涂料化学与工艺学

上传人:子 文档编号:52097494 上传时间:2018-08-18 格式:PPT 页数:74 大小:772KB
返回 下载 相关 举报
涂料化学与工艺学_第1页
第1页 / 共74页
涂料化学与工艺学_第2页
第2页 / 共74页
涂料化学与工艺学_第3页
第3页 / 共74页
涂料化学与工艺学_第4页
第4页 / 共74页
涂料化学与工艺学_第5页
第5页 / 共74页
点击查看更多>>
资源描述

《涂料化学与工艺学》由会员分享,可在线阅读,更多相关《涂料化学与工艺学(74页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。

1、涂料化学与工艺学第一章 导 论 第二章 聚合反应原理第一章 导 论第一节 概 述涂料是一种保护、装饰物体表面的涂装材料。具体讲,涂料是 涂布于物体表面后,经干燥可以形成一层薄膜,赋予物体以保护、 美化或其它功能的材料。从组成上看,涂料一般包含四大组分:成膜物质、分散介质、 颜(填)料和各类涂料助剂。成膜物质:是涂料中的主要成膜物质,为高分子化合物,亦称涂 料树脂,可分为天然高分子和合成高分子两大类。分散介质:在涂料中起到溶解或分散成膜物质及颜(填)料的作用,以满足各种油漆施工工艺的要求,其用量在50%(V/V)左右。溶剂(或分散介质)并非成膜物质,它可以帮助施工和成膜。不同品种的合成树脂或油漆

2、,其溶剂不同。溶剂的溶解力及挥发率等因素对成漆在生产、贮存、施工及漆膜光泽、附着力、表面状态等多方面性能都有极大影响。涂料中的溶剂是一种挥发组分,对环境造成极大污染,也是对资源的很大浪费,所以,现代涂料行业正在努力减少溶剂的使用量,开发出了高固体份涂料、水性涂料、无溶剂涂料等环保型涂料。溶剂的品种类别很多,按其化学成分和来源可分为下列几大类:萜烯溶剂、石油溶剂、煤焦溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂,以及其他溶剂。 (1)萜烯溶剂:绝大部分来自松树分泌物,常用的有松节油。(2)石油溶剂;这类溶剂属于烃类,是从石油中分馏而得,常用的有溶剂油、松香水。松香水是油漆中普遍采用的溶剂,毒性较小。(3)

3、煤焦溶剂:这类溶剂也属于烃类,但由煤干馏而得,常用的有苯、甲苯、二甲苯等。 苯的溶解能力很强,但毒性大,挥发快,一般不用;甲苯的溶解能力与苯相似,主要作为醇酸漆溶剂,也可以作环氧树脂、喷漆等的稀释剂用;二甲苯的溶解性略低于甲苯,挥发比甲苯慢,毒性较小。近年来,重芳烃(三甲基苯)类溶剂得到了广泛应用。(4)酯类溶剂:是低碳的有机酸和醇的酯化物,常用的有醋酸丁酯、乙酸乙酯、醋酸乙酯、醋酸戊酯等。酯类溶剂毒性小,一般用在民用漆中 。(5)酮类溶剂:是一类有机溶剂,主要用来溶解硝酸纤维,常用的有丙酮、甲乙酮、甲异丙酮、环已酮、异佛尔酮等。(6)醇类溶剂:是一类有机溶剂,能与水混合,常用的有乙醇、异丙醇

