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1、Paint Technology and Generic Types,涂料技术和涂料的类型,内容,什么是涂料 涂料的基本组成 成膜物质 颜填料 助剂 溶剂,涂料的分类和命名 涂料的干燥成膜 涂料的类型 生漆 沥青漆 醇酸树脂涂料 氯化烯烃类涂料 丙烯酸涂料 环氧树脂涂料 聚氨酯涂料 聚脲弹性体 有机硅树脂涂料 聚硅氧烷涂料 含氟聚合物涂料 不饱和聚酯涂料 乙烯基酯涂料 聚苯胺涂料,水性防腐涂料 功能性专用涂料 磷化底漆 车间底漆 耐高温涂料 油罐内壁导静电涂料 防火涂料 船舶防污漆,什么是涂料 What is paint,涂料是涂覆在被涂物表面，形成牢固附着连续薄膜的材料 色漆 含有颜料的液体
2、或黏稠状或粉状的涂层材料施工在底材上，形成不透明薄膜，具有保护、装饰或特定的技术性特性。 清漆 施工在底材上形成固体的透明薄膜，有保护、装饰或特定的技术性特性。,油漆？涂料？,早期的主要原材料是动物和植物油脂 桐油 生漆 “油漆”,什么是涂料,涂料的作用,防腐作用 装饰作用 特殊功能作用 防污 警示 防滑 防静电 伪装 耐高温 阻燃 减阻,涂料的基本组成,黏结剂 binder 主要成膜物质 颜填料 pigment 次要成膜物质 助剂 additive 辅助成膜物质 溶剂 solvent 挥发性物质,涂料的基本组成,涂 料,黏结剂 Binder,主要成膜物质，是涂料的主体和基础 黏结颜填料，提供
3、涂层与底材的附着力 黏结剂的性能决定了涂料和涂膜的基本性能 干燥固化、耐水性、耐盐雾、耐候性等等 通常用区别并称呼涂料的类别名称 环氧树脂涂料 醇酸树脂涂料 沥青漆,颜填料 Pigment,防锈颜料 着色颜料 体质颜料（填料） 其它功能性颜料,防锈颜料,防止金属腐蚀,提高漆膜对金属表面的保护作用 物理性防锈颜料 球状：氧化铁红 片状：铝粉、玻璃鳞片 化学性防锈颜料 缓蚀型 铅系：红丹 铬酸盐：锌黄 磷酸盐：磷酸锌 电化学： 锌粉,红丹的防锈性,化学名：四氧化三铅 Pb3O4 优异的防锈性能 对钢铁的表面处理要求不高 对残锈表面仍有良好的防锈性能 在水和氧的作用下与油基漆料生成铅皂，具有缓蚀作用
4、 晶格离子交换出Pb 2，有助于吸收腐蚀介质中的硫酸根离子、氯离子和碳酸根离子等，生成不溶于水的PbSO4、PbCl2、PbCO3等 钢铁表面氧化成Fe2O3的均匀薄膜，使表面钝化，不使其有更深的锈蚀 钢材表面锈蚀时，很快地氧化成Fe(OH)3沉积在表面，使表面阳极封闭,红丹的危害性,急性铅中毒 流涎、恶心、呕吐，腹绞痛 腹泻、头痛、血压升高、多汗少尿 慢性铅中毒 神经衰弱、多发性神经病和脑病 腹绞痛、肝炎 干扰血红蛋白合成过程，导致溶血性贫血， 循环系统铅中毒部分人会引发高血压,片状防锈颜料,含有玻璃鳞片或铝粉的涂层，潮气、氧气等腐蚀蚀气体到达钢材表面的路径更长，时间也更长,富锌底漆的电化学
5、保护作用,着色颜料,主要作用是着色和遮盖物面 具有良好的着色力和遮盖力 不溶于水、油和溶剂 色彩鲜艳美丽 对光、热稳定性好,体质颜料,不具备着色力和遮盖力，习惯上称之为填料 增加涂料的固体含量和降低涂料成本 改善涂料各方面的性能： 光泽 流动性和流平性 透气性 耐水性 机械耐磨性 ,常用体质颜料 沉淀硫酸钡barium sulfate 轻质碳酸钙Calcium carbonate 滑石粉talcum powder 高岭土Kaolin 云母mica powder ,特殊功能颜料,耐高温颜料 铝粉、锌粉 耐高温涂料 防污颜料 氧化亚铜 防污漆 导静电颜料 碳黑、导电云母粉 导静电涂料 ,助剂 Ad
