第六章 涂料

1、江南好，风景旧曾谙。日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。能不忆江南？（唐 白居易）装饰涂料 质感涂料 弹性涂料 弹性漆又称橡胶漆,类肤漆,是一种手感漆,常用于经常接触的物件表面,给人以柔 和的质感 一般涂装屋顶 隔热涂装屋顶 隔热涂料对建筑物有降温作用 隔热涂料 玻璃隔热-透明隔热保温涂料，氧化铟锡，透光性好，能有效隔绝太阳热辐射热，涂刷几个微米的厚度，可使室内外温差达到6摄氏度左右，红外屏蔽率达86%，可见光透过率达到80%，紫外线阻挡达到99%，不开空调也能达到“冬暖夏凉”的效果 光触媒涂料 吸收太阳和荧光灯中的紫外线后，可将其周围的氧气和水分子转换成活性氧层，从而可以将周围的有机物质（甲醛，

2、乙醛，氨，细菌等）分解为水和 CO2 生物涂料 植物细胞抑活休眠-光照挥发激活-生长-净化空气 温敏涂料 自动控温涂料太阳光照射在物体表面时，物体主要吸收近红外光能量使其表面温度升高，而近红外光能量占太阳光总能量的50。在夏季，阳光照射在物体表面时，表面温度可达7080，此时需要反射红外光使物体表面温度降低；在冬季气温低时，需要透过红外光保温。例如二氧化钒，可在68附近发生相变，将VO2粉体材料复合到涂料中，配以其他的颜填料，可制成一种复合智能控温涂料。当室内温度低时，红外光可透过涂膜进入；当温度升高到临界相变温度时发生相变，此时红外光透过涂膜率降低，室内温度逐渐降低；当温度降到一定温度后，V

3、O2发生逆相变，红外光透过率又增大，从而实现智能控温。 涂料涂料 是指涂覆到物体的表面后，使物体表面形成坚韧的保护膜或具有某种特殊功能的物料。 原料原料 基本原料是油脂、天然树脂、合成树脂、颜料、填料、溶剂和助剂。品种已近千种，我国目前涂料年产量约为150万吨，主要为五大系列产品，是以合成树脂占主导地位的醇酸、丙稀酸、乙稀、环氧、聚氨酯为主体的涂料。 一、涂料的发展一、涂料的发展 人类生产和使用涂料始于史前，至少有4000年以上的历史。 野兽的油脂、草类和树木的汁液以及天然颜料等配制原始涂饰物质，用羽毛、树枝等进行绘画。 很长时期都使用天然的油性、半油性物质作为原料，如生漆、桐油、松香、虫胶.

4、 3万年前石器时代人类绘画的动物六七千年前的新石器时代陶彩第一节第一节 涂料工艺基础知识涂料工艺基础知识 中国是世界上使用天然成膜物质涂料最早的国家之一。春秋时代（公元前770年公元前476年）就掌握了熬炼桐油制造涂料的技术。 天然成膜物质的使用 公元前的巴比伦已使用沥青作为木船的防腐涂料，希腊人掌握了蜂蜡涂饰技术。 公元初年 ，埃及已采用阿拉伯树胶制作涂料。 18世纪涂料工业开始形成。亚麻仁油熟油的大量生产和应用，促使清漆和色漆的品种迅速发展。 1773年，英国韦廷公司搜集出版了很多用天然树脂和干性油炼制清漆的工艺配方。1790年，英国创立了第一家涂料厂。 在19世纪，涂料生产开始摆脱了手工

5、作坊的状态，很多国家相继建厂，法国在1820年、 德国在1830年、 奥地利在1843年、日本在1881年都相继建立了涂料厂。但涂料工业初期生产的色漆，一般是将颜料调入干性油中，施工时要经过调配并稀释到适当粘度，使用很不方便。 19世纪中叶，涂料生产厂家直接配制适合施工要求的涂料，即调合漆。从此，涂料配制和生产技术才完全掌握在涂料厂手中，推动了涂料生产的大规模化。 第一次世界大战期间，中国涂料工业开始萌芽，1915年开办的上海开林颜料油漆厂是中国第一个涂料生产厂。 涂料工业的形成 19世纪中期，随着合成树脂的出现，涂料成膜物质发生了根本的变革，形成了合成树脂涂料时期。1855年，英国人A.帕克

6、斯取得了用硝酸纤维素（硝化棉）制造涂料的专利权，建立了第一个生产合成树脂涂料的工厂。 起点合成树脂涂料时期 1927年，美国通用电气公司的R.H.基恩尔突破了植物油醇解技术，发明了用干性油脂肪酸制备醇酸树脂的工艺 。开创了涂料工业的新纪元。突破 美、英、荷（壳牌公司）、瑞士（汽巴公司）在40年代后期首先生产环氧树脂，为发展新型防腐蚀涂料和工业底漆提供了新的原料。50年代初，性能广泛的聚氨酯涂料在联邦德国法本拜耳公司投入工业化生产。1950年，美国杜邦公司开发了丙烯酸树脂涂料，逐渐成为汽车涂料的主要品种，并扩展到轻工、建筑等部门。第二次世界大战后,丁苯胶乳过剩,美国积极研究用丁苯胶乳制水乳胶涂料

7、。20世纪5060年代，又开发了聚醋酸乙烯酯胶乳和丙烯酸酯胶乳涂料，这些都是建筑涂料的最大品种。1952年联邦德国克纳萨克格里赛恩公司发明了乙烯类树脂热塑粉末涂料。壳牌化学公司开发了环氧粉末涂料。美国福特汽车公司1961年开发了电沉积涂料，并实现工业化生产。此外，1968年联邦德国法本拜耳公司首先在市场出售光固化木器漆。乳胶涂料、水溶性涂料、粉末涂料和光固化涂料，使涂料产品中的有机溶剂用量大幅度下降,甚至不使用有机溶剂,开辟了低污染涂料的新领域。随着电子技术和航天技术的发展,以有机硅树脂为主的元素有机树脂涂料,在5060年代发展迅速，在耐高温涂料领域占据重要地位。这一时期开发并实现工业化生产的

