第1章涂料概述.doc

第1章 涂料概述涂料是指一种涂覆在物体表面，能形成牢固附着的连续薄膜材料。与塑料、橡胶和纤维等合成高分子材料不同，涂料一般不单独作为工程材料使用，而总是涂覆在某一个物件表面起保护、装饰作用或赋予某种特殊功能。被涂覆的物件通称为基材或底材，基材既可以是金属材料，如钢、铝、铁、铜及其合金等；也可以是非金属材料，如混凝土、砖石、木器、塑料、纸张等。这些被涂的物件既可用于室内，也可用于室外；既可以在通常的环境下使用，又可以在恶劣的环境下使用(如高温、低温、高湿度、紫外线等)。由于最早的涂料通常是利用植物油和天然树脂为主要原料，因而称为油漆。随着石油化工和合成聚合物工业的发展，当前涂料的主要原料为合成聚合物或改性的植物油和天然树脂，因而油漆已远远不能包括涂料的所属范畴。它既可以是无机的，如搪瓷釉、电镀钢、电镀镍、电镀锌等；也可以是有机的，如大多数有机高分子材料。其中有机高分子涂料构成了涂料的主要品种，故除特别注明外，本书所讨论的均是有机高分子涂料。涂料的发展可以粗略地划分为天然树脂阶段、合成树脂阶段和“节约型”阶段。天然树脂阶段即主要以天然油脂、大漆、虫胶等天然树脂或改性的天然树脂为原料制成的溶剂型涂料和天然树脂涂料。特点是原料易得、制备工艺简单，但涂料的性能和用途都极为有限。20世纪50年代后期以来，随着石油工业和化学工业的发展，特别是高分子科学的发展，人们对高分子化合物的合成、性能和结构有了较系统、深人的研究，以石油化工产品为原料的合成树脂品种日渐增多和成熟，产量不断扩大，涂料的发展也就进入了以合成树脂为主要原料的阶段。这个阶段的特点是原料来源丰富，产品性能得到了很大的提高，基本上可以满足各种用途的需要，但这时的涂料仍以溶剂型涂料为主。随着世界经济的快速发展和人们生活品质的不断提高，保护环境和节约能源越来越受到重视，世界涂料的发展方向和产品结构都发生了根本变化，其中以美国加利福尼亚州著名的“66法则”和美国环保局1977年提出的所谓“四E”原则(即经济、效率、环保和节能原则)为转折点，涂料的发展朝着省资源、省能源、无污染方向发展，相继出现了水性涂料、粉末涂料、辐射固化涂料、高固体分涂料等，即进入了所谓“节约型”涂料阶段。其特点是有机溶剂少或基本上无溶剂，树脂的合成也有了识多新的原理和方法，涂料的品种更加繁多，性能和用途更加厂泛。尤其是进入20世纪90年代以来，保护环境和节约能源成了人们共同关心的话题，世界各冈纷纷制定相应法规，限制VOC(vo1atile organic comPound，挥发性有机化合物)的排放量，加强行业管理，使得“节约型”涂料得到了长足的发展。目前世界涂料总产旦超过23106t，其中美国约55106t，西欧约54106t，日本约2106t。11 涂料的作用和组成111 涂料的作用涂料总是涂覆在被涂物件表面，通过形成涂膜而起作用。涂料最早主要用于装饰，涂料涂覆在物体上或建筑物上，赋予鲜艳的色彩和色调，美化物体及生活环境。当今涂料的作用远大于此。对被涂物件而言，涂料的作用可概括为以下几个方面：(1) 保护作用物件暴露在大气中，总是受到光、水分、氧气及空气中的其他气体(如二氧化碳、一氧化氟、硫化氢等)以及酸、碱、盐水溶液和有机溶剂等的侵蚀，造成金属腐蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象，在物件表面涂上涂料，形成一层保护膜，可使物件免受侵蚀，使材料的寿命得以延长。一般工业用涂料均要求具有保护作用。(2) 装饰作用在被涂物件表面涂上涂料，形成具有不同颜色、不同光泽和不同质感的涂膜，可以得到五光十色、绚丽多彩的外观，起到美化环境、美化人们生活的作用。例如，大家熟悉的建筑物的内外墙涂料、汽车涂料等。(3) 特殊功能作用涂料除了保护和装饰作用外，还可以经过适当的配方设计，得到具有特殊功能的涂膜，如用于饮料厂或食品厂等场合的防霉涂料可以使涂饰该涂料的场面具有防止霉菌生长的功能；拖油管内壁的防结蜡涂料，除了防腐作用外，还可减少石蜡黏结在管壁上，减少输送阻力；防火涂料能够使被涂覆的物件具有防火特性；军事设施上的防红外线伪装涂料；火箭和宇宙飞船表面上的耐烷蚀涂料等。此外还有防水涂料、防结露涂料、导电涂料、绝缘涂料、静电屏蔽涂料、防辐射涂料、示温涂料、隔热涂料、防污涂料等。从上述可见，涂料已成为国民经济及人民生活中不可缺少的材料。11 2 涂料的组成涂料是多组分体系，涂料的组成可分为成膜材料、颜料、分散介质、助剂4部分。1) 成膜材料也称胶粘剂或基料，是涂料最主要的成分，没有成膜物的表面涂覆物不能称之为涂料。成膜物的性质对涂料的性能起主要作用。它由植物油、天然树脂和合成树脂等组成，在成膜前可以是聚合物也可以是低聚物，但涂布成膜后都形成聚合物膜。