涂料与涂装第一二章

涂料与涂装,任课教师：鲁钢2009.9,涂料与涂装,参考书目：涂料结构学，黄子勋，北京航空航天大学出版社（92年第一版）涂装工艺学，李春渠，北京理工大学出版社（93年第一版）涂料化学，洪啸吟等，科学出版社（05年第二版）涂料与涂装技术，张学敏等，化学工业出版社（06年第一版）,请先看一组图片,扬子石化混凝土管道支架修复,扬子石化混凝土管道支架修复,纪念碑修复（陈金声喷泉）-新加坡,熊猫集团某电子产品外壳,表面处理后刮腻子,喷涂,烘干架,涂料与涂装,第一章绪论1.1涂料的意义、术语、功能及在材料保护中的地位1.2涂料的分类、命名1.3涂料发展的历史现状及展望1.4我国涂料工业的现状及发展态势,第一章绪论1.1涂料的意义、术语、功能及在材料保护中的地位,一、基本概念,基本原始材料,第一章绪论1.1涂料的意义、术语、功能及在材料保护中的地位,一、基本概念“涂料”科学的定义：涂装（布）于基材表面形成连续固体膜，具有某种功能的材料。涂装：即涂布、涂料施工，将涂料薄而均匀地涂布于基材表面形成所需要的涂膜过程。基材：钢、混凝土、木材、高分子材料、玻璃、陶瓷等等。连续固体膜：漆通过化学物理过程固体膜（必须是连续的）功能：除保护、装饰、标志外，还有其他特殊功能（称之特种涂料）如：耐热、隔热、吸热、热控、防火、示温、绝缘、导电、阻尼、减振、减摩、吸音、吸波、隐身、伪装、防污、防核辐射、红外发射、光谱的选择吸收,第一章绪论1.1涂料的意义、术语、功能及在材料保护中的地位,第一章绪论1.1涂料的意义、术语、功能及在材料保护中的地位,二、涂料在材料保护中的地位1.概括的说，在材料科学中涂料占据着重要地位2.具体的说，无烧蚀型涂料不会有成功的航天飞行无防污涂料无法建造金属船舶无外壳涂料无法生产可靠的飞机无绝缘涂料不会有漆包线和优良的电机无法电气化无导电涂料无法构成许多特殊的高技术电子产品3.与各种表面处理方法（电镀、衬覆、化学镀、包金、贴墙纸、镶外皮）相比，使用涂料更方便，适应性强，不受物体的体积大小形状结构、存在地点、表面状态等的限制。,第一章绪论1.2涂料的分类与命名,一、分类1、按照组成形态分：,第一章绪论1.2涂料的分类与命名,第一章绪论1.2涂料的分类与命名,第一章绪论1.2涂料的分类与命名,6、按成膜物质分（较为科学全面统一的方法）,第一章绪论1.2涂料的分类与命名,二、涂料产品的命名原则1、全名颜色或颜料名称成膜物质名称基本名称2、基本名称仍采用我国已广泛使用的名称见下表注意：凡是烘烤干燥的涂料名称中都有“烘干”或“烘”字样，若无，则说明该漆为常温干燥或烘烤干燥均可,第一章绪论1.2涂料的分类与命名,第一章绪论1.2涂料的分类与命名,三、涂料编号原则涂料：C042C为成膜物质（醇酸树脂），04为基本名称（磁漆），2为序号（避免重复）辅助材料：F2F为辅助材料种类（防潮剂），2为序号例如：Q0117硝基清漆A0471黑氨基无光烘干磁漆B042丙烯酸磁漆H5298铁红环氧酚醛烘干防腐漆,第一章绪论1.3涂料发展的历史现状及展望,一、涂料的发展历程二十世纪20年代：涂料第一次与科学结合，杜邦公司开始使用硝基纤维素作为喷漆，为汽车提供了快干耐久光泽好的涂料30年代：W.H.Carothes及其助手P.J.Flory使涂料与高分子科学结缘，产生醇酸漆40年代：Ciba化学公司发展了环氧树脂涂料，使防腐涂料有了突破性进展50年代：开始使用聚丙烯酸酯涂料，它有优良的耐久性和高光泽，使汽车漆发展又上了一个台阶；同时，FordMotor公司和Glidden油漆公司发展了阳极电泳漆，PPG又发展了阴极电泳漆，进一步提高了涂料的防腐效果,第一章绪论1.3涂料发展的历史现状及展望,60年代：聚氨酯涂料得到发展，是最有前途的现代涂料品种之一70年代：粉末涂料得到了较大的发展80年代：杜邦公司发现了基团转移聚合方法，该法可控制聚合物分子量和分子量分布以及共聚物组成，是制备高固体分涂料用的聚合物的理想聚合方法90年代：研制开发低污染、绿色涂料二十一世纪：纳米涂料迅速起步和发展起来,第一章绪论1.3涂料发展的历史现状及展望,二、世界涂料发展特点及展望荷兰AKZO与瑞典NOBEL合并，组成世界第一大涂料公司前几年，涂料年销售量约1/4集中在英国ICI、courtaulds、Valspar荷兰AKZO-NOBEL、美国ShermirWillianos、PPG、日本涂料、德国BASF、Herberts等十大公司。