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1、涂料和胶粘剂第一节涂料一、概述涂料是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化使物体表面形成美观而有一定强度的 连续性保护膜、或者形成具有某种特殊功能涂膜的一种精细化工产品。1. 涂料的作用（1）保护作用（2）装饰作用（3）色彩标志作用（4）功能作用2. 涂料的分类3. 涂料的组成涂料一般由不挥发成分和稀释剂两大部分组成，涂布后稀释剂逐渐挥发掉，而不挥发成分固 化成膜。因此不挥发成分是成膜物质，是决定涂膜性能的主体材料。成膜物质又可分为主要、 次要和辅助成膜物质，（1）主要成膜物质（成膜基料）成膜基料是决定涂膜性能的基本成分。为了能形成坚牢的涂膜，基料应是高聚合度的聚合物。 为了能与其它配合物
2、混配成稳定的、可以顺利涂装施工的涂料，基料的聚合度又应控制在一 定范围内，但它在涂装后，经过固化（干燥）期间的进一步聚合和交联反应，最终要能成为 聚合度足够的聚合物。（2）次要成膜物质颜料是色漆中的次要成膜物质，通常为固体粉末，有着色颜料、体质颜料和防锈颜料等三种， 系无机或有机颜料。虽然颜料本身不能成膜，但它始终留在涂膜中赋予涂膜许多特殊的性能， 如使涂膜呈现色彩，遮盖被涂物的表面以增加厚度，提高机械强度、耐磨性、附着力和耐腐 蚀性等。（3）辅助成膜物质辅助成膜物质包括溶剂、助溶剂和助剂， 二、油基树脂涂料 油基树脂涂料是一种低档涂料，正在被其它合成树脂涂料迅速取代。但是由于这种涂料价廉 且
3、制法简单，现在仍有许多用途。多数合成树脂涂料品种除含有合成树脂外，还含有油基树 脂涂料成分。油基树脂涂料的主要原料是干性油，如桐油、亚麻油、梓油、苏籽油等。1. 松香树脂2. 酚醛树脂（1）松香改性酚醛树脂（2）油溶性纯酚醛树脂三、醇酸树脂涂料醇酸树脂是由多元醇、多元酸和一元酸制成的缩聚物。一元酸的作用是调节多元醇的官能度 （避免在缩聚时因线型缩聚物间的交联而致物料凝胶化），以及改善树脂的油溶性、混溶性、 柔韧性等性能。改变原料结构和油度，以及与不同树脂并用，可在很大的范围内制出各种具 有不同特点的树脂。因此醇酸树脂涂料的用途很广。醇酸树脂涂料大致有以下几类：1. 干性脂肪酸改性醇酸树脂涂料2
4、. 不干性脂肪酸改性醇酸树脂涂料3. 无油醇酸树脂涂料4. 其它树脂改性的醇酸树脂涂料（1）酚醛改性醇酸树脂涂料（2）乙烯基改性醇酸树脂涂料（3）有机硅改性醇酸树脂涂料四、氨基树脂涂料含氨基的化合物与甲醛缩聚而生成的树脂统称氨基树脂。用于制取涂料的氨基化合物有三聚 氰胺和尿素。它们与甲醛树脂缩聚的产物分别称为三聚氰胺树脂和脲醛树脂。初聚的氨基树 脂亲水性很强，涂膜固化后开裂和老化现象严重，不适于配制涂料。而用作涂料的氨基树脂 是用醇类（常用丁醇）改性后，与醇酸树脂或其它树脂并用制成烘漆使用的。它一般用于金 属制品的涂装。五、丙烯酸酯涂料 这类涂料由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与其它乙烯基单体生成的共
5、聚树脂制成。树脂的性能与 所用单体及其比例、链节的排列方式以及聚合度有关。这类涂料都具有以下特点：浅色透明、 长期保持原有的光泽和色泽，有良好的物性、硬度、耐化学品和耐候性能。广泛用于飞机、 汽车、机床、仪表、家用电器、高级木器及缝纫机、自行车等轻工产品的防护和装饰性涂料。通常作为主要单体的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，包括它们的丁酯、乙酯和其它烷酯。对于丙 烯酸的 C8 以下的烷酯和甲基丙烯酸的 C12 以下的烷酯而言，它们的聚合物的柔性、延伸性、 耐寒性均随烷基碳原子数的增加而增强，而硬度、耐热性、抗油性等则随之降低。相同烷基 的丙烯酸正烷酯和甲基丙烯酸正烷酯相比较，前者聚合所得的树脂，在硬度、