对成膜材料可分为两大类： 一类是转换型或反应型涂料；另一类是非转换型或挥发型涂料。前者在成膜过程中伴有化学反应，一般均形成网状交联结构，因此，成膜物相当于热固型聚合物。转换型涂料又可分为两类：一类是气干型的，在常温下可交联固化，如醇酸树脂涂料；另一类是烘烤型的，需在高温下完成反应，如氨基漆等。非转换型涂料的成膜仅仅是溶剂挥发，成膜过程中末发生任何化学反应，成膜物是热塑性聚合物，如硝基漆、氯化橡胶漆等。常用作成膜材料的有醇酸聚酯树脂、酚醛氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、乙烯基树脂、纤维素类树脂、天然及合成橡胶类。由于不同的成膜材料有不同的化学结构，其化学物理性质和机械性能各异，有的耐候性好，有的耐溶剂性好或机械性能好，因此其应用范围也不同。(2)颜料涂料中加入颜料主要起遮盖和赋色的作用，但一些透明的不起遮盖作用的也被叫做颜料，前者是真正的颜料，后者有时被称为惰性颜料、填料或增量剂。除了遮盖和赋色作用外，颜料还有增强耐着力、改善流变性能、改善耐候性、赋予特殊功能、降低成本等作用。常用的颜料有：无机颜料，如钛白、锌钡白、氧化锌、锑白、炭黑、铁黑、铁红、镉红、铬黄、铁黄、三氧化二铬、铁蓝、群青等；有机颜料，如大红粉、联苯胺黄、耐光黄、镍偶氮黄、酞菁绿、喹吖啶酮等；金属颜料，如铝粉、铜粉等；防锈颜料，如红丹、锌粉、氧化锌、锌铬黄、磷酸锌、盐酸锌黄、铝酸锌、偏硼酸钡等；功能颜料如夜光颜料、荧光颜料、示温颜料等；惰性颜料或称体积颜料，如钡白、碳酸钙、硅酸钙、瓷土、云母、氢氧化铝、滑石粉、硅石、白炭黑等。没有颜料的涂料称为清涂，而含有颜料的涂料称为色漆(瓷漆)。(4) 分散介质即挥发性有机溶剂或水，主要是有机溶剂，其主要作用在于使成膜物质分散而形成黏稠液体，本身不构成涂层，用来改善涂料的可涂布性，帮助成膜物颜料混合物转移到被涂物表而上，经涂覆后，溶剂基本上挥发尽。平时，常将成膜物质(基料)和分散介质的混合物称为漆料。所用的溶剂按来源分成四类；植物系溶剂，如松节油；煤焦系溶剂，如苯、二甲苯等；石油系溶剂，如汽油、煤油和柴油；合成系溶剂，如乙醇、正丁醇、二丙酮醇、醋酸乙酯、丙酮、丁酮、环己酮、乙二醇乙醚、醋酸苯酯等。溶剂的选用除考虑其对基料的相溶性或分散性外，还需要注意其挥发性、毒性、闪点及价格等。一个涂料品种既可以使用单一溶剂，又可以使用混合溶剂。(5) 辅助材料辅助材料又称助剂，本身不能成膜，主要用来改善涂料某一方面的性能。如消泡剂、分散剂、乳化剂、润湿剂等用来改善涂料生产过程中的性能；防沉剂、防结皮剂等用来改善涂料的贮存稳定件等；流平剂、增稠剂、防流挂剂、成膜助剂、固化剂、催于剂等用来改善涂料的施工性和成膜性等；防霉剂、uv吸收剂、阻燃剂、防静电剂等用来改善涂膜的某些特殊性能。助剂种类很多，作用各异，有时添加一种到数种助剂，有时可以不加，现就下列几种进行讨论。 催于剂 能够加速涂膜氧化聚合而干燥成膜的物质叫做催干剂，又称干料，主要是某些金属(钻、锰、铅、铁、锌、钙、锗等)的有机酸盐环烷酸、辛酸、松香酸、合成脂肪酸(C5C9)，常常以溶剂溶解成溶液，因此又称为燥液，它们是油类氧化聚合的催化剂，加入油基漆、醋酸漆、环氧配漆中，可以促进其中油类的干燥成膜，缩短干燥时间。不论是常温干燥漆或烘干漆，只要是通过其中不饱和油类氧化聚合面干燥的涂料，都要应用催干剂。 增塑剂 增塑剂是为提高涂膜柔性而加入的有机助剂。常用的有氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯及邻苯二甲酸二辛酯等。 增稠剂及稀释剂 增稠剂是为提高涂料的琵度而加入的助剂。在溶剂型涂料中增稠剂是金属皂类、有机改性膨润土、硅酸铝等，乳胶漆中所用增稠剂有聚乙烯醇、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素等。稀释剂则是降低涂料的黏度，便于施工而加入的助剂。常用的有乙醇、丙酮等。 其他辅助材料 涂料中的其他助剂有生物活性添加剂，如用于防止船舶码头等表面免受海洋生物的污损而在涂料中加入的，如氧化汞、三丁基锡氧化物等，用于涂料中的其他助剂，还有颜料分散刘，延长贮存的阻聚剂、肪结皮剂等。2 涂料的分类 涂料发展到今天，可以说是品种繁多，用途十分广泛，性能各异。