涂料化学习题答案.doc

四、简答题、简述题（每题7分，共28分）第一章 绪论1、什么是涂料？它有哪些主要作用？是一种流动状态或粉末状态的有机混合物，可用不同的施工工艺涂覆在物件表面上，形成粘附牢固，具有一定强度、连续的固态薄膜1、装饰作用2、保护作用3、标志作用 4、特种功能（1）力学功能：耐磨涂料、润滑涂料等；（2）热功能：耐高温涂料、阻燃涂料等；（3）电磁学功能：导电涂料、防静电涂料等；（4）光学功能：发光涂料、荧光涂料等；（5）生物功能：防污涂料、防霉涂料等；（6）化学功能：耐酸、碱等化学介质涂料 2、 .试述涂料由几部分组成？各部分起什么作用？涂料是由成膜物质、颜料、溶剂和助剂所组成。1、成膜物 也称基料或粘结剂是形成涂膜连续相的物质，也是最主要的成分，对涂料的性能起主要作用2、 颜料 能赋予涂料以颜色和遮盖力，提高涂层的机械性能和耐久性3、溶剂 具有溶解或分散成膜物质为液态，降低涂料的粘度，使之易于施工涂布的作用。4、助剂是涂料中的辅助组分，能对涂料或涂膜的某一特定方面的性能起改进作用。第二章 漆膜的形成及有关的基本性质1、在涂料中所使用的助剂可分哪几类？助剂分四类：对涂料生产过程发生作用的助剂；在涂料储存过程中起作用的助剂；在涂料施工成膜过程中发生作用的助剂； 对涂料性能产生作用的助剂。助剂在涂料中用量很少，但作用显著，有“四两拨千斤”的功效。2、在涂料施工中，习惯将干燥过程分为哪几个阶段？在涂料施工中，习惯将干燥过程分为三个阶段：指触干燥（触干或表干） 指涂膜从可流动的状态干燥到用手指轻触涂膜，手指不沾漆，但感到涂膜还发粘，并留有指痕。半硬干燥 涂膜继续干燥达到用手指轻按涂膜，在涂膜上不留有指痕的状态。完全干燥（实干）用手指强压涂膜不残留指纹，用手指磨擦涂膜不留伤痕时可称为完全干燥。3、涂料成膜方式主要有几种？1、非转化型涂料的涂膜（溶剂挥发成膜）2、热熔成膜3、化学反应成膜4、乳胶成膜4、简述涂料的成膜过程。5、从涂料的角度看，具有明显结晶作用的聚合物作为成膜物是不合适的，其原因是什么？1、涂膜会失去透明性，因为聚合物固体中同时存在结晶区和非结晶区，不同区域折射率不同，因此透明性变差。的2、结晶度高的聚合物软化温度提高，软化范围变窄。软化范围宽能使漆膜易流平而不会产生流挂。3、结晶度高的聚合物不溶于一般溶剂，只有极性强的溶剂才可能使结晶度高的聚合物溶解。6、有几种涂层成膜方式及涂膜干燥方法？试述其要点？自然干燥 是在室温条件下湿膜随时间推移逐渐形成干膜。加热干燥（或称烘干）是将涂布了涂料的物件加热，使湿膜转变为干膜 。 特种方式干燥 湿膜受外加能量或其它条件（如光辐射，电子辐射，以及特殊气体等）才能形成干膜。7、 被涂物的表面处理有哪几种？如何处理？金属表面处理：除锈、除油、除旧漆、磷化处理、钝化处理。非铁金属的表面处理分为除油脂、除锈、氧化1）木材涂装前表面处理 通常包括：干燥、砂磨（去毛束）、清理污物、去除树脂等。2）混凝土、水泥砂浆和灰泥的表面处理当基层干燥后，用毛刷刷掉表面松散物质；清洗表面油污及其他脏物；消除表面光泽，增加结合力；最后用石膏或腻子将孔洞裂缝修补好，即可涂装。3）塑料涂装前表面处理去除灰尘 去除脱模剂 表面改性 提高耐溶剂性 5、 试述涂装前对被涂物表面处理的作用和方法。涂装前的表面处理，提高基体的吸附力和防腐性能。1）清除被涂物表面上的各种污垢，保证涂层具有优良的防蚀、防腐性能及涂层与被涂物表面具有良好的附着力。