第八章 涂料 精细化工工艺学 概述 乳液涂料 环保涂料 01 02 03 04 着色涂料 目录 8.1 概述 1. 1. 涂料的定义涂料的定义 是一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上，经固化形成连续 性涂膜的材料通过它可以对被徐物体进行保护、装饰及其它特殊的 作用 8.1 概述 2. 2. 涂料的作用涂料的作用 1 1）保护作用）保护作用 涂料能防止材料磨损以及隔绝外界的有害成分影响涂料能防止材料磨损以及隔绝外界的有害成分影响 • • 金属材料，尤其是钢铁，容易受到环境中腐腐蚀性介质、水分和空气中氧的侵金属材料，尤其是钢铁，容易受到环境中腐腐蚀性介质、水分和空气中氧的侵 蚀和腐蚀；蚀和腐蚀； • • 木材易受潮气、微生物的作用而腐烂；木材易受潮气、微生物的作用而腐烂； • • 塑料会受光和热的作用而降解；塑料会受光和热的作用而降解； • • 混凝土易风化或受化学品的侵蚀；混凝土易风化或受化学品的侵蚀； • • 等等 8.1 概述 2 2）装饰作用）装饰作用 美观，丰富生活色彩美观，丰富生活色彩 由于涂料很容易配出成千上百种颜色，色彩丰富；涂层既可以做到平滑光 亮，也可以做出各种立体质感的效果。
8.1 概述 3 3）色彩标志）色彩标志 危险品的容器、各种管道、机械设备，用各种颜色的涂料作为标志危险品的容器、各种管道、机械设备，用各种颜色的涂料作为标志 标志作用是利用色彩的明度和反差强烈的特性，引起人们警觉，避免危险标志作用是利用色彩的明度和反差强烈的特性，引起人们警觉，避免危险 事故发生，保障人们的安全事故发生，保障人们的安全 8.1 概述 8.1 概述 4 4）特殊功能作用）特殊功能作用 功能涂料是一类基于涂料结构和组成，并与光学、声学、力学、电磁学和生功能涂料是一类基于涂料结构和组成，并与光学、声学、力学、电磁学和生 物学结合发展起来的专业性强、具有特定功能的新材料物学结合发展起来的专业性强、具有特定功能的新材料 （1）力学功能：耐磨涂料、润滑涂料等； （2）热功能：耐高温涂料、阻燃涂料等； （3）电磁学功能：导电涂料、防静电涂料等； （4）光学功能：发光涂料、荧光涂料等； （5）生物功能：防污涂料、防霉涂料等； （6）化学功能：耐酸、碱等化学介质涂料 8.1 概述 吸波涂料是一种能够吸收电磁波而反射、散射 和透射都很小的功能材料，广泛应用于电磁辐 射污染的消除与防护，用来弥补屏蔽体效果不 理想的缺陷，还能解决屏蔽材料所无法解决的 整体电磁辐射污染环境净化难题，它的工作原 理和性能类似于隐形飞机涂层，它以吸收电磁 波能量转换为热能，并散发到空间，达到热平 衡，是一种干净、消除电磁波污染的高级手 段。
8.1 概述 防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂 材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以 提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料 防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用 以外，还具有防锈、防水、防腐、耐磨、耐热以 及涂层坚韧性、着色性、黏附性、易干性和一定 的光泽等性能 8.1 概述 荧光涂料荧光涂料荧光涂料荧光涂料 8.1 概述 3.3.涂料的发展涂料的发展 西班牙阿尔塔米拉洞窟西班牙阿尔塔米拉洞窟法国拉斯科洞窟法国拉斯科洞窟中国仰韶文化时期的彩陶艺术中国仰韶文化时期的彩陶艺术 8.1 概述 l l 天然成膜物质的使用天然成膜物质的使用 中国是世界上使用天然成膜物质涂料中国是世界上使用天然成膜物质涂料————大漆最早的国家大漆最早的国家 • 商代（公元前17~11世纪），发现了漆器的残片； • 春秋时代（公元前770~476），熟练掌握了桐油制涂料； • 战国时代（公元前475~221），桐油和大漆制造复配涂料 • 巴比伦——在公元前已使用沥青作为木船的防腐涂料； • 希腊——掌握了蜂蜡涂饰技术； • 埃及——公元初期，采用阿拉伯树胶制作涂料 明，黄成（黄大成）《髹饰录》系统总结了大漆的使用经验。