6、抗张强度、坚 韧度和耐热性方面比后者强，而柔韧性、延伸率、耐寒性和附着力则比后者弱。选用和混用 适当的单体，可调整树脂的性能。溶剂型丙烯酸酯涂料可按其涂膜在固化后的性质，分为热塑性和热固性两种类型。热塑性丙烯酸酯涂料是通过溶剂挥发而固化成膜的。由于漆膜并未交联成三维网状结构，这 类涂料在附着力、坚韧度、耐腐蚀、耐热性等方面，都不及热固性丙烯酸酯涂料。但有挥发 自干、施工方便的优点。它的性能可通过选择不同共聚单体及其用量来调节。例如与苯乙烯 共聚可提高树脂的硬度和耐水性；与甲基丙烯酸共聚可提高附着力，但其用量不能过多，以 免降低耐水性。这类树脂常与其它树脂并用，此时需注意在配方和工艺上要使制成的
7、丙烯酸 酯树脂能较好地与其它树脂及颜料相容。这类树脂与硝酸纤维并用制成的涂料，有很好的保 光性、耐候性和抛光打磨性能。热塑性树脂涂料常见品种有清漆、磁漆和底漆。热固性丙烯酸酯涂料含有通过加热能起交联反应的官能团，有自交联型和固化剂交联型两类。 后者由于加入交联剂品种不同可制成一系列产品。热固性丙烯酸酯涂料涂于物体表面后，在 加热条件下，树脂内的活性基团发生交联反应形成网状结构。这样形成的涂膜光泽好、硬度 高、附着力强、耐候性优异。这种涂料主要用于汽车、仪表等物品装饰。六、环氧树脂涂料环氧树脂是含有环氧基的聚合物，用固化剂使之交联后即成为三维网状结构的树脂。通常使 用的环氧树脂，实际上是相对分子
8、质量不太高的预聚物。其中最早实现工业化而且目前产量 仍然很大的产品是由2,2-双（4-羟基苯基）丙烷（简称双酚A）与环氧氯丙烷反应制成的。此外，环氧树脂还有其它品种，包括由其它多元醇、多元酚或多元胺与环氧氯丙烷合成的以 及用过氧酸和脂环烯烃制成的环氧树脂。涂料中最常用的环氧树脂，其相对分子质量的平均值在3503750之间，相当于上式中n=0 12。相对分子质量的测定比较麻烦，但由于液态树脂的粘度和固态树脂的软化点与相对分子 质量有关。所以一般可用粘度和软化点表示与环氧树脂的相当分子质量有关的规格。环氧树脂涂料大致分为以下类型：1. 常温固化型双组分环氧树脂涂料2. 环氧酯涂料3. 合成树脂固化
9、的环氧树脂涂料4. 高聚合度环氧树脂涂料七、聚氨酯涂料1. 聚氨酯涂料的主要原料异氰酸酯（2）含羟基化合物2. 聚氨酯涂料的品种类型（1）聚氨酯改性油（聚氨酯清漆）（2）湿固化型聚氨酯涂料（3）封闭型聚氨酯涂料（4） 双组分聚氨酯涂料八、水性涂料水性涂料是涂料工业在严格的环境保护法规推动下，研制成的一类低污染涂料，它与高固体 分涂料和粉末涂料一起，标志着涂料生产提高到更高的技术水平。水性涂料是指用水溶性树 脂制成的涂料。树脂能溶解于水的必要条件是含有足够的亲水基团。水性涂料用树脂，通过 三个途径赋予水性化：在树脂分子链中引入胺基（或羧基），用酸（或碱）中和形成阳离 子型（或阴离子型）树脂，能水
10、溶或增溶分散于水中。在树脂分子链引入一定数量的强亲 水基团，如羧基、羟基、氨基、醚基、酰胺基等，自乳化而分散于水中。外加乳化剂乳液 聚合，或对树脂强制乳化形成水分散乳液。有时几种方式同时并用，以提高水分散性及水分 散液的稳定性。1. 水性涂料类型及性能比较水性涂料用量最大的是建筑乳胶涂料，现在90%的内墙涂料为水性漆。同类型热塑性乳胶也 有部分作为工业维护涂料用于金属表面涂覆，在金属表面上用得最好的是热固性电泳涂料， 工业化大批量涂底漆几乎都是采用电泳涂料，它是金属用水性涂料的主流。其他类型的水性 涂料所占比例较少，但高品质的汽车装饰性水性面漆国外已开发成功，并在试用阶段。而常 温干燥的水性涂
11、料还不能满足重防蚀要求，但研究重防蚀水性环氧和水性聚氨酯常温干燥涂 料有很大的潜力和更大的实际意义，因它们比溶剂性涂料，对材质表面和施工环境有更好的 适应性。2. 水性涂料的特点3. 乳胶漆由于石油危机和环境保护意识的不断强化，世界各国竞相开发节约能源和节约资源、少污染 的乳胶漆。乳胶漆是在表面活性剂作用下合成的乳液状树脂或干性油分散于水中所形成的乳 状液作基料，再将颜料、填料和各种助剂分散在乳液中的双重非均相分散系统。乳胶漆按其 受热所呈现的状态可分为热塑性乳胶漆和热固性乳胶漆，常用的是前者。按乳液的树脂分子 结构，又可分为非交联型乳胶漆和交联型乳胶漆。根据乳胶漆的应用领域，人们将它分为建
