8涂料

涂料基料树脂(主要成膜物质）天然树脂（松香、沥青、虫胶）酚醛树脂醇酸树脂硝基纤维素氨基树脂聚酯树脂环氧树脂聚氨酯树脂丙烯酸树脂其他树脂涂料的主要成分3、体质颜料：主要用来增加涂层厚度，提高耐磨性和机械强度。⑴钡化合物：天然及沉淀硫酸钡⑵钙化合物：重质及轻质碳酸钙⑶铝化合物：云母粉、高岭土等⑷镁化合物：滑石粉、轻质碳酸镁等⑸二氧化硅：硅藻土、石英粉、白碳黑等涂料工业-正文也称油漆工业，是生产涂膜材料的工业。是高分子化工的一个部门，属于精细化工行业。涂料广泛应用于国民经济的各个部门，如机械制造、交通运输、轻工、化工、建筑以及国防尖端工业，以达到防护、装饰或其他功能方面的目的。特点①涂料工业是一个多原料、多品种的行业。涂料用途的广泛性，决定了涂料的品种和型号繁多，数以千计。生产涂料的原料有多种来源，从农林化工产品的植物油、松香到石油化工的产品，如有机化工原料、工业溶剂、合成树脂及其单体、各色颜料等。②涂料工业具有精细化工所表现的特点，产品多直接为消费者使用。③涂料必须经过生产与施工两个环节，才能显示其防护与装饰等作用，即一个优质的涂料，要配合优质的施工，才能形成理想涂层，表现出所具有的物理和化学性能。世界概况20世纪80年代初，世界涂料年产量约为20Mt，美国、欧洲各国等合计约占75％,美国居首位,约占27％。世界涂料工业的年增长率为1％左右。近年来，以石油化工产品为原料的合成树脂涂料在很大程度上取代了油脂涂料和天然树脂涂料。80年代初，美国涂料中合成树脂涂料约占90％，其中醇酸树脂涂料和丙烯酸树脂涂料占50％以上。为适应低污染和节省能源的要求，陆续开发了水型涂料、高固体组分涂料、无溶剂涂料、粉末涂料、辐射固化涂料等新型涂料；同时也出现了新涂装技术，如水溶性涂料的电沉积施工，粉末涂料的静电喷涂（见彩图）等。此外，成卷带钢涂料还提高了涂装效率。涂料产品质量的提高，使漆膜的寿命普遍延长，甚至能维持到一二十年。重防腐涂料能承受极其苛刻的环境条件，长时间发挥防腐蚀的作用。涂料质量与施工技术的进展，使漆膜的外观质量也有明显提高。中国概况50年代以后，开始发展合成树脂涂料。1984年涂料产量725kt，为1950年的51.8倍。从1980～1984年的年平均增长率为11.14％。1984年比1983年增长18.63％。全国除西藏外的29个省、直辖市、自治区都建立了涂料厂，其中上海涂料工业公司、天津油漆厂、北京油漆厂等，年产量均在20kt以上。涂料品种，已有18大类，共1000多个型号，合成树脂涂料有醇酸、氨基、环氧、丙烯酸酯、硝基、过氯乙烯、乙烯基树脂、聚酯、聚氨酯、氯化橡胶、有机硅等类型。产量约占涂料总产量的70％，其中醇酸树脂涂料约占27％。涂料的分类（1）按涂料形态分类：溶剂型涂料、高固体分涂料、无溶剂型涂料、水性涂料、粉末涂料等。（2）按涂料用途分类：建筑涂料、工业涂料和维护涂料。（3）按成膜工序分类：底漆、腻子、中涂、面漆、罩光漆等。（4）按涂膜功能分类：防锈漆、防腐漆、绝缘漆、耐高温涂料、导电涂料等。（5）按成膜机理分类：转化型涂料和非转化型涂料。非转化型涂料是热塑性涂料，包括挥发性涂料、热塑性粉末涂料、乳胶漆等；转化型涂料包括气干性涂料、固化剂固化涂料、辐射固化涂料等。（6）按成膜物质分类：根据原化工部颁布的涂料按主要成膜物质分类的方法，共分成18类，其中第18类为涂料用辅助材料。(1)按染料的化学结构进行分类①偶氮染料②硝基和亚硝基染料③芳甲烷染料(2)按应用分类酸性染料直接染料碱性染料金属络合染料活性染料氧化染料硫化染料媒染染料还原染料分散染料油溶与醇溶性染料等十多种人们把能增加染料吸收波长的效应称为深色效应。把增加染料吸收强度的效应叫浓色效应。反之，把降低吸收波长的效应称为浅色效应。把降低吸收强度的效应叫减色效应。