8、还有杂环树脂涂料、橡胶类涂料、乙烯基树脂涂料、聚酯涂料、无机高分子涂料等品种。 第二次世界大战结束后，合成树脂涂料品种发展很快。 大发展 1973年以来，由于石油危机的冲击，涂料工业向节省资源、能源，减少污染、有利于生态平衡和提高经济效益的方向发展。高固体涂料、水型涂料和粉末涂料的开发，低能耗固化品种如辐射固化涂料的开发，是其具体表现。 新阶段 1976年，美国匹兹堡平板玻璃工业公司研制的新型电沉积涂料阴极电沉积涂料，提高了汽车车身的防腐蚀能力，得到迅速推广。 70年代开发了有机-无机聚合物乳液,应用于建筑涂料等领域。功能性涂料（见涂料）成为70年代涂料工业的研究课题，并推出了一系列新品种。

9、80年代各种建筑涂料发展很快。 九十年代初，世界发达国家进行了“绿色革命”，对涂料工业是个挑战，促进了涂料工业向“绿色”涂料方向大步迈进。 20世纪初，涂料工业主要体现在“四化”水性化、粉末化、高固体份化和光固化。 （2）涂料的粉末化 （3）涂料的高固体份化（1）涂料的水性化（4）涂料的光固化 但是尽管涂料的应用与生产经历了漫长的历史，但它一直未能进入科学研究的领域，而只是作为一种工艺，直到20世纪的20年代。此时涂料开始与科学结合，特别是20世纪30年代，高分子化学及高分子物理的发展，奠定了现代涂料科学的基础。30年代出现的醇酸树脂醇酸漆是涂料中最重要的品种；40年代环氧树脂环氧树脂防腐涂料

10、；50年代聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯涂料（汽车用）；60年代聚氨酯聚氨酯涂料是最有前途的品种之一；70年代极大地发展了粉末涂料；80年代高固体份涂料，这是高分子化学中基团转移聚合法（即可以控制聚合物的分子量和分子量分布以及共聚物的组成，可以说它是高分子化学发展的新的里程碑，是由美国杜邦公司发明的）的最新应用。 涂料与高分子科学的关系： 高分子科学的发展是涂料学最重要的基础，但仅有高分子聚合物是远远不够的，聚合物不是涂料，还需要无机、有机颜料、助剂、溶剂等合理的配合。 要得到稳定，合用的涂料及最佳的使用效果，还需要其它学科的指导，但涂料也不是各种相关学科的简单合并，而是以它们为基础建立起来的具有自身特

11、点的独立学科。 涂料属精细化工的一个分支，但它的意义远不止于精化的一类产品。研究涂料的意义： 80年代以来，能源、材料与环境已成了具有时代性的三大重要课题。而涂料不仅本身是一种材料，也是保护其它材料，改性其它材料的最简便的手段， 而且改进和研究涂料，还可以保护环境，减轻其它材料对环境的破坏。因此涂料工业的发展水平是国家现代化的重要标志。天然成膜物质的使用 公元前的巴比伦已使用沥青作为木船的防腐涂料，希腊人掌握了蜂蜡涂饰技术。 公元初年 ，埃及已采用阿拉伯树胶制作涂料。 18世纪涂料工业开始形成。 1790年，英国创立了第一家涂料厂。 法国在1820年、 德国在1830年、 奥地利在1843年、

12、 日本在1881年。 但涂料工业初期生产的色漆，一般是将颜料调入干性油中，施工时要经过调配并稀释到适当粘度，使用很不方便。 涂料工业的形成 涂料工业的形成 19世纪中叶，涂料生产厂家直接配制适合施工要求的涂料，即调合漆。从此，涂料配制和生产技术才完全掌握在涂料厂手中，推动了涂料生产的大规模化。 第一次世界大战期间，中国涂料工业开始萌芽，1915年开办的上海开林颜料油漆厂是中国第一个涂料生产厂。 19世纪中期，随着合成树脂的出现，涂料成膜物质发生了根本的变革，进入合成树脂涂料时期。合成树脂涂料时期30年代醇酸树脂醇酸漆是涂料中最重要的品种；40年代环氧树脂环氧树脂防腐涂料；50年代聚丙烯酸酯聚丙

13、烯酸酯涂料（汽车用）；60年代聚氨酯聚氨酯涂料是最有前途的品种；70年代极大地发展了粉末涂料；80年代高固体份涂料 所谓的油漆已经不光是油了 涂料与高分子科学紧密相联 二二、涂料的分类、涂料的分类 1 1、按涂料成膜物质的性状、形状来分类、按涂料成膜物质的性状、形状来分类 溶液涂料、溶胶涂料、乳胶涂料、粉末涂料、有光溶液涂料、溶胶涂料、乳胶涂料、粉末涂料、有光涂料、消光涂料、多彩美术涂料。涂料、消光涂料、多彩美术涂料。 2 2、按涂膜的特殊功能来分类、按涂膜的特殊功能来分类： 防锈涂料、防腐涂料、防污涂料、防霉涂防锈涂料、防腐涂料、防污涂料、防霉涂 料、耐料、耐热涂料、电绝缘涂料、荧光涂料等。

14、热涂料、电绝缘涂料、荧光涂料等。 3 3、按被涂物的种类来分类、按被涂物的种类来分类： 建筑涂料、船舶用涂料、汽车用涂料、木制品用涂建筑涂料、船舶用涂料、汽车用涂料、木制品用涂料等。料等。 4 4、按涂装方法来分类：、按涂装方法来分类： 刷涂涂料、喷涂涂料、卷材涂料、电泳涂料等。5 5、按固化方法分类：、按固化方法分类： 常温干燥的涂料、烘干涂料、电子放射固化涂料。 6 6、按成膜物质来分类：、按成膜物质来分类： 油性类、天然树脂类、酚醛树脂类、沥青类、醇酸树脂类、氨基树脂类、硝基漆类、纤维素类、过氯乙烯类、乙烯基类、丙烯酸树脂类、聚酯类、环氧树脂类、聚氨酯类、元素有机漆类、橡胶类、其它类等。

