思考题及答案

问答题 问答题 1 结合实际 讨论现代社会发展对涂料行业提出的挑战 现代涂料的发展趋势有哪些 2 涂料用树脂的主要特点 3 影响涂料粘度的因素有哪些 4 触变性的概念及在涂料中的应用 触变剂的作用机理 常用的触变剂有哪些 5 粘度对涂料稳定 涂装和成膜后的性能有何影响 6 详述阳离子水稀释性环氧树脂的制备及其电泳涂装的原理 7 通过门尼公式讨论影响分散体系的粘度的因素 包括乳胶漆和色漆 8 如何可以兼顾热固性涂料的低温储存稳定性和高温快干 9 影响涂料干燥速度和干燥程度的因素 10 溶剂对涂膜的表面性能和机械强度有何影响 11 玻璃化温度在涂料配方设计中有何重要意义 12 影响涂料流平性的因素有哪些 流平对涂料的性能有何影响 13 荷叶双疏效应产生的机理 14 涂料为什么易产生边缘变厚现象 15 为什么乳胶漆一般流平性较差 16 影响溶剂对聚合物溶解的因素有哪些 17 颜料在涂料中可以起到哪些作用 18 影响颜料遮盖力的因素有哪些 19 在选用颜料时 我们需要关注颜料的哪些性质 20 影响光泽的因素有哪些 21 分析促进漆膜附着力的作用有哪些 22 试说明胺固化环氧树脂漆漆面易流白的原因及解决方法 23 长油醇酸和短油 或无油 醇酸及聚酯树脂 不饱和聚酯树脂的干燥机理异同 24 试举三 四例说明热固性丙烯酸涂料的固化过程并写出交联反应方程 25 试解释高固体份涂料在成膜过程中易出现高低温流挂的原因及解决方法 26 水可稀释性树脂结构上有何特点 试举两例说明其合成方法 27 试分析水可稀释性涂料成膜表面易起皱的原因 知识点 1 一般涂料有哪些组分 各有何作用 2 涂料行业常用术语 查涂料工业手册 3 适合涂装时的涂料的粘度的值 4 增塑剂的作用及种类 5 涂料的成膜方式 6 涂装方法有哪些 各有何主要特点 7 磷化处理的含义及作用 8 塑料表面处理的意义和方法 9 含非共轭双键干性油的干燥原理 活泼亚甲基的意义 催干剂的机理及作用 10 氨基树脂的合成 交联 醚化程度对其性能的影响 用途 潜酸催化剂的意义 11 环氧树脂的合成 交联固化 水性环氧树脂的合成及应用 电泳漆的特点 环氧值 环氧当量的概念 环氧酯的合成及固化 双组分胺固化的起霜问题 12 聚氨酯反应的基本原理 胺和异氰酸酯的活性差别 多异氰酸酯毒性的降低 封闭 异氰酸酯的概念 对于低温储存稳定性和高温快速固化的意义 单组分 双组分聚氨 酯的意义 水性聚氨酯的合成 13 有机硅树脂的特点及应用 14 在涂料应用领域中共聚反应起到哪些作用 15 聚丙烯酸酯的特点及在涂料中的应用 16 影响聚合物反应的因素 纤维素的改性及在涂料中的应用 17 牛顿流体 非牛顿流体的概念 假塑性流体的概念 触变性流体的概念 18 乳液聚合中影响聚合物分子量和所得乳胶粒尺寸的因素有哪些 19 影响乳胶漆粘度的主要因素有哪些 给出具体分析 20 影响润湿和铺展的基本规律 21 表面粗糙度对润湿和铺展的影响 22 影响涂料流挂性的因素有哪些 23 溶剂挥发快慢对涂膜性能有何影响 24 水性涂料中有机溶剂与水挥发速度对涂膜性能的影响 25 掌握 PVC 对涂膜性能的影响规律 26 比较溶剂型漆和乳胶漆在成膜过程中的主要区别 并讨论影响 LCPVC 的主要因素 27 漆膜消光的原理 28 颜色的三属性 