常见涂料的品种及其应用）1）醇酸漆，主要用途：一般金属、木器、家庭装修、农机、汽车、建筑等的涂装；2）丙烯酸乳胶漆，主要用途：内外墙涂装、皮革涂装、木器家具涂装，地坪涂装；3）溶剂型丙烯酸漆，主要用途：汽车、家具、电器、塑料、电子、建筑、地坪涂装；4）环氧漆，主要用途：金属防腐、地坪、汽车底漆、化学防腐；5）聚氨酯漆，主要用途：汽车、木器家具、装修、金属防腐、化学防腐、绝缘涂料、仪器仪表的涂装；6）硝基漆，主要用途：木器家具、装修、金属装饰；7）氨基漆，主要用途：汽车、电器、仪器仪表、木器家具、金属防护；8）不饱和聚酯漆，主要用途：木器家具、化学防腐、金属防护、地坪；9）酚醛漆，绝缘、金属防腐、化学防腐、一般装饰；10）乙烯基漆，主要用途：化学防腐、金属防腐、绝缘、金属底漆、外用涂料。从本质上来讲，涂料生产的过程就是把颜料固体粒子通过外力进行破碎并分散在树脂溶液或者乳液中，使之形成一个均匀微细的悬浮分散体。其生产过程通常采用四个步骤。（1）预分散将颜料在一定设备中先与部分漆料混合，以制得属于颜料色浆半成品的拌合色浆，同时利于后续研磨；（2）研磨分散将预分散后的拌合色浆通过研磨分散设备进行充分分散，得到颜料色浆；（3）调漆向研磨的颜料色浆加入余下的基料、其他助剂及溶剂，必要时进行调色，达到色漆质量要求；（4）净化包装通过过滤设备除去各种杂质和大颗粒，包装制得成品涂料。涂料生产的主要设备有分散设备、研磨设备、调漆设备、过滤设备、输送设备等。涂料的生产过程、分散设备一预分散是涂料生产的第一道工序，通过预分散，颜、填料混合均匀，同时使基料取代部分颜料表面所吸附的空气使颜料得到部分湿润，在机械力作用下颜料得到初步粉碎。在色漆生产中，这道工序是研磨分散的配套工序，过去色漆的研磨分散设备以辊磨机为主，与其配套的是各种类型的搅浆机，近年来，研磨分散设备以砂磨机为主流，与其配套的也改用高速分散机，它是目前使用最广泛的预分散设备。高速分散机由机体、搅拌轴、分散盘、分散缸等组成，主要配合砂磨机对颜、填料进行预分散用，对于易分散颜料或分散细度要求不高的涂料也可以直接作为研磨分散设备使用，同时也可用作调漆设备。高速分散机的关健部件是锯齿圆盘式叶轮，它由高速旋转的搅拌轴带动，搅拌轴可以根据需要进行升降。工作时叶轮的高速旋转使漆浆呈现滚动的环流，并产生一个很大的旋涡，位于顶部表面的颜料粒子，很快呈螺旋状下降到旋涡的底部，在叶轮边缘2.5-5cm处，形成一个湍流区。在湍流区，颜料的粒子受到较强的剪切和冲击作用，很快分散到漆浆中。在湍流区外，形成上、下两个流束，使漆浆得到充分和循环和翻动。同时，由于粘度剪切力的作用，使颜料团粒得以分散。生产设备圆盘式叶轮高速分散机中液流情况高速分散机具有以下优点（1）结构简单、使用成本低、操作方便、维护和保养容易；（2）应用范围广，配料、分散、调漆等作业均可使用，对于易分散颜料和制造细度要求不高的涂料，可以混合、分散、调漆可直接制成产品；（3）效率高，可以一台高速分散机配合数台研磨设备开展工作；（4）结构简单，清洗方便。但其剪切力底，从而分散能力较差，不能分散紧密的颜料，对高粘度漆浆不适用。高速分散机工作时漆浆的粘度要适中，太稀则分散效果差，流动性差也不合适。合适的漆料粘度范围通常为0.1-0.4pa·s。二、研磨设备研磨分散设备是色漆生产的主要设备，其基本型式可分为两类，一类带自由运动的研磨介质（或称分散介质），另一类不带研磨介质，依靠抹研力进行研磨分散。常用研磨分散设备有砂磨机、辊磨、高速分散机等，砂磨机分散效率高，使用于中、底粘度漆浆，辊磨可用于粘度很高的甚至成膏状物料的生产在色漆制造过程中，仍有可能混入杂质，如在加入颜、填料时，可能会带入一些机械杂质，用砂磨分散时，漆浆会混入碎的研磨介质（如玻璃珠），此外还有未得到充分研磨的颜料颗粒。用于色漆过滤的常用设备有罗筛、振动筛、袋式过滤器、管式过滤器和自清洗过滤机等，一般根据色漆的细度要求和产量大小选用适当的过滤设备。三、过滤设备（1）袋式过滤器（2）管式过滤器工艺过程（1）清漆生产工艺清漆生产中，由于不涉及颜、填料分散，工艺相对比较简单，包括树脂溶解、调漆（主要是调节粘度、加入助剂）、过滤、包装。