捎糜谀酒骷揖摺棜?、槍械、草帽、皮革等。纖維素是一種天然高分子化合物,慣犯存在于自然界,是以無(wú)水葡萄糖為基環(huán)的多糖大分子,一般寫(xiě)作(C5H10O5)n,由于每一個(gè)環(huán)上有一個(gè)伯羥基和二個(gè)仲羥基,可以進(jìn)行多種化學(xué)改性,統(tǒng)稱(chēng)為纖維素衍生物,有:硝酸纖維素、醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、乙基纖維素、芐基纖維素等。蟲(chóng)膠125
§3-3油性清漆的制備
教學(xué)重點(diǎn):合成樹(shù)脂的作用。一、清油(清漆)的組成1、油類(lèi):
干性油,半干性油(要經(jīng)過(guò)氧化、聚合)2、硬樹(shù)脂類(lèi):一般都是合成樹(shù)脂、人造樹(shù)脂作用:縮短干燥時(shí)間。提高漆膜硬度。改善漆膜光澤。增強(qiáng)漆膜的耐水性和耐化學(xué)藥品性。提高附著力及耐磨性。常用的硬樹(shù)脂:松香酯、酚醛樹(shù)脂。§3-3油性清漆的制備
教學(xué)重點(diǎn):合成樹(shù)脂的作用。一、清1263、溶劑:油漆溶劑油、二甲苯、松節(jié)油4、催干劑:加入時(shí)機(jī),熬煉過(guò)程,調(diào)制過(guò)程,色漆研磨時(shí)。5、油度:
油和樹(shù)脂的比例(克)。長(zhǎng)油度樹(shù)脂:油=1:3以上中油度樹(shù)脂:油=1:2—3短油度樹(shù)脂:油=1:0.5—2特短油度樹(shù)脂:油=1:0.5以下油度越長(zhǎng),耐侯性越好。3、溶劑:127二、清油的制造工藝
干性油經(jīng)氧化或聚合提高了干燥能力,但氧化油耐久性差,故聚合油多用。聚合油:是在高溫(300℃)下將干性油熬煉、加聚、增稠。溫度不宜過(guò)高,以免分解;不宜與空氣接觸,以免氧化。常用有色金屬鹽做氧化劑。清油主要用于生產(chǎn)漆料。二、清油的制造工藝1281、清漆配方擬訂考慮因素:①油和樹(shù)脂的品種②油和樹(shù)脂的比例③溶劑的品種和比例④催干劑的品種、比例、用量1、清漆配方擬訂1292、清漆生產(chǎn)工藝
有冷混法,熱煉法。熱煉是為了讓油和樹(shù)脂經(jīng)高溫聚合生成交聯(lián)在一起的高分子化合物。配料熱煉稀釋凈化2、清漆生產(chǎn)工藝1301、配料2、熱煉將樹(shù)脂與油裝入反應(yīng)釜,迅速升溫至規(guī)定溫度;保溫使之粘度升高到一定程度,迅速冷卻;冷卻至溶劑沸點(diǎn)以下,加溶劑稀釋?zhuān)粶囟茸兓杆僦饕欠乐垢嗟母狈磻?yīng)。3、稀釋將漆料稀釋到一定粘度,但主要是滿(mǎn)足規(guī)定的固體含量(及不揮發(fā)分多少)(50~55%)。4、凈化除去未溶的樹(shù)脂膠質(zhì)、過(guò)度聚合的膠化顆粒和混入的機(jī)械雜質(zhì)。1、配料131
§3-4瀝青漆重點(diǎn):瀝青漆的主要性能。一、主要原料1、瀝青
黑色無(wú)定型粘稠固體或硬質(zhì)可塑性物質(zhì)。因其來(lái)源分三類(lèi):天然瀝青:層狀礦(瀝青巖)雜質(zhì)多;粉狀礦(瀝青塊)質(zhì)較純。石油瀝青:主含環(huán)烷烴和芳香烴、石蠟等化合物。煤焦油瀝青:(煉焦煤制煤氣、燃燒其它有機(jī)物所成焦油、蒸餾)§3-4瀝青漆1322、樹(shù)脂天然樹(shù)脂及衍生物。3、植物油干性油:桐油、亞麻油。4、催干劑氣干型瀝青漆加鈷、錳、鉛催干劑;烘干型用鐵作催干劑。5、溶劑(煤焦瀝青只大部分溶于苯與植物油,天然瀝青都難混合)松香水、二甲苯、苯6、顏、填料鐵紅、鋁粉、石棉粉、滑石粉、石墨等。2、樹(shù)脂133二、瀝青漆的品種及性能