涂料的分类方法很多，通常有以下几种分类方法： 按颜料来分类，有无颜料的清漆和加颜料的色漆；按其形态分类，有水性涂料、溶剂性涂料、粉末涂料、无溶剂涂料等；按用途分类，有建筑涂料、汽车涂料、木器涂料、船舶涂料、飞机涂料、桥梁涂料、家电涂料、塑料涂料、纸张涂料、罐头涂料等；按使用效果分类，有绝缘涂料、防锈涂料、防污涂料、装饰涂料、防腐涂料、导电涂料、耐高温涂料、示温涂料、隔热涂料等；按施工顺序分类可分成而漆(包括罩光漆)和底漆两大类，底漆又分为封闭底漆、腻子或填孔剂、头道底漆、二道底漆等；按施工涂装方法可分为喷涂涂料、浸渍涂料、电泳涂料、烘烤涂料、刷涂涂料、辊涂涂料等。即使对于同一类涂料品种，其性能和用途也各不相同。例如，大家熟知的建筑涂料可以进一步分为内墙涂料(包括平光涂料、半光涂料、有光涂料、防结露涂料、多彩涂料、喷塑涂料、仿瓷涂料、复层涂料)、外墙涂料(包括平光涂料、半光涂料、复层涂料、防水涂料)和地板涂料。汽车涂料则可分为底漆、中涂漆和面漆。上述分类方法都有一定局限性。根据我国国家标准GB 27058l，按涂料中主要成膜物质为基础，将涂料进行分类，共分为17大类，另将辅助材料定为一大类，共计18大类，见表11。前4类，即油酯涂料、天然树指涂料、酚醛树脂涂料和沥青涂料常称为油基涂料(油基漆)，习惯称为低档漆。第517类常称为合成树脂涂料(或合成树脂漆)，习惯称为高档漆。121 油基涂料1211 油脂涂料(油脂漆)油脂涂料是以动植物油，或动植物油加天然树脂或改性酚醛为基的涂料。动植物油主要成分为甘油三脂肪酸酯，其结构式为： 其中R1、R3、R3是脂肪酸基，可相同也可不同，主要是硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等。脂肪酸分为饱和和不饱和两种，只有不饱和脂肪酸，因含有双键才能在空气中氧的作用下进行聚合而交联。 含有不饱和脂肪酸的动植物油，可进行氧化聚合而干燥成膜，故称为干性油，不能进行氧化聚合的植物油称为不干性油。涂料工业应用的油依碘值划分可分为干性油、半干性油和不干性油三种。碘值在140以上的为干性油，如桐油、榨油、亚麻油、大庶油。碘值在125一140的为半干件油如豆油、花生油、棉籽油等，它们干燥的速度比干性油小。不能自行干燥的油称为不干性油，一般用作增塑剂和制造合成树脂，如蓖麻油、椰子油、米糠油等。 因为天然植物油中含有色素、蛋白质、磷脂等影响涂膜性能的杂质，故要经精炼后才能使用。经精炼后的聚合油加入催干剂后叫清油，清油可直接用于涂覆木器表面，但主要用于配制厚漆。清油加入颜料、填充剂制成的糊状物称为油性厚漆。最初的调和漆是厚漆加情油调制而成的，其目的是为了便于涂布。为了提高涂膜的光泽和硬度，在干性油中加进了天然树脂或合成树脂，所得到的涂料称为油基树脂漆。透明的油基树脂漆称为清漆。油脂和树脂拼合后未加催化剂的，称为漆料，用于和颜料混合制备色漆，如滋漆、底漆等。树脂的种类很多，有天然树脂和合成树脂。可以和油脂反应的树脂有；松香及其衍生物、酚醛树脂和石油树脂等。1212 大漆大漆是一种天然漆，俗称土漆或生漆。生漆加工即成熟漆。生漆是漆树的分泌物，是一种油包水型乳胶。其主要成分是漆酚和漆酶。漆酚是含有不同小饱和度脂肪烃取代基的邻苯二酚或其聚合物的混合物，可表示为：R中双键越多，漆的质量越好。漆酚在生漆中的含量为50一80，是生漆的成膜物质。生漆中含有约占10的漆酶，它是一种含铜的糖蛋白氧化酶，是生漆的天然有机催干剂。生漆中还含有2040的水分，15的油分，359的树脂质。树脂质即松香质，是一种多糖类化合物，在生漆中起悬浮剂和稳定剂的作用。生漆可用油类改性及其他树脂改性。1213 沥青涂料沥青涂料是以沥青为基料，加有植物油、树脂、催干剂、颜料、填料等助剂而制成的涂料。沥青溶液涂料用作防腐涂料。沥青和干性油熬炼制成的涂料可作一般绝缘用。沥青加合成树脂制成的漆可用作船底漆，涂于水线下；沥青加上漆用酚醛树脂和干性油经高温熬炼的沥青烘漆，由于涂膜坚硬，乌黑发亮，广泛用于自行车及小五金涂装。沥青涂料因其成本低，用途比较广泛。122 合成树脂涂料1221 醇酸树脂涂料 以醇酸树脂为基料，加入植物油类而成的涂料。醇酸是由多元醇、多元酸与脂肪酸通过酯化作用缩聚制得，所以也可称为油改性聚酯。常用的多元醇有甘油、季戊四醇，其次有三羟甲基丙烷、山梨醇等。常用的多元酸主要是邻苯二甲酸或其酸酐。常用的脂肪酸是以油的形式存在，主要是亚麻油、豆油、桐油等植物油中所含的酸，也可用苯甲酸、合成脂肪酸。醇酸树脂分为两类。一种是干性油醇酸树脂，它是用不饱和脂肪酸或干性油、半干性油为主而制得的，能直接固化成膜。当然所用油脂种类不同，性能有所差异。另一种是不干性油醇酸树脂，是由饱和酸或不干性油为主而制得，它本身不能固化成膜，需要与其他树脂经过加热发生交联反应，才能固化成膜。醇酸树脂涂料具有涂层柔软、附着力强、光泽好、硬度大、保光性和耐候性好的优点，并且涂膜丰满，施工方便，价格也比较便宜，可制成情漆、磁漆、底漆和腻子，用途十分广泛，可涂在金属制品及木制品上。