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1、涂料 第一章概述 涂料 油漆 一类呈流动状态能在物体表面扩展形成薄层 随时间延续与加热以及供给其它能量 能在被涂饰表面牢固粘附固化 形成具有特定性能的连续皮膜的物质 塑料成型后可以保持其形状 可制成与模具相应的形面 胶粘剂若没有被胶接物 就不能发挥其功能 胶粘剂在被胶接物之间受压形成胶接层 不能直接产生表面 涂料没有被涂饰物 也不能发挥其功能 涂料涂于物体表面后 靠其自身的表面张力和重力作用决定涂膜的表面形态 且暴露在外面 在涂饰与形成涂膜时容易受环境条件的影响 并且涂膜是露出在外的数 数十 的表面层 要求它能够发挥装饰和其它各种功能 一 木材加工用涂料与涂饰技术 1 木材加工用涂料与涂饰技术
2、的发展历程 涂料 虫胶漆 硝基清漆 醇酸树脂清漆 不饱和聚酯树脂涂料 酸固化氨基醇酸树脂涂料 丙烯酸酯清漆 聚氨酯树脂涂料 光敏涂料 水性涂料 水性光固化涂料 粉末涂料 功能涂料等 一 木材加工用涂料与涂饰技术 1 木材加工用与涂饰技术的发展历程 涂饰技术 涂饰机械 涂刷 涂辊 淋涂机 辊涂机 高压无气喷涂 双组分喷枪 静电喷涂机 一 木材加工用涂料与涂饰技术 2 木质材料涂饰现存问题及发展趋势缺少熟练技工 尽可能地实现涂饰自动化或机械化尽量缩短涂饰作业的间歇时间 紫外线 UV 固化涂料提高涂饰涂料的档次被涂饰物形状的复杂化开发涂料的功能性创造愉快舒适的涂饰环境涂饰设备与涂料的匹配涂料的环境友
3、好性涂饰自动化涂饰的前后处理 二 涂料的组成 绝大多数液体涂料是由固体份和挥发份组成 将液体涂料涂于制品表面形成薄膜时 涂料组成中的一部分将变成蒸汽挥发到空气中去 这一部分称为挥发份 其成分即是溶剂 其余不挥发的成分留在表面干结成膜 这一成分就称作固体份 即能转变成固体漆膜的部分 它一般包括成膜物质 着色材料与辅助材料 助剂 三大部份 二 涂料的组成 1 成膜物质成膜物质是液体涂料中决定漆膜性能的主要成分 是一些涂于制品表面能够干结成膜的材料 涂料成膜物质可以是液态 也可以是固态 具有能经过施工形成薄层的涂膜 并为涂膜提供所需要的各种性能 同时还能与涂料加入的必要的其它组份混合 形成均匀分散体
4、的特性 植物油 桐油 亚麻油 豆油等 树脂 醇酸树脂 聚氨酯 不饱和聚酯等 二 涂料的组成 1 成膜物质 1 植物油植物油的主要成分为甘油三脂肪酸酯 简称甘油三酸酯 按其分子结构中是否含有双键 又分为饱和与不饱和脂肪酸两大类 碳与碳之间全以单键连接 即为饱和脂肪酸 如硬脂肪酸 C17H35COOH 如果其中有一对以上的碳原子为双键结合 即为不饱和脂肪酸 如亚麻酸 C17H29COOH 二 涂料的组成 1 成膜物质 1 植物油含有不饱和脂肪酸的植物油 当涂成薄层时 在空气中氧的作用下 在双键结构处发生一系列复杂的氧化聚合反应 使油分子逐步互相牵连聚合 分子不断增大 最终形成聚合度不等的高分子 以
5、这种高分子为主形成固态胶体薄膜 这就是含植物油的涂料在空气中自然干燥成膜的物理化学过程 二 涂料的组成 涂料工业常依据所含不饱和酸的双键数量及其位置等因素将植物油分为干性油 半干性油与不干性油三类 甘油三酸酯的平均双键数 6个以上为干性油 4 6个为半干性油 4个以下为不干性油 干性油 具有较好的干燥性能 干后的涂膜不软化 很少被溶剂所溶解 碘值一般在140以上 如桐油 梓油 亚麻油 苏子油等 半干性油 干燥速度较干性油慢 碘值在100 140范围内 特点是变黄性小 适宜于制造白色或浅色漆 如豆油 葵花油等 干燥较慢 不干性油 在空气中不能自行干燥 碘值在100以下 不能直接作成膜物质 一般用