1、按成份分類(lèi)四大類(lèi)(54個(gè)品種):
純?yōu)r青在有機(jī)溶劑中;
瀝青與樹(shù)脂混合于溶劑中;瀝青與干性油混合于溶劑中;瀝青、樹(shù)脂、干性油三者混合于溶劑中。二、瀝青漆的品種及性能1342、按油度分類(lèi)(樹(shù)脂∶油)無(wú)油瀝青漆短油瀝青漆(樹(shù)脂/油=1∶0.5以下)中油度瀝青漆(樹(shù)脂/油=1∶0.5~1)長(zhǎng)油度瀝青漆(樹(shù)脂/油=1∶1~1.5)2、按油度分類(lèi)(樹(shù)脂∶油)1353、瀝青漆的主要性能耐化學(xué)藥品性好(指氯化鈉等鹽類(lèi),但在氧、光、熱、水的作用下硬度、延伸性會(huì)變化.);絕緣性能優(yōu)良;抗潮濕能力優(yōu)良;顏色黑純光亮,可作黑色裝飾涂料瀝青漆可作防腐涂料(耐水、酸、防潮的木鐵物面)如管道,金屬保護(hù)涂料(自行車(chē)、縫紉機(jī)、車(chē)架、底盤(pán)),電器絕緣涂料(滑動(dòng)變阻器線(xiàn)圈)。3、瀝青漆的主要性能136三、瀝青漆配方原則
1防腐漆:?jiǎn)我粸r青原料制漆耐化學(xué)性?xún)?yōu)良。若需加樹(shù)脂改性(如強(qiáng)度、抗溫性)時(shí),不能含極性基團(tuán),否則不耐溶液。(高速公路路面用改性瀝青);2以環(huán)氧樹(shù)脂改性的煤焦油瀝青漆是良好的耐化學(xué)藥品油漆;3以純?yōu)r青或用松香改性的瀝青漆是揮發(fā)干燥很快的涂料,可作水下涂料;4室內(nèi)防銹保護(hù)油漆,可用短、中油度漆;5作室外漆時(shí),加植物油改性以耐侯,用長(zhǎng)油度瀝青漆以耐油;6絕緣瀝青漆:要求灰分低,延伸性高,軟化點(diǎn)高;7植物油有抗干作用,應(yīng)輕微預(yù)聚合再與瀝青共煉;8為了避免瀝青質(zhì)量偏高、發(fā)漲、增綢,加入松香鈣酯或酚醛樹(shù)脂以稀釋調(diào)和,提高瀝青漆的穩(wěn)定性,并有提高光澤的作用。三、瀝青漆配方原則137演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!138§1-1涂料的基本概念1.涂料(paint)的概念:
涂料,也就是我們常說(shuō)的油漆及水性漆的總稱(chēng)?,F(xiàn)代社會(huì)中,幾乎所有行業(yè)的產(chǎn)品或設(shè)備都離不開(kāi)涂料的裝飾和保護(hù)。涂料定義如下:
能涂布于物體表面,通過(guò)物理或化學(xué)變化能形成一層堅(jiān)韌的、連續(xù)的薄膜牢固的附著于物體表面的通用材料。形成的固體薄膜叫涂膜(coating)。§1-1涂料的基本概念1.涂料(paint)的概念:139解析含義涂料是一種工程材料,是一種涂敷于其它物體表面形成涂膜的材料,需經(jīng)過(guò)生產(chǎn)和涂裝后才能形成產(chǎn)品的材料。涂料一般為粘稠液體或粉末狀物質(zhì),可以用不同的施工工藝涂敷在物體表面,干燥后能形成粘附牢固、具有一定強(qiáng)度、連續(xù)的固態(tài)薄膜,它賦予被涂物體的裝飾功能、保護(hù)功能和特種功能,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活必不可少的精細(xì)化工材料。使用涂料形成固體涂層的工藝過(guò)程叫“涂裝”(painting)。