6、ditives,又称为添加剂 分别在涂料的生产、贮存、施工和成膜阶段发挥不同的作用 改进涂料或涂膜某一特定方面的性能 用量小，作用明显 涂料辅助成分，不能单独成膜,助剂,流变剂 改善涂料的流变性,增加液体的触变性,防止流挂和沉降 气相二氧化硅、氢化蓖麻油和改性膨润土 催干剂 用于氧化和聚合的涂料，如油性漆、醇酸树脂涂料等，对漆膜有加速干燥的作用 润湿剂和分散剂 润湿剂在颜料的润湿过程中发生作用，降低液固之间的界面张力，提高颜料的分散效率，缩短研磨时间 分散剂在颜料的分散过程中发挥作用，吸附在颜料粒子表面，使分散处于稳定状态,溶剂 Solvent,用来溶解树脂,降低黏度以改善加工制造性能，影响涂
7、料施工性能 影响涂料的黏结性、防腐性、户外耐久性以及涂膜的表观性能，如起泡、流挂和流平性 溶剂型涂料 水性涂料,溶剂,主溶剂 溶解树脂，制成树脂溶液 助溶剂 不能单独溶解树脂，与某种良溶剂混合可以获得相同或更大的溶解能力，也称潜溶剂 稀释剂 主要用来稀释涂料，调节涂料的黏度，达到便于施工的目的 涂料含有溶剂都可能作为该涂料的稀释剂，但有的稀释剂不一定可以作为溶剂使用,常用的溶剂,脂肪烃：200溶剂汽油 芳香烃：甲苯、二甲苯 萜烯类：松节油、双戊烯 醇类：乙醇、异丙醇和丁醇 酮类：甲乙酮、丙酮、环己酮 酯类：醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯 醇醚类,与溶剂含量紧密关联 对涂料的品种影响很大,环氧、聚
8、氨酯,醇酸,氯化橡胶、乙烯、丙烯酸,水性涂料,挥发性有机物含量 VOC,涂料分类：干燥成膜的机理,物理干燥,化学固化,物理干燥,经涂装后，溶剂或水挥发到大气中，就完成漆膜干燥的过程。 涂料类别 氯化橡胶，高氯化聚乙烯，丙烯酸，沥青,物理干燥型涂料,溶剂型涂料，溶剂的挥发，涂膜干燥成膜,物理干燥型涂料,溶剂型涂料的共性 可逆性 溶剂敏感性 漆膜成型不依赖于温度 热塑性 重涂性能比较好,物理干燥型涂料,水性分散型涂料，在水的挥发过程中，聚合物粒子彼此接触挤压成形，由粒子状聚集变为分子状态的聚集而形成连续的漆膜。,物理干燥型涂料,水分散型涂料的共性 在一定温度下的可逆性 对溶剂敏感 漆膜成型对温度有
9、依赖 热塑性 重涂性能比较好,氧气干燥型涂料,氧气固化,固化剂固化,双组份固化剂固化,化学固化型涂料,潮气固化： 醇溶性无机硅酸锌 湿固化单组分聚氨酯涂料 二氧化碳固化 水性硅酸钠/硅酸钾富锌底漆 高温固化 有机硅、氨基 辐射固化,共性 不可逆性 耐溶剂 成膜速度依靠温度 非热塑性 严格的重涂间隔,防腐蚀涂料的防腐机理,屏蔽作用 缓蚀作用 电化学保护作用 以上的联合作用,防腐蚀涂料的防腐机理,屏蔽作用 钢铁的腐蚀需要氧气、水、电解质和电路 涂膜阻止了腐蚀介质与钢铁的接触， 隔断了腐蚀电池的通路，增大了电阻 片状颜料，如云母粉、铝粉、云铁、玻璃鳞片等能增强涂膜的屏蔽性,防腐蚀涂料的防腐机理,缓蚀
10、作用 化学防锈颜料对钢铁起到缓蚀作用 铅系颜料，红丹 铬酸盐，锌黄 磷酸盐，磷酸锌、三聚磷酸铝,涂料基本类型,生漆 沥青漆 醇酸树脂涂料 含氯聚合物涂料 丙烯酸涂料 环氧树脂涂料 聚氨酯涂料 聚脲弹性体 有机硅树脂涂料,聚硅氧烷涂料 含氟聚合物涂料 不饱和聚酯涂料 乙烯基酯涂料 聚苯胺涂料,生漆,大漆、国漆 主要成分漆酚 漆膜坚硬富有光泽 耐油、耐水、耐溶剂和化学品 长期耐150，短期200,漆膜脆，柔韧性和冲击强度差 耐碱性差 耐候性不好 过敏性皮炎：漆疮,沥青漆,沥青 天然沥青 石油沥青 煤焦沥青 常用产品 沥青清漆 （水罗松） 沥青防锈漆 煤焦沥青瓷漆 冷底子油 环氧煤沥青涂料 （焦油环
11、氧）,为什么限制沥青的使用 接触皮肤会有红斑，重者水肿水疱及渗液 致癌物 REACH法规 黑色偷光,醇酸树脂 Alkyd,醇酸树脂是用油料，多元醇如甘油和季戊四醇等，多元酸如苯二甲酸酐等，制备而成的一种聚酯. 醇酸树脂之父： Kienle Al（Alcohol醇） Acid（酸） Alcid Alkyd,醇酸树脂,醇酸树脂漆的脂肪酸含量（油度） 短油度 60%,醇酸树脂涂料,优点 容易施工，刷涂/滚涂 单组分 良好的耐候性 适当的润湿性 好的可覆涂性 好的保光和保色性 耐干温最高可达120 成本较低,局限性 耐化学品性差 耐水性差（使用在浸水区域） 有限的耐溶剂性 单涂层膜厚受限制 与丙烯酸的