4、、丁醇等。醇类溶剂对涂料的溶解力差,仅能溶解虫胶或聚乙烯醇缩 丁醛树脂,与酯类、酮类溶剂配合使用时,可增加其溶解力,因此称它 们为硝基漆的助溶剂。乙醇不能溶解一般树脂,而能溶解硝基纤维、虫 胶等。 (7)其他溶剂:常用的有含氯溶剂、硝化烷烃溶剂、醚醇类溶剂等。含氯溶剂溶解力很强,但毒性较大,只是在某些特种漆和脱漆剂中使用 ;醚醇类溶剂是一种新兴的溶剂,有乙醚乙二醇、甲醚乙二醇及其酯类 等。近年来,水性涂料发展很快,除极少量水溶性体系外,绝大部分属 于水分散体系,水起到分散介质的作用。颜填料:是涂料中的次要成膜物质,但它不能离开主要成膜物质(涂料树脂)而单独构成涂膜。颜料是一种不溶于成膜物质的有

5、色矿 物质或有机物质。按来源颜料可分为有机颜料和无机颜料,无机颜料又可分为天然无机颜料和人造无机颜料。按用途可分为三种:体质颜料(也称为填料)、着色颜料、防锈颜料。体质颜料:主要用来增加涂层厚度,提高耐磨性和机械强度。着色颜料:可赋予涂层美丽的色彩,具有良好的遮盖性,可以提高涂层的耐日晒性、耐久性和耐气候变化等性能。防锈颜料:这种颜料可使涂层具有良好的防锈能力,延长寿命,它是防锈底漆的主要原料。助剂:在涂料中的用量很少,约10-3(w/w),但作用很大,不可或缺。现代涂料助剂主要有四大类:(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)对涂料储存过程发生作用的助剂

6、,如防沉剂、稳定剂,防结皮剂等;(3)对涂料施工过程起作用的助剂,如流平剂、消泡剂、催干剂、防流挂剂等;(4)对涂膜性能产生作用的助剂,如增塑剂、消光剂、阻燃剂、防霉剂等。第二节 涂料的作用涂料的作用一般包括三个方面:(1)保护作用。涂料可以在物体表面形成一层保护膜,保护各种制品免受大气、雨水及各种化学介质的侵蚀,延长其使用寿命,减少损失 。(2)装饰作用。由颜(填)料及成膜物质提供,其它组分协助。当然,颜料除了使涂膜呈现鲜艳多彩的颜色外,还具有其它作用,如提供 一定的机械强度、化学稳定性以强化保护作用;成膜物质使涂饰物表面 光泽发生变化,丰满度提高,提高质感,提高了装饰效果。(3)其它作用。

7、保护和装饰性是涂料的基本功能,此外涂膜还可以提供防静电、导电、绝缘、耐高温、隔热、阻燃、防霉、杀菌、防海洋 生物附着、热至变色、光至变色等作用。第三节 涂料的分类与命名涂料的分类方法很多: (1)按照涂料形态分:粉末涂料、液体涂料;(2)按成膜机理分:热塑性涂料、热固性涂料;(3)按施工方法分:刷涂涂料、辊涂涂料、喷涂涂料、浸涂涂料、淋 涂涂料、电泳涂涂料; (4)按干燥方式分:常温干燥涂料、烘干涂料、湿气固化涂料、光固 化涂料、电子束固化涂料;(5)按涂布层次分:腻子、底漆、中涂漆、面漆;(6)按涂膜外观分:清漆、色漆;平光漆、亚光漆、高光漆;(7)按使用对象分:金属漆、木器漆、水泥漆;以及

8、汽车漆、船舶漆 、集装箱漆、飞机漆、家电漆;(8)按性能分:防腐漆、绝缘漆、导电漆、耐热漆、防火漆;(9)按成膜物质分:醇酸树脂漆、环氧树脂漆、氯化橡胶漆、丙烯酸 树脂漆、聚氨酯漆、乙烯基树脂漆等。(10)按分散介质不同分:溶剂型涂料、水性涂料(水溶型涂料、水分 散型涂料和水乳型涂料)。按成膜物质种类,涂料可以进行如下分类。序号代号(汉语拼音 )涂料类别主要成膜物质1Y油性漆类天然动植物油,鱼油,合成油2T天然树脂漆类松香及其衍生物、虫胶、酪素、动物胶,大漆及其衍生物3F酚醛树脂漆类酚醛树脂、改性酚醛树脂、二甲苯树脂4L沥青漆类天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青5C醇酸树脂漆类甘油醇酸树

