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1、,油漆的组成,Paints,基料,颜料,溶剂,添加剂,天然树脂 干性油 煤焦油 硝化棉,合成树脂 醇酸树脂 氯化橡胶 环氧树脂 聚酯树脂 聚氨酯 硅树脂 乙烯酯树脂,着色颜料,体质颜料,防沉淀剂,润湿剂,防锈颜料,增塑剂,防结皮剂,催干剂,阴极保护颜料,毒性颜料,酮类溶剂,水,醇类溶剂,酯类溶剂,醚类溶剂,烃类溶剂,基 料,基料的定义:一种液态的溶液, 经过施工干燥 和固化能成漆膜的物质.,基料决定了油漆的性能,决定了油漆/涂料的类型 将油漆中分散的颜料结成一个连续的固体漆膜 使漆膜附着在所涂装的底材上 使漆膜具有耐水, 耐化学品,耐溶剂以及耐紫外线性能,氧化干燥 物理干燥 化学固化,不同的干
2、燥和固化过程,氧化干燥的基料,基料从空气中吸收氧气, 氧气引发基料中的双键反应 将小分子连接在一起形成一个大分子, 从而形成固体漆膜. 发生化学反应前的小分子处于游离状态, 而在化学反应后由于形成了大分子从而被固定下来. 由空气催干的醇酸基料由熟亚麻油和桐油制成的. 醇酸树脂相对于最初的亚麻油或桐油, 相对具有较大的分子, 因此就能较快地干燥.,氧气进入 反应开始:,聚合物分子 通过化学键反应后 连接为一体,氧化干燥(固化)过程,溶剂挥发,溶剂挥发干燥,粘结在一起并相互熔合而结成完整的漆膜(没有化学键),物理干燥. 溶解型油漆,聚合物分子渐渐密集,水溶性漆的 物理干燥,= 分散的乳化液滴,水份
3、挥发,乳化液滴渐渐密集,乳化液滴融合为一体, 水溶剂挥发,= 聚合物,= 固化剂,溶剂挥发,双组份漆的干燥机理,聚合物和固化剂分子相互反应而结合成为一个新的三维的网状结构, 成为固体的漆膜高分子化合物,钢材,环氧厚浆漆是一种“高表面容忍度” 和 “厚浆型”的油漆,钢材,传统的油漆 低覆盖率 低渗透性,环氧厚浆漆 优良的渗透性能 高膜厚,防锈颜料: 红丹 锌粉 铬酸锌 磷酸锌,体质颜料 (没有或较低的遮盖力): 滑石粉 硫酸钡 白云石粉 瓷土 (硅酸铝) 硅酸钾 云母 (硅酸钾或硅酸铝),颜料品种,着色颜料 (遮盖力 ): 无机颜料; 红色, 黄色, 褐色, 黑色 有机颜料, 所有颜色 钛白粉,
4、填充颜料的作用,减少颜料用量 提高油漆的防腐性能 改善油漆对水和其他化学品的抵抗能力 改善油漆的施工性能 提高漆膜的机械强度 控制漆膜的光泽,漆膜的光泽由油漆的PVC 决定(颜料 体积 浓度),颜料,树脂,填充料,半光 PVC 30 - 40,平光 PVC 35 - 50,高光 PVC 15 -25,PVC:油漆不挥发份中颜料所占的比例 不挥发份: 如颜料和树脂。 通常以百分数表示,低PVC.具有高光的面漆将光成束的反射回来,高PVC. 底漆 (或平光漆) 将入射光以多角度的散射光反射回来,光泽,低PVC时的表观: 光泽高 湿汽渗透性低 但有潜在的起泡可能性,高 PVC 时的表观: 光泽降低