15、三、涂料的作用三、涂料的作用 1 1、保护作用、保护作用 涂料能防止材料磨损及隔绝水分、气体、微生物、涂料能防止材料磨损及隔绝水分、气体、微生物、紫外线对金属、木材等的侵蚀，延长材料的使用寿命。紫外线对金属、木材等的侵蚀，延长材料的使用寿命。 2 2、装饰作用、装饰作用 钟表、暖瓶、自行车、家俱、纸、皮革等须用涂钟表、暖瓶、自行车、家俱、纸、皮革等须用涂料来装饰。料来装饰。 3 3、功能作用、功能作用 船舶在航行中若被海生物附着繁殖后会影响航行速度，而若用船底防污漆可使海生物不附着；导电的涂料可去静电；电阻大的涂料可用于加热保温；航天中的涂料能反辐射；吸音涂料可增加潜艇的下潜深度。 4 4、色

16、彩作用、色彩作用( (标准化标准化) ) 各种化学品、危险品的容器可用涂料的颜色作标志；各种道路、交通中应用不同色彩的涂料来表示警告、危险、停止、前进等信号。 从广义来说, 表层材料可包括墙纸、塑料衬复板、铬、银等金属镀层。但是这些材料都没有涂料(俗称油漆)那样应用面广、适应性强。不管物品的形状如何复杂、体积大小，涂料都可以采用一定的施工方法涂覆在任何表面上。四、涂料的成分及作用 涂料是人们通常使用的不太严格的一个笼统的泛指名词，它的意义包含了各种各样的有关材料如磁漆、挥发性漆、清漆、底涂漆、二道底漆、头道底漆、封闭底漆、填孔剂和腻子等等。所有这些属于涂料的材料尽管各不相同，但它们的配制原理和

17、基本组分都大体相同。一般涂料由四个组分组成：成膜物、颜料、溶剂、添加剂。1主要成膜物树脂或聚合物 主要成膜物也称为基料，它是涂料中的连续相，也是涂料最主要的成分，它对涂料的性能（保护性及机械性等）起到主要的作用。 主要成膜物能将颜料和其他成分粘连在一起并使它们粘附在物体表面上。有了基料,涂料就不容易擦掉了。 涂料可以只有基料而不用颜料，涂覆在物体上的主要成膜物质也能保护物体表面并通过增加物体的光泽而起到装饰作用。 当涂料干固后，主要成膜物质一般总是形成高分子量的化合物，但当它末干固前，它也可以是一些分子量并不太大的、具有进一步反应能力的化合物，它们可以在成膜过程中通过化学反应而最终形成干固的高

18、分子量的化合物。 主要成膜物质目前种类不多，无机类的主要成膜物质很具开发前景2颜料 不溶解于清漆的任何细小的固态微粒质点都可称为颜料。涂料用颜料一般是0.210um的无机或有机粉末物质，它主要起遮盖和赋色的作用，即颜料兼有装饰和保护作用，还有增强、改变涂料流变性、降低成本等作用。 最简单的一种涂料是石灰水，当它干燥后，除了颜料老粉(碳酸钙)涂布在表面之外就没有其它东西了。它有一定的装饰性也有一定的保护性，但很容易擦去。 如果颜料没有着色作用或遮盖作用，就称为体质颜料或称为惰性颜料，或称填料等。体质颜料通常比着色颜料价廉得多，它们在涂料中能起到不少作用，如增进粘附力、增加涂膜强度、使涂膜容易打磨

19、等。3液体溶剂 涂料中的液体包括溶剂、稀释剂(或分散性涂料中的分散介质)。通常使用的溶剂是能溶解或能稀释成膜物的，易挥发的有机液体。 传统认为：涂料使用中，当涂覆于表面后，溶剂基本上挥发干尽，因此溶剂的作用一般只是为了改善涂料的可涂布性，以帮助成膜物与颜料的混合物转移到被涂物表面上，而对涂膜最终的性能影响不大，但会影响涂膜的质量。 但现代涂料学发现：溶剂对涂料的影响实际上是很大的. 另外，某些涂料用液体常常与涂料分装，称为稀释剂。液体能使涂料成为一种流动体，涂料使用者可根据需要在涂料中加入适量稀释剂以调节涂料到所希望的施工稠度。流动性良好的涂料能够渗透到工件上形状很复杂的凹缝中去。 4添加剂

20、涂料除有上述三大组分外，一般都需加入添加剂，在涂料中只要加入少量就能起到显著的特殊作用，可用来改进涂膜的表面状态等。三、涂料的涂膜固化机理 1、物理机理固化干燥 只靠涂料中液体(溶剂或分散相)的蒸发而得到干硬涂膜的过程。一般的高分子聚合物涂料属于这种情况，在干燥过程中，高聚物本身不发生化学反应。 2 2、涂料与空气发生反应的交联固化干燥机理：、涂料与空气发生反应的交联固化干燥机理： 氧能与干性的植物油和其它不饱和的化合物反应而产生游离基并引起聚合反应；水也能与某些组分发生缩聚反应。这两种反应都能得到交联的涂膜。 3 3、涂料的组分之间发生反应的交联固化、涂料的组分之间发生反应的交联固化 这种涂

21、料在贮存期内必须保持稳定，可以用双灌装涂料法或是选择组分时应考虑在常温下不发生反应而只在高温下或辐射时才反应的组分。 第二节第二节 涂料的组成涂料的组成 涂料的品种涂料的品种 清漆清漆 无颜料及体质颜料无颜料及体质颜料透明体。透明体。 色漆色漆 有颜料及体质颜料有颜料及体质颜料不透明体不透明体(磁漆磁漆 调合漆、底漆调合漆、底漆) 腻子腻子 有大量体质颜料的一种厚浆。有大量体质颜料的一种厚浆。 一、合成树脂基料一、合成树脂基料n 大多数涂料的基料都是采用的合成树n脂主要是： ( 1) 醇酸树脂.n (2) 丙稀酸树脂.n (3) 乙稀类树脂、环氧树脂为主的树 n 脂基料。n1 1、涂料用树脂的