“三分涂料七分涂裝”的行語(yǔ)解析含義140§1-2涂料的作用(function)1)防護(hù)(protection)作用,2)裝飾(decorate)作用,3)標(biāo)志(sign)作用,4)特殊(special)作用。(也是表面處理技術(shù)的作用)§1-2涂料的作用(function)1)防護(hù)(prote1411.防護(hù)(保護(hù))作用金屬材料,尤其是鋼鐵,容易受到環(huán)境中腐蝕性介質(zhì)、水分和空氣中氧的侵蝕和腐蝕;木材易受潮氣、微生物的作用而腐爛;塑料會(huì)受光和熱的作用而降解;混凝土易風(fēng)化或受化學(xué)品的侵蝕,因此材料需要用涂層來(lái)保護(hù)。1.防護(hù)(保護(hù))作用1422.裝飾作用用色彩來(lái)裝飾我們的環(huán)境,是人類(lèi)的天性,并伴隨著人類(lèi)及其社會(huì)整個(gè)發(fā)展過(guò)程。由于涂料很容易配出成千上百種顏色,色彩豐富;涂層既可以做到平滑光亮,也可以形成錘紋、皺紋、桔紋、斑紋等富于立體感的涂膜。2.裝飾作用1433.標(biāo)志作用標(biāo)志作用是利用色彩的明度和反差強(qiáng)烈的特性,引起人們警覺(jué),避免危險(xiǎn)事故發(fā)生,保障人們的安全。有些公共設(shè)施,如醫(yī)院、消防車(chē)、救護(hù)車(chē)、郵局、路標(biāo)等,也常用色彩來(lái)標(biāo)示,方便人們辨別,這種涂料一般還具有回歸反射作用,在夜晚可視。3.標(biāo)志作用標(biāo)志作用是利用色彩的明度和反差強(qiáng)烈的特性,引起1444.特殊(功能)作用(1)力學(xué)功能:耐磨涂料、潤(rùn)滑涂料、阻尼涂料等(2)熱功能:耐高溫涂料、阻燃涂料、燒蝕涂料等(3)電磁功能:導(dǎo)電涂料、磁記錄涂料、吸波涂料等(4)光學(xué)功能:發(fā)光涂料、熒光涂料等(5)生物功能:防污涂料、防霉涂料等(6)化學(xué)功能:耐酸、堿等化學(xué)介質(zhì)涂料4.特殊(功能)作用(1)力學(xué)功能:耐磨涂料、潤(rùn)滑涂料、145§1-3涂料的發(fā)展歷程1.天然礦物和色素為基礎(chǔ)的原始涂料。2.以油脂和松香為基礎(chǔ)的油性涂料。3.以蟲(chóng)膠、大漆為基礎(chǔ)的天然樹(shù)脂及改性天然樹(shù)脂涂料?!捌帷弊之a(chǎn)生,沿用至今。4.合成樹(shù)脂涂料。5.二戰(zhàn)后的迅速發(fā)展,歷經(jīng)煤炭化工產(chǎn)品為主料,石油化工產(chǎn)品為主料,新型環(huán)保涂料。§1-3涂料的發(fā)展歷程1.天然礦物和色素為基礎(chǔ)的原始涂料。14620世紀(jì)以來(lái)涂料涂裝技術(shù)的發(fā)展年代主要涂料品種涂漆方法的發(fā)展特點(diǎn)50年代硝基、醇酸、瀝青手工空氣噴涂、浸涂效率低、危險(xiǎn)、環(huán)境污染大60~70年代氨基、丙烯酸、粉末涂料靜電噴涂、陽(yáng)極電泳、粉末涂裝高效安全、低污染80年代無(wú)溶劑涂料、高固體分面漆、自動(dòng)涂漆、光固化優(yōu)質(zhì)、高效、安全90年代水性底漆、水性閃光漆、高固體分罩光漆水性漆、靜電噴涂、陰極電泳高效、低污染2000以后新型功能涂料、高環(huán)保性涂料全自動(dòng)化涂裝滿(mǎn)足VOC排放規(guī)定,GB18581—2001,GB18582—2001
20世紀(jì)以來(lái)涂料涂裝技術(shù)的發(fā)展年代
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