精细化学品化学课件第07章-涂料

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第7章涂料搅拌中的油漆油漆7.1概述定义:是一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上,经固化形成连续性涂膜的材料。通过它可以对被涂物体进行保护、装饰及其它特殊的作用。涂料的作用及组成涂料的作用:保护作用装饰作用:色彩作用:特殊作用:其它锤纹漆漆膜丰满厚实、硬度高,具有特殊的锤纹效果,立体感特强。而且纹路清晰。适用范围:广泛应用于木制家具表面的美术涂装,也适合于各种大型的机械及仪器仪表金属表面的涂装。多彩涂料多彩涂料是一种新型内墙涂料。这种色彩多变、造型独特、新颖、施工简便,涂装后兼有涂料和墙纸的装饰效果。(一)基本原理多彩涂料是悬浮状的涂料。它是由不相溶和分散介质组成的。分散相由二种或二种以上的大颗粒色所组成,呈多种混杂的色彩,这些颗粒悬浮在分散介质中,彼此独立、互不相溶。分散介质是含有保护胶体的各种溶液。涂装后分散介质蒸发,不同颜色的色洒脱干燥后逐连成一片膜。(二)分散色漆的配制多彩涂料中所用的色漆其配制方法、原料和一般溶剂的油漆的工艺、原料相近。1、原料(1)基料。基料是色漆中的成膜物,涂装后是不挥发的。基料也可选用各种树脂,如硝化纤维、丙烯酸改性硝化纤维素、聚酰胺改性乙烯基醇酸树脂等。(2)增塑剂。增塑剂可以改善涂膜的柔韧性,用得较多的是邻苯二酸二丁酯、磷酸三甲苯酯等。(3)溶剂。溶剂用来溶解树脂,调节色漆的粘充和成膜干燥的时间。由于以水为分散介质,因采用的溶剂必须选取用不溶于水或微溶于水的溶剂。(4)颜料。颜料宜选用遮盖力强、色泽艳丽的无机和有机颜料。颜料中可溶性盐类的含量应尽量低。否则因盐类的溶出导致分散体系的絮凝、破坏稳定体系。马路标志漆发光涂料发光涂料有荧光涂料和磷光涂料。荧光涂料含有荧光颜料,吸收紫外线,发出可见光;磷光涂料含有磷光颜料,吸收光线后发出较长波长的光,在光源消失后能继续发光一段时间;自发光涂料,不靠外来外能源,以放射性物质(如3H)所提供的放射能使之经常发光,发光颜色则由加入的磷光颜料而定,可持续发光,用于黑暗处作指示用。发光涂料多用热塑性丙烯酸清漆配制,用于仪表、标示用等。自发光涂料,因放射性物质对人体有害,在一般场合已不再采用。夜光粉(发光粉)可作为一种添加剂或颜料。均匀分布在各种透明或半透明介质中,如涂料、油黑、塑料、橡印花玻璃、陶瓷、化纤物,实现介质的自发光功能,呈现良好的低度应照明指示和装饰美化效果。该材料具有稳定的结晶结构,发光性能在结晶构造不受到破坏的前提下可永久保持吸光——蓄能——发光,性能一般使用寿命可长达15年以上。涂料的组成组成原料主要成膜物质油料动物油:鲨鱼肝油、带鱼油、牛油植物油:桐油、豆油。蓖麻油树脂天然树脂:虫胶、松香、天然沥青合成树脂:酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸、环氧、聚氨酯、有机硅次要成膜物质颜料无机颜料:钛白、氧化锌、铬黄、铁蓝、镉绿、氧化铁红、炭黑有机颜料:甲苯胺红、酞青蓝、耐晒黄防锈颜料:红丹、锌镉黄、偏硅酸钡体质颜料滑石粉、碳酸钙、硫酸钡辅助成膜物质助剂增塑剂、催干剂、固体剂、稳定剂、防霉剂、防污剂、乳化剂、润湿剂、防结皮剂、引发剂挥发物质稀释剂石油溶剂(如200号油漆溶剂油)、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、松节油、环戊二烯、醋酸丁脂、醋酸乙酯、丙酮、环己酮、乙醇、丁醇等,涂料的品种不同,组成可以有很大差别:如清漆没有颜料和体质颜料、腻子则含有大量颜料和体质颜料、无溶剂涂料、粉末涂料、溶剂涂料、水性涂料等。涂料的基本作用原理涂料的粘接力和内聚力涂膜的固化机理:物理干燥机理、涂料与空气中的氧的反应、涂料组分间的反应使其交联固化。涂料的分类:1.按照是否有颜料:清漆和色漆2.按照形态:水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料等。3.按用途分类:建筑、车辆、船舶、家具、标志、导电、电绝缘、防蚀、耐热、防火、示温、发光、杀虫、等专用的系列涂料。4.按施工方法分为:刷用漆、喷漆、烘漆、电泳漆等。