22、性能、涂料用树脂的性能 溶解性好溶解性好 调制及施工均要求树脂能溶解于常用溶剂中。 混溶性好混溶性好 能与涂料中其它不挥发组分相互混溶，才能生 成均匀的固化膜。 成膜性好成膜性好 树脂须有良好的附着力、流平性、对颜料的润湿性，并能赋予涂膜一定的保护和装饰性。 稳定性好稳定性好 要求树脂在贮存过程中半年之内不变质。 2、涂料用合成树脂的化学结构： 耐光耐光 带苯环的树脂不耐光 、易发黄、粉 化而含脂环、脂肪碳链的树脂耐光； 耐水性耐水性 含亲水活性基越少的树脂耐水性越 好，分子量越高、交联度大的树脂耐 水性越好。 涂料的附着力涂料的附着力 树脂含极性基数量越多、种 类越多附着力越好。 二、颜料二

23、、颜料 1 1、无机颜料、无机颜料 占全部颜料的占全部颜料的90%以上；而其中钛白又占以上；而其中钛白又占70%. TiO 它是无机颜料的重要品种，具有极好的它是无机颜料的重要品种，具有极好的“遮盖遮盖力力”, 是一种很好的白色颜料。但它的价格高是一种很好的白色颜料。但它的价格高, 可加可加CaCO、BaSO4、SiO2、粘土、粘土、MgSiO3、CaSiO3、AL2等，使它的价格更低，并可改善某些性能等，使它的价格更低，并可改善某些性能如均匀性、稳定性及机械强度等。如均匀性、稳定性及机械强度等。 立德粉立德粉( (锌钡白锌钡白) ) ZnS + BaSO. 铬黄铬黄 PbCrO. 铬绿铬绿

24、Cr等。 2、有机颜料 在涂料中使用较多的是双偶氮黄、洋红6B、等等，商品约有2000种，并且多数是以预分散颜料来使用的(即处理过的易分散颜料)。 三、体质颜料三、体质颜料 体质颜料是无机物的粉料。可改善涂膜的流平性减小涂膜的收缩率，增强膜的韧性、耐磨性、耐洗刷性、耐久性、耐侯性和耐腐性，增强涂膜硬度；起填充作用，增加膜的质感；可以改善涂料的悬浮性，防止其他颜料下沉；提高涂料其他组分的利用率，降低成本。四、添加剂 催干剂催干剂 能加速涂膜干燥的物质。有实用价值的是Co、Mn、Pb、Fe、Zn、Ca 的氧化物、盐类及它们的各种有机酸盐。油膜在干燥中需要吸收O四， 而催干剂能帮助它吸氧 增塑剂增塑

25、剂 它能与成膜的基料物质混合以增加涂膜弹性和附着力。分为低挥发度的高聚物溶剂型与不挥发的高聚物非溶剂型。常用增塑剂：苯二甲酸酯类(二乙酯、二丁酯、二戌酯和二辛酯等)；磷酸酯苯类、樟脑、氯化联苯、氯化石蜡。 表面活性剂表面活性剂 作用是增加涂料对颜料的润滑性能，提高研磨效果，改善流动性，改善涂膜外观、耐刮和耐磨性。常用卵磷酯类和低粘度的硅油类表面活性剂。防霉剂防霉剂 不同的涂料应选择不同的防霉剂。n适用于一般霉菌，还有五氯酚、醋酸苯汞、喹啉酮、环烷酸锌及偏硼酸钡等。 紫外线吸收剂紫外线吸收剂 为了减少紫外线对涂膜的损害，可以加入吸收剂使吸收的日光中紫外线转化为热能。常用二苯酮衍生物(2羟基4甲氧

26、基二苯甲酮、杂环类及其金属的化合物。例如茂铁，对高速飞机、火箭表面的防紫外线效果很好) 防结皮剂防结皮剂 结皮会造成施工麻烦、涂料损失、影响外观。常用肟类产品，例如丁醛肟、甲乙酮肟和环已酮肟、对苯二酚等作防结皮剂。 抗静电剂抗静电剂 常用长碳链季胺盐作抗静电剂。有的涂料还要加入乳化剂、消泡剂、增稠剂、防沉淀剂和消光剂、流平剂等。 第三节第三节 建筑涂料的配方设计建筑涂料的配方设计一、水性建筑涂料的分类一、水性建筑涂料的分类 水性建筑涂料以水为分散介质和稀释剂，比溶剂水性建筑涂料以水为分散介质和稀释剂，比溶剂型和非水分散型涂料有许多优越的特性：价廉、无毒型和非水分散型涂料有许多优越的特性：价廉、

27、无毒、耐水性好、不污染环境、不易粉化、干燥快、施工、耐水性好、不污染环境、不易粉化、干燥快、施工方便，甚至可以在潮湿的基础上施工。方便，甚至可以在潮湿的基础上施工。 1、有机高分子涂料 有机高分子物质与有机高分子共聚物为主要成膜物质组成的涂料即为有机高分子涂料。我国大约有几个系列: 聚乙稀醇； 聚乙烯醇缩甲醛； 聚醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯一丙烯酸酯共聚乳液、苯乙烯一丙烯腈共聚乳液、氯乙烯一偏氯乙烯共聚乳液。2 2、无机涂料、无机涂料 除水泥外，主要是碱金属硅酸盐类和胶体除水泥外，主要是碱金属硅酸盐类和胶体SiOSiO类。它的耐侯性、耐酸碱性、耐热性等比有机涂料类。它的耐侯性、