（2）色漆生产工艺色漆生产工艺是指将颜、填料均匀分散在基料中加工成色漆成品的物料传递或转化过程，核心是颜、填料的分散和研磨，一般包括混合、分散、研磨、过滤、包装等工序。通常依据产品种类、原材料特点及其加工特点的不同，首先选用适宜的研磨分散设备，确定基本工艺模式，再根据多方面的综合考虑，选用其它工艺手段，制订生产工艺过程。通常色漆生产工艺流程是以色漆产品或研磨漆浆的流动状态，颜料在漆料中的分散性、漆料对颜料的湿润性及对产品的加工精度要求这四个方面的考虑为依据，结合其它因素如溶剂毒性等首先选定过程中所使用的研磨分散设备，从而确定工艺过程的基本模式。（3）乳胶漆生产工艺乳胶漆是颜料的水分散体和聚合物的水分散体（乳液）的混合物，这二者本身都已含有多种表面活性剂，为了获得良好的施工和成膜性质，又添加了许多表面活性剂。这些表面活性剂除了化学键合或化学吸附外，都在动态地作吸附/脱吸附平衡，而表面活性剂间又有相互作用，如使用不当，有可能导致分散体稳定性的破坏。（1）絮凝当用纯溶剂或高浓度的漆料调稀色浆时，容易发生絮凝；其原因在于调稀过程中，纯溶剂可从原色浆中提出树脂，使颜料保护层上的树脂部分为溶剂取代，稳定性下降，当用高浓度漆料调稀时，因为有溶剂提取过程，使原色中颜料浓度局部大增加，从而增加絮凝的可能。四、生产过程中应注意的问题（2）配料后漆浆增稠色漆生产中，会在配料后或砂磨分散过程遇到漆浆稠的现象。其原因，一是颜料由于加工或贮存的原因，含水量过高，在溶剂型涂料中出现了假稠现象，二是颜料中的水溶盐含量过高，或含有其他碱性杂质，它与漆料混合后，脂肪酸与碱反应生成皂而导致增稠，解决方法：增稠现象较轻时，加少量溶剂，或补加适量漆料。增稠情况严重时，如原因是水分过高，可加入少量乙醇等醇类物质。如是碱性物质所造成的，可加入少量亚麻油酸或其他有机酸进行中和。（3）细度不易分散（4）调色在贮存中变胶某些颜料容易造成调色贮存中变胶，最易产生变胶现象的酞菁蓝浆与铁蓝浆。解决方法，可采用冷存稀浆法，即配色浆研磨后，立即倒入冷漆料中搅拌，同时加松节油稀释搅匀。（5）醇酸色漆细度不合格细度不合格的主要原因有：研磨漆浆细度不合格，调漆工序验收不严格；调色浆，漆料的细度不合格，调漆罐换品种对没刷洗干净，没放稀料或树脂混溶性不好。（6）复色漆出现浮色和发花现象浮色和发花是复色漆生产时常见的两种漆膜病态。浮色是由于复色漆生产时所用的各种颜料的密度和颗粒大小及润湿程度不同，在漆膜形成但尚未固化的过程中向下沉降的速度不同造成的。粒径大，密度大的颜料（如铬黄钛白、铁红等）的沉降速度快，粒径小，密度小的颜料（如炭黑、铁蓝、酞菁等）的沉降速度相对慢一些，漆膜固化后，漆膜表面颜色成为以粒径小，密度小的颜料占显著色彩的浮色，而不是工艺要求的标准复色。发花是由于不同颜料表面张力不同，漆料的亲和力也有差距，造成漆膜表面出现局部某一颜料相对集中而产生的不规则的花斑。解决上述问题的办法是在色漆生产中，加入降低表面张力的低粘度硅油或者其它流平助剂。（7）凝胶化涂料在生产或贮存时粘度突然增大，并出现具弹性凝胶的现象称为凝胶化。聚氨酯涂料在生产和贮存过程中，异氰酸酯组成（又称甲组成）和羟基组分（又称乙组分）都可能出现凝胶化现象，其原因有：生产时没有按照配方用量投料；生产操作工艺（包括反应温度、反应时间及PH值等）失控；稀释溶剂没有达到氨酯级要求；涂料包装桶漏气，混入了水分或空气中的湿气；包装桶内积有反应性活性物质，如水、醇、酸等。预防与解决的办法：原料规格必须符合配方、工艺要求；严格按照工艺条件生产，反应温度、反应时间及PH值控制在规定的范围内。（8）发胀色浆在研磨过程中，浆料一旦静置下来就呈现胶冻状，而一经搅拌又稀下来的现象称为发胀。这种现象主要发生在羧基分中，产生羧基组分发胀的原因主要有：羧基树脂pH值偏低，采用的是碱性颜料，两者发生皂化反应使色浆发胀，聚合度高的羧基树脂会使一些活动颜料结成的颜料粒子团而显现发胀。可以在发