孟塞尔色系标注色卡的表示方法 29 影响颜料沉降的因素有哪些 30 聚合物对颜料的立体保护作用 31 简述色漆制备的一般过程及各阶段控制要素 32 常用颜料分散设备的性能和应用特点 33 漆膜展性 伸长能力的含义及其影响因素 34 简述提高漆膜耐磨性的方法 35 测定漆膜性能的国家标准的主要内容 36 实际应用中影响漆膜附着力的因素有哪些 不饱和聚酯和环氧树脂收缩率的差别 问答题 问答题 1 结合实际 讨论现代社会发展对涂料行业提出的挑战 现代涂料的发展趋势有哪些 P6 1 环保压力大 颜料 溶剂毒性 高固体份 水性 无溶剂涂料 粉末涂料和光固化涂 料 2 性能要求高 用于更苛刻的环境 3 降低烘烤温度或缩短烘烤时间 2 涂料用树脂的主要特点 P8 1 大多是非晶或结晶度很低的无定形聚合物 以保证其溶解性并能在较宽的温度范围内 软化 2 一般是共聚物 保证涂料的可成膜性 力学性能和化学反应性 3 热塑性涂料用的聚合物要具有较高的分子量 较窄的分子量分布 热固性涂料用的预 聚物分子量较低 分子量分布窄 每一个大分子上至少带有 2 个反应性基团以供交联成膜 4 树脂应能满足使用条件下的机械性能如耐磨 抗冲 抗划伤 弹性和化学性能 如耐 光 耐水 耐腐蚀等要求 5 根据使用场合的不同 树脂还应满足使用条件下的光泽和附着力的要求 3 影响涂料粘度的因素有哪些 对于清漆 1 树脂的分子量 分子量分布 结构对粘度有重要影响 分子量低 分子量分布窄 高 支化结构的聚合物在同等浓度下粘度低 若聚合物分子极性强 分子间作用力大 如若能 形成氢键 则涂料粘度也会变大 2 溶剂的数量和种类 溶剂本身的粘度有影响 溶剂与聚合物间作用力强 粘度大 溶 剂用量多 浓度低 粘度低 若是聚合物的良溶剂 则粘度较低 3 温度 温度高 粘度低 4 剪切力 涂料具有切力变稀的特点 若有剪切力 如涂刷时 涂料粘度会下降 还可 加入触变剂 增强涂料的触变性 便于施工 对于乳胶漆和色漆等分散体系 清漆相当于是体系的内相 而分散体是外相 根据门尼公 式讨论 除了以上因素影响外相粘度外 还包括以下影响内相粘度的因素 1 对于乳胶漆 乳胶粒径越小 粘度越高 2 对于色漆 颜料体积含量高 粒径小 粘度高 4 触变性的概念及在涂料中的应用 触变剂的作用机理 常用的触变剂有哪些 P79 触变性是指给涂料施加剪切力后 其粘度会变小 当除去后 粘度可恢复 从而可以 保证 常用的触变剂如气相二氧化硅 膨润土等 5 粘度对涂料的储存 涂装和成膜后的性能有何影响 生产过程中 色漆的外相应有合适固含量和粘度以保证对颜料产生足够的稳定作用 但也不能过高以保证浸润良好并可以加入足够的颜料 提高研磨效率 储存过程中 希望有较高的粘度 以避免产生颜料的沉降和絮凝 涂装成膜施工中 要求在剪切力或较高的温度作用下粘度有所降低 便于铺展成膜 流平 但也要防止流挂 漆膜最终流平的好坏对漆膜的光泽产生重要影响 6 详述阳离子水稀释性环氧树脂的制备及电泳涂装的基本原理 阳离子水稀释性环氧树脂是通过与胺反应生成含有胺基的聚合物 然后中和成盐 制得的树脂可以作为阴极电泳漆成膜物 电泳涂料的树脂经酸或碱中和剂中和以后 能溶解分散于水中 此聚合物电解质便离 解形成带电胶粒 阳离子型树脂可作为阴极电泳漆 在直流电场中 离子化的树脂胶团将同时发生电泳 电解 