7.2涂料的分类及命名5、按涂料的作用可分为:打底漆、防锈漆、防火漆、防腐漆、头度漆、二度漆等。6、按涂膜外观可分为:大红漆、有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆、7、按形态可分为:溶剂型、水溶性、乳胶、粉末、固体、单组分、双组分涂料等。8、按固化方式:常温固化涂料、高温固化涂料、射线固化涂料序号代号(汉语拼音)成膜物质类别主要成膜物质1Y油性漆类天然动植物油、清油(熟油),合成油2T天然树脂漆类松香及其衍生物虫胶乳酪素动物胶大漆及其衍生物3F酚醛树脂漆类改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂4L沥青漆类1天然沥青石油沥青媒焦沥青5C醇酸树脂漆类甘油醇酸树脂季戊四醇醇酸树脂其它改性醇酸树脂6A氨基树脂漆类1脲醛树脂三聚氰胺甲醛树脂涂料分类表序号代号(汉语拼音)成膜物质类别主要成膜物质7Q硝基漆类改性硝基纤维素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脂纤维等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聚醋酸乙烯及其共聚物聚乙烯醇缩醛含氟树脂等11B丙烯酸漆类丙烯酸酯丙烯酸共聚物及其改性树脂12Z聚酯漆类保护聚酯不饱和聚酯树脂涂料分类表序号代号(汉语拼音)成膜物质类别主要成膜物质13H环氧树脂漆类环氧树脂改性环氧树脂14S聚氨酯漆类聚氨基甲酸酯15W元素有机漆类有机硅有机钛有机铝等元素有机聚合物16J橡胶漆类天然橡胶及其衍生物合成橡胶及其衍生物17E其它漆类如无机高分子材料聚酰亚胺树脂等18辅助材料稀释剂防潮剂催干剂脱漆剂固化剂涂料分类表序号代号名称1X稀释剂2F防潮剂3G催干剂4T脱漆剂5H固化剂辅助材料代号表1.命名原则•全名=颜料或颜色名称+成膜物质名称+基本名称例:锌黄酚醛防锈漆•全名=颜料或颜色名称+成膜物质名称(用途或特性)+基本名称例:醇酸导电磁漆,白硝基外用瓷漆涂料的命名:涂料的型号:涂料的型号分为三部分:成膜物质;基本名称;序号,以表示同类品种间的组成、配比或用途不同。如C04-2,C代表成膜物质是醇酸树脂,04代表瓷漆,2是序号。辅助材料型号:分为两部分:一为种类、二为序号。如G-2,G为催干剂,2为序号。基本名称编号原则:采用00~99两位数字来表示。00~13为基础品种;14~19代表美术漆;20~29代表人工漆;30~39代表绝缘漆;50~59代表防腐蚀漆等等。2.编号原则表2基本名称编号表代号代表名称代号代表名称代号代表名称00清油22木器漆53防锈漆01清漆23罐头漆54耐油漆02厚漆30(浸渍)绝缘漆55耐水漆03调合漆31(覆盖)绝缘漆60防火漆04磁漆32绝缘(磁、烘)漆61耐热漆05粉末涂料33粘合绝缘漆62变色漆06底漆34漆包绝缘漆63涂布漆07腻子35硅钢片漆64可剥漆09大漆36电容器漆66感光涂料11电泳漆37电阻漆、电位器漆67隔热涂料12乳胶漆38半导体漆80地板漆13其他水溶性漆40防污漆、防蛆漆81渔网漆14透明漆41水线漆82锅炉漆15斑纹漆42甲板漆、甲板防滑漆83烟囱漆16锤纹漆43船壳漆84黑板漆17皱纹漆44船底漆85调色漆18裂纹漆50耐酸漆86标志漆、路线漆19晶纹漆51耐碱漆98胶液20铅笔漆52防腐漆99其它7.3涂料组成除涂料类型(溶剂型、水乳型、粉末型等)的不同,其组成各异。高分子树脂或油料是涂料的主要成膜物质,任何涂料中都不可少。颜料和体质颜料(填料)是次要成膜物质。涂料组成中没有颜料和填料的透明体称为清漆,加有颜料和填料的不透明体则称之为色漆(磁漆、调合漆、底漆);加有大量填料的稠厚浆状体叫腻子;涂料组成中没有挥发性烯释剂者为无溶剂漆;呈粉末状是粉末涂料;以有机溶剂作稀释剂的称溶剂型漆,以水作稀释剂的则称之水性漆。此外根据不同涂料生产方式、使用目的还要加入各种辅料,称之为涂料助剂或添加剂。1.主要成膜物质也称之为基料、漆料或漆基。涂料配方中主要成膜物质都以天然树脂(如虫胶、松香、沥青等)、合成树脂(酚醛、醇酸、氨基、聚丙烯酸酯、环氧、聚氨酯、有机硅树脂等)及其复合物或它们的化学元素结构改性物(如有机硅改性环氧树脂等)和油料(桐油、豆油、蓖麻油等)三类原料为基础。