12、筑用乳胶漆、维护用乳胶漆、工业用乳胶漆。乳胶漆的应用始于建筑业，至今它仍是建筑业 应用最多、最重要的涂料。九、特种和专用涂料1. 耐高温（耐热）涂料2. 示温涂料3. 船底防污涂料4. 伪装涂料5. 航空涂料和防辐射涂料6. 气溶胶涂料7. 防火隔热涂料8. 其它特种和专用涂料（1）阻尼涂料能减弱振动、降低噪音。主要用在处于振动的大面积薄板壳体上，如汽车、航 天器、船舶发动机等动力系统等，防止和减弱振动。这类涂料有很好的粘弹性。能将振动能 部分吸收，再以热的形式释放，即发生所谓力学损耗。（2）吸收电磁波涂料具有特殊的涂膜结构，能防止船舶无线电波等的乱反射。（3）防粘贴涂料开发的目的在于防止城市
13、中随便张贴和涂写。即在效果上使粘贴物的除去变 得容易些。（4）人造鱼礁涂料涂装于人造鱼礁，涂膜中分泌出营养成分，使海草类植物能迅速附着在上 面。（5）防霉菌涂料通常在涂料中加入杀菌的组分，用于潮湿阴暗的墙体、贮水器等。（6）超重防腐蚀涂料以海上建筑、桥梁长期防腐蚀为目的。最近开发的涂料品种，涂膜厚度 为10002000微米，能用喷涂法涂装。（7）带锈涂料一种可以直接刷于残余锈蚀钢铁表面的涂料，有渗透型、转化型和稳定型等。 主要用于机械造船等工业部门。带锈涂料的基本原理是以锈层的组成、结构、性质为依据设 计。第二节胶粘剂一、概述胶粘剂又称粘合剂，是使物体与另一物体紧密连接为一体的非金属媒介材料。
14、在两个被粘物 面之间胶粘剂只占很薄的一层体积，但使用胶粘剂完成胶接施工之后，所得胶接件在机械性 能和物理化学性能方面，能满足实际需要的各项要求。1. 胶粘剂的组成胶粘剂的品种很多，组成有简单、有复杂，胶粘剂的主要成分是粘料，尚配合一种或多种的 以下其它组分：1）基料 （2）固化剂和固化促进剂（3）增塑剂与增韧剂（4）稀释剂（5）填料（6）其它助剂2. 胶粘剂的分类胶粘剂的品种繁多，组分各异，主要的分类方法有：（1）按化学成分分类 以无机化合物为基料的称为无机胶粘剂，如硅酸盐、磷酸盐、氧化铅、 锡-铅等。以有机化合物为基料的称有机胶粘剂，分为天然胶粘剂和合成胶粘剂，合成胶粘剂 分为树脂型、橡胶型
15、、复合型。（2）按物理形态分类有胶液（包括溶液、乳液、无溶剂液体）、胶糊（糊状）、胶粉、胶棒、 胶膜等。（3）按固化方式分类有水基蒸发型（如聚乙烯醇和乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液型胶粘剂）、 溶剂挥发型（如氯丁橡胶胶粘剂）、热熔型（如棒状、粒状与带状的乙烯-醋酸乙烯酯热熔胶）、 化学反应型（如a-氰基丙烯酸酯瞬干胶和酚醛-丁腈橡胶等）、压敏型。（4）按用途分类有金属、塑料、织物、纸品、医疗、制鞋、化工、建筑、汽车、飞机、电子 元件等用胶。还有特种功能胶，如导电胶、导磁胶、耐高温胶等。（ 5）按受力情况分类有结构胶（环氧树脂、酚醛树脂等）和非结构胶（橡胶胶粘剂等）。二、胶粘剂在工业上的应用1. 用于建筑业的胶粘剂2. 汽车工业用的胶粘剂3. 铸造工业用的胶粘剂4. 制鞋工业用的胶粘剂5. 应用胶粘剂的其它工业三、我国胶粘剂生产状况及发展方向四、热固性树脂胶粘剂1. 酚醛和改性酚醛树脂胶粘剂 酚醛树脂是廉价的热固性胶粘剂，品种很多，通用的有三种：钡酚醛树脂胶、醇溶性酚醛树 脂胶、水溶性酚醛树脂胶。其中水溶性酚醛树脂胶因其游离酚含量低，对人体危害小，以价 廉水为溶剂，得到了广泛的应用。2. 环氧树脂胶粘剂环氧树脂胶粘剂主要是由环氧树脂和固化剂两大部分组成，为改善其性能，以满足不同用途， 还可加入增韧剂（邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、亚磷酸三苯酯等）、稀释