（2）对经清洗过的被涂金属制件表面进行各种化学处理，以提高漆膜的附着力和耐腐蚀性。（3）采用机械的办法消除被涂物的机械加工缺陷和创造涂漆所需的表面粗糙度（或称光洁度）9、叙述涂装方法主要有哪些？涂装方法可分为三种类型：手工工具涂装、机动工具涂装、器械装备涂装，10、共聚合对成膜物改性有何重要作用？（1）调节Tg（2）改善聚合物的附着力 （3）引入反应性基团 （4）改善聚合物的化学性质 （5）成膜物的功能化 第三章 涂料中的流变学与表面化学1、试述涂料分散体系不稳定的具体表现。颜料结块沉底 颜料絮凝沉降形成结构松散浮色发花 粘度异常变化 2、 试说明色漆中颜料粒子的受力情况。重力 范德华力 静电斥力 3、 简述促进分散体系稳定化的措施。配方和设备。配方手段就是靠正确选择原料（包括颜料、漆料及助剂，主要考虑其性价比），正确确定用量。选择合适的研磨设备减小颜料粒度，加大漆料粘度是能够延缓沉降的因素。但粒度减小和粘度增大都是有限度的。因此，使用助剂是促进分散体系稳定性的重要手段。4、 简述涂料粘度的测定方法以及主要原理。测量原理：利用试样本身重力流动，测出其流出时间换算成粘度。操作简介：用塞棒或手指堵住粘度杯下部流出口，将被测的液体涂料盛满粘度杯，保持水平。在手指松开的同时按秒表，测出从流出开始到流柱中断所需时间。5、论述表面张力与涂料的质量的关系。1、表面张力与湿膜的流平涂料涂布所形成的湿膜是不平整的。涂料的表面张力可使湿膜表面流平，因平整的表面其表面积最小，即表面能最小。湿膜的流平过程就是低表面张力区的扩大，高表面张力区的缩小，则湿膜表面张力的均化过程。表面张力差是流平的动力。2、 表面张力与漆膜对底材的附着力漆膜对底材的附着力主要的、普遍存在的是范德华力。涂料必须对底材有良好的润湿，3、 表在颜料的研磨分散中，研磨设备对颜料聚集体施加较大的剪切力，使其破碎而产生新的表面，漆料必须快速地给予润湿，以防重新聚集。4、 在研磨时加入表面活性剂或先对颜料表面处理提高其表面润湿能力，以提高研磨效率和颜料的分散效果面张力与颜料分散第四章 溶剂和颜料1、简述涂料中溶剂的作用。2、论述溶剂的类型、性能及其作用。3、颜料在涂料中有何作用？4、选择涂料溶剂主要考虑哪些问题？有何要求？5、简述颜料遮盖力的定义及影响因素。6、如何才能提高颜料的遮盖力、着色力？7、何谓颜料的吸油量、颜料体积浓度（PVC）和临界颜料体积浓度（CPVC）？它们对吸膜性能有何影响？8、选择颜料时，主要考虑哪些问题？9、着色颜料一般使用哪些助剂？这些助剂在涂料中各有何种作用？10、试述涂料的研磨设备及其特点。11、试述颜料的分散过程。12、请简述色漆的制备步骤。第五章 漆料性能1、1、粘附理论漆膜与基材之间可通过机械结合，物理吸附，形成氢键和化学键，互相扩散等作用接合在一起。这些作用所产生的粘附力，决定了漆膜与基材间的附着力。（1）机械结合力 涂料可渗透到基材或底漆（PVCCPVC）表面的空隙或孔隙中去，固化后就象许多小钩子和楔子把漆膜与基材连结在一起叙述漆膜与基材的粘附理论。（2）吸附作用应包括物理吸附和化学吸附。涂料在固化前应完全润湿基材表面，才有较好的附着力。（3）化学键结合 化学键（包括氢键）的强度比范德华力强得多。当聚合物带有氨基、羟基和羧基时，易与基材表面氧原子或氢氧基团等发生氢键作用，有较强的附着力。（4）扩散作用当基材为高分子材料时涂料中的成膜物分子与基材分子互相扩散（即互溶），使界面消失。