木制家具一般是选用自干性长油度醇酸清漆；船舶、桥梁使用长油度醇酸磁漆；货运车厢、客运车厢、卡午、公共汽午、机电产品大量使用中油度醇酸漆；光学仪表多使用无光、半光醇酸漆(油度是指醇酸树脂中油脂的含量，长油度、中油度、低油度，它们的含油量分别为60以上、40一60之间和40以下)。醇酸树脂可与硝化纤维素、过氯乙烯树脂、氨基树脂、氯化橡胶并用改性，也可在制备过程中加入其他成分制成改性的醇酸树脂，如松香改性酵酸树脂、酚醛改性醇酸树脂、苯乙烯改性醇酸树脂、丙烯酸酯改性醇酸树脂等。1222 氨基树脂涂料涂料用氨基树脂是指含氨基的化合物(尿素、三聚氰胺、烃基三聚氰胺等) 与醛类(主要是指甲醛)反应，形成三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、烃基三聚氰胺甲醛树脂，再以醇类进行醚化改性制得的能溶于有机溶剂的一类树脂，以及共缩聚树脂，如三聚氰胺脲醛树脂和三聚氰胺苯基三聚氰胺甲醛树脂等。此外，氨基树脂可以和多种树脂合并使用，如与酵酸树脂的配合，制成氨基醇酸烘漆。氨基树脂涂料是应用广泛的一种工业用漆。主要品种为氨基醇酸烘漆，涂膜经烘干后光泽丰满，保护性好，耐磨、不燃、绝缘，有较好耐候性及化学稳定性，广泛应用于汽车、自行车、缝纫机、仪器仪表、电冰箱、家用电器、医疗机械等。此外，酸固化氨基树脂涂料，一般用于木材、家具用涂料。1223 丙烯酸树脂涂料丙烯酸树脂涂料是由丙烯酸或甲基丙烯酸酯类、腈类、酰胺类单体聚合而成。由于选用的单体不同，可以制成热塑性与热固性两大类涂料。热固性丙烯酸涂料多采用氨基树脂、环氧树脂、聚氨基低聚物作为固化剂进行交联固化。热固性丙烯酸涂料又分为自交联型(只需加热，有时在微量催化剂存在下加热，便能自行交联固化)和交联剂固化型两类。以丙烯酸树脂为成膜物质的涂料，可用于多种涂料如溶剂型、水型、粉末型以及光敏型涂料，在汽车、飞机、电子、造纸、纺织、金属、建筑、塑料和木材等的保护和装饰上起着愈来愈重要的作用，醇酸树脂在涂料中的地位有被它取代的趋势。丙烯酸涂料的迅速发展首先是因为它具有优良的综合性能，如它的耐久性、透明性、稳定性，也在于它可以经过配方的调节能得到不同硬度、柔韧度和其他要求的性质。1224 环氧树脂涂料环氧树脂涂料品种繁多，但最主要的是双酚A型环氧树脂。大部分环氧树脂本身的分子量太低，不具有成膜的性质，必须通过化学交联方法成膜。环氧树脂可以通过酯化反应引人不饱和脂肪酸，也可利用环氧基与羧酸反应形成环氧酯。常用脂肪酸有豆油酸、亚麻油酸或脱水蓖麻油酸等。这样可以在空气中氧化交联。当然环氧树脂可用胺、酸酐等固化剂反应形成交联结构，此时环氧树脂涂料为双组分，使用时将二者按比例混合。环氧树脂可与其他涂料用树脂并用，如酚醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂等经烘烤后可交联成膜。此外环氧树脂也可制成无溶剂漆、粉末涂料以及用于制备电泳漆的重要原料的水可稀释性环氧树脂。环氧树脂具有优良的化学稳定性，特别是耐酸、碱性能，黏合力强，刚性强，耐热、耐腐性能优良，固化成膜时体积收缩小，电绝缘性能优良，但它的主要缺点是光氧化、光稳定性差，所以在涂料工业中环氧树脂一般用于底漆的成膜物。环氧树脂用途广泛，可用于工厂建筑物、包装容器、家用电器、交通车辆和船舶的涂料，也广泛应用于电工绝缘涂料和防腐涂料。1225 聚氨酯涂料聚氨酶是聚氨基甲酸酯的简称，是由多异氰酸酯与多元醇(包括含经基的低聚物)反应而成。出于性能好，是一种高级涂料。聚氨酪涂料具有良好的物理机械性能、防腐蚀性能，能室温固化，也可以加热固化，有良好的电绝缘性能，可和多种树脂拼用，配制成各种类型的涂料。(1) 聚氨酯改性油涂料简称氨酯油，由甲苯二异氰酸酯与干性油或半干性油的单甘油酯或双甘油酯反应制成。分子中不含游离异氰酸酯，借油的氧化聚合成膜。干性比醇酸好，而且耐水性、耐磨性、光泽都比醇酸好，宜作木器该及地板漆，但贮藏稳定性差，价格贵。(2)湿固化聚氨配涂料(单组分)是由含羟基的聚酯、聚醚、蓖麻油醇解物等和适当过量的二异氰酸酯反应，分于中含有一NCO基，通过它和空气中的水汽反应而交联成膜。常用作金属及混凝土表面的防腐涂料；宜在高温环境中使用，是地下工程常用的高性能防腐涂料。也常作油罐、油管、油槽内部涂料。（3） 封闭型聚氨酯涂料(单组分)用封闭剂(某些活性氢化物)将二异氰酸配或其加成物上的游离一NCO基暂时封闭起来，与各种多经基组分混在一起，使用时将其加热到封闭剂解封的温度以上，一NCO基再生，并和多经基组分反应而固化成膜。用作绝缘漆、耐火漆。