28、耐酸碱性、耐热性等比有机涂料要好。且资源丰富、价格低廉，成膜温度低、无毒要好。且资源丰富、价格低廉，成膜温度低、无毒、不燃烧。但它的成膜性能、粘接强度、装饰效果、不燃烧。但它的成膜性能、粘接强度、装饰效果没有有机涂料好，随着交联技术、固化、复合技术没有有机涂料好，随着交联技术、固化、复合技术的研究会得以改善。的研究会得以改善。3、有机无机复合涂料 不同品种的复合 通常将水溶性树脂与水溶性碱金属硅酸盐进行复合(例如聚乙烯醇水玻璃涂料)或者是在无机物表面上使用有机物接技技术制成悬浮液，如丙烯酸酯乳液与胶态SiO的任意混合。 涂覆技术上的复合 在无机或有机涂层表面再涂覆一层有机或无机涂层。二、水性建

29、筑涂料的配方设计二、水性建筑涂料的配方设计 1 1、基料、基料 基料是建筑涂料的主要成膜物质，决定了涂料基料是建筑涂料的主要成膜物质，决定了涂料的基本性能和特点。主要考虑的问题是涂料的使用的基本性能和特点。主要考虑的问题是涂料的使用场合、装饰要求、性能特点等，应根据这些来选择场合、装饰要求、性能特点等，应根据这些来选择合适的基料。常用聚乙烯醇、聚一丙乳液、乙一丙合适的基料。常用聚乙烯醇、聚一丙乳液、乙一丙乳液等作水性建筑涂料的基料。乳液等作水性建筑涂料的基料。 2、颜料 颜料在水性建筑涂料中能使涂膜具有一定遮盖力和提供各种不同的色彩，还对涂料的耐侯性、流平性、耐洗涮性、硬度和涂膜质感等也有影响

30、。水性涂料的颜料是以白色为主的。它包含着色颜料与体质颜料(填充料)。在颜料生产中一般先加部分颜料，待达到一定的遮盖力后，再用占较大比例价廉的体质颜料的作填充料，用以弥补着包颜料体积的不足，帮助着色颜料均匀地分散，并增加涂膜厚度、提高涂膜性能。 着色颜料 A白色白色着色着色颜料颜料 其中主要是钛白和锌钡白，TiO有 金红石型和锐钛型两种。 金红石型 一般的外用涂料中使用，它的遮盖力强、 白度大、化学性能稳定、对酸碱及其它成分无影响 锐 钛 型 只能用于室内涂料，因为它易于吸收紫 外线而使聚合物分解。 立德粉(锌钡白)ZnS+BaSO 只用于内用涂料，因它的耐光性较差。一般可与TiO配合使用作为内

31、用涂料以降低成本。但不能与汞盐(醋酸汞防霉剂)共用，否则会使涂膜泛黄。因HgS是红色。 B B 彩色着色颜料彩色着色颜料 - - 无机颜料无机颜料氧化铁黑氧化铁黑(Fe(FeOO) )、碳黑、碳黑(C)(C)、云母氧化铁、云母氧化铁( (e e2 2) )、氧化铁红氧化铁红(Fe(Fe) ) 、钼铬红、钼铬红(PbCrO(PbCrO、PbMoPbMo、PbSOPbSO混合物）氧化铁黄混合物）氧化铁黄(Fe(Fe) )、铅铬黄铅铬黄(PbCrO(PbCrOnPbSOnPbSO) )、群青群青(NayAL(NayAL) )、铁蓝铁蓝(Fe(Fee(e(）) )、铬绿铬绿(Cr(Cr) )、铁棕、铁

32、棕e e 等等。C 彩色彩色着色着色颜料颜料-有机颜料有机颜料 酞青蓝、酞青绿、酞青黄、甲苯腰红、222大红等。缺点是有机颜料在水性涂料生产研磨时的分散效果不很好，且色浆不易干燥。 体质颜料体质颜料 - PVC 它是无机物的粉料。水性涂料中一般要选用两种以上的体质颜料，便于相互补充及调节其性能。常用的体质颜料有： 滑石粉(3MgOiH O )质轻、细腻能改善涂膜流平性、耐洗刷性、并可防止颜料下沉； 轻质碳酸钙粉(CaCO) 质轻、粒细、疏松易吸潮但不溶于水。在涂料中起填充作用, 可以改善涂料的悬浮性。 云母粉(K、l、i、)质轻、膨胀性大，可减小涂膜的收缩率、能增强韧性、耐久性、耐侯性、并使涂

33、料不易下沉。 石英粉及石英砂(Si)： 天然石英磨成的细粒，可增强涂膜硬度、耐水性、能增加质 感。还有轻质Si粉称为白碳黑，其分散力大，性能好。重质CaCO粉 天然大理石、石灰石磨成的粉末，颗粒较粗糙，在涂料中易沉淀结块，但价廉。 BaSO： 重晶石粉及人造沉淀BaSO。能增加涂膜的耐磨性、耐腐性，易于分散。一般(颜料+体质颜料)与基料的大致比例在一般涂料中为1.52：1；而廉价的内墙涂料中有时则达到4：1以上；而在有光涂料中大约为0.6:1。3 3、助剂、助剂 建筑涂料中助剂很多，有分散剂、消泡、增稠建筑涂料中助剂很多，有分散剂、消泡、增稠、成膜助剂、防霉、防冻剂等等。、成膜助剂、防霉、防冻

34、剂等等。 分散剂分散剂( (浸润剂浸润剂) ) 分散剂能降低固液界面上的表面张力和表面自由分散剂能降低固液界面上的表面张力和表面自由能，防止颜料的絮凝和聚集，使颜料易于分散。分散能，防止颜料的絮凝和聚集，使颜料易于分散。分散剂用量：一般为颜料重量的剂用量：一般为颜料重量的0.20.。增稠剂增稠剂 增稠剂一般是高分子化合物，能稳定和分散颜料增稠剂一般是高分子化合物，能稳定和分散颜料，要选用浓度低、粘度大的增稠剂。常用的有：聚乙，要选用浓度低、粘度大的增稠剂。常用的有：聚乙烯醇、羧甲基纤维素及它的盐，羧乙基纤维素、羧丙烯醇、羧甲基纤维素及它的盐，羧乙基纤维素、羧丙基纤维素，羧乙基纤维素、聚丙烯酸盐