电沉积和电渗作用 使之 在金属表面附着一层树脂膜 1 带电胶粒在直流电场中 向电荷极性相反的电极移动 移动速度极大地受到分散介质 粘滞阻力的影响 称之电泳 2 电解 电解质水溶液在直流电场中 水会发生电解 在阳极区域 发生如下阳极反应 2OH 2H O2 4e 在阴极区域 发生如下反应 2H2O 2e 2OH H2 电解使阳极界面溶液的 pH 值下降 阴极界面溶液的 pH 值上升 并且在两个电极界面都 产生气体 3 电沉积 而阴极界面溶液的 pH 值增高到 pH 12 当离子化胶粒泳动到电极表面时 胶粒因中和 失稳析出并附着在电极表面上 阴极电泳漆的电沉积反应如下 2H2O 2e 2 OH H2 polym N HR R OH polym NR R H2O 4 电渗 电渗是分散介质向带电粒子泳动相反方向运动的现象 刚沉积的漆膜是含水量高的半渗透膜 在电场力作用下 涂膜中的水合离子向对电极 移动 从而使涂膜中水分持续渗析到槽液中 湿膜的含水量减少到 5 15 涂膜呈现一 定憎水性 此时的湿膜结构致密 附着强 不粘手 抗水冲洗 经水洗后可直接烘烤成膜 7 通过门尼公式讨论影响分散体系的粘度的因素 包括乳胶漆和色漆 P79 乳胶体系的粘度与分子质量无关 可用 Mooney 公式来表示 i ie V VK 1 lnln 0 体系粘度由内相粘度和外相粘度贡献两部分组成 为体系粘度 0为体系外相粘度 如乳胶中水相的粘度或色漆中聚合物溶液的粘度 Ke为爱因斯坦因子 与分散体的形状有 关 当分散体为球形时 其值为 2 5 Vi为分散相 内相 在体系中所占的体积分数 为 堆积因子 当分散体为大小相同的球体时 其值为 0 639 但当球形分散体大小不同时 其 值将增大 分散体的大小分布越宽时 越大 影响分散体系粘度的主要因素除了外相粘度外 主要是内相分散体的粒径 乳胶粒外层 吸附有一层乳化剂和水 颜料外层吸附一层树脂 提供了变形的可能性 而且增加了内相 的体积 粒子愈细 所吸附的量越多中 大粒子变小 Vi要大大增加 Vp为粒子本身体积 VA为吸附层体积对 Vi的贡献 因此 体积相同时 粒 APi VVV 子愈细 粘度越大 涂刷时 剪切力作用下 由球形变为橄榄球形 值增加 Ke值减小 第二项减少 粘 度下降 当外力撤去时 又可恢复原状 当分散体发生絮凝时 粘度可大大上升 其原因也是内相 Vi 增加的结果 在一个絮凝的 大粒子中 含有很多小粒子 小粒子之间为外相液体所填满 这些外相的液体成为内相体 积的一部分 其中 VT为留在絮凝粒子内的外相液体体积 Vi 增大了 TApi VVVV 体系粘度上升 8 如何可以兼顾热固性涂料的低温储存稳定性和高温快干 举出至少两种方法 P26 P202 P237 根据 Arrhenious 方程 低温储存稳定 高温快干 即要求 K 在高温下大 在低温下小 因此 A 和 Ea都较大的反应能满足这一要求 根据物化知识 单分子反应的 K 和 A 往往都较大 交联反应一般都是双分子反应 对于提高 A 不利 因此设法将双分子反应的体系 变 为单分子反应控制反应速度的体系 如利于潜催化剂或封闭的反应物可达到这一目的 其中 C X 为潜催化剂 工 A X 为封闭反应物 慢 快 慢 RT E AKAeK a RT Ea lnln 快 还有采用以下措施 1 