(4) 催化固化型聚氨配涂料(双组分)这类涂料的结构与湿固化型相似，但采用双包装，使用前混合。其中甲组分为端基含有一NCO基的预聚体，乙组分为催干剂溶液，常用胺类、金属盐类、环烷酸盐等。特点是涂膜干燥快、耐腐蚀、性能好、附着力好、耐水、耐磨、光亮等，但配色困难，目前仅限于清漆，已广泛用于木材和金属的罩光以及混凝土表面的涂装。（5） 多羟基组分固化型聚氨酯涂料(双组分) 这是主要品种，综合性能最好，品种最多，用途最广泛，分甲、乙二组分，甲组分为含有一NCO端基的异氰酸酯预聚物，乙组分为含羟基的低聚物及催化剂、颜料等。使用前混合，通过一NCO基和一OH反应，交联成膜，既可室温固化，也可在稍高温度下烘烤固化。常用的甲组分有：由二异氰酸酯和多元醇(或多经基树脂)反应制成的加成物i由二异氰酸酯和水反应而制成的缩二脲多异氰酸酯；由二异氰酸酯三聚制成的异氰酸酯、多异氰酸酯；由甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯共聚生成的异氰脲酸酪、多异氰酸酯等。常用的乙组分有：聚酯、聚醚、环氧树脂、蓖麻油及其醇解物、丙烯酸树脂、沥青等。该漆膜的性能可随双组分的比例进行调整，它既是优异的高涂装性涂料，又是极好的工业防腐涂料。1226 元素有机聚合物涂料在涂料工业中得到应用的是有机硅、有机氟与有机钛高聚物。它们具有特殊的耐热性、化学惰性、耐高温、绝缘、能抗多种化学药品的腐蚀、耐水、耐寒等特点。可以通过元素有机化合物聚合或缩聚制成，也可通过元素有机化合物与普通有机化合物共聚或缩聚制得。1227 硝化纤维素涂料用含氮量在12左右的硝化棉加入增塑剂、合成树脂、颜料、溶剂等而制成。其用途广泛，可以涂在汽车、飞机、轻工产品、机电产品、仪器、皮革、木器等制品上。其最大特点是干燥迅速，缩短施工时间。123 其他合成树脂涂料其他合成树脂涂料有：乙烯树脂涂料，如氯乙烯醋酸乙烯共聚树脂涂料、聚醋酸乙烯树脂涂料、氯乙烯偏二氯乙烯共聚树脂涂料、聚乙烯醇缩醛树脂涂料等；不饱和聚脂涂料；酚醛树脂涂料；纤维素酯和纤维素醚涂料；过氯乙烯涂料；橡胶涂料等。橡胶涂料是将天然橡胶进行化学处理转变成分子量较低的氯化橡胶、环化橡胶后制成的涂料。合成橡胶如丁苯橡胶、聚硫橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等都可制成橡胶涂料。橡胶涂料主要用于防腐、防护、水闸、交通工具等方面。124 水性涂料水性涂料是以水代替涂料中的有机溶剂，因而从安全、成本、毒性以及环境污染等方而都是十分重要的。目前已形成一个多品种、多性能、多用途的体系。其中以水溶性树脂涂料和乳胶涂料为主。1241 水溶性树脂涂料聚合物一般不溶于水，但可通过一定方法制成水溶性聚合物。制备方法是在成膜聚合物中引进亲水或水可增溶的基团使之水溶，如带有氨基的聚合物以羧酸中和成盐；带有羧基的聚合物用胺或碱中和成盐，以及破坏氢涩、皂化等。水溶性树胎涂料分水溶性自干或低温烘干涂料和电泳涂料。电泳涂料是水可稀释性涂料特有的一种涂装方式，广泛用于汽车、电器、仪表等的底漆涂装。电泳涂装是在一个电泳槽中进行，电泳漆置于槽中，水可稀释性漆是一个分散体系，水可稀释性树脂的聚集体作为胶黏剂，将颜料和其他添加剂结合在微粒内，微粒表面带有电荷。当电泳槽内有电场存在时，带电荷的微粒便向着与所带电荷相反的电极移动，并在电极表面失去电荷，沉积存电极表面，此电极即为被涂物。将被涂物取出冲洗后加温烘干，便可得交联固化的涂膜。如果微粒带负电荷，便沉积在阳极上，此种涂料称阳极电泳涂料。微粒带正电荷，则称阴极电泳涂料。环氧涂料内于其优越的附着力和物理、化学性质，所以电泳漆中大部分是由环氧树脂衍生的水可稀释性树脂为成膜物。1242 乳胶涂料乳胶涂料是水分散聚合物乳胶加入颜料、体质颜料、保护胶体、增塑剂、润滑剂、增稠刑、消泡剂、防霉剂等制成的。乳胶涂料中的聚合物是以微小的颗粒悬浮于水相中，在涂装后水分逐渐蒸发，体积随之缩减，这些分散的聚合物颗粒渐渐接近相互接触。颗粒间存在的水的毛细管压力，迫使颗粒挤紧。在水的继续蒸发下，压力继续增大，迫使颗粒变形。若环境温度高于乳液聚合物颗粒的最低成膜温度，颗粒就相互融合而形成连续的涂膜。目前的乳胶涂料品种主要有聚醋酸乙烯乳胶漆、丙烯酸系乳胶漆、醋酸乙烯丙烯酸共聚型乳胶漆、苯乙烯丙烯酸系共聚型乳胶漆等。125 高固体分涂料涂料中的挥发性有机溶剂污染环境，因此降低溶利量，发展高而体分涂料，是涂料研究的重要方向。一般溶剂型热面性涂料，在喷涂要求的强度下，其固含量(质量分数)一般为40一60，而所谓的高而体分涂料的固含量则在60一80。制备平均分子量低、分子量分布窄的树脂，降低树脂的玻璃化温度，选择溶解性好的溶剂，提高涂料施工温度等都可提高涂料的施工固体分。