（5）静电作用金属与有机漆膜接触时，金属对电子亲合力低，容易失去电子有机漆膜对电子亲合力高，容易得到电子故电子从金属向漆膜转移，使界面产生接触电势，形成双电层，从而产生静电作用2、论述影响涂膜实际附着力的因素。（1）涂料粘度的影响 （2）基材表面的润湿情况（3）表面粗糙度（4）内应力的影响第六章 涂料分类品种简介1、在环氧树脂涂料中，胺固化体系的配方要注意哪几个问题？1）环氧树脂的影响 当分子量增加时，固化体系中溶剂量需增加，固含量降低，环氧基含量减少，交联密度降低，柔顺性增加，但固化速度慢，使用寿命长。2）胺的选择2、封闭型异氰酸酯有哪些特点和缺点？3、简述醇酸树脂漆的特点和地位。醇酸树脂漆漆膜丰满光亮，机械强度好，耐候保光好，附着力强，耐溶剂性和耐久性较好，干燥快，价廉，施工性能好，但耐水性较差。醇酸树脂的双键在侧链上，可依靠空气的氧化作用而自干，也可以低温烘干。在轻工、木器、车辆、船舶、桥梁、机电产品和建筑等行业普遍采用，是国内外广泛应用的大众产品4、 简述沥青漆的优缺点。沥青漆的优点涂膜光亮、平滑、丰满；防水性好，对酸、碱、盐、化学药品有优良的稳定性；具有一定的绝缘性和装饰性；价廉、施工方便。其缺点是耐热性差，且只能是黑颜色。沥青类防水涂料不宜在室内装修中使用。5、 环氧树脂漆具有哪些特点？常用于哪一类漆？环氧树脂漆突出的性能是附着力强，特别是对金属表面的附着力更强，耐化学腐蚀性好。它刚性强、耐热、耐磨性都很好，固化成膜时体积收缩小，电气性能优良，具有较好的漆膜保色性和稳定性。环氧树脂漆是一种良好的防腐涂料6、试述热固性丙烯酸树脂典型共聚配方中各组分的作用。热固性丙烯酸树脂的一个典型共聚配方： MMA/ BA/ HEMA/ AA=50/39/10/1MMA为甲基丙烯酸甲酯，是硬单体和聚合物的主体；BA为丙烯酸丁酯，是软单体，用来调节玻璃化温度，提供链的柔性；HEMA为甲基丙烯酸羟乙酯，它提供自由的羟基，用于交联反应；AA为丙烯酸，它可使树脂有较好的附着力，并防止颜料絮凝沉降，引入的羧基也可参加反应。7、在合成高固体份涂料时，为了分子量分布窄，并控制一定的平均分子量，应采取什么措施？聚酯的平均分子量可通过二元酸与多元醇的比例及反应进程来控制。为使涂料能在成膜时与交联剂反应形成网状结构，每个聚酯分子应该有23个自由羟基。控制好反应物的比例即可达到。采用分批加料或滴加料或两步法（将三元醇和三羟甲基丙烷分步加入）即可达到控制分子量分布的目的。8、 为什么说聚氨酯涂料是一种高级涂料？聚氨酯涂料具有多种优异性能，涂膜坚硬、柔韧、耐磨、光亮丰满、附着力强、耐油、耐酸、耐溶剂、耐化学腐蚀、电绝缘性能好，可低温和室温固化，兼具保护性和装饰性，漆膜弹性可根据需要调节其成分配比。聚氨酯涂料可制成溶剂型，液态无溶剂型，粉末、水性、单组分、双组分等多种形态，以满足不同需要，是一种高级涂料。9、 简述封闭型异氰酸酯的优缺点。封闭型异氰酸酯的优点：1）可与多元醇合装为单组分聚氨酯漆；2）减小了毒性；3）不易与水反应；其缺点：1）需要高温固化；2）反应时常有副产物析出10、元素有机聚合物涂料具有哪些特点？并说明其原因。具有独特的耐高温性能和耐候性，且绝缘性好,因主链旋转自由，分子链非常柔顺，且分子为非极性的，分子间作用力小，Tg非常低，在低温下依然有非常好的柔顺性。第七章 环保涂料1、叙述高固体份涂料的定义，特点及其应用场合。即固体分含量特别高的溶剂型涂料，在涂装时溶剂的排放量大大减少，已成为涂料发展的重要方向。