本世纪，亚太地区是世界涂料竞争热点，中国、马来西亚、印度、印尼需求增长最快；日本和中国是最大的涂料用户。本世纪，世界涂料战地在中国，而主要战场在上海，目前在上海建立涂料生产基地的大公司越来越多如;英国IP公司（船舶），日本立邦（建筑涂料）德国BASF（汽车），英国ICI等助剂在涂料产品中的制导作用越来越引起人们的重视。高固体分、水性涂料、光固化涂料、特殊高性能专用涂料、节能低温快干涂料、纳米涂料成为前沿课题。世界涂料工业发展，正在本着力求符合“4E”原则的方向发展，即Economy，Efficiency，Energy，Ecology。,第一章绪论世界排名前十位的涂料公司,以下所引用的名单就是“涂料世界”WORLDCOATING所公布的相关名单,世界十大油漆涂料企业排行榜Akzo-Nobel(Netherlands)（多乐士、来威)$26,000millionHenkel(Germany)（美德兰、宝莹）$13,800millionPPGIndustries(USA)（大师、奥尼德）$12,900millionSherwin-Williams(USA)（宣伟）$8,700millionUsarrow(USA)（箭牌）$8,600millionDuPont(USA)（杜邦）$7,500millionUsapollo(USA)（阿波罗、亚波罗）$6,900millionBasfCoatings(Germany)$6,700millionBresil(Germany)（普雷西尔）$6,100millionValspar(USA)（威士伯）$5,500million,2010年中国油漆涂料十大品牌榜,1、立邦漆（日本品牌、消费者放心产品、中国十大油漆涂料品牌）2、多乐士乳胶漆（英国品牌、世界品牌、中国十大油漆涂料品牌）3、华润涂料（中国名牌产品、国家高新技术企业、中国十大油漆涂料品牌）4、嘉宝莉漆（中国名牌、中国蓝球队代言、中国十大油漆涂料品牌）5、美涂士涂料（中国名牌、蒋雯丽代言、中国化工百强企业）6、三棵树漆（中国品牌、中国名牌、中国十大涂料品牌）7、箭牌漆（美国品牌、姜武代言、世界十大油漆涂料品牌）8、巴德士漆（中国名牌、濮存昕代言、中国十大涂料品牌）9、阿波罗漆（美国品牌、美国橄榄球队员代言、世界十大油漆涂料品牌）10、大宝漆(台湾品牌、广东名牌、中国十大油漆涂料品牌）,第一章绪论1.4我国涂料工业发展现状及态势,一、总体发展现状和趋势1、总量供大于求,中低档产品过剩,部分高档产品供应不足2、需求呈多层次、多元化的发展态势3、专用漆比重继续增加4、产量已占世界第二位，产品结构为：建筑涂料45%-50%，工业涂料35%-40%。特种涂料10%-15%5、行业四大发展趋势（1）企业（2）产品（3）品种（4）国际化,向专业化、规模化、集团化方向发展,向高科技含量、高质量、多功能方向发展,向环保型、节能型方向发展,产品逐步走出国门，参与国际竞争,第一章绪论1.4我国涂料工业发展现状及态势,二、我国涂料生产结构、分布和市场份额1、生产结构产量最大是醇酸漆和酚醛漆高档合成树脂涂料占70%节能低污染涂料占20%2、分布长江三角洲、珠江三角洲和北京及周边地区广东、江苏、浙江、上海-产量较大浙江-产高档涂料比例重顺德-涂料生产最集中地区外企独资和合资企业遍布全国3、市场份额建筑涂料：日本立邦和英国ICI占30%，中高档占50%洋品牌：大师、林肯（美国）；欧龙、都芬、鳄鱼（德国）；多乐士