高分子涂料與粘合劑課件

INTRODUCTIONTOPOLYMERSCIENCECoatingandadhesive

涂料與粘合劑Substrate2FoundationofCoatingandAdhesive粘接（adhesion）Adhesionisthetendencyofcertaindissimilarmoleculestoclingtogetherduetoattractiveforces.Incontrast,cohesiontakesplacebetweensimilarmolecules.Mechanicaladhesion:AdhesivematerialsfillthevoidsorporesofthesurfacesandholdsurfacestogetherbyinterlockingChemicaladhesion:Twomaterialsmayformacompoundatthejoin.Dispersiveadhesion:alsoknownasphysisorption,twomaterialsareheldtogetherbyvanderWaalsforces.Electrostaticadhesion:Someconductingmaterialsmaypasselectronstoformadifferenceinelectricalchargeatthejoin.Diffusiveadhesion:Somematerialsmaymergeatthejointbydiffusion.SubstrateSubstrate1AdhesiveCoatingFunctionofthecoatingDecoration制品鮮艷美觀的涂裝可使物品顯得更加美觀、起到美化環(huán)境和美化生活的作用。

FunctionofthecoatingRemark涂覆繪制在制品表面，通過圖案、色彩等表示各種特殊信息。

Principleofthecoating涂料在使用前通常是具有反應活性官能團的液態(tài)低分子或線形高分子化合物（溶液或熔融物）。將具有流動性的涂料涂布在所保護物體表面。通過涂料活性官能團的反應進行聚合和交聯；也可以是溶劑揮發(fā)后聚合物析出或熔融聚合物冷卻后在物體表面形成一層薄膜。最后通過低沸點溶劑的流延和揮發(fā)或熔融聚合物的冷卻就形成了一層均勻、致密和美觀的涂料保護層。

Historyofthecoating

ChineseLacquer生漆含有多種化學成分．其主要成分及含量一般為：漆酚40％~70％、漆酶含氮物10％、樹膠汁約為10％、水分15％-40％。

NaturalresinusingforcoatingpitchbeeswaxgumarabicGrease-pigmentcoatingsystem來源于天然動植物油脂中的不飽和脂肪酸在氧氣存在下可發(fā)生聚合和交聯反應?？捎糜谕苛系奶烊粍又参镉桶ǎ簛喡樽延?、大豆油、紅花油、桐油以及鯡魚油等。這類涂料包括清漆（不飽和脂肪酸）、稀釋劑（溶劑）、無機顏料（金屬氧化物或鹽）。OHOOHOoleicacidlinoleicacidOHOlinolenicacid

Classifyofthecoating涂料品種繁多，僅目前在我國市面上銷售的品種就超過了1000種。按有無顏料可分為：清漆(Varnishpaint)

和色漆

(pigmentedpaint)；按形態(tài)可分為：水性涂料(waterpaint)、溶劑型涂料(solventcoating)、粉末涂料(powdercoating)、高固體分涂料(highsolidcoating)、無溶劑涂料(solventlesscoating)。按用途可分為：汽車漆

(automobilepaint)、建筑漆(constructionpaint)、木器漆(carpentrypaint)等按施工方法可分為：噴漆(spraypaint)、浸漆

(soakingpaint)、烘漆(bakingpaint)

等按效果可分為：絕緣漆(insulatedpaint)、防銹漆(antirustpaint)、防污漆

(antifoulingpaint)

等等。即使對同一類涂料品種，其性能和用途也各不相同。

CompositionoftheCoatingPigmentDryingoil(Catalyst)OilPolymerDryingoil(additives)OilVarnishPigmentPolymerDryingoil(additives)EnamelPigmentPolymerLacquerPolymeremulsion(inwater)Pigment(additives)Latex涂料成膜物油脂天然或合成的樹脂不揮發(fā)活性稀釋劑溶劑有機溶劑或水顏料、填料助劑

Filmformingmaterial成膜物又稱為粘接劑或基料，它是涂料中的連續(xù)相，也是最主要的成分。成膜物一般為有機物，可以是單體、低聚物也可以是高聚物，但涂布成膜后均形成聚合物膜。早期涂料的成膜物質以油脂為主。目前在涂料領域常用的成膜物質為合成樹脂，主要包括：醇酸樹脂

(alkydresin)

和聚酯樹脂(polyesterresin)酚醛樹脂

(phenolicresin)氨基樹脂

(aminoresin)環(huán)氧樹脂

(epoxyresin)聚氨酯樹脂(polyurethaneresin)丙烯酸樹脂(acrylicresin)其它用作涂料的合成樹脂還包括：有機硅(organosilicon)、氯化橡膠(chlorinatedrubber)、烴類樹脂(hydrocarbonresin)、氟樹脂(fluororesin)等等。