目前认为高固体分涂料的固体分质量比应不小于72%。一、高固体分涂料与其它低污染涂料品种相比有它的优点：1、涂料生产工艺和设备、涂装施工工艺和设备、检测评价的仪器都与传统的溶剂型相同，发展高固体分涂料既可减少VOC的挥发量又不需要增加设备投资。达到节省资源，减少污染的目的。2、一次涂装的膜厚是传统涂料的14倍，可减少施工次数。3、几乎所有品种如醇酸（聚酯）、氨基、烯类（含丙烯酸类）、环氧、聚氨酯等都可相应地发展成高固体分涂料。4、漆膜能保持高耐久性、高装饰性；能适应各种工业如航空航天、海洋事业与国防高新技术发展的需要。高固体分涂料主要在工业涂料中发展和应用。如要求较高的轿车面漆和中涂层漆，高固体分涂料占的比例较大。2、 简述高固体份涂料在喷涂过程中溶剂挥发较少的可能原因。3、 简述玻璃化温度与官能团对高固体份涂料黏度的影响。丙烯酸共聚树脂溶液在相同的固体含量时，其Tg越低，溶液的粘度也越低。单体组成相同而相对比例不同，形成相同分子量的共聚物，其Tg不同。在相同的固体分下，Tg高者粘度大4、 叙述水性涂料的定义，分类和主要品种，特点及其应用场合。水性涂料是以水作溶剂或分散介质的一大类涂料。水性涂料主要包括电泳涂料、水性烘漆、水性自干漆、自动沉积（化学泳）涂料和乳胶涂料等。其中以水溶性涂料、电泳涂料和乳胶涂料占据主导地位。水性涂料按应用领域可分为建筑涂料、工业涂装用涂料。建筑涂料按其应用对象不同可分为内墙涂料、外墙涂料、天花板涂料、屋面防水涂料、地板涂料等。工业涂装用涂料可分为汽车水性涂料、机械机床水性涂料、桥梁水性涂料等。5、 试简要说明乳胶漆中乳化剂的作用。阴离子表面活性剂有较低的临界胶束浓度；非离子表面活性剂有较低的水敏感性，可增加对盐、冻结和pH值的稳定性，泡沫较少。6、 简述水稀释性树脂制备的路线。共溶剂中通过聚合反应，向聚合物的大分子链上引入一定量的强亲水基团，通常为COOH或NH2，然后用适当的碱或酸将聚合物中和成盐，再加入水稀释，即可得到水稀释型树脂。（1）首先选择一种既可溶解树脂又可与水混溶的有机溶剂为共溶剂（如乙二醇单丁醚）；（2）在共溶剂中通过聚合或反应得到含一定羧基（或氨基）的高浓度聚合物，聚合物上除羧基外，还含有其它反应性基团用于成膜时的交联反应；（3）向聚合物溶液加入胺（或羧酸）将聚合物中和成盐；（4）最后用水稀释便得到“水溶液”树脂7、电泳涂装有那些优缺点？具有突出的耐腐蚀性能 优越的附着力和物理、化学性质8、 叙述粉末涂料的定义、种类、制备及涂装。粉末涂料是由各种聚合物、颜料、助剂等混合后粉碎加工而成的粉末状的100%固体分涂料。一、热塑性粉末涂料 其重要成膜物是各种热塑性树脂，如聚乙烯、聚丁烯、聚氯乙烯、碳氟树脂、尼龙、聚酯和聚氟树脂等。热固性粉末涂料聚酯环氧粉末涂料约占70-80% 环氧粉末涂料和聚酯粉末涂料约占8-10%制备步骤为：1、配料，2、预混合，3、计量，4、熔融混合挤出，5、冷却、粗粉碎，6、细粉碎，7、过筛、包装。高压静电喷涂法是应用最广的方法，其次是流化床浸涂法，另外还有静电流化床法、火焰喷涂法、真空吸引法、空气喷涂法等9、 简述粉末涂料的特点及其应用场合。1、生产和涂装工序简单。无溶剂挥发和无污水排放，节约能源和资源，无环境污染和有机溶剂中毒。2、涂料利用率高（达95-100%），溅落的粉末可回收使用。3、涂料制备和涂装过程易实现自动化，4、边角的覆盖性优良，涂膜性能优良，金属涂装成本