35、、聚甲基丙烯基纤维素，羧乙基纤维素、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐等。酸盐等。 消泡剂消泡剂 水性涂料由于加入了许多种表面活性剂，且在生水性涂料由于加入了许多种表面活性剂，且在生产中高速旋转使之极易产生气泡，它会影响涂膜外观产中高速旋转使之极易产生气泡，它会影响涂膜外观和质感并使涂膜产生缺陷。加消泡剂磷酸三丁酯、有和质感并使涂膜产生缺陷。加消泡剂磷酸三丁酯、有机硅乳液、聚乙二醇、松油醇、醚类等。机硅乳液、聚乙二醇、松油醇、醚类等。 防霉剂 水性建筑涂料中使用了纤维素等易霉变的有机物质，在使用过程中易长霉、所以要加防霉剂。常用：五氯酚钠(用量为乳液的o.2%)；醋酸苯汞(用量为乳液的0.05%)；苯

36、甲酸钠以及高效、低霉、广谱性的BCW防霉剂等。成膜助剂 是一种挥发性的增塑剂。成膜助剂的作用是降低聚合物的玻璃化温度(成膜温度)。使膜的流平性、附着力、耐洗涮性都 有提高。常用助剂：乙二醇、甲二醇、丙二醇、已二醇、一缩乙二醇、乙二醇乙醚、苯甲醇类等。用量：常为聚合物基料的2%左右。 第四节第四节 涂料生产工艺涂料生产工艺一、聚乙烯醇水玻璃内墙涂料一、聚乙烯醇水玻璃内墙涂料 以聚乙烯醇树脂水溶液与水玻璃为基料，混合颜料及少量表面活性剂，经砂磨机研磨而制成的水溶性内墙涂料。广泛用于住宅和一般公共建筑内墙面。 1 1、原料、原料 聚乙烯醇水溶液、水玻璃、少量助剂、颜料聚乙烯醇水溶液、水玻璃、少量助剂

37、、颜料 聚乙烯醇聚乙烯醇 聚合度聚合度15001500，溶液粘度，用量，耐水性。，溶液粘度，用量，耐水性。 用量一般为用量一般为5 56%6%左右。用量若过大：溶液浓左右。用量若过大：溶液浓度高、粘结性太强、成膜性好，施工困难、成本高，度高、粘结性太强、成膜性好，施工困难、成本高，在较低的温度中易冻结；用量若过小，涂料附着力差在较低的温度中易冻结；用量若过小，涂料附着力差、易脱粉。、易脱粉。 辅助成膜物质-水玻璃( 硅酸钠) 分子式：Na2OnSiO，青灰色半透明的粘稠状液体，含固体40%左右，比重1，模数一般为 n 3.33.0 的适用于涂料。 水玻璃的模数 硅酸钠液体产品中SiO的摩尔数

38、n=Na的摩尔数 模数对涂料的影响模数对涂料的影响 高模数较低模数的水玻璃成膜耐水性好。例n=45.5时膜的耐水性最好； n=4时，粘结力最强； n=3.2时，粘结强度最高。 水玻璃的K盐和Na盐相比，K盐比Na盐的耐水性好，而Na盐比K盐的粘结性好。用量对涂料的影响 NaOn SiO水解呈碱性，能破坏聚乙烯醇与水玻璃形成的胶体，所以，用量要控制。当聚乙烯醇水溶液浓度为7%时，水玻璃用量若8%(涂料总量)时，胶体会立即消失而完全失去粘结性。 但若2%时粘结性也差(不能改性), 一般为5%左右为宜。 着色颜料和体质颜料着色颜料和体质颜料 着色颜料着色颜料 锐钛形钛白粉、立德粉及耐酸碱性好的氧锐钛

39、形钛白粉、立德粉及耐酸碱性好的氧化铁黄、铁红等。化铁黄、铁红等。 体质颜料体质颜料 碳酸钙碳酸钙 、滑石粉。、滑石粉。 表面活性剂表面活性剂 表面活性剂能使涂料体系的表面张力表面活性剂能使涂料体系的表面张力降低，提高颜料及其他组分在涂料体系中降低，提高颜料及其他组分在涂料体系中的渗透力，使颜料易于分散，从而可显著的渗透力，使颜料易于分散，从而可显著提高体系的稳定性。提高体系的稳定性。 聚乙烯醇水玻璃内墙涂料中常用非离聚乙烯醇水玻璃内墙涂料中常用非离子型表面活性剂聚氧乙烯蓖麻油或阴离子子型表面活性剂聚氧乙烯蓖麻油或阴离子型表面活性剂脂肪族磺酸盐等。型表面活性剂脂肪族磺酸盐等。 2 2、机理、机理

40、 水玻璃加入聚乙烯醇溶液中，聚乙烯醇的羟基水玻璃加入聚乙烯醇溶液中，聚乙烯醇的羟基与水玻璃分子中的与水玻璃分子中的SiO亲和生成膜，提高了聚乙烯亲和生成膜，提高了聚乙烯醇的防水性和耐久性醇的防水性和耐久性,且又克服了水玻璃系涂料膜的且又克服了水玻璃系涂料膜的难干、在空气中遇难干、在空气中遇CO会硬化、龟裂等缺点；又消会硬化、龟裂等缺点；又消除了单独使用聚乙烯醇作涂料时涂膜与水接触易溶除了单独使用聚乙烯醇作涂料时涂膜与水接触易溶胀脆化的缺点。胀脆化的缺点。3 3、涂料配比、涂料配比 配比实例：配比实例： 组分组分 % 聚乙烯醇聚乙烯醇 46 Na水玻璃水玻璃 46 聚氧乙烯蓖麻油聚氧乙烯蓖麻油