反应物之一是在固化条件下才出现的 在贮藏时体系中没有此种反应物 如潮气固化聚氨酯 2 挥发性阻聚剂或挥发性单官能团反应物 在作为交联剂的六甲氧基甲基三聚氰胺 HMMM 中加入过量的甲醇和丁醇 在室温下较稳定 高温下 甲醇 丁醇挥发 反应 活性可大大提高 3 相变的方法 反应物之一是不溶于体系的固体 4 微胶囊法 催化剂或反应物包于胶囊中 9 影响涂料干燥速度和干燥程度的因素 P100 P19 对于非转换性 热塑性 涂料 影响涂料干燥的主要因素是溶剂的挥发速度 溶剂的 挥发分为两个阶段 第一阶段是温的阶段 主要决定于溶剂自身的挥发度及外界条件 如 温度 蒸气压 湿度 水性涂料 等有关 第二个阶段是干的阶段 主要由溶剂在涂层中 的扩散速度决定 与漆膜的玻璃化温度 溶剂分子的大小和形状有关 对于转换性 热固性 涂料 除了以上与溶剂的挥发速度相差的因素外 其干燥速度 主要决定于交联固化反应速度 对于气干性涂料 加入催化剂可明显加快干燥 如气干性 醇酸树脂的催干剂 对于烘烤性涂料 提高温度也可以加快固化 涂料的干燥程度取决于环境温度与涂料中不挥发物的玻璃化温度 触干 T Tg 50 实干 T Tg 25 涂料干燥的过程就是玻璃化温度上升的过程 涂料最终的干燥程度取决于溶剂的残留 量和配方所设计的树脂玻璃化温度 如果玻璃化温度设计过低 则可能不能达到实干的程 度 10 溶剂对涂膜的表面性能和机械强度有何影响 P100 P22 P165 溶剂的挥发影响涂料涂装后的表面张力 从而影响流平及表面性能 溶剂太快 流平性不好 易使发白 起泡 发白 起泡的原因 但挥发太慢 易产生 流挂 缩孔 边缘变厚现象 溶剂不同 还会影响漆膜中聚合物分子的形态 在不良溶剂中 分子链卷曲成团 在 良溶剂中分子链伸展 形成的漆膜微观结构也有很大差异 有一定量的不良溶剂时 所得漆 膜中可形成大量极细小的空隙 可以控制裂缝的发展速度 因而抗冲击性能会更好 11 玻璃化温度在涂料配方设计中有何重要意义 树脂的玻璃化温度越低 在常温下其自由体积越大 粘度越小 越容易流动成膜 如 果 T 为涂装温度或环境温度 在涂装时 需要 T Tg足够大 以使涂料具有良好的流动性 可以降低 Tg 比如加入溶剂或增塑剂 也可以升高温度 比如粉末涂料的涂装 干燥过程 也就是 T Tg来越小的过程 对于溶剂型涂料 溶剂挥发 Tg升高 当 T Tg 50 达到表干 当 T Tg 25 达到实干 树脂的力学性能对玻璃化温度也有相应要求 一般要求得到坚韧的漆膜 使用温度 T 应 小于树脂的 Tg 而高于树脂的脆化温度 Tb 树脂的交联度也会对 Tg和 Tb产生一定的影响 而对于要求漆膜有良好弹性的木器漆 则要求漆膜处于高弹态 12 影响涂料流平性的因素有哪些 流平对涂料的性能有何影响 P91 流平会影响漆膜的光泽 如果有缩孔或桔皮现象 还可能影响漆膜的力学性能和防腐 性能 13 荷叶双疏效应产生的机理 荷叶表面有无数微米级突起 微米上有纳米 极高的粗糙度 公式 实际上因为纳米尺寸凹的表面可吸附气体稳定存在 所以宏观表面上相当于有一层稳 定的气体薄膜 使油和水 无法与表面直接接触 14 涂料为什么易产生边缘变厚现象 P92 15 为什么乳胶漆一般流平性较差 P91 影响流平性的因素 16 影响溶剂对聚合物溶解的因素有哪些 P101 通过溶解度参数来考察 