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1、第7章涂料 搅拌中的油漆 油漆 7 1概述 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 通过它可以对被涂物体进行保护 装饰及其它特殊的作用 涂料的作用及组成涂料的作用 保护作用装饰作用 色彩作用 特殊作用 其它 锤纹漆 漆膜丰满厚实 硬度高 具有特殊的锤纹效果 立体感特强 而且纹路清晰 适用范围 广泛应用于木制家具表面的美术涂装 也适合于各种大型的机械及仪器仪表金属表面的涂装 多彩涂料 多彩涂料是一种新型内墙涂料 这种色彩多变 造型独特 新颖 施工简便 涂装后兼有涂料和墙纸的装饰效果 一 基本原理多彩涂料是悬浮状的涂料 它是由不相溶和分散介质组成的 分散相由二种
2、或二种以上的大颗粒色所组成 呈多种混杂的色彩 这些颗粒悬浮在分散介质中 彼此独立 互不相溶 分散介质是含有保护胶体的各种溶液 涂装后分散介质蒸发 不同颜色的色洒脱干燥后逐连成一片膜 二 分散色漆的配制多彩涂料中所用的色漆其配制方法 原料和一般溶剂的油漆的工艺 原料相近 1 原料 1 基料 基料是色漆中的成膜物 涂装后是不挥发的 基料也可选用各种树脂 如硝化纤维 丙烯酸改性硝化纤维素 聚酰胺改性乙烯基醇酸树脂等 2 增塑剂 增塑剂可以改善涂膜的柔韧性 用得较多的是邻苯二酸二丁酯 磷酸三甲苯酯等 3 溶剂 溶剂用来溶解树脂 调节色漆的粘充和成膜干燥的时间 由于以水为分散介质 因采用的溶剂必须选取用
3、不溶于水或微溶于水的溶剂 4 颜料 颜料宜选用遮盖力强 色泽艳丽的无机和有机颜料 颜料中可溶性盐类的含量应尽量低 否则因盐类的溶出导致分散体系的絮凝 破坏稳定体系 马路标志漆 发光涂料 发光涂料有荧光涂料和磷光涂料 荧光涂料含有荧光颜料 吸收紫外线 发出可见光 磷光涂料含有磷光颜料 吸收光线后发出较长波长的光 在光源消失后能继续发光一段时间 自发光涂料 不靠外来外能源 以放射性物质 如3H 所提供的放射能使之经常发光 发光颜色则由加入的磷光颜料而定 可持续发光 用于黑暗处作指示用 发光涂料多用热塑性丙烯酸清漆配制 用于仪表 标示用等 自发光涂料 因放射性物质对人体有害 在一般场合已不再采用 夜
4、光粉 发光粉 可作为一种添加剂或颜料 均匀分布在各种透明或半透明介质中 如涂料 油黑 塑料 橡印花玻璃 陶瓷 化纤物 实现介质的自发光功能 呈现良好的低度应照明指示和装饰美化效果 该材料具有稳定的结晶结构 发光性能在结晶构造不受到破坏的前提下可永久保持吸光 蓄能 发光 性能一般使用寿命可长达15年以上 涂料的组成 涂料的品种不同 组成可以有很大差别 如清漆没有颜料和体质颜料 腻子则含有大量颜料和体质颜料 无溶剂涂料 粉末涂料 溶剂涂料 水性涂料等 涂料的基本作用原理 涂料的粘接力和内聚力涂膜的固化机理 物理干燥机理 涂料与空气中的氧的反应 涂料组分间的反应使其交联固化 涂料的分类 按照是否有颜
5、料 清漆和色漆按照形态 水性涂料 溶剂型涂料 粉末涂料 高固体分涂料 无溶剂涂料等 按用途分类 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 按施工方法分为 刷用漆 喷漆 烘漆 电泳漆等 7 2涂料的分类及命名 5 按涂料的作用可分为 打底漆 防锈漆 防火漆 防腐漆 头度漆 二度漆等 6 按涂膜外观可分为 大红漆 有光漆 无光漆 半光漆 皱纹漆 7 按形态可分为 溶剂型 水溶性 乳胶 粉末 固体 单组分 双组分涂料等 8 按固化方式 常温固化涂料 高温固化涂料 射线固化涂料 涂料分类表 涂料分类表 涂料分类表 辅助材料代号表 1 命名原则 全