高固体分涂料具有涂膜丰满、一次涂装可得厚涂层、溶剂少、贮存运输方便、对环境污染小等特点，并可用现有设备生产和施工，达到节能、省资源和低污染的目的。主要品种有氨基醇酸系、聚酯氨基系、环氧树脂系、丙烯酸聚氨酯系等，用于家用电器、机械、电机、汽车等的涂装。目前的工作重点是开发低温烘烤型、常温面化型及功能性反应型高面体分涂料。126 粉末涂料粉木涂料是粉术状的无溶剂树脂涂料。具有工序简单、节约能源和资源、无环境污染、生产效率高等特点。粉末涂料主要用于金属器件涂装，现已广泛用于家用电器、仪器仪表、汽车部件、输油管道等各个方面，是发展很快的一种涂料。粉末涂料有热塑性和热固性两大类。主要的热塑性品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙等粉末涂料。由于它们的涂膜光泽、流平性、机械强度、附着力较差，其应用受到限制。目前应用最多的是热固性粉末涂料，主要品种有环氧树脂、聚酯、环氧树脂聚酯混合物、聚氯酯和丙烯酸树脂等。粉末涂料的制造不同于一般涂料，常分为干法(干混法和熔融混合法)和湿法 (喷雾干烘法、溶剂蒸发法、熔融分散法、溶剂脱出法等)两大类。干法生产最普遍，其工艺为：干混法(树脂、固化剂、颜料、填料、助剂)熔融混合一冷却一粗粉碎细粉碎一分级成品。粉末涂料的施工与一般涂料也不同，均需专用设备，技术要求高。主要施工方法有熔射喷涂法、静电喷涂法、流化床浸渍法、流化床静电喷涂法等。其中以静电喷涂法应用最多。对新型的粉末涂料的开发很受重视，已经研究出一些固化温度低、涂层很薄的粉末涂料，还发展了水悬浮粉末涂料和二相粉末涂料等新型粉末涂料。127 光敏涂料光敏涂料(或称为光固化涂料)一般用紫外光作为能源，引发涂膜内的成膜物质进行自由基或阳离子聚合，从而固化成膜的涂料。目前光固化涂料主要是自由基型固化涂料。光固化涂料具有固化速度快、生产效率高、无溶剂、污染小、省能源、适用于自动流水线涂布等特点，特别适用于不能受热的材料的涂装，主要用于木器、家具、纸张、塑料、皮革、食品罐头等装饰性涂装。紫外线的能量不足以产生自由基，所以光固化涂料中必须加入光敏剂，光敏剂受紫外光的激发，可以离解形成自由基，从而引发进行自由基聚合。光固化涂料是由聚合型树脂(光敏树脂)、光敏剂(光聚合引发剂)和活性稀释剂等组成。此外，还加入能透过紫外光的体质颜料、着色颜料和助剂。光敏树脂是含有双键的预聚体或低聚物，常用品种有不饱和聚酯、丙烯酸化聚氨酯、丙烯酸酯化环氧树脂等。光敏剂很多，以二苯甲酮和安息香醚效果最好。活性稀释剂是既能降低树脂黏度，又能与树脂共聚，起到交联固化作用的物质，常用的有苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、乙二醇二丙烯酸酯等。助剂是用来改善光固化涂料的某些性能，如提高光敏剂催化效率的促进剂(二甲基乙醇胺、亚磷酸三苯酯等)，改善涂料流平性的流平剂(如乙基纤维素等)以及光稳定剂和消泡剂等。光固化涂料应用范围很广，发展很快。128 功能性涂料凡是具有除保护和装饰这两种基本功能外，而另有特殊功能的涂料称功能性涂料或称特种涂料。因为涂料是对材料改性或赋予特殊功能最简便的方法，因此功能性涂料与尖端科学密切相关。功能涂料品种繁多，产量小，效益高，但技术难度大。功能性涂料技其功能和用途可分为6大类。 电、磁功能涂料：包括电绝缘涂料、导电性和磁性涂料等。 热功能涂料，包括耐高温涂料、防火涂料、示温涂料、烧蚀、隔热涂料等。 机械功能涂料：包括防碎裂涂料、润滑涂料、可剥涂料、阻尼涂料(隔音防震涂料)、弹性涂料等。 光学功能涂料：包括发光涂料、荧光涂料、光反射涂料、太阳能选择性吸收涂料、各种特殊用途的光敏涂料、伪装涂料、光刻胶等。 界面功能涂料：包括防雾涂料、防水涂料、防止冰雪附着涂料等 生物功能涂料：包括防霉涂料、防污涂料、防虫涂料等。 作为涂料新领域的功能性涂料，为航天、航空、原子能、电子工业等高科技部门提供了不可缺少的配套材料。现就几种例子略加介绍。1281 防火涂料火灾给人类的生命财产带来的灾难是非常巨大的。防火从古至今都受到人类的高度重视。防火涂料作为防火的有效措施之一获得广泛应用。防火涂料具有两种功能：一是涂层本身具有不燃烧或难燃烧性，即能防止被火焰点燃。其二是能阻止底材的燃烧或对其燃烧的蔓延有阻滞作用。本身不燃或难燃但无第二种功能的涂料称为阻燃涂料。防火涂料根据其组成和防火原理可分为膨胀型防火涂料(也称为发泡型)和非膨胀型防火涂料(也称为非发泡型)。膨胀型防火涂料可分有机型或无机型，其原理是当涂层受热后，放出惰性气体，发泡膨胀形成比原涂层厚几十倍的泡沫隔热层，可对底材起隔热保护作用。