12、附着力差 与环氧间的附着力差 绝对不要使用在富锌涂层上 长期使用后易变脆 / 剥落 在炎热，多风的天气条件下易 易结皮 冬季干燥较慢（除了苯乙烯 和氨酯改性的醇酸）,含氯聚合物,含氯聚合物：含有大量氯原子的聚合物作为主要成膜物质 阻燃自熄，防霉 耐水、盐、酸、碱，防腐蚀性能良好 涂膜不耐高温，受热后易析出氯化氢气体而降解，性能变坏，故使用温度受到限制，一般不超过60 挥发型含氯涂料，干燥迅速，能在低温下成膜，这种涂料不耐有机溶剂 交联固化型含氯涂料，固化成膜随具体的树脂结构，固化成膜的速度则随具体的树脂结构、固化剂及施工条件而定 高VOC，一次成膜较低,含氯防腐蚀涂料,氯化橡胶 Chlorin
13、ated Rubber,氯化橡胶 蒙特利尔议定书：2010年完全停止四氯化碳的使用 水相法氯化橡胶 非四氯化碳溶剂型氯化橡胶,氯化橡胶涂料,氯化橡胶铝漆防锈漆 氯化橡胶铁红防锈漆 氯化橡胶云铁防锈漆 氯化橡胶面漆,氯璜化聚乙烯,由氯和二氧化硫混合气体对聚乙烯进行氯化和璜化而制得 耐臭氧，抗老化；耐酸碱；耐油耐水；抗寒耐湿热；耐化学品 固体分低，单道成膜低，干膜厚度1020微米左右； 固化剂组分中的硫化剂含有重金属Pb,丙烯酸树脂 Acrylic,以丙烯酸酯或/和甲基丙烯酸酯，以及苯乙烯为主的乙烯系单体共聚而成 碳-碳键主链，对光、热、酸和碱十分稳定 热塑性 主要用作防腐面漆：丙烯酸面漆 热固性
14、 通过聚合物链上的功能基团进行交联 羟基丙烯酸树脂的固化 氨基树脂 多异氰酸酯：丙烯酸聚氨酯面漆 环氧树脂,丙烯酸面漆 热塑性自干型丙烯树脂面漆,单组分 干燥迅速 优异的覆涂性能 低温（零下）环境下施工 相对较好的耐水性 相对较好的耐化学品性能 与刚施工的环氧漆附着力良好 良好的的保色保光性,耐溶剂性差 相对较差的润湿性 低固体分/ 高溶剂含量 温度高于50C时会产生热塑性 耐干温最高只有70C左右 高成本（相对于单组分的油漆） 中等的保光性 在刚刚施工的醇酸漆易“起皱” 不可在其上施工醇酸油漆,环氧树脂 Epoxy,环氧树脂主要指含有两个以上环氧基团的高分子聚合物 O CH CH2 双酚A环
15、氧树脂 双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠的催化下合成 双酚F环氧树脂 双酚F（2分子苯酚和1分子甲醛的缩合物）和环氧氯丙烷反应合成 酚醛环氧树脂 苯酚和甲醛反应生成酚醛树脂，再与环氧氯丙烷反应制得,环氧酯树脂 Epoxy Ester,双酚A环氧树脂与脂肪酸反应，生成环氧酯树脂 单组分氧气干燥型涂料 常温干燥 烘烤干燥 附着力很好，涂膜坚韧、耐冲击性好 性能优于醇酸树脂涂料 环氧酯铁红底漆 环氧酯锌黄底漆,环氧树脂的固化,环氧树脂本身为热塑性线型低聚物，入固化剂，转变为体形网状结构的过程称为固化过程 环氧树脂的反应基团： 环氧基 羟基 羧基,环氧树脂涂料固化剂,环氧树脂的固化剂大约有300多种，常用
16、的也有40多种 聚酰胺 Polyamide 多元胺固化剂 Polyamine 脂肪族胺、芳香族胺和脂环胺 胺加成物 Amineadduct 异氰酸酯 Isocyanate 腰果壳油酚胺基醇固化剂 Phenalkamine,环氧树脂涂料固化剂,聚酰胺固化剂 常温固化最常用的固化剂 多种底材良好的附着力 涂膜良好的韧性 良好的耐水性、耐碱性 与胺固化剂相比，耐酸性、耐化学品和耐溶剂性能稍差 施工时需要的熟化期 (Sigma的产品有例外),多元胺固化剂 良好的附着力 优良的耐化学品性能 易挥发有刺激性气味 施工时需要熟化期 施工期短 要求较高的施工温度 胺加成物固化剂 漆膜不易泛白 施工期短,环氧树脂涂料固化剂,异氰酸酯固化剂 良好的耐水性、耐溶剂性和耐化学品性 可以用作低温固化剂,腰果壳油酚胺基醇固化剂 优异的底材润湿性和附着力 良好的耐水耐盐水性能 良好的耐碱性能 良好的低温固化性能 涂膜见光泛黄速度较快,环氧树脂涂料的特点,优异的附着力 良好的耐水性 良好的耐化学品性能 不耐紫外线照射，易粉