6、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 涂料的命名 涂料的型号 涂料的型号分为三部分 成膜物质 基本名称 序号 以表示同类品种间的组成 配比或用途不同 如C04 2 C代表成膜物质是醇酸树脂 04代表瓷漆 2是序号 辅助材料型号 分为两部分 一为种类 二为序号 如G 2 G为催干剂 2为序号 基本名称编号原则 采用00 99两位数字来表示 00 13为基础品种 14 19代表美术漆 20 29代表人工漆 30 39代表绝缘漆 50 59代表防腐蚀漆等等 2 编号原则 表2基本名称编号
7、表 7 3涂料组成 除涂料类型 溶剂型 水乳型 粉末型等 的不同 其组成各异 高分子树脂或油料是涂料的主要成膜物质 任何涂料中都不可少 颜料和体质颜料 填料 是次要成膜物质 涂料组成中没有颜料和填料的透明体称为清漆 加有颜料和填料的不透明体则称之为色漆 磁漆 调合漆 底漆 加有大量填料的稠厚浆状体叫腻子 涂料组成中没有挥发性烯释剂者为无溶剂漆 呈粉末状是粉末涂料 以有机溶剂作稀释剂的称溶剂型漆 以水作稀释剂的则称之水性漆 此外根据不同涂料生产方式 使用目的还要加入各种辅料 称之为涂料助剂或添加剂 1 主要成膜物质 也称之为基料 漆料或漆基 涂料配方中主要成膜物质都以天然树脂 如虫胶 松香 沥青
8、等 合成树脂 酚醛 醇酸 氨基 聚丙烯酸酯 环氧 聚氨酯 有机硅树脂等 及其复合物或它们的化学元素结构改性物 如有机硅改性环氧树脂等 和油料 桐油 豆油 蓖麻油等 三类原料为基础 没有成膜物 涂料不可能形成连续的涂膜 也不可能粘接颜料并较牢固的粘附在底材的表面 一般极性小 内聚力高的聚合物 如聚乙烯 粘结力很差不适合作为涂料用树脂 高胶粘性的树脂 不具有硬度和张强度 没有抵抗溶剂的能力和固化时收缩力大的树脂也不适合作为漆基 此外 漆基还要满足用户使用目的和环境要求 因此在成膜物质设计合成或选用时 应该在化学结构与性能方面予以全面考虑 根据成膜物成膜过程可将其分为转化型膜物和非转化型成膜物 前者
9、基料是未聚合或部份聚合的有机物 它通过化学反应交联形成漆膜 这类有机物如醇酸树脂 氨基树脂 环氧树脂 有机硅树脂以及干性油 半干性油等 非转化型成膜物的成膜基料是分散或溶解在介质 溶剂 中的聚合物 如纤维素酯 氯化橡胶 过氯乙烯 热塑性聚丙烯酸酯等 它们涂复在底材表面后 溶剂挥发 可在底材表面形成漆膜 主要有氨基树脂 聚氨酯树脂 醇酸树脂 热固型丙烯酸树脂 酚醛树脂等等 2 次要成膜物质 有机颜料 着色颜料 防锈颜料 和体质颜料 填料 两类 它们是无机或有机固体粉状粒子 涂料配制时 用机械办法将它们均匀分散在成膜物中 颜料的化学结构 晶形 密度 颗粒大小与分布 以及酸 碱性 极性等对涂料的贮存
10、稳定性 涂色现象 涂膜的光泽 着色力 保色性等都有影响 颜料应具有良好的遮盖力 着色力 分散度 色彩鲜明 对光 热稳定 它应能阻止紫外光线的穿透 延缓漆膜老化等 它们主要包括白色颜料 钛白 锌钡白 氧化锌 红色颜料 铁红 镉红 甲苯胺红 大红粉 醇溶大红 黄色颜料 铬黄 铁黄 镉黄 锌黄 汉沙黄 绿色颜料 铅铬绿 氧化铬绿 酞菁绿 蓝色颜料 铁蓝 群青 酞菁绿 紫色颜料 甲苯胺紫红 坚莲青莲紫 黑色颜料 炭黑 铁黑 石墨 松墨 苯胺墨 金属颜料 铝粉 铜粉 和防锈颜料 红丹 锌铅黄 铅酸钾钡 铅粉 改性偏硼酸钡 锶钙黄 磷酸锌 体质颜料 填料 通常是无着色力的白色或无色的固体粒子 如滑石粉 轻
11、质碳酸钙 白碳黑 SiO2 硫酸钡 高岭土 云母等 应用填料以担高漆膜体积浓度 增加漆膜厚度和强度 降低涂料的成本 不同类型的涂料对颜料有不同要求 比如 水溶性漆以水作溶剂 且水溶性漆料多数为弱碱性溶液 水溶性漆使用的颜料应与溶剂性漆用的颜料不同 尤其是电沉积的色漆对颜料的要求更高 在制作涂料时 除考虑颜料品种对性能的影响外 还要考虑不同颜料比例和颜料用量 如粉末涂料 颜料加入量应控制在30 左右 3 辅助成膜物质 涂料助剂 添加剂 第一类是为改善涂料性能的添加剂 它们有增稠剂 触变剂 防流挂剂 防沉淀剂 防浮色发花剂 流平剂 粘性调节剂 浸润分散剂 消泡剂等 第二类是为提高漆膜性能的添加剂
