广东石油化工学院《涂料与涂装科学技术基础》期末复习题.doc

涂料复习题1涂料的定义涂料是高分子材料为主体，以有机溶剂、水或空气为分散介质的多种物质的混合物,是一种流动状态或粉末状态的物质，能够均匀的覆盖和良好的附着在物体表面形成固体薄膜，它具有对基材防护、装饰、标志及其他特殊功能的一类重要的精细化学品2涂料的作用有哪些？1） 装饰作用（2） 保护作用（3） 标志作用（4）特殊作用3什么是VOC？VOC有哪些危害？：是指任何参加气相光化学反应的有机化合物。VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。 4涂料成膜方式有哪两种？为什么具有明显结晶作用的物质不适合做成膜物？物理干燥（溶剂挥发、乳胶固化）和化学干燥（氧化固化和交联固化）（1） 漆膜会失去透明性(各向异性是结晶体的特点)；（2）聚合物的软化温度提高，软化范围变窄；（3）不溶于一般溶剂5涂料溶剂挥发干燥分哪几个阶段？(1)表面溶剂快速挥发阶段；(2)内部溶剂扩散到表面的阶段（由扩散速度决定了干燥速率：温度、粘度、自由体积、Tg影响干燥速率）(3)残余溶剂的挥发：很长的时间才能挥发完全。6什么是自由体积理论？用自由体积理论解释玻璃化温度聚合物玻璃化温度前后的变化？液体或固体物质的体积是由两部分组成的，一部分被分子占据，另一部分是未被占据的自由体积，后者以空穴的形式散于整个物质中，只有存在足够自由体积时，分子链才可能进行各种运动，玻璃化温度是自由体积达到某一临界值的温度。7分析高聚物玻璃化温度的影响因素（1）玻璃化温度与相对分子质量的关系:M25000 M Tg M=2500075000 Tg 不变 分子量分布宽的Tg低，窄的Tg高（2）玻璃化温度与聚合物结构的关系：主链越僵硬Tg高；反之，越柔顺Tg低刚性侧链基团的引入 Tg (如加入苯环侧链)， 侧链柔顺 Tg低(如烷基侧链)与聚合物构型的关系在顺反异构中，往往反式的分子链柔顺性差，Tg高 ；链间的相互作用大,Tg高。（3）玻璃化温度的加和性8分析改善室温稳定性和提高固化速度的措施1反应物在固化条件下才出现，贮存时没有此反应物。2添加挥发性阻聚剂挥发性单官能团反应物。3利用相变的方法,反应物之一或催化剂是不溶的，当温度上升到熔点时，才参与反应。4微胶囊法，将反应物包于微胶囊法9用于涂料的纤维素聚合物有哪几种？1硝酸纤维素，2醋酸丁酸纤维素，3乙基纤维素10醋酸纤维素比硝基纤维素有哪些优点？具有更好的溶解性，耐水性，耐候性和力学性能11卤化聚合物在涂料中的突出优异性能是什么？聚合物经卤化后可改善他们的溶解性、阻燃性、抗化学性、耐老性和其他性质，透水性低，可用于防腐蚀面漆。12油脂的主要结构是什么？是脂肪酸和甘油组成的一酯，二酯和三酯13什么是碘值？油脂干性（油脂的不饱和程度）是怎样根据碘值划分的？碘值定义为饱和油脂中100g双键所吸收碘的质量。干性油的碘值大于140gI2/100g,2-5天试问下自行干燥；半干性油的碘值为100-140gI2/100,十几天甚至几十天才干燥；不干性油的碘值小于100gI2/100g，不能自干14什么是酸值？酸值在油脂中的含义是什么？中和1g油脂所需KOH的质量为酸值。酸值表示油脂的新鲜程度，油脂越新鲜，酸值越小。