6、于制造合成树脂及增塑剂 如蓖麻油 椰子油等 二 涂料的组成 1 成膜物质 2 树脂树脂 非结晶型的固体或半固体的有机物质 分子量一般较大 多数可溶于有机溶剂如醇 酯 酮等 一般不溶于水 按其来源可分为天然树脂 人造树脂与合成树脂三类 1 天然树脂 来源于自然界的动植物 如热带的紫胶虫分泌的虫胶 由松树的松脂蒸馏得到的松香等 2 人造树脂 由天然高分子化合物加工制得 如棉花经硝酸硝化制得的硝化棉 松香衍生物 也称改性松香 如石灰松香 甘油松香亦称酯胶 季戊四醇松香 顺丁烯二酸酐松香 等 3 合成树脂 由化工原料经加聚或缩聚等化学反应合成 如酚醛树脂 醇酸树脂 氨基树脂 聚酯树脂 聚氨酯树脂等 二
7、 涂料的组成 1 成膜物质 2 树脂合成树脂应具有如下性能 易于涂饰 干燥速度快 尽可能地减少涂饰次数 并能形成所要求的涂膜 与基材附着性好 并且涂膜坚韧 对颜料的分散性好 不产生沉降 凝集 色分离 涂料的贮存稳定性好 涂膜光泽性好 鲜明 保色性好 耐久性 耐候性优良 不易受污染 耐水性 耐药品性好 二 涂料的组成 2 着色材料 1 颜料颜料的定义 一种微细的粒状物 不溶于它所分散的介质中 而且颜料的物理性质和化学性质基本上不因分散介质而变化 颜料和染料有很多相似之处 都是固体粉末 而且一般都很注意它的色光 它们之间最大区别是染料能溶于水 而颜料则不能溶于水 颜料的作用 其作用不仅仅是色彩和装
8、饰性 更重要的作用是改善涂漆的物理化学性能 提高漆膜的机械强度 附着力 防腐性能 耐光性和耐候性 而特种颜料还可以赋予涂膜以特殊性能 二 涂料的组成 2 着色材料 1 颜料颜料的特性 颜色 是标明颜料的重要技术指标 遮盖力 指色漆涂膜中的颜料能够遮盖被涂饰表面 使其不能透过涂膜而显露的能力 制造色漆的重要经济指标 着色力 是某种原料和另一种颜料混合后形成颜色强弱的能力 着色力是控制颜料质量的一个重要指标 决定颜料着色力的主要因素是颜料的分散度 分散得越好 着色力越强 色漆的着色力随着漆的研磨细度增大而增强 吸油量 颜料吸油量与其粒度大小 颗粒结构有关 一般来说颗粒细小 颜料总的表面积增大 吸油
9、量会相应增大 颜料吸油量决定了调配色漆时油的耗量 二 涂料的组成 2 着色材料 1 颜料颜料的种类颜料按其来源可分为天然颜料和人造颜料两类 按其化学成分 分为无机颜料和有机颜料 按其在涂料中所起的的作用可分为着色颜料和体质颜料等无机颜料 即矿物颜料 其化学组成为无机物 大部分品种化学性质稳定 能耐高温耐晒 不易变色 褪色或渗色 遮盖力大 但色调少 色彩不如有机颜料鲜艳 目前颜料中仍以使用无机颜料为主 有机颜料 系有机化合物所制成颜料 其颜色鲜艳 耐光耐热 着色力强 二 涂料的组成 2 着色材料 1 颜料着色颜料 指具有一定着色力与遮盖力 在色漆中主要起着色与遮盖作用的一些颜料 白色颜料 锌钡白
10、 立德粉 ZnS BaSO4 钛白 TiO2 黑色颜料 炭黑 铁黑 Fe3O4 红色颜料 氧化铁红 Fe2O3 甲苯胺红黄色颜料 有铅铬黄 铬酸铅 氧化铁黄蓝色颜料 铁蓝 群青绿色颜料 铅铬绿 酞菁绿 二 涂料的组成 2 着色材料 1 颜料体质颜料 又称填料 指那些不具有着色力与遮盖力的白色和无色颜料 加入漆中不能阻止光线的透过 无遮盖力 不能给漆膜添加色彩 但能增加漆膜的厚度与体质 增加漆膜的耐久性 体质颜料多与着色颜料配用制造色漆 或在涂饰施工时用于调配填孔剂与腻子 体质颜料价格低廉 可降低成本 此外还有可能改进漆膜的一些其它性能 常用的品种有碳酸钙与滑石粉 硅酸镁 等 二 涂料的组成 2
11、 着色材料 2 染料染料 能使纤维或其它物料相当牢固着色的有机物质 大多数染料的外观形态是粉状的 少数有粒状 晶状 块状 浆状 液状等 一般可溶解或分散于水中 或者溶于其它溶剂 醇类 苯类或松节油等 或借适当的化学药品使之成为可溶性 因此也称作可溶性着色物质 木材涂饰常用染料 直接染料 酸性染料 碱性染料 分散性染料 油溶性染料 二 涂料的组成 3 溶剂 1 溶剂的作用溶剂的主要作用 溶解或稀释固体或高粘度的成膜物质 使其成为有适宜粘度的液体 便于施工 增加涂料贮存的稳定性 防止涂料发生凝胶 在桶内充满溶剂蒸汽可以减少涂料表面的结皮现象 含适量溶剂的液体涂料 当涂饰涂料时 溶剂能增加涂料对木材