12、它们有催干剂 交联剂 增滑和防擦伤剂 增光剂 增塑剂 稳定剂 紫外光吸收剂 防污剂 防霉 防菌剂 第三类是为了赋予涂料特殊功能的添加剂 如抗静电剂 导电剂 阻燃剂 电泳改进剂 萤光剂等 辅助成膜物随涂料类型 品种不同而异 4 挥发物质 溶剂和稀释剂 它是用于溶解树脂和调节涂料粘度的挥发性液体 理想的溶剂应当是无毒 闪点较高 价廉 对环境不造成污染 涂料生产中常采用混合溶剂 这种混合溶剂作为基料的溶剂和稀释剂 稀释剂不是基料的真溶剂 但它有助于基料在溶剂中溶解 它应在真溶剂的价格更低 加入稀释剂能降低涂料配方的成本 7 4按成膜物质分类的重要涂料 7 4 1醇酸树脂类涂料由多元醇 多元酸和其它单
13、元酸通过酯化作用缩聚得到 基本结构为 醇酸树脂制成的涂料具有以下特点 漆膜干燥后形成高度网状结构 不易老化 耐候性好 光泽持久不退 漆膜柔韧坚牢 耐摩擦 抗矿物油 抗醇类溶剂性良好 烘烤后的漆膜耐水性 绝缘性 耐油性都大大提高缺点 干结成膜块 但完全干燥的时间长 耐水性差 不耐碱 虽不是油脂漆 但基本上还未脱离脂肪酸衍生物的范围 对防湿热 防霉菌和盐雾等三防性能上还不能完全得到保证 原料 由多元醇 多元酸和其它单元酸通过脂化作用缩聚而得 也可称为聚酯树脂 多元醇 甘油 季戊四醇 三羟甲基丙烷 山梨醇 木糖醇多元酸 邻苯二甲酸酐 间苯二甲酸 对苯二甲酸 顺丁烯二酸酐 癸二酸 单元酸 植物油脂肪酸
14、 合成脂肪酸 松香酸 以油的形式存在的 桐油 亚麻仁油 梓油 脱水蓖麻油等干性油 豆油等半干性油 椰子油 蓖麻油等不干性油 以酸的形式存在的如上述油类水解而得到混合脂肪酸和饱和合成脂肪酸 十一稀酸 苯甲酸及其衍生物 作用 终止缩聚分子链的增长 限制树脂的分子量 1 按油含量不同分类根据醇酸树脂中油脂 或脂肪酸 含量多少或含苯二甲酸酐多少 分为长 中 短油度三种 长 含油量60 70 或苯二甲酸酐20 30 中 含油量46 60 或苯二甲酸酐30 34 短 含油量35 45 或苯二甲酸酐 35 超长油度 超短油度 醇酸树脂的性质主要取决于所用的油类与油长度 醇酸树脂的分类 油度的概念 醇酸树脂组
15、分中油所占的百分含量称之为油度 OL 醇酸树脂的油度 苯酐含量 特性及用途 2 按油品种类分类 干性油醇酸树脂 不饱和脂肪酸或碘值在125 135或更高的干性油或半干性油改性制得的树脂 溶于脂肪烃 萜烯烃 或芳烃溶剂中 不干性油醇酸树脂 饱和脂肪酸或碘值低于125 135的不干性油为主改性制得的醇酸树脂 不能室温固化成膜 需与其它树脂经加热发生交联反应才能固化成膜 表示有机化合物中不饱和程度的一种指标 指100g物质中所能吸收 加成 碘的克数 主要用于油脂 脂肪酸 蜡及聚酯类等物质的测定 不饱和程度愈大 碘值愈高 干性油的碘值大于非干性油 醇酸树脂合成工艺 主要生产方法 醇解法 醇解 酸解 脂
16、肪酸法 和溶剂法 溶剂法 熔融法 生产工艺 配方举例 62 油度豆油季戊四醇醇酸树脂 反应结束后溶于1567kg200号溶剂油中 产品规格为 醇酸树脂的常用品种 醇酸树脂清漆 中 长油度醇酸树脂溶于溶剂 如二甲苯 加催干剂 金属钴 锌 钙 锰 铅的环烷酸盐 经过滤净化而得 干燥很快 漆膜光亮坚硬 耐候性 耐油性很好 分子中残留羟基和羧基 耐水性差 用于家具漆及色漆的罩光 一般性的电绝缘漆 醇酸树脂色漆 中油度醇酸树脂瓷漆产量最大 干燥快 光泽好 附着力强 漆膜坚硬 耐油 耐候 可常温干燥也可烘干 主要用于机械部件 卡车 农机 钢铁设备 室内外均可 适于喷涂 铁红醇酸树脂底漆 最常用的底漆 长油度干性醇酸树脂制成具有代表性的外用漆 桥梁面漆 耐候性优越 漆膜硬度不高 韧性优良 光泽不强 具有较好的涂刷性 适于毛刷施工 配方举例 醇酸有色光漆 改性醇酸树脂多元醇改性 季戊四醇代替甘油 季戊四醇与乙二醇配合 1 1 代替甘油 三羟甲基丙烷代替甘油 多元酸改性 己二酸或癸二酸代替苯酐 顺酐代替苯酐 含氯二元酸代替苯酐 十一稀酸改性树脂 间苯二酸代替苯酐 其它改性醇酸树脂 加入其它树脂或单体进行