（英国）立邦（日本）；阿蒂兰（法国），喜加（加拿大）；芬林（芬兰）国内：古象、汇丽、中南（上海）；长青藤、华润、紫荆花（广东）,第一章绪论1.4我国涂料工业发展现状及态势,三、存在问题行业整体水平低-多数为地域性品牌假冒伪劣严重-“开关企业”环保问题严重-“十环”标志科研投入少-1.2%&5-10%,第二章涂料的组成及各组成的作用2.1涂料的基本结构层次,一、主要成膜物质,第二章涂料的组成及各组成的作用2.1涂料的基本结构层次,二、次要成膜物质,第二章涂料的组成及各组成的作用2.1涂料的基本结构层次,三、辅助材料,第二章涂料的组成及各组成的作用2.2主要成膜物及其性能,2.2.1油料1、来源：植物的种子，动物的脂肪2、组成：脂肪酸三甘油酯3、植物油分类：4、以油料为基料的油脂漆特点：优点：韧性好、气密性水密性好、附着力好、耐候性好缺点：硬度、光泽和耐酸碱性差,第二章涂料的组成及各组成的作用2.2主要成膜物及其性能,2.2.2树脂1、来源：许多有机高分子化合物互相溶合而成的混合物。2、分类：（1）天然树脂松香，化石树脂如琥珀，半化石树脂及其新生树脂如安息树脂，动物胶如虫胶，沥青等（2）人造树脂松香衍生物，纤维素衍生物，氧茚树脂，萜烯树脂，石油树脂，橡胶等（3）合成树脂缩合型：聚合型：,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,2.3.1颜料在涂料中的作用2.3.2颜料的构成1、不溶于水的无机物，金属及非金属元素的氧化物、硫化物及盐类2、不溶于水的有机颜料和溶于水及醇类的有机颜料2.3.3颜料的分类一、着色颜料（品种最多的一种）1、性质：2、分类：,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,二、防锈颜料1、性质2、分类,化学防锈颜料,电化学防锈颜料,物理防锈颜料,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,三、体质颜料1、性质2、分类,碱土金属盐,硅酸盐,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,2.3.4颜料的吸油量和颜料体积浓度（PVC）1、吸油量的测定：OA=2、影响吸油量的因素3、颜料的体积浓度（1）PVC颜料的体积/漆膜总体积（2）临界体积浓度（CPVC）：CPVC（3）当PVC达到CPVC时，漆膜的性质会发生突变，表现在：,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,第二章涂料的组成及各组成的作用2.3颜料的作用与性能,（4）颜料体积浓度的应用指导意义比体积浓度：=0.1一0.5之间：高质量的有光汽车面漆，工业用漆和民用漆(面漆)；=0.6一0.8之间：半光的建筑用漆；=1.0左右：无光内外墙涂料；1：天花板漆；=0.75一0.90之间：金属保护底漆；=1.05一1.15之间：要用砂布打磨的底漆,PVCCPVC,第二章涂料的组成及各组成的作用2.4辅助成膜物的组成及作用,2.4.1分类及作用1.分类2.作用2.4.2溶剂一、溶剂理论极性相似理论溶剂化理论结构相似理论,第二章涂料的组成及各组成的作用2.4辅助成膜物的组成及作用,二、溶剂的性质1.溶解力（1）定义：（2）测定方法：2.挥发速度3.闪点和自燃点4.毒性和化学分解性,第二章涂料的组成及各组成的作用2.4辅助成膜物的组成及作用,三、溶剂的作用1.分类2.作用四、混合溶剂1.优点2.配制原则,第二章涂料的组成及各组成的作用2.4辅助成膜物的组成及作用,2.4.3催干剂又称干料一、作用二、分类1.铅干料2.钴干料3.锰干料4.锌钙干料5.铁干料6.锆干料三、催干效果,第二章涂料的组成及各组成的作用2.4辅助成膜物的组成及作用,2.4.4固化剂一、定义二、分类（以环氧树脂固化剂为例）1、胺类固化