12、表面的润湿性 使涂料便于渗透到木材的孔隙中去 有利于提高涂层的附着力 适量溶剂的存在也有利于改善涂层的流平性 能形成均匀的涂层 而不致使涂层过厚或过薄 出现涂痕或起皱等 溶剂的选择 溶解能力 挥发速度 安全性 颜色 纯度与成本等 二 涂料的组成 3 溶剂 2 溶剂的种类石油溶剂 200号溶剂汽油 煤油 汽油萜烯溶剂 松节油 双戊烯煤焦溶剂 苯 甲苯 二甲苯酯类溶剂 醋酸乙酯 醋酸丁酯 醋酸戊酯酮类溶剂 丙酮 环己酮醇类溶剂 乙醇 丁醇 二 涂料的组成 4 助剂助剂也称为涂料的辅助材料组分 是涂料的一个组成部分 但不能单独自己形成涂膜 在涂料成膜后可作为涂膜中的一个组分而在涂膜中存在 在涂料配方
13、中用量很少 但能显著改善涂料或涂膜的某一特定方向的性能 涂料助剂的种类 催干剂 增塑剂 固化剂 润湿剂 悬浮剂 流平剂 消泡剂 消光剂 稳定剂 防结皮剂 紫外光吸收剂 分散剂 乳化剂等 二 涂料的组成 4 助剂催干剂 亦称 干料 俗称燥液或燥油等 是一些能加速油类及油性漆涂层干燥速度的材料 对于干性油的吸氧 聚合反应起着类似催化剂的促进作用 常用的是钴 锰 铅 铁 锌 钙等金属的氧化物和金属的环烷酸盐 如氧化铅 二氧化锰 环烷酸钴 环烷酸锰 环烷酸铅等 增塑剂 又称增韧剂 软化剂 大多是难以挥发的高沸点有机化合物 也有少数低熔点的固体物质 将其添加到涂料中 能赋予涂膜柔韧性 提高附着力和抗冲强
14、度 常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯 邻苯二甲酸二辛酯 磷酸三丁酯 磷酸三苯酯 氯化石蜡 蓖麻油等 三 涂料的分类 1 标准分类我国有关标准根据涂料组成中的成膜物质种类将我国涂料划分为油脂类 天然树脂类 醇酸漆 硝基漆 聚氨酯漆 不饱和聚酯漆 简称聚酯漆 环氧树脂漆等共18大类 三 涂料的分类 2 习惯分类A 按贮存的组分数分类 单组分漆与多组分漆单组分漆 也称单液型漆 只有一个组分 倒入容器即可涂饰 不必分装与调配 稀释除外 施工方便 如硝基漆 多组分漆 包括双组分漆 两液型 与三组分漆 三液型 贮存时必须分装 使用前按比例调配混合均匀再涂饰 调漆后有使用时限 所以要现用现配 施工较麻烦 例如
15、双组分的聚氨酯漆 PU 的主剂和硬化剂是分装的 三 涂料的分类 2 习惯分类B 按涂膜性状分类 亮光漆 高光泽 与亚光漆 低光泽 亮光漆 涂于表面适当厚度 干后的漆膜呈现较高的光泽 如酚醛清漆 醇酸磁漆等 亚光漆 亚光漆分为亚光和半亚光泽两种类型 指涂料组成中含有消光剂的漆类 涂于表面干后漆膜只具有较低光泽或无光泽 常用的消光剂如 滑石粉 碳酸钙 二氧化硅 硅藻土 云母粉等 此外 涂料中加入硬脂酸锌 硬脂酸铝及铅 锌 锶 镁 钙的有机酸皂 石蜡 蜂蜡 地蜡等都可使漆膜消光 三 涂料的分类 2 习惯分类C 按挥发分特点分类 溶剂型漆 无溶剂型漆 水性漆与粉末涂料溶剂型漆 涂料组成中含大量有机溶剂
16、 涂饰后 须从涂层中全部挥发出来才能固化的漆类 如硝基漆与聚氨酯等 无溶剂型漆 涂料组成中有溶剂 如不饱和聚酯漆中的苯乙烯 但涂饰后一般不挥发而是与成膜物质发生共聚合共同成膜 其固体份含量可以看成接近100 水性漆 以水作溶剂或分散剂的漆类 粉末涂料 粉末状的漆 没有溶剂 三 涂料的分类 2 习惯分类D 按固化特点分类 挥发型漆 反应型漆 气干漆 辐射固化型漆挥发型漆 涂层中溶剂挥发完毕即干燥成膜的漆类 如硝基漆 其成膜过程中没有化学反应 所成漆膜易被原溶剂再次溶解 反应型漆 成膜物质之间 如聚氨酯的主剂与固化剂 或成膜物质与溶剂之间 不饱和聚酯漆中的不饱和聚酯与苯乙烯 在固化过程中发生化学反应交联固化成膜的漆类 所成漆膜具有优异的理化性能并不会再次溶解 气干漆 一般泛指在空气中不需要特殊加热或辐射便能自然干燥的漆类 如聚氨酯等 也称自干漆 辐射固化型漆 涂层必须经辐射才能固化 如光敏漆 四 涂料的性能 1 施工使用性能使用性能包括 颜色与透明度 流平性 细度 粘度 固体份含量 干燥时间 遮盖力 贮存稳定性等 2 涂饰保护性能涂饰保护性能包括 附着力 硬度 柔韧性 冲击强度 耐液 耐磨