溶解度参数分为三个部分 色散力 极性和氢键 公式 色散力存在一切极性和非极性分子中 是范德华力中最普遍的一种 极性分子间主要 产生静电力 一般情况下溶解度参数相似 极性相似者相溶 但当聚合物间和溶剂间有氢 键作用时 需要具体分析 当溶剂和聚合物的 h 完全相同时 其溶解力并不一定最好 溶剂和聚合物物一定要 有一种是氢键给体 一种是氢键受体 才会有较好的溶解性 17 颜料在涂料中可以起到哪些作用 P115 18 影响颜料遮盖力的因素有哪些 P116 19 在选用颜料时 我们需要关注颜料的哪些性质 P116 20 影响光泽的因素有哪些 P135 1 要使漆膜 具有很好的流平性 2 涂料的颜料体积浓度不能高 粒子不能过细 比重不能过小 这样在成膜过程中 颜料在漆膜中可形成梯度分布 表层的颜料较小 不致于影响光洁度 3 涂料配方中的各种组分的相容性要好 不致在成膜过程中有析出等问题 4 成膜物应选择克分子折光指数较高的聚合物 21 分析促进漆膜附着力的作用有哪些 P166 22 试说明胺固化环氧树脂漆漆面易流白的原因及解决方法 P222 23 长油醇酸和短油 或无油 醇酸及聚酯树脂 不饱和聚酯树脂的干燥机理异同 P172 P190 P193 24 试举三 四例说明热固性丙烯酸涂料的固化过程并写出交联反应方程 P209 25 试解释高固体份涂料在成膜过程中易出现高低温流挂的原因及解决方法 P260 26 水可稀释性树脂结构上有何特点 试举两例说明其合成方法 P227 P226 27 试分析水可稀释性涂料成膜表面易起皱的原因 P270 知识点 20 涂料的定义 有何作用 一般涂料有哪些组分 各有何作用 21 涂料行业常用术语 涂料 涂于物体表面能形成具有保护 装饰或特殊性能 如绝缘 导电 防火 吸波 的 固态涂膜的一类液体或固体材料之总称 转化型涂料 非转化型涂料 水性涂料 是指完全或主要以水为分散介质的涂料 涂料中的成膜树脂能溶解或分散于水 中 溶剂型涂料 完全以有机物为溶剂的涂料 粉末涂料 涂料施工是不含溶剂的粉末状 利于加热熔融成膜 高固体份涂料 含挥发份极低的涂料 调制到可施工粘度时固体分含量 体积计 至少达 55 以上 气干性涂料 不需加热 在空气中常温下即可干燥成膜的涂料 漆料 一般指液体色漆中的液相部分 漆基 基料 漆料中的不挥发部分 形成漆膜并粘结颜料 清漆 色漆 磁漆 也称瓷漆 施涂后 所形成的漆膜坚硬 平整光滑 外观类似于搪瓷的色漆 腻子 用于消除漆前较小表面缺陷的厚浆状涂料 罩光漆 在高级装饰性涂层的最后一道面漆上罩以清漆的涂层 色浆 分散于流体介质中的高溶液颜料分散体 体质颜料 只能起到填充漆膜 改善力学性能 流变性等作用但折光指数 不能起到赋色 作用的颜料 CPVC 临界颜料体积含量 是指颜料表面刚好包覆一层树脂 颜料缝隙间也刚好被填满 时颜料的体积占成膜物总体积的比例 遮盖力 是指涂料覆于基材上 由于光的吸收 散射和反射而不能见到基材表观的能力 流平性 鲜映性 是指涂膜表面反映影象的清晰程度 耐侯性 涂层在自然气候条件下保持原来性能的能力 22 适合涂装时的涂料的粘度的值 23 增塑剂的作用及种类 24 涂料的成膜方式 25 涂装方法有哪些 各有何主要特点 26 磷化处理的含义及作用 27 塑料表面处理的意义和方法 28 含非共