减少酸值的方法：碱洗（或称碱漂）、白土（水合硅酸铝）脱色。15注意常见油脂的干燥速度16什么是油性树脂漆的油度？油性树脂漆中，树脂与植物油的比例17分析长、中、短油度的树脂漆的性能有何不同？短油度树脂漆树脂多，干燥快，光泽好，坚固耐磨，但脆性大，不耐日光及风雨寒冷变化，多用于涂刷室内器具。长油度漆膜柔韧性好，耐久性强，但干燥慢，多用于室外建筑，钢铁表面等。中油度漆膜坚韧，耐久性居于短长油度之间，可作室外用漆。18醇酸树脂的油度是怎样定义的？油度油脂的质量/（醇酸树脂的质量析出水的质量）19分析醇酸树脂油度对漆膜的性能影响长油度醇酸树脂：含油60以上，刷涂用漆：耐候性好，用于户外漆。中油度醇酸树脂：含油5060，干燥快、保光好、耐候性好，用途广泛，各种漆料均可使用。短油度醇酸树脂：含油50以下，与其它树脂相溶性最好、常用于配比其它涂料漆。油度与漆膜干燥性能：油度越高，树脂越软（因为含油量大）；油度越低，树脂越硬（因为含油量小）；油度越低，聚酯Tg越高，漆膜干燥越快，硬度高，但脆性也高；油度越高，聚酯Tg越低，漆膜干燥越慢，但柔韧性好；一般应用50的油度，可以获得最佳表面干燥性能，同时硬度也较好；但是，中油度粘度高，刷涂难，可以适当增加油度到6065来改善刷涂性能。20 、MF（三聚氰胺甲醛）树脂醚化度高低由什么控制？低醚化度和高醚化度有何不同？由甲醛控制。高醚化度：甲醛比例高，大部分氮原子上有两个烷氧基甲基基团。醚化度高，聚合度低，粘度低。低醚化度：甲醛比例低，大部分氮原子上有一个取代基，聚合度较大。甲醛变化范围大，性能也可以广泛调节，应用也广泛。21比较甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的性能？P43甲基的影响：分子不能自由旋转，硬度高、脆化温度高、拉伸强度高；柔韧性和延伸性低；-H的影响：耐紫外线和耐氧化性差。22什么是溶剂指数？溶剂对涂料的溶解能力，也就是降低黏度的能力，一般以溶剂指数表示。溶剂指数用标准溶剂调稀的涂料黏度/用被测溶剂调稀的涂料黏度 23溶剂在涂料中的作用有哪些？1降低黏度，调节流变性2调节玻璃化温度3 改进涂料涂布和漆膜的性能4 控制涂料的电阻：适合静电喷涂。5 作为聚合物反应溶剂，控制聚合物的分子量及分布6 在成膜物质的制备中控制聚合温度和聚合物粒度24什么是溶剂的相对挥发度？在标准条件下：一定的体积和表面积，标准气流和气流温度（25）以及相对湿度为0的条件下，测得挥发失去90%的溶剂（体积或质量）的时间，以醋酸正丁酯的相对挥发度为1作为标准。25影响溶剂挥发速率有哪些因素？1湿漆膜的表面温度；2 溶剂的蒸汽压大，挥发快；3 溶剂和空气的界面；表面积大，挥发快；4 空气中挥发溶剂及时带走。26漆膜溶剂的挥发分为几个阶段？湿阶段：溶剂本身挥发特性决定，涂料粘度上升，表面控制阶段。干阶段：溶剂在涂层扩散决定，与聚合物Tg、溶剂分子大小和形状有关，扩散控制阶段。27颜料与染料有什么区别？（1）溶解性：一般来讲颜料是不可溶的，染料是可溶的。（2）化学性质：染料多是有机物，而颜料多是无机物。通常用于涂料的颜料多是无机物。（3）透明性：溶解在树脂中且使混合物呈现透明外观的着色剂称为染料。