41、为钠水玻璃的为钠水玻璃的1% TiO 0.61 Fe2O3 1 滑石粉滑石粉 2.5 轻质碳酸钙轻质碳酸钙 20 自来水自来水 65 4 4、生产工艺流程：、生产工艺流程：水水聚乙烯醇聚乙烯醇 95100表面活性剂表面活性剂 Na水玻璃水玻璃 夹夹 套套 反反 应应 釜釜TiO Fe2O3 +少量聚乙烯醇少量聚乙烯醇研磨分散研磨分散高速搅拌高速搅拌研磨研磨过滤过滤包装包装滑石粉滑石粉 + 轻质碳酸钙轻质碳酸钙5 5、涂料的主要性能指标、涂料的主要性能指标项目项目 遮盖力遮盖力 固含量固含量 附着力附着力 粘度粘度 耐水性耐水性 细度细度 最低成膜温度最低成膜温度(/） (%) (%) (Pas

42、) (25) () () 指标指标 5二、二、乙丙乳胶内墙涂料乙丙乳胶内墙涂料 组分组分 配比（配比（%，质量份），质量份） 乙丙乳液（固体分乙丙乳液（固体分54%） 11.6 羧甲基纤维素羧甲基纤维素 25.0 金红石型钛白粉金红石型钛白粉 8 酞青蓝酞青蓝 1 瓷土瓷土 19.5 CaCO3 16.2 六偏磷酸钠溶液（六偏磷酸钠溶液（5%） 1.0 水水 18.5 合成工艺与聚乙烯醇水玻璃内墙涂料基本相同。合成工艺与聚乙烯醇水玻璃内墙涂料基本相同。三、苯乙烯三、苯乙烯丙烯酸酯共聚乳液涂料丙烯酸酯共聚乳液涂料( (外墙涂料外墙涂料) ) 苯乙烯苯乙烯丙烯酸酯共聚乳液涂料有极好的耐候性、保光丙

43、烯酸酯共聚乳液涂料有极好的耐候性、保光性，装饰效果也很好，涂膜细腻，具有特殊光泽，它不溶于水性，装饰效果也很好，涂膜细腻，具有特殊光泽，它不溶于水，涂膜透气性好，可在未全干的水泥沙浆基面上，涂膜透气性好，可在未全干的水泥沙浆基面上(PH即可即可使用使用)施工。因聚丙烯酸酯的弹性好，因此特别适用于温度变施工。因聚丙烯酸酯的弹性好，因此特别适用于温度变化剧烈、胀缩系数变化较大的户外使用。它的性能比聚醋酸乙化剧烈、胀缩系数变化较大的户外使用。它的性能比聚醋酸乙烯、聚醋酸乙烯一丙烯酸醋酸乳液涂料都要强，且苯乙烯的成烯、聚醋酸乙烯一丙烯酸醋酸乳液涂料都要强，且苯乙烯的成本又比较低，因此它是目前使用比较多

44、的一种外墙涂料涂料本又比较低，因此它是目前使用比较多的一种外墙涂料涂料1 1、苯乙烯、苯乙烯丙烯酸酯共聚乳液涂料参考配方丙烯酸酯共聚乳液涂料参考配方 组分 苯乙烯 4346 丙烯酸丁酯 55 甲基丙烯酸 2 过硫酸铵 0.30.4 聚乙二醇辛基苯基醚 2.0 乙二醇(增塑剂) 34 聚乙烯醇 适量(1%) TiO+立德粉 200300(可调) 滑石粉 200300(可调) 色料 适量 离子交换水 1001172 2、生产工艺步骤及要点、生产工艺步骤及要点 去离子水升温至去离子水升温至8020，加入约，加入约1/3过硫酸过硫酸铵水溶液及一半聚乙烯醇。铵水溶液及一半聚乙烯醇。 将基料及酸性单体充分

45、混合均匀。基料是主要将基料及酸性单体充分混合均匀。基料是主要成膜物质，加入少量酸性单体的作用是为了提高乳成膜物质，加入少量酸性单体的作用是为了提高乳液的稳定性、降低乳液粒径、提高原料的浸润分散液的稳定性、降低乳液粒径、提高原料的浸润分散能力，且还可以提高涂膜的附着力、光泽等。用量能力，且还可以提高涂膜的附着力、光泽等。用量为单体重量的为单体重量的1 将乳化剂及将乳化剂及1/3的过硫酸铵引发剂的过硫酸铵引发剂(或可加或可加一些防霉等专用活性剂一些防霉等专用活性剂)混合均匀。混合均匀。 将混好的基料单体及助剂同时缓慢加入到将混好的基料单体及助剂同时缓慢加入到反应器中，保温反应器中，保温2小时，再加

46、余下的小时，再加余下的1/3过硫酸过硫酸铵引发剂及加热至铵引发剂及加热至902，反应，反应0.5小时。小时。 最后还可用着色颜料来调整颜色。最后还可用着色颜料来调整颜色。 以以NH调节乳液为微碱性调节乳液为微碱性( 910 )再在搅拌下加入增塑剂乙二醇，此时应注意再在搅拌下加入增塑剂乙二醇，此时应注意避免局部浓度过大，否则会使乳液凝结、特别避免局部浓度过大，否则会使乳液凝结、特别应注意搅拌。应注意搅拌。在充分搅拌下慢慢加颜料浆。在充分搅拌下慢慢加颜料浆。再加增稠剂聚乙烯醇再加增稠剂聚乙烯醇(羧甲基纤维素均可羧甲基纤维素均可)调调节涂料的粘度，保证乳液的流平性及合适的粘节涂料的粘度，保证乳液的流