面非膨胀型防火涂料不管是有机型或无机型，只在着火初期起到抑制和延缓火焰蔓延的作用，一旦火势大了，对底材并无隔热保护作用。所以更确切地讲，膨胀型防火涂料才叫防火涂料，而非膨胀型防火涂料叫难燃涂料(天机型)和阻燃涂料(有机型)。(1) 防火涂料其基料常用含卤素的水性树脂，如氯乙烯偏氯乙烯共聚物胶乳、氯丁橡胶等。溶剂型的基料常用的是聚氨酯、酚醛、氯化聚乙烯、环氧树脂等。所用颜料均为不燃烧、能高度反射散热和传导散热的颜料，以钛白、云母、石棉等较常用。在涂料组成中还加人防火剂如硼酸锌、磷酸胺、多聚磷酸胺、淀粉、硅油等，它们不仅受热放出不燃气体，降低燃烧性，而且还能使涂膜起泡，形成厚的泡沫层而产生隔热保护底材的作用。(2) 阻燃涂料阻燃涂料可分为合成型和添加型两种。合成型阻燃涂料如由氯化醇酸树脂或溴化环氧树脂制成的涂料。这种涂料装饰性好，阻燃效果佳，但成本高，限制其使用。目前用量大的是添加型阻燃涂料。这是将各种阻燃剂添加到漆基中所制成的涂料。1282 防污涂料海上设施特别是各种船舶都会受到海洋附着生物的侵害，木船受到蛀蚀。为了防止海洋生物的这种污损，虽然有多种防止海洋生物污损的方法，但目前为让，使用防污涂料是最佳的手段。这主要是防污涂料通过涂膜中防污剂(毒料)的逐步渗出来防止海洋生物污损，以前使用的防污剂有氧化亚铜、三苯基锡类以及三丁基锡类等。但从安全性上考虑，目前逐渐用硅类防污剂和氟树脂类防污剂。防污涂料采用的基料很广泛，如松香、沥青、乙烯系树脂、氯化橡胶、聚氨酯、有机硅树脂、丙烯酸树脂等。1283 变色涂料变色涂料指涂层的颜色随环境条件如光、温度、湿度、pH值、电场、磁场等变化而变化的涂料。此类涂料种类很多，用途广泛，本节仅介绍示温涂料和伪装涂料。(1) 示温涂料示湿涂料是通过涂层颜色的变化测量物体表而温度及温度分布的特殊涂料，它的优点在于可测量用温度计无法测量的场合的温度或温度分布。它主要用于：超温报警；大面积物体表面温度分布的测量，例如发动机叶片上涂上示温涂料，就可以得到叶片上温度分布情况，从而了解叶片冷却效果；高速运动物体及复杂表面的温度测量；非金属材料温度的测量等。示温涂料通常分为两大类型：可逆型和不可逆型。可逆型示温涂料加热到某一温度即发生色变，冷却时颜色又恢复原状；不可逆型示温涂料受热到一定温度后变色，冷却后并不恢复原状。示温涂料主要有变色颜料(热色物质)、基料(树脂)、稀释剂(溶剂)和其他助剂(添加剂)所组成。常用的可逆示温颜料是Co、Ni与六亚甲基四胺组成的带结晶水的复合盐类，研究得比较充分的是银、铜、汞的碘化物；也采用铝粉同适量有机染料的混合物，常采用有机染料组合来制备可逆多变历温涂料。不可逆示温盐类常采用Co、Ni、Fe、Cu、Cr、Mn的盐类。示温涂料所用基料种类很多，通常根据要求和效果来选择，使其既能符合颜料特性，又不与颜料起反应，从而产生明显的变色和显色。低温水温涂料常用的基料为虫胶清漆、醇酸树脂、硝化纤维素、氨基树脂、聚氨酯、环氧树脂等。高温示温涂料的基料首先要耐高温，常用有机硅树脂或改性有机硅树脂。(2) 伪装涂料伪装涂料主要用于军事上，在各种设施和仪器上涂上一层伪装涂料后，在可见光、红外光、紫外光、雷达等侦察条件下，可不被敌人发现。最普通的伪装涂料是迷彩涂料，属可见光伪装，它是通过减少或消除目标与背景的颜色区别来实现的。所以伪装材料是一种随环境自动变色而达到与不同背景色调一致的涂料。伪装涂料主要是根据光色互变现象而设计的。所谓光色互变是指某些化合物受到电磁波(包括红外线、可见光、紫外光)照射时可以变色，但在无照射时又可恢复原有颜色的现象，其中光致变色现象为受可见光照射而互逆互变的现象。伪装涂料便是在涂料中加有光色互变物质，特别是光致变色物质。化合物发生光致变色现象，主要是在光照下发生离解、异构化和电荷转移等原因。如螺吡喃在光照下可发生异裂而得到颜色；2(2，4二硝基甲苯)吡啶可在光照下发生互变异构生成带色的异构体，双二甲氨基取代噻嗪化合物在光照下可发生氧化还原反应而形成借色的氧化钛；以及有机金属络合物的光致变色等。129 导电涂料和磁性涂料导电涂料和磁性涂料都是在现代科学技术，特别是信息和电子技术中起重要作用的涂料。它的发展和现代前沿研究领域密切相关。1291 导电涂料 涂层具有导电性能或者排除积累静电荷能力的涂料，都称为导电涂料。 导电涂料可分为两类；掺和型导电涂料及本征型导电涂料。因为涂料中的成膜物质基本上都是绝缘的，为了使涂料具有导电性，最常用的方法是在成膜物质中掺人导电微粒(如炭黑、石墨粉、金属粉、某些金属氧化物)使其导电。而本征型(也叫结构型)导电涂料是由于成膜物质(聚合物)本身具有固有的导电性，而使涂料导电，这些导电的聚合物包括聚电解质、共扼聚合物等。 