不能溶解但会使光发生散射，使混合物呈现混浊、半透明或不透明外观的着色剂称作颜料。（4）粘结性：通过对基体的直接染色或亲和性能明确区分颜料和染料。颜料对基体无亲和力而染料对基体有亲和力。28体积颜料有哪些作用？（1）体积颜料常用来调节涂料的颜料体积浓度（PVC），降低成本。（2）改善聚合物分子间的相互作用力，降低分子内应力，增强漆膜的机械强度和附着力。如炭黑的活性交联作用；（3）涂料中颜料含量和颗粒形状的不同，造成对水、汽透过漆膜的阻力也各不相同。调节漆膜的水汽渗透性。（4）使漆膜表面粗糙，起到消光的目的。29什么是颜料的PVC（颜料体积浓度）漆膜中颜料所占的体积百分数称为PVC。30影响颜料CPVC（临界颜料体积浓度）有哪些因素？1易湿润颜料或加入分散剂，吸附基料多，会降低CPVC；2涂料组成相同，颜料粒度越小，吸附基料多，CPVC越小；3颜料粒度分布广，CPVC越高；4絮凝颜料的CPVC较低；31为什么乳胶漆的临界颜料体积浓度总是低于溶剂型漆？因为溶剂型的漆料（外相）是一个连续相，成膜过程中颜料间的空隙可自然的被漆料所充满，但乳胶漆不同，乳胶是一种粒子，成膜前它可和颜料成混杂的排列，也可各自聚集在一起，这样在最后成膜时，为使颜料间空隙被填满就需更多的乳胶粒子，因此乳胶漆临界颜料体积浓度低于溶剂型涂料32如何提高乳胶漆的临界颜料体积浓度？（1）提高温度：增加流动性。（2）添加成膜助剂（如：乙二醇、丙二醇等）改善流动性使乳胶粒子进入颜料空间。33颜料的吸油量如何计算在100g颜料中，把亚麻油一滴滴加入，并随时用刮刀混合，初加油时，颜料仍保持松散状，但最后可使全部颜料粘结在一起成球状，若继续再加油，体系变稀具有流动性，此时所用油量为颜料的吸油量（OA)34颜色的三个基本属性是什么？色调（色相）、明度（亮度）和饱和度（彩度）。35三原色是指哪三种颜色？三间色是哪三种？三原色：红、黄、蓝； 三间色：橙、绿、紫 ； 对应的互补色：红-绿；黄-紫；蓝-橙36颜料存在的三种状态？原生颗粒、凝聚体和团聚体。37颜料分散的三个过程？（1） 润湿，润湿的效果和速度取决于颜漆料的表面张力差与漆料的黏度。漆料的表面张力与黏度越小越容易润湿。（2）研磨与分散（分离），将颜料原生颗粒从团聚体分离开来的过程，该分离过程是通过施加在颜料上的剪切力或撞击力来实现的。（3）稳定，颜料经分散细分后，粒径减小，表面积增大，颜料表面自由能也增加，造成细化的颜料不稳定性。所以，当机械研磨能去除以后，颜料粒子会再凝集起来。为此需要对分散后的颜料进行稳定。38颜料絮凝对涂料性能产生哪些影响？絮凝会严重影响涂料的性能：（1）降低遮盖力。（2）降低 CPVC 值，从而影响涂料的机械性能。（3）影响涂料的光泽。（4）絮凝会增加涂料的黏度，不利于流平。39降低VOC的主要途径有哪些？1提高固体物含量2以活性溶剂代替挥发性溶剂（如：干性油、不饱和聚酯、紫外光固化稀释剂等）3粉末涂料 4以水性涂料代替有机溶剂（如：乳胶漆）40乳胶颗粒有哪些特点？1聚合物颗粒（指单体）在水中的分散体。2一般采用自由基链增长聚合工艺。3平均分子量高M=1000000（百万）或更高。4分子量对粘度影响不大（固体物含量可以很高）VOC低。（粘度只与介质和颗粒体积分数有关）5聚合物影响因素太多：单体结构、浓度及溶解度；表面活性剂结构和浓度；引发剂浓度和自由基产生速度；电解质浓度；温度；搅拌速度；反应釜设计等。