5、湿气的渗透性有所提高 起泡的可能性趋于减少,常用的溶剂 / 稀释剂,水 200#溶剂油(松香水) 二甲苯 甲苯 丙酮 乙二醇 乙醇 活性稀释剂,溶解树脂 得到较低的粘度 使其适合刷涂,辊涂和喷 涂的粘度,溶剂 / 稀释剂,溶剂 / 稀释剂作用,溶剂或稀释剂,一种或几种溶剂的混合 将树脂彻底溶解 (成为溶液),一种或几种溶剂的混合 不能将树脂彻底溶解 (形成一个 “混合物”) 作为过渡溶剂,假溶剂,真溶剂,稀释剂 一种或几种溶剂的混合 起降低粘度的作用 通常是真溶剂和假溶剂的混合物,稀释剂的加入量,油漆的挥发率和稀释的溶解性会对油漆产生以下影响: 干燥时间 成膜性能 漆膜的质量,大多数油漆在生产
6、时已经调整到适当的施工粘度.施工时稀释过度会引出许多问题. 决不能使用未经明确确认的稀释剂,过度的稀释会导致漆膜中溶剂残留,将经过稀释和未经稀释两个样品进行涂装比较 要达到所规定的同样的干膜厚度(DFT), 经过稀释的油漆则需涂到更高的湿膜厚度(WFT). 经过一定的干燥时间, 未经稀释的样品已经完全固化了. 但稀释过的样品所涂的漆膜中仍有许多溶剂尚未挥发掉. 如果将两个样品所制的样板同时投入使用, 则经过稀释的样板更容易产生气泡. 在干燥/固化过程中稀释剂将会从漆膜中逐渐挥发 稀释过的油漆其中的固体含量较低, 且得到的干膜亦较底.,稀释过的油漆在干燥过程中将需要更长的干燥时间,同样油漆的两个
7、稀释过和未稀释过的样品涂装到结构件上. 若要得到同样的干膜厚度, 则稀释过的油漆需要更高的湿膜厚度. 经过一定的干燥时间后, 未经稀释的油漆已完全固化 经过稀释的油漆中的稀释剂还没有从漆膜中挥发掉.,加入了错误型号的稀释剂,将透明的清漆加入烧杯 再加入错误型号的稀释剂 这将会导致漆膜性能的改变 树脂将会被分离出来(析出) 树脂将变得不再透明. 我们再用正确型号的稀释剂做同样的试验: 则会得到好的结果,碳氢化合物 (仅仅只含有碳元素和氢元素) 芳香族类: 二甲苯 甲苯 苯(混合) 3-甲基苯,常用的溶剂,脂肪族: 松香水 E.M.松节油,醇类 :乙醇, 丙醇, 异丙醇, 丁醇 酯类 :醋酸乙酯,
8、醋酸丁酯 醇醚类 : 乙二醇乙醚, 乙二醇单乙烯基醚 (Cellosolve) 酮类 :甲基乙烯基酮 (MEK), 甲基异丁基酮 (MIBK), 丙酮,其它溶剂,润湿剂 消泡剂 防沉剂 防结皮剂 防流挂剂 促进剂(催化剂) UV-吸收剂 等.,添加剂,油漆的防腐作用的原理,屏障作用 抑止作用 阴极保护作用,油漆的防腐保护作用的主要原理有三个:,底漆,钢材,第1道面漆,第2道面漆,将氧气, 碳氢化合物与钢材隔离,降低湿汽的渗入,对钢材表面具有极佳的 附着力,兼有物理和化学 的结合力,不留任何可能留存水和湿气的孔隙,洁净的表面 没有可能引起水泡的杂质,惰性的隔离封闭涂层 以保护底材不受腐蚀,为什么
9、有些油漆要用 铝粉或玻璃鳞片 ?,水,含有玻璃鳞片或铝粉的漆膜,钢铁,有玻璃鳞片的漆膜使得潮汽和氧气 到达钢铁底材的时间更长,屏障作用,油漆的防腐保护.屏障作用,当油漆涂布在钢铁表面时, 就在钢铁和周围的环境之间建立起了一道屏障 较厚的漆膜所起的屏障作用要大于较薄的漆膜 该屏障作用可通过油漆中加入片状颜料得到加强.,Paint technology/ Paint barrier effect1,湿气会逐渐滲透到含有反应活性的化学保护底漆层, 而它能使油漆和金属之间的结合界面钝化,抑止作用,阴极保护涂层,第1道涂层,第2道涂层,钢材,湿气吸收,化学抑止剂与钢铁的反应,钝化的涂层,油漆的防腐保护.