抗静电涂料可以防止在塑料等材料表面灰尘的附着和产生静电。在涂料中加入炭粉、金属粉末等导电性微粒或加人抗静电剂可制成抗静电涂料，后一种方式效果好。1292 磁性涂料磁性涂料主要用来制备各种磁性记录材料的涂料，如磁带、磁盘、磁卡、磁鼓和磁轮等，其中用于磁带的涂料量最大。磁性涂料是指在成膜物质树脂中掺以磁性粉末如针状Fe2O3磁粉、含钴Fe2O3磁粉、CrO3磁粉和金属磁粉等，其中以针状Fe20，用量最大。磁性涂层的磁性是由磁粉的质量所决定，磁粉决定磁性涂层的记录密度和存储量、磁特性、稳定性等。当然对涂料也有要求，常用的成膜载体是氨基涂料。1210 航空航天特种涂料12101 阻尼涂料阻尼涂料系指能减弱振动、降低噪声的涂料。阻尼涂料主要涂布在处于振动条件的大面积薄板状完体上，例如汽车及航天器的壳体等。阻尼涂料是通过将振动能转化为热能来阻尼，即发生所谓的力学损耗。聚合物在玻璃转化态有最高的损耗峰，阻尼性能好的涂料，其涂膜在环境温度下应处于玻璃态转变区，因此在选择成膜物时，要求同时具有合适的玻璃化温度和高的损耗因于。玻璃化温度可通过添加增塑剂和共聚合的方法调节，为了在较宽的温度范围内都有阻尼作用，成膜物通常由几种玻璃化温度不同的聚合物组成。采用互穿网络的聚合物合金可取得较好的阻尼效果并使涂膜具有较好的强度。成膜物在需要加热交联时，需要控制好交联度。通过复合材料的途径也可取得减振降噪的效果，在涂料中加入片状颜料，不仅可以起补强作用，而且可增加阻尼效果和扩大工作温度范围。12102 隐身涂料隐身技术是当代先进科学技术的最新成就，在军事上有重要意义。隐身涂料是隐身技术的重要组成部分。隐身涂料也可称为伪装涂料，但它主要是指防雷达侦察的涂料，主要是通过波的干涉作用来吸收电磁波。当雷达波射到隐身涂层时，一部分反射，另一部分透过涂层经底部反射再穿出涂层，经过巧妙的设计和深层内铁氧体的作用，这两部分波位相正好相反，而振幅相当，因此可因干涉而被消除。这层涂料不仅可以防雷达，面且可吸收紫外线，因此在飞机、导弹上涂上这样的涂料后，能突破雷达和红外线的防御。12103 烧蚀涂料高速的航天器由于和空气的剧烈摩擦所产生的气动热可达几千度，最好的耐高温合金也会在此温度下熔化、烧毁，而正可迅速将热量传人飞行器内部。有机烧蚀材料的应用解决了在高热流气动加热下的热保护问题，它是利用其本身在高温作用下发生物理(熔融、蒸发、升华、辐射等)和化学(分解、解聚、离子化等)的复杂过程，本身烧蚀(消耗或消失)带走热量而达到保护飞行器正常飞行的一种材料。烧蚀涂料是其中一种形式它具有制造简单、施工方便、不受被保护物体外形限制等优点。有机烧蚀涂料由成膜物如酚醛、环氧、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、有机硅和有机氟等和无机物如SiO2纤维素等组成。12104 温控涂料 航天器在太空飞行时，其环境湿度差可达土200，为了保证航天器的各种仪器、设备及宁航员的正常工作环境，必须对航天器的湿度进行控制，使用温控涂料(或称热控涂料)是进行温度控制的手段之一。温控涂料是通过涂层的吸收辐射比的调节来达到温控的目的的。所谓吸收辐射比是指物质吸收太阳能的吸收系数，与其热发射系数之比/。/愈高，表面升温程度愈大；/愈低，降温程度愈大。有机温控涂料和其他温控方法相比，具有工艺简便、能大面积施工、成本低等优点，更重要的是可通过颜料和成膜物的选择来调节/值，低吸收辐射比的温控涂料一般为白色涂料。因颜料散射入射光的能力愈强，反射光的能力愈强，吸收愈弱，白色颜料反射光可大于99，吸收光量很低。涂层的散射能力取决子颜料与基料的折射率之差，所以TiO2为温控涂料中最重要的白色颜料。此外，正钛酸酯和氧化锌等也是重要低吸收辐射比的白色颜料。13 涂料的选择131 涂料选择的影响因素(1) 涂装目的和要求工件或产品的涂装目的主要是：防护性、装饰性和特殊用途。防护性，指产品表面涂漆后形成的涂膜具有一定的附着力和防护能力，以使被保护物组织或延缓它的腐蚀，从而延长它的使用寿命。为达此目的根据不同的保护对象、环境等因素选择涂料，例如：涂装金属用的与非金属用的，用于室内与室外的，用于高温与一般情况的涂料均不同。装饰性；产品的装饰性主要体现其外观，如涂层的光泽、色彩丰满度以及耐候性能等。装饰好的产品给入以美的享受，因此对于装饰性要求高的产品，如自行车、钟表、家用电器、仪器仪表等应选择高档的涂料，如氨基、丙烯酸漆类。特殊目的的范围相当广，如绝缘、防污、隔音、防震、绝热、示温、防辐射、防太阳能吸收等。应根据不同的目的，选择相应的涂料品种。(2) 被涂物的类型由于被涂物件(如木材、钢铁、朗料、水泥)树质不同，物体表面结构特征不一，它们对涂料的吸附