41乳胶颗粒大小如何控制？1乳化剂浓度高，胶束多，生产的M/P颗粒多，乳胶颗粒小。2体系中水量越少，单体多，更多乳化剂吸附在单体外围，形成胶束数量就少，乳胶颗粒越大。3温度低，乳化剂效率降低，胶束数量减少， M/P颗粒减少，乳胶颗粒增大。42乳液聚合有哪些优缺点？优点：水作分散介质，传热控温容易胶乳黏度低Rp快，分子量高可在低温下聚合可直接得到聚合物乳胶可直接用作乳胶漆缺点：要得到固体聚合物，后处理麻烦，成本较高难以除尽乳化剂残留物43说明电泳涂料制备过程？树脂形成：共溶剂聚合得到羧基（氨基）酸值控制4060形成有机树脂溶液加入中和剂（羧基、胺）形成盐加水缓慢稀释形成水稀释树脂。涂料制备：上步有机树脂溶液加中和剂加入颜料分散研磨加入剩余的有机溶剂、中和剂、交联剂高速分散逐步加入水水稀释涂料44什么是泳透力？被涂物后面或内面被涂的涂覆性能。45电泳漆的特点有哪些？1 VOC低2 涂料利用率高3 涂层厚度均匀，但是底物不平也暴露出来4适合不规则物体5设备投资大，改换配方困难，适合规模较大的自动生产线46粉末涂料有什么优缺点？优点：1利用率高2环保3高效，节能4无害安全5树脂分子量大，涂膜性能好。6操作简单，易于实现自动化缺点：1设备需专用2涂料制备工艺复杂3烘烤温度高4不适宜薄涂5调色、换色、换品种麻烦47接触角范围如何影响润湿作用？接触角0时，完全平铺。接触角90时，液滴滚动，不润湿。接触角180时，完全排斥。48什么是荷叶效应？原因是什么？荷叶效应：粗糙表面的接触角大于90时，随着i 增加而增加，最终得到超疏水或者超双疏表面。接触角90时，液滴滚动，不润湿。（双疏表面：当接触角大于150时，不仅疏水，也疏油。）49什么是TiO2的光致超双亲性？光照射时，在紫外光诱导下可以使水和油的接触角0，呈超双亲性。在光的作用下，由于价电子激发，产生三价钛离子和氧空位，它们分别属于亲水和亲油微区，但是水和油滴的尺寸远远大于微区，分别被亲水亲油微区所吸附，宏观上表现出双亲性。50流平和流挂的动力有何不同？哪些因素会影响流平和流挂？流挂是由重力引起的，而流平是由推动力为表面张力而不是重力。影响流平因素：粘度、波长、表面张力、厚度。影响流挂因素：粘度、密度、厚度51什么是应力松弛？保持形变固定，则应力会随时间而减少。也就是，力学性质随时间而变化。52交联高聚物和线性高聚物对力学性质有何影响？交联高聚物：形变可恢复。线性高聚物：分子之间没有交联，可以滑动，应力撤去，形变不可恢复。53分子内耗与哪些因素有关？（1） 内耗大小与高聚物分子结构有关：柔性分子滞后大；刚性分子滞后小。 较大官能团，或极性基团，内耗大，滞后也大。（如：丁苯橡胶和丁腈橡胶高于顺丁橡胶）（2） 内耗与温度有关：低于Tg，内耗小（变形快）；高于Tg内耗也小（分子自由运动），只有Tg附近较高。（3） 内耗与应力变化频率有关：频率低内耗也低（形变可以跟上应力），频率高内耗也低（应变完全跟不上应力变化，呈刚性特性），只有在中间频率内耗最大。54漆膜耐磨性有哪些影响因素？（1） 聚氨酯涂料耐磨性好：分子之间形成氢键。（2） 耐磨性与应力有关：应力被吸收，耐磨性提高。（3） 耐磨性与摩擦系数有关：添