没有成膜物,涂料不可能形成连续的涂膜,也不可能粘接颜料并较牢固的粘附在底材的表面。一般极性小、内聚力高的聚合物(如聚乙烯)粘结力很差不适合作为涂料用树脂。高胶粘性的树脂,不具有硬度和张强度、没有抵抗溶剂的能力和固化时收缩力大的树脂也不适合作为漆基。此外,漆基还要满足用户使用目的和环境要求。因此在成膜物质设计合成或选用时,应该在化学结构与性能方面予以全面考虑。根据成膜物成膜过程可将其分为转化型膜物和非转化型成膜物。前者基料是未聚合或部份聚合的有机物,它通过化学反应交联形成漆膜,这类有机物如醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂,有机硅树脂以及干性油、半干性油等。非转化型成膜物的成膜基料是分散或溶解在介质(溶剂)中的聚合物,如纤维素酯、氯化橡胶、过氯乙烯、热塑性聚丙烯酸酯等;它们涂复在底材表面后,溶剂挥发,可在底材表面形成漆膜。主要有氨基树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、热固型丙烯酸树脂、酚醛树脂等等2.次要成膜物质有机颜料(着色颜料、防锈颜料)和体质颜料(填料)两类,它们是无机或有机固体粉状粒子。涂料配制时,用机械办法将它们均匀分散在成膜物中。颜料的化学结构、晶形、密度、颗粒大小与分布,以及酸、碱性、极性等对涂料的贮存稳定性、涂色现象、涂膜的光泽、着色力、保色性等都有影响。颜料应具有良好的遮盖力、着色力、分散度、色彩鲜明,对光、热稳定,它应能阻止紫外光线的穿透、延缓漆膜老化等。它们主要包括白色颜料(钛白、锌钡白、氧化锌)、红色颜料(铁红、镉红,甲苯胺红、大红粉、醇溶大红)、黄色颜料(铬黄、铁黄、镉黄、锌黄、汉沙黄)、绿色颜料(铅铬绿、氧化铬绿、酞菁绿)、蓝色颜料(铁蓝、群青、酞菁绿)、紫色颜料(甲苯胺紫红、坚莲青莲紫)、黑色颜料(炭黑、铁黑、石墨、松墨、苯胺墨)、金属颜料(铝粉、铜粉)和防锈颜料(红丹、锌铅黄、铅酸钾钡、铅粉、改性偏硼酸钡、锶钙黄、磷酸锌)。体质颜料(填料)通常是无着色力的白色或无色的固体粒子,如滑石粉、轻质碳酸钙、白碳黑(SiO2)、硫酸钡、高岭土、云母等。应用填料以担高漆膜体积浓度、增加漆膜厚度和强度、降低涂料的成本。不同类型的涂料对颜料有不同要求:比如,水溶性漆以水作溶剂,且水溶性漆料多数为弱碱性溶液,水溶性漆使用的颜料应与溶剂性漆用的颜料不同,尤其是电沉积的色漆对颜料的要求更高。在制作涂料时,除考虑颜料品种对性能的影响外,还要考虑不同颜料比例和颜料用量,如粉末涂料,颜料加入量应控制在30%左右。3.辅助成膜物质(涂料助剂,添加剂)第一类是为改善涂料性能的添加剂,它们有增稠剂、触变剂(防流挂剂)、防沉淀剂、防浮色发花剂、流平剂、粘性调节剂、浸润分散剂、消泡剂等。第二类是为提高漆膜性能的添加剂,它们有催干剂、交联剂、增滑和防擦伤剂、增光剂、增塑剂、稳定剂、紫外光吸收剂、防污剂、防霉、防菌剂。第三类是为了赋予涂料特殊功能的添加剂,如抗静电剂、导电剂、阻燃剂、电泳改进剂、萤光剂等。辅助成膜物随涂料类型、品种不同而异。4.挥发物质(溶剂和稀释剂)它是用于溶解树脂和调节涂料粘度的挥发性液体。理想的溶剂应当是无毒、闪点较高、价廉,对环境不造成污染。涂料生产中常采用混合溶剂,这种混合溶剂作为基料的溶剂和稀释剂。稀释剂不是基料的真溶剂,但它有助于基料在溶剂中溶解,它应在真溶剂的价格更低,加入稀释剂能降低涂料配方的成本。7.4按成膜物质分类的重要涂料7.4.1醇酸树脂类涂料由多元醇,多元酸和其它单元酸通过酯化作用缩聚得到。基本结构为:COOCOOCH2RCOCHCH2COOOCH2HO][CH2CHOCORCH2OOCnCHOCCH2OOCORCOOH醇酸树脂制成的涂料具有以下特点:漆膜干燥后形成高度网状结构,不易老化,耐候性好,光泽持久不退;漆膜柔韧坚牢,耐摩擦;抗矿物油、抗醇类溶剂性良好,烘烤后的漆膜耐水性、绝缘性、耐油性都大大提高缺点:干结成膜块,但完全干燥的时间长;耐水性差,不耐碱;虽不是油脂漆,但基本上还未脱离脂肪酸衍生物的范围,对防湿热、防霉菌和盐雾等三防性能上还不能完全得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