l l 涂料工业的形成：涂料工业的形成：1818世纪世纪 l l 合成树脂涂料时期合成树脂涂料时期1919世纪中期世纪中期 • 1790年，英国创立了世界上第一家涂料厂； • 1820年法国，1830年德国，1843年奥地利，1881年日本； 1915年，上海开林颜料油漆厂——中国第一个涂料生产厂 Ø 起点： 1855年，英国硝酸纤维素制造涂料，第一个合成树脂涂料工厂 1990年，美国制成醇溶酚醛树脂涂料 8.1 概述 8.1 概述 Ø 突破： l l 合成树脂涂料时期合成树脂涂料时期 • 1927年，美国通用，醇酸树脂涂料： 摆脱了以干性油和天然树脂混合炼制涂料的传统方法摆脱了以干性油和天然树脂混合炼制涂料的传统方法 Ø 大发展时代： •40年代，美、英、荷、瑞士生产环氧树脂； •50年代，德国拜耳生产聚氨酯涂料； •60年代初，美国杜邦开发了丙烯酸树脂涂料； •第二次世界大战，美国开发了丁苯胶制水乳胶； •50~60年代，开发了聚醋酸乙烯酯胶乳和丙烯酸胶乳涂料； •1952年，德国塞恩发明了乙烯类树脂热塑粉末涂料 8.1 概述 l l 新阶段新阶段 节省能源、资源；减少污染、有利于生态平衡和提高经济效益方向发节省能源、资源；减少污染、有利于生态平衡和提高经济效益方向发 展。
展 • 高固体涂料、水性涂料、粉末涂料、辐射固化涂料； • 阴极电沉积涂料； • 有机-无机聚合物乳液涂料； • 功能性涂料 8.1 概述 4. 4. 涂料的组成涂料的组成 1 1）基料）基料（主要成膜物质）（主要成膜物质） a a．成膜物质的作用．成膜物质的作用 它能形成薄层涂膜，涂膜提供所需要的各种性能它还能与涂料中所加 入的必要的其他成分混合（如溶剂、颜料、助剂等）形成均匀的分散体 b b．分类．分类 ①.非转化型成膜物质——大部分为热塑性树脂 ②.转化型成膜物质——大部分为热固性树脂 天然树酯天然树酯 成膜物质成膜物质 热塑性树脂热塑性树脂 合成树脂合成树脂 热固性树脂热固性树脂 8.1 概述 2 2）挥发性组分）挥发性组分（溶剂）（溶剂） 将成膜物质溶解或分散为流态，而便于制备和施工而施工后不能从 涂膜中挥发出去，使涂膜成为固态物质 • 常用的溶剂有，脂肪烃、芳香烃、醇、酯、醚、酮等 • 一种涂料可使用一个溶剂品种，也可以使用多个溶剂品种（混合溶剂） 避免或降低使用挥发性有机化合物（VOC，volatile organic compounds）是 涂料发展的一个重要趋势。
8.1 概述 3 3）颜料）颜料（次要成膜物质）（次要成膜物质） a a．作用．作用 它是色漆的主要组分之一，使涂膜呈现色彩，具有遮盖能力，以发挥 其装饰和保护作用有的还能增强涂膜的机械性能和耐久性能或给涂 膜提供某种特殊功能（导电、阻热、示温、绝热等），降低成本 b b．分类．分类 天然 按来源 合成 无机 按化学成分 有机 着色 按作用 体质（填料） 8.1 概述 4 4）助剂）助剂（辅助成膜物质）（辅助成膜物质） a a．作用．作用 对涂膜某方面的性能起改性作用生产中根据涂料的性能要求来选择助剂 b b．种类．种类 ①对涂料生产过程发生作用的助剂如：消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等 ②对涂料贮存过程发生作用的助剂如：防桔皮剂、防沉淀剂等 ③对涂料施工成膜过程发生作用的助剂如：催干剂、固化剂、流平剂、防流挂剂等 ④对涂料性能发生作用的助剂如：增塑剂、防霉剂、阻燃剂、防静电剂、紫外线、吸收 剂 8.1 概述 5. 5. 涂料的分类及命名涂料的分类及命名 经原化工部经原化工部19761976年确定，年确定，19751975年和年和19821982年修改，涂料按成膜物质为基础分为年修改，涂料按成膜物质为基础分为1717类，类， 另加一辅助材料，共另加一辅助材料，共1818类。