9、脂、季戊四醇醇酸树脂、其它改性醇酸树脂6A氨基树脂漆类脲醛树 脂、三聚氰胺甲醛树脂7Q硝基漆类硝基纤维素、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,醋酸丁酸纤维等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物,聚醋酸乙烯及其共聚物,聚乙烯醇缩醛,氟树脂11B丙烯酸漆类丙烯酸酯共聚物及其改性树脂12Z聚酯漆类饱和聚酯及不饱和聚酯13H环氧树脂漆类环氧树脂及改性环氧树脂14S聚氨酯漆类即聚氨基甲酸酯15W元素有机漆类有机硅、有机钛等元素有机化合物16J橡胶漆类天然橡胶、合成橡胶及其改性树脂17E其它漆类如无机高分子(硅酸锂),聚苯胺,聚酰亚胺等

10、按照中国的国家标准GB2705-92,涂料基本名称代号如下表所示。代号基本名称代号基本名称00清油45饮水舱漆01清漆46油舱漆02厚漆47车间(预涂)底漆03调合漆50耐酸漆04磁漆51耐碱漆05粉末涂料52防腐漆06底漆60耐火漆07腻子61耐热漆08水溶漆、乳胶漆62示温漆09大漆63涂布漆11电泳漆64可剥漆12乳胶漆65卷材涂料13水溶(性)漆66光固化涂料14透明漆67隔热涂料15斑纹漆、裂纹漆、桔纹漆71工程机械用漆16锤纹漆72农机用漆17皱纹漆73发电、输配电设备 用漆18金属(效应)漆、闪光漆77内墙涂料20铅笔漆78外墙涂料22木器漆79屋面防水涂料23罐头漆80地板漆2

11、4家电用漆82锅炉漆26自行车漆83烟囱漆27玩具漆86标志漆、路标漆、马路划线漆28塑料用漆87汽车漆(车身)30(浸渍)绝缘漆88汽车漆(底盘)32(绝缘)磁漆89其他汽车漆34漆包线漆90汽车修补漆35硅钢片漆93汽车漆(底盘)36电容器漆89其他汽车漆37电阻漆、电位器漆93集装箱漆38半导体漆94铁路车辆用漆40防污漆95桥梁漆、输电塔漆及其他(大型露天)钢结构漆41水线漆96航空、航天用漆42甲板漆、甲板防滑漆98胶液43船壳漆99其他44船底漆涂料用辅助材料型号由一个汉语拼音字母和12位阿拉伯数字组成, 字母与数字之间有半字线(读成“之”)。字母表示辅助材料类别代号。数字为序号,

12、用以区别同一类辅助材料的不同品种。辅助材料代号见下表 。代号辅助材料名称 X稀释剂 F防潮剂 G催干剂 T脱漆剂 H固化剂涂料全名=颜料或颜色名称+成膜物质名称+基本名称。若颜料对漆膜性能起显著作用,则用颜料名称代替颜色名称。产品型号产品名称产品型号产品名称Q01-17硝基清漆H36-51中绿环 氧烘干电容器漆A05-19铝粉氨基烘漆S07-1浅灰聚氨酯腻 子(分装 )C04-2红醇酸磁漆H-1环氧漆固化剂第四节 涂料发展概况涂料的发展史一般可分为三个阶段:(1)天然成膜物质的使用;(2)涂料工业的形成;(3)合成树脂涂料的生产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最早的国 家

