涂料技术导论.doc

涂料技术导论课程综述随着国民经济的发展涂料已经成为与人们的生活密切相关的高分子基复合材料。作为支撑涂料这个重要行业的技术基础，涂料科学是个古老的领域。本课程简明扼要地叙述了涂料树脂的合成、涂料配方原理、涂料基本工艺、涂料性能及性能检测和涂料工厂设计等重要内容，给学者一个完整的涂料技术概念。 一 第一章 绪论的主要内容在绪论中，主要讲述了涂料的定义和范围、组成、作用、分类及其命名。涂料可区分为有机涂料和无机涂料，有机涂料有三大类：建筑涂料、产品涂料和特种涂料。涂料的组成可分为：基料、挥发性组分、颜料和助剂。涂料的作用主要有：保护作用、装饰作用和功能作用。分类可以按施工方法、用途、颜料作用、漆膜外观及产品形态进行。命名原则:首先，涂料的全名有颜色或颜色名称、成膜物质名称和基本名称二部分构成；其次，如果涂料中有多种成膜物质，则可选取主要的一种成膜物质命名；第三，对于某些具有专业用途或特殊性能的产品，可以在成膜物质后面加以说明。 二 第二章 涂料树脂合成的主要内容这一章主要重点讲述了涂料用树脂的特点、醇酸树指合成的主要颜料及其合成、氨基树脂分类及制备方法、环氧树脂和聚氨酯树脂。涂料用合成树脂的方法。从反应机理看，主要采用逐步聚合反应、自由基聚合反应和共聚和反应合成，少数采用阴离子聚合反应聚合。从实施方法看，主要采用溶液聚合法和乳液聚合法。醇酸树脂系指由多元醇、多元酸与植物油制备的改性聚酯树脂。它按改性油的分类为：干性油醇酸树脂和干性油醇酸树脂。按油度分类为:短、中、长油度醇酸树脂。醇酸树脂合成的主要原料有多元醇、多元酸和油类。根据使用原料的不同，醇酸树脂的合成有醇解法、酸解法和脂肪酸法；从工艺过程上分，则有溶剂法和熔融法。醇解法中催化剂的类型及用量、反应温度、油的品质、甘油在油中的溶解度和醇解体系的气氛都对醇解反应有较大影响。经加入其它组分的醇酸树脂的树脂称为改性醇酸树脂，一般可分为松香改性醇酸树脂、酚醛改性醇酸树脂、乙烯类单体改性醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、触变性醇酸树脂、水性醇酸树脂。氨基树脂是氨基化合物与醛发生缩聚反应的产物用醇醚化而形成的一类树脂。涂料用氨基树脂可分为四类：脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、笨乌粪胺甲醛树脂和共缩聚树脂。用于氨基树脂生产的主要原料有三聚氰胺、尿素、甲醛和丁醇。常用的丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂的合成根据醚化程度的高低，可分为低醚化度三聚脂氰胺树和高醚化度三聚脂氰胺树，整个合成工艺大体分为反应阶段、脱水阶段和后处理阶段，其中丁醇的类型与用量、催化剂及其用量和甲醛的用量影响它的质量。环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的高分子化合物。固化前，线型热塑性树脂的相对分子质量在340-7000的范围内。在固化剂或催化剂作用下，就会形成三度交联的热固性聚合物。按化学结构可分为缩水甘油型环氧树脂、环氧化烯烃和元素改型环氧树脂。缩水甘油型环氧树脂是以环氧氯丙烷与含活性氢的有机化合物如多元酚、多元醇、多元羧酸和多元胺为原料制备的，有缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂和氨基环氧树脂三种。环氧化烯烃由不饱和双键的低分子或高分子量的直链或环状化合物制备的，分为三类：环氧化直链脂肪族烯烃、脂肪族环氧化合物和混合型环氧化烯烃。而元素改型环氧树脂分为有机钛环氧树脂和有机硅环氧树脂。环氧树脂溶解性和混容性是两个主要的物理性质，它的特性指标有环氧值、环氧当量、羟值、羟值当量、酯化当量和软化点。环氧树脂的固化剂也称交联剂，利用固化剂中的官能团与环氧树脂中的羟基或环氧基反应，可使环氧树脂扩链、交联而达到固化目的。在工业上应用最广泛的固化剂有有机胺类固化剂、有机酸酐固化剂、低分子量聚酰胺和潜固化剂。