见表类见表8-18-1 序号代号（汉语拼 音） 成膜物质类别主要成膜物质 1Y油性漆类天然动植物油、清油（熟油），合成油 2 T天然树脂漆类松香及其衍生物 虫胶 乳酪素 动物胶 大漆及其衍生物 3F酚醛树脂漆类改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂 4 L 沥青漆类1 天然沥青 石油沥青 媒焦沥青 5C醇酸树脂漆类甘油醇酸树脂 季戊四醇醇酸树脂 其它改性醇酸树脂 6A氨基树脂漆类1 脲醛树脂 三聚氰胺甲醛树脂 8.1 概述 序号代号 （汉语拼音 ） 成膜物质类别主要成膜物质 7Q硝基漆类改性硝基纤维素 8M纤维素漆类乙基纤维、苄基纤维 羟甲基纤维 醋酸纤维 醋酸丁脂纤维 等 9G过氯乙烯漆类过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂 10X乙烯漆类氯乙烯共聚 聚醋酸乙烯及其共聚物 聚乙烯醇缩醛 含氟树 脂等 11B丙烯酸漆类丙烯酸酯 丙烯酸共聚物及其改性树脂 12Z聚酯漆类保护聚酯 不饱和聚酯树脂 8.1 概述 序号代号 （汉语拼音 ） 成膜物质类别主要成膜物质 13H环氧树脂漆类环氧树脂 改性环氧树脂 14S聚氨酯漆类聚氨基甲酸酯 15W元素有机漆类有机硅 有机钛 有机铝等元素有机聚合物 16J橡胶漆类天然橡胶及其衍生物 合成橡胶及其衍生物 17E其它漆类如无机高分子材料 聚酰亚胺树脂等 18辅助材料稀释剂 防潮剂 催干剂 脱漆剂 固化剂 8.1 概述 A A、按用途分类：、按用途分类：建筑、车辆、船舶、家具、标志、导电、电绝缘、防蚀、耐建筑、车辆、船舶、家具、标志、导电、电绝缘、防蚀、耐 热、防火、示温、发光、杀虫、等专用的系列涂料。
热、防火、示温、发光、杀虫、等专用的系列涂料 B B、按施工方法分为：、按施工方法分为：刷用漆、喷漆、烘漆、电泳漆等刷用漆、喷漆、烘漆、电泳漆等 C C、按涂料的作用可分为：、按涂料的作用可分为：打底漆、防锈漆、防火漆、防腐漆、头度漆、二度漆打底漆、防锈漆、防火漆、防腐漆、头度漆、二度漆 等 D D、按涂膜外观可分为：、按涂膜外观可分为：有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆等有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆等 其他分类 E E、按形态可分为：、按形态可分为：溶剂型、水溶性、乳胶、粉末、固体、单组分、双组分涂料溶剂型、水溶性、乳胶、粉末、固体、单组分、双组分涂料 等 8.1 概述 ØØ 涂料的命名涂料的命名 •全名= 颜料或颜色名称+成膜物质名称+基本名称 例：锌黄酚醛防锈漆 •全名=颜料或颜色名称+成膜物质名称（用途或特性）+基本名称 例：醇酸导电磁漆， 白硝基外用瓷漆 8.1 概述 6. 6. 涂膜的固化机理涂膜的固化机理 由非转化型成膜物质组成的涂料的物理方式 ① ① 溶溶剂剂剂剂或分散介或分散介质质质质的的挥发挥发挥发挥发 成膜，成膜，与与挥发挥发挥发挥发 能力相关能力相关联联联联，也与成膜，也与成膜 时时时时的条件（温度、通的条件（温度、通风风风风条件）和漆膜的厚度有关。
条件）和漆膜的厚度有关 硝酸纤维纤维 素漆、过氯过氯 乙烯烯漆、沥沥青漆、热热塑性乙烯树烯树 脂漆、热热塑性丙 稀酸树树脂漆、橡胶漆都属于这类这类 物理成膜方式 1 1）物理成膜）物理成膜 8.1 概述 ② 聚合物粒子凝聚成膜方式 分散介分散介质挥发质挥发质挥发质挥发 聚合物粒子接近、接触、聚合物粒子接近、接触、挤压变挤压变挤压变挤压变 形聚集起来形聚集起来 由粒子状由粒子状 态态态态聚集聚集变为变为变为变为 分子状分子状态态态态聚集成膜聚集成膜 水溶性涂料、塑性溶胶涂料（高聚物粒子溶胀胀、凝聚），固态态的粉末涂料 在受热热条件下通过过高聚物粒子热热熔，凝聚成膜却属于这这种成膜方式 8.1 概述 2 2）化学成膜）化学成膜 由转化型成膜物质组成的涂料主要靠化学方式成膜由转化型成膜物质组成的涂料主要靠化学方式成膜————即涂膜中的即涂膜中的 成膜物质聚合成为高聚合物的过程遵循高分子合成反应机理成膜物质聚合成为高聚合物的过程遵循高分子合成反应机理 l l 涂料与空气中的水分或氧气涂料。