13、之一。春秋时代(公元前770年公元前476年)就掌握了熬炼桐油制造 涂料的技术。战国时代(公元前 475公元前221年)能用桐油和大漆复 配涂料。此后,该项技术陆续传入朝鲜、日本及东南亚各国,并得到发展。 到了明代(13681644年),中国漆器技术达到高峰。 17世纪以后,中国的漆器技术和印度的虫胶(紫胶)涂料逐渐传入欧洲。 涂料工业的形成:18世纪涂料工业开始形成。亚麻仁油熟油的大量生产和应用,促使清漆和色漆的品种迅速发展。1773年,英国韦廷公司搜集出版了很多用天然树脂和干性油炼制清漆 的工艺配方。1790年,英国创立了第一家涂料厂。在19世纪,涂料生产开始摆脱了手工作坊的状态,很多国家

14、相继建厂 ,法国在1820年、 德国在1830年、 奥地利在1843年、日本在1881年都 相继建立了涂料厂。19世纪中叶,涂料生产厂家直接配制适合施工要求的涂料,即调合漆。从此,涂料配制和生产技术才完全掌握在涂料厂中 ,推动了涂料生产的大规模化。第一次世界大战期间,中国涂料工业开 始萌芽,1915年开办的上海开林颜料油漆厂是中国第一个涂料生产厂。 合成树脂涂料时期:19世纪中期,随着合成树脂的出现,涂料成膜物质发生了根本的变革,形成了合成树脂涂料时期。1855年,英国人A.帕克斯取得了用硝酸纤维素(硝化棉)制造涂料的专利权,建立了第一个生产合成树脂涂料的工厂。1909年,美国化学家L.H.贝

15、克兰试制成功醇溶性酚醛树脂。1925年硝酸纤维素涂料的生产达到高潮。与此同时,酚醛树脂涂料也广泛应用于木器家具行业。1927年,美国通用电气公司的R.H.基恩尔突破了植物油醇解技术,发明了用干性油脂肪酸制备醇酸树脂的工艺,醇酸树脂涂料迅速发展为主流的涂料 品种,摆脱了以干性油和天然树脂混合炼制涂料的传统方法,开创了涂料工业 的新纪元。 第二次世界大战结束后,合成树脂涂料品种发展很快。 美、英、荷(壳牌公司)、瑞士(汽巴公司)在40年代后期首先生产环氧 树脂,为发展新型防腐蚀涂料和工业底漆提供了新的原料。50年代初,性 能广泛的聚氨酯涂料在联邦德国拜耳公司投入工业化生产。1950年,美国杜邦公司

16、开发了丙烯酸树脂涂料,逐渐成为汽车涂料的主要品种,并扩展 到轻工、建筑等部门。第二次世界大战后,丁苯胶乳过剩,美国积极研究用 丁苯胶乳制造水乳胶涂料。20世纪5060年代,又开发了聚醋酸乙烯酯胶 乳和丙烯酸酯胶乳涂料,这些都是建筑涂料的最大品种。1952年联邦德国克纳萨克格里赛恩公司发明了乙烯类树脂热塑粉末涂料。壳牌化学公司 开发了环氧粉末涂料。美国福特汽车公司1961年开发了电沉积涂料,并实 现工业化生产。此外,1968年联邦德国拜耳公司首先在市场出售光固化木器漆。乳胶涂料、水溶性涂料、粉末涂料和光固化涂料,使涂料产品中的 有机溶剂用量大幅度下降,甚至不使用有机溶剂,开辟了低污染涂料的新领 域。随着电子技术和航天技术的发展,以有机硅树脂为主的元素有机树脂涂 料,在5060年代发展迅速,在耐高温涂料领域占据重要地位。这一时期开发并实现工业化生产的还有杂环树脂涂料、橡胶类涂料、乙烯基树脂涂 料、聚酯涂料、无机高分子涂料等品种。 为配合合成树脂涂料的推广应用,涂装技术也发生了根本性变化。 20世纪50年代,高压无空气喷涂在造船工业和钢铁桥梁建筑中推广,大 大

展开阅读全文
相关资源
相关搜索

当前位置:首页 > 生活休闲 > 科普知识

电脑版 |金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号