ProceedingofCoating使用前膩子底漆面漆使用后

EnvironmentalbenignCoating隨著世界經濟的發(fā)展和人們生活品質的不斷提高，保護環(huán)境和節(jié)約能源越來越受到重視。環(huán)保涂料的4E原則：“Economy”,“Efficiency”,“Environment”，“Energyconservation”對于傳統合成樹脂型涂料，通常采用易揮發(fā)的有機溶劑，因此對于環(huán)境和人身健康都帶來很大的潛在危害。世界各國也紛紛出臺相應法規(guī)，限制涂料“VOC”值也就是揮發(fā)性有機物的排放量，這也使得環(huán)保型涂料得到了長足發(fā)展。Waterpaint水性涂料指以水為主要溶劑或分散介質，其最大優(yōu)點在于大大降低了有機溶劑的用量或消除了有機溶劑的存在水性涂料更加復合環(huán)保要求，施工安全，不可燃、無毒性、無異味，是傳統涂料最好的替代品之一。水稀釋型水分散型乳液聚合水揮發(fā)涂裝固化劑、交聯劑H2OOrganicsolventemulsionFilmformingmaterialHigh-solidcoating高固體分涂料實際就是低揮發(fā)分涂料，這種涂料與粉末涂料等不同的是仍含有少量溶劑（固體分比例一般高于70%）。高固體分涂料具有涂膜豐滿、一次涂裝可得到厚涂層；溶劑少，儲存運輸方便、環(huán)境污染小。高固體涂料的涂裝技術相對較為簡便，與溶劑分散型涂料類似，因此不必對設備進行專門的改造，在性能上也與溶劑分散型涂料接近甚至更好。加熱Powdercoating粉末涂料作為無溶劑涂料，在涂裝過程中沒有溶劑的揮發(fā)，適合于環(huán)境保護的要求，不使用有機溶劑，在生產和施工時較為安全。粉末涂料粘合劑樹脂顏料助劑熱固性熱塑性粉化固化冷卻涂覆涂裝PowdercoatingSpecialfunctionalcoating傳統意義的涂料是保護和裝飾物體的材料，能提高被涂物的使用壽命和功效。而在科學技術迅速發(fā)展的今天，涂料的意義和應用范圍已被極大地豐富和演繹。涂料的功能已從裝飾、保護逐步向具有各種特殊功能的方向發(fā)展，特種功能涂料成為用途最廣而且不可或缺的表面材料。特種功能涂料按功能組分的不同可分為本體型和復合型兩大類，前者是由樹脂本體發(fā)揮功能作用；而后者是通過添加小分子的有機或無機功能材料實現。按照特種功能的種類包括：阻尼涂料、防污涂料、防結蠟涂料、示溫涂料、導電涂料、吸波涂料、燒蝕涂料、防輻射涂料等等。Specialfunctionalcoating:

electronicfunctionalcoating電功能涂料包括導電涂料、絕緣涂料、印刷電路涂料、防靜電涂料等。Thermalfunctionalcoating熱功能涂料包括耐熱涂料、阻燃涂料、熱吸收涂料、耐低溫涂料等。Biologicfunctionalcoating生物功能涂料包括防污涂料、防霉涂料、殺菌涂料等Foundationoftheadhesive膠粘劑在用料、作用等方面與涂料有很高的相似之處。膠粘劑在使用前也是液態(tài)（溶液或熔融），涂覆在物體表面后，膠粘劑中的聚合物或單體發(fā)生聚合或交聯，隨著膠粘劑中的溶劑揮發(fā)或熔融聚合物冷卻后達到粘合的效果。按膠的成分可分為：有機物膠與無機物膠；按膠的狀態(tài)可分為：溶液、膏糊、粉末狀；按固化方式可分為：溶劑揮發(fā)型、化學反應型和熱熔型。Foundationoftheadhesive膠粘劑一般由基料、固化劑、稀釋劑、增塑劑、填料、偶聯劑、引發(fā)劑、阻聚劑、增稠劑、穩(wěn)定劑等其中的幾種或多種構成。基料即主體高分子，是賦予膠粘劑粘性的主要成分，可分為樹脂型和橡膠型。固化劑是促使基料從小分子化合物聚合為高分子或從線形高分子交聯為網絡狀高分子的反應試劑。溶劑是膠粘劑中常用的試劑，通常為低粘度、易揮發(fā)有機溶劑。Developmentoftheadhesive6000年前的古埃及人就開始采用樹脂粘合陶器。常用的天然膠粘劑還包括來源于牛奶蛋白的干酪、來源于淀粉的漿糊以及糖漿等。Naturaladhesive皮膠骨膠蟲膠DevelopmentoftheadhesiveDevelopmentoftheadhesive法國化學家EdouardBenedictus偶然發(fā)現裝過硝酸纖維素溶液的瓶子摔到地上后并沒有散開。由此利用硝酸纖維素為粘合劑制備了第一塊安全玻璃。Severalimportantadhesive環(huán)氧樹脂膠粘劑是應用最廣泛的一種膠粘劑，俗稱“萬能膠”，對金屬和非金屬都有很好的粘合效果。環(huán)氧樹脂主要通過固化劑與環(huán)氧基團發(fā)生化學反應形成三維網絡結構。聚氨酯膠粘劑是合成粘膠劑的重要品種，具有反應活性高、常溫能固化、耐沖擊等優(yōu)異性能。丙烯酸酯膠粘劑聚合方式多樣，在多種條件下均能作用具有耐水性、耐候性、耐腐蝕性、臭味小、與顏料粘合性好等優(yōu)點。醋酸乙烯酯粘合劑又稱熱熔膠，具有粘附力強、膠層有韌性、耐候性好等優(yōu)點，其作用方式是聚合物的熔融后冷卻。Severalimportantadhesive酚醛樹脂膠粘劑有良好的耐熱、耐化學腐蝕等性能，但固化后膠層是脆性的。需加溫加壓固化，常用其他高分子化合物來改善性能，方可擴大應用。氯丁橡膠膠粘劑具有極性大、分子內聚力大、粘接性好等優(yōu)點。有機硅膠粘劑指以硅樹脂或