47、平性及合适的粘度。度。三、多彩涂料的研制与生产三、多彩涂料的研制与生产 多彩涂料的分类：多彩涂料的分类：O/W、W/W、W/O、O/O。 O/W多彩涂料多彩涂料 我国在我国在80年代初开始研制年代初开始研制O/W型多彩涂料，并引进了许多生产线及技型多彩涂料，并引进了许多生产线及技术。这种涂料市场大。但术。这种涂料市场大。但O/W型多彩涂料存型多彩涂料存在许多缺点，只在在许多缺点，只在80年代很流行，现在已逐年代很流行，现在已逐渐减少了使用渐减少了使用, 其原因是其原因是: 其中的油性物质易燃，且在气味、其中的油性物质易燃，且在气味、贮存、运输方面均存在一些问题；贮存、运输方面均存在一些问题；

48、生产工艺复杂、成本高，一般建筑生产工艺复杂、成本高，一般建筑物无法使用。物无法使用。 W/W多彩涂料 我国从90年代开始致力于W/W型多彩涂料的研制开发。W/W型多彩涂料的优点是具有柔和、协调的色彩和自然美丽的花纹图案，立体感强。且以水为分散相，安全无毒、成本较低。它的生产设备又可以与普通建筑涂料通用，给生产带来了很大方便。 1、W/W型多彩涂料的生产原理 用保护膜包裹的有色水溶性乳胶彩料作分散相，用水溶性保护胶溶液作连续相所构成的多相均匀的悬浮体。称为W/W型多彩涂料。 成膜原理： 彩色粒体的大小是肉眼可见的，形状可为园点、针状等，它们在涂料中均匀地分散在保护胶溶液中并呈稳定状态。涂装时，开

49、始还是在湿膜中，彩粒均匀地悬浮在水相中，随着湿膜中水分挥挥发后，彩粒就相互堆砌、融合， 最后形成多彩涂膜。 W/W多彩涂料的设计原理 W/W多彩涂料要求在水溶性的保护胶体溶液中形成肉眼可见的水性乳胶彩粒，且不会沉淀和分层 设想在水性乳胶涂料分散在保护胶水溶液中的瞬间，须在彩粒的表面形成一层保护膜，用以阻止膜内的涂料彩粒与膜外的保护胶溶液组分相互扩散、渗透，防止彩粒间聚集、凝结。 在彩色W/W型涂料的生产中关键的问题是选择一种适宜的保护膜。 保护膜要能吸附在彩粒表面，即要求膜的电性与彩粒表面电性相反。但膜又不会被水溶性胶体溶液所溶解、渗透。 这就要求保护膜实际以定向排列，在彩粒表面，与彩粒相吸而

50、与水相斥。它的极性基朝向彩粒表面而非极性基朝向水胶液连续相。保护胶溶液实际上是一种稳定剂，它通过空间障碍和形成水合层来防止粒子之间相互接触，因为保护膜向外的是亲油性的非极性基。从而形成了稳定的悬浮液。 2 2、w/ww/w多彩涂料的主要组成多彩涂料的主要组成 成膜物质成膜物质 要求是干燥后光泽好，与物体间附着要求是干燥后光泽好，与物体间附着力强、干燥快、对保护胶连续相不产生破坏作用。主力强、干燥快、对保护胶连续相不产生破坏作用。主要有：聚醋酸乙稀乳液、苯一丙乳液、丁二烯一苯乙要有：聚醋酸乙稀乳液、苯一丙乳液、丁二烯一苯乙烯乳液等。烯乳液等。 成膜助剂成膜助剂 对成膜助剂的要求是能使涂膜平滑、对

51、成膜助剂的要求是能使涂膜平滑、流平性好、稳定性好、粘结强度高，且能提高涂膜的流平性好、稳定性好、粘结强度高，且能提高涂膜的光泽和增加涂膜的柔韧性。光泽和增加涂膜的柔韧性。 颜料颜料 对颜料的要求是可以在体系中显示出五彩缤对颜料的要求是可以在体系中显示出五彩缤纷的色彩，还可以填充漆膜、增加硬度、遮盖物面纷的色彩，还可以填充漆膜、增加硬度、遮盖物面和提高涂膜的机械性能。而且要求易染色、在分散和提高涂膜的机械性能。而且要求易染色、在分散相时不会扩散到连续水相中去。相时不会扩散到连续水相中去。 填料与颜料的配合可增加彩粒的强度，延长涂填料与颜料的配合可增加彩粒的强度，延长涂膜使用周期连续相中的保护胶能

52、保证彩粒形成后形膜使用周期连续相中的保护胶能保证彩粒形成后形状不易改变，使它们不相互聚结，增强了彩粒的悬状不易改变，使它们不相互聚结，增强了彩粒的悬浮性，以形成均匀的多彩涂料体系。浮性，以形成均匀的多彩涂料体系。 3 3、生产工艺条件的确定和影响因素、生产工艺条件的确定和影响因素 (1) 生产中应使分散和连续相的相对密度尽可能生产中应使分散和连续相的相对密度尽可能一致。可选取相对密度适当的调节剂，例如填料一致。可选取相对密度适当的调节剂，例如填料云母粉、钛白等都可增大其相对密度，而各类树云母粉、钛白等都可增大其相对密度，而各类树胶及衍生物可降低相对密度，它们可对两相的相胶及衍生物可降低相对密度

53、，它们可对两相的相对密度进行调节。对密度进行调节。 分散相的粘度分散相的粘度 分散相的粘度是影响体系稳定性的一个关键因素，若分散相粘度太低；就不能赋予彩粒的机械稳定性，搅拌混合时彩粒易被破坏、不易分散、若分散相粘度太高：会使涂层附着力降低，不利于均匀喷涂。一般选择分散相粘度为0.51PaS 较为适宜。 连续相的粘度连续相的粘度 连续相的粘度也必须在一定范围内才能形成稳定的悬浮体系。若粘度太低：不能起到保护胶体的作用，体系悬浮性差；若粘度太高又不利于喷涂一般连续相粘度为0.20.5PaS 较为合适。 (搅拌速度大、时间长，会得到粒径较小的彩粒。一般选择：搅拌速度12010r/min，时间102min