10、化学抑止作用,化学抑制涂层不仅仅是被动的起屏障作用的涂层. 油漆同时具钝化保护作用 化学保护涂层中的抑止剂与湿气进行化学反应, 从而在接近钢铁表面的附近生成钝化了的保护层. 该钝化涂层将会大大降低钢铁的腐蚀速率.,无机锌底漆,第2道有机面漆,优异的附着力使损伤处不会继续扩大,潮汽将首先使锌电离, 而保护钢铁不受侵蚀,钢材表面涂层的损伤处,当表面涂层损坏时无机硅酸富锌底漆发生化学反应以 保护钢铁底材不受腐蚀,具有阴极保护作用的防锈颜料,钢材,油漆的防腐保护. 阴极保护作用,有些油漆可以牺牲阳极的方法提供阴极保护. 阴极保护(CP)类型的油漆不同于仅提供屏障作用的惰性涂层. 阴极保护(CP)类型的
11、油漆含有活性的金属颜料 活性的金属颜料在遇到潮气的时候能与其反应生成稳定的氧化物并沉积裸露的钢铁表面.,一个油漆防腐系统可比作一幢房屋,首先: 地基 - 底漆,其次: 中间的楼层 - 中间涂层,最后: 屋顶 - 面漆,它们都有其各自的特殊功能 在一幢房屋中 在一个油漆系统中,底漆Primers,底漆在防腐油漆系统中是普遍使用的, 并且被认为在防腐系统中是最重要的组成部分. 以下几点是底漆最重要的性能:,附着力(对底材牢固的结合力). Adhesion 内聚力 (漆膜本身的强度). Cohesion 稳定性 (对腐蚀和化学品有良好的抵抗力). Inertness 层间结合力 (对中间漆有良好的结
12、合力). Intercoat bond 5.适当的柔韧性 Appropriate flexibility.,中间漆 Intermediates,1.整个涂层的厚度. 2.增强化学抵抗能力. 3.抵抗潮气和水蒸汽的渗入. 4.增强油漆系统的绝缘性能. 5.增强油漆系统的强度. 6.增强对底漆和面漆的结合力.,中间涂层的主要目的是提供以下的作用:,面漆Topcoats,1.给整个系统以具有一定抵抗力的封闭性能. 2.形成对所处环境最初的屏障. 3.给体统提供对气候, 水和某些化学品等抵抗性能. 4.给系统以较强的耐摩擦的外表面. 5.给系统以装饰性外表.,面漆也有几项重要的功能, 如:,钢铁,潮气
13、渗入一个附着力良好的油漆系统,潮气的渗透,在一个附着力不好的区域 潮气的渗透情况,3涂层油漆系统,3. 蒸气压 在附着力较差的部位 将漆膜抬起,1. 潮气的蒸发,2. 潮气 渗入间隙 (附着力不好),钢铁,影响干燥过程的因素是什么 ?,相对湿度Relative humidity, % R.H. 空气流通Ventilation 温度Temperature 膜厚Film thickness 涂层数Number of coats 溶剂的挥发速率Evaporation rate of the solvents,环境温度将会影响到: 油漆的保存期 使用时间(pot life) 粘度viscosity / 施工性sprayability 钢板温度steel temperature 钢板温度将会影响到: 干燥速度curing speed 固化程度degree of curing 重涂间隔时间re-coating interval 漆膜的寿命lifetime of the paint film,环境温度 和钢材温度,温度很重要吗 ? Yes !,