当环氧树脂过量时，可形成低分子量的环氧-胺加合物，当环氧基和活性氢呈等官能团配比时，则可形成三度交联的热固性聚合物，若交联剂的量继续增加，则形成线型热塑性聚合物，当交联剂过量时，则只能生成胺-环氧加合物。目前已经成熟的环氧树脂合成工艺有：双份A环氧树脂的合成、缩水甘油酯环氧树脂的合成和脂环族环氧和环氧化烯烃。聚氨酯树脂是由多异氰酸酯与多元醇聚合而成。聚氨酯涂料按包装可分为单组份和双组份两大类，按固化方式可分为高温烘烤型、室温固化型和湿空气固化型，按分散介质分溶剂型、无溶剂型、水分散型和粉末型。主要类型：聚氨酯改性油涂料、湿空气固化型聚氨酯涂料、分散性聚氨酯涂料、封闭型聚氨酯涂料、羟基固化型聚氨酯涂料、预聚物催化固化型聚氨酯涂料、水性聚氨酯涂料、辐射交联聚氨酯涂料、高固分散聚氨酯涂料和IPN聚氨酯涂料。三 第四章 涂料配方基本原理的主要内容 本章主要讲述了涂料的基本组成和涂料配方的基本原理。 涂料一般由不挥发分和挥发分两部分组成，有主要成膜物质（油料和树脂）、次要成膜物质(颜料和体质颜料)、辅助成膜物质（助剂）和挥发物质（稀释剂）。颜料和体质颜料是分散在涂料中能给涂料以某些性质的特殊固体，可分为无机颜料和有机颜料。着色颜料赋予涂料五彩缤纷的颜色和色调，二有机颜料主要作着色颜料。着色颜料有白色颜料、黄色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、红色颜料、黑色颜料和有机颜料。防腐颜料是用于保护金属底材免手腐蚀的颜料，哟偶盐类和金属两类，其中无机盐类包括铅系颜料、锌系颜料和其它颜料，金属中有铝、不锈钢、铅和锌可作为金属颜料。体质颜料主要有重金石瓷土、云母、滑石粉和碳酸钙。目前，涂料用溶剂主要有各种醇类、酮类脂类以及脂肪烃类、芳香烃类等有机溶剂。辅助材料主要有催干剂、增塑剂、防霉剂、生物活性添加剂、抗结皮剂、防紫外线剂、流变性改进剂、抗沉降剂、颜料分散剂等。一种涂料配方要根据颜料体积浓度、临界颜料体积浓度、颜料吸油值等来设计。四 第五章 涂料基本工艺的主要内容本章从色漆生产工艺过程、乳胶漆的生产工艺、粉末涂料的生产工艺和水溶性漆生产工艺来讲述。色漆生产工艺中首先要选用研磨分散设备，确定基本工艺模式，然后选择其他工艺手段，形成完整的功能各异过程。分散设备主要有砂磨机、球磨机和三辊机。砂磨机的生产工艺过程：备料、配料与混合、研磨分散、调色制漆和过滤包装。球磨机的工艺过程;备料、配料及研磨、制漆和过滤包装。制备研磨漆浆的方式有单颜料磨浆法、多种颜料混合磨浆法和综合颜料磨浆法。乳胶漆主要是聚合物颗粒的水分散体和颜料颗粒的水分散体的混合物，其中由水、杀微生物剂、增稠剂、成膜溶剂、颜料分散剂和其它助剂构成。粉末涂料的生产工艺有干生产法和湿生产法，干生产法有干混合法、融融混合法，湿生产法有蒸发法、喷雾干燥法和沉淀法。水溶性漆的生产工艺中讲述了水溶性树脂的制备方法，带有氨基的聚合物以羧酸中和成盐（如阴极电沉积树脂）、带有羧酸基团的聚合物以胺中和成盐（如阳极电沉积树脂）、破坏氢键和皂化;通常，为了提高树脂的水溶性，还需要加入助溶剂。五 第六章 涂料施工的主要内容涂料对被涂物件表面的装饰、保护以及功能性作用是以其在物件表面所形成的涂摸来实现的，因此，涂装是很重要的。涂料施工的基本内容主要有被涂物件底材的表面处理、涂布和涂抹干燥。被涂物件的表面处理是涂装的基础工作，包括表面净化和化学处理。其中包括金属表面的处理、木材表面处理、水泥的表面处理、塑料的表面处理、玻璃的表面处理、纤维的表面处理和橡胶的表面处理。学习收获 通过学习涂料技术导论这门课程我们了解了涂料树脂的合成、生漆的加工和改性、涂料的配方原理、涂料基本工艺、涂料生产基本工艺、涂料施工、涂料的性能检测和涂料工厂设计简介等内容。此外我也了解了醇酸、氨基、环氧和聚氨酯等树脂的改性。通过本教材的学物化习我知道了涂料的用途和组成、常见原料的物化性质及涂料中的作用；理解加聚和缩聚反应机理以及线形和网状聚合的规律；掌握了涂料配方的基本原理；掌握涂料清漆和色漆的制造方法；了解了涂料的主要施工方法及性能检测技术，并掌握了一般涂料工程设计要求。 利