现代化工导论-第七章精细化工7.3.2涂料

1、 概述 涂料是一种流动或粉末状态的有机物，用特定的施 工方法涂覆到物体表面后，经固化使物体表面形成美 观而有一定强度的连续性保护膜、或者形成具有某种 特殊功能涂膜的一种精细化工产品。 涂料的历史悠久，最早的涂料离不开植物油，故长 期将涂料称为油漆。 当前石油与高分子材料工业的迅猛发展为涂料工业 开辟了广阔的原料来源。 涂料现已广泛应用于国民经济和国防建设的各个方 面。 7.3.2 涂 料 搅拌中的油漆 7.3.2 涂 料 7.3.2 涂 料 油漆 涂料的组成涂料的组成原料 主要成 膜物质 油料动物油：鲨鱼肝油、带鱼油、牛油 植物油：桐油、豆油。蓖麻油 树脂天然树脂：虫胶、松香、天然沥青 合成树

2、脂：酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸、环氧、聚氨酯、 有机硅 次要成 膜物质 颜料无机颜料：钛白、氧化锌、铬黄、铁蓝、镉绿、氧化铁红、 炭黑 有机颜料：甲苯胺红、酞青蓝、耐晒黄 防锈颜料：红丹、锌镉黄、偏硅酸钡 体质颜料滑石粉、碳酸钙、硫酸钡 辅助成 膜物质 助剂增塑剂、催干剂、固体剂、稳定剂、防霉剂、防污剂、乳 化剂、润湿剂、防结皮剂、引发剂 挥发物 质 稀释剂石油溶剂（如200号油漆溶剂油）、苯、甲苯、二甲苯、 氯苯、松节油、环戊二烯、醋酸丁脂、醋酸乙酯、丙酮、 环己酮、乙醇、丁醇等， 7.3.2.1 涂料的组成、分类与特性 涂料的分类与特性涂料的分类与特性 7.3.2.1 涂料的组成、分类与特性

3、 按剂型分类：按剂型分类： 1.溶剂性涂料：溶剂性涂料：成分有颜料、高聚物和溶于溶溶剂的添加剂 特性：有利于薄膜的生成，挡溶剂蒸发时高聚物就互相结合， 从而生成平滑连续的薄膜。 2.水溶性涂料：水溶性涂料：水性涂料就是用水作为溶剂或分散介质的一种涂料 包括水溶性、水乳化、水悬浮性涂料三类 特性：水性涂料环保、不变黄、易施工，但质量参差不齐 7.3.2.1 涂料的组成、分类与特性 按成膜物质分类：按成膜物质分类： 1.天然树脂：天然树脂：是以干性植物油与天然树脂为主要成膜物质 通常称为油基树脂 2.合成树脂：合成树脂：是以合成树脂为成膜物质经过人工合成的涂料 这类涂料共13种 醇酸树脂、氨基树脂

4、、硝基树脂、纤维树脂、过氯乙烯、 乙烯树脂 、丙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸树脂、 元素有机、橡胶涂料剂其他涂料 这类涂料性能优良，正在逐步取代油基树脂涂料 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 涂料的生产特点涂料的生产特点 涂料的生产工艺和设备简单，通用性强 涂料的配方极为重要，要根据需要选择适合的成膜物质、溶 剂、颜填料和助剂 可用某种廉价的物质代替其中的一种原料，取得同样的效果 需注意清洁环境，权衡经济成本，得到切实可行的原料配方 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 典型生产工艺典型生产工艺 酚醛树脂涂料酚醛树脂涂料 由多元醇，多元酸和其它单元酸通过酯化作用缩

5、聚得到。 基本结构为： COO COOCH2 RC O CHCH2COO O CH2HOCH2CH O CO R CH2OOC n CH O C CH2OOC O R COOH 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 原料：原料：醛类为甲醛，酚类为苯酚、邻甲苯酚、对家苯 酚、间家苯酚，催化剂为盐酸、硫酸、甲酸、乙酸、 草酸或氢氧化钠、氢氧化钙、强氧化钡、铵盐等 特点：特点：低分子量的酚醛树脂为水溶性的 中等分子量的酚醛树脂可溶于有机溶剂中 高分子量的树脂为固体状态 醇酸树脂制成的涂料具有以下优点：醇酸树脂制成的涂料具有以下优点： 漆膜干燥后形成高度网状结构，不易老化， 耐候性好， 光泽持

6、久不退；漆膜柔韧坚牢，耐摩擦；抗矿物油、抗 醇类溶剂性良好，烘烤后的漆膜耐水性、绝缘性、耐油 性都大大提高 缺点：缺点： 干结成膜块，但完全干燥的时间长；耐水性差，不耐碱； 虽不是油脂漆，但基本上还未脱离脂肪酸衍生物的范围， 对防湿热、防霉菌和盐雾等三防性能上还不能完全得到 保证。 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 环氧树脂涂料环氧树脂涂料 环氧树脂涂料指分子中含有两个及以上环氧基团的一类 聚合物的总称，是以环氧树脂、环氧酯树脂和环氧醇酸树 脂为基料的涂料。 由于环氧基团的活性，可用含有多种活泼氢的化合物使 其开环，固化交联，得一种热固

7、性树脂。 结构特点：含有环氧基团的高分子化合物。 优点：优点： 黏结力强耐化学品好 收缩力小 稳定性好 电绝缘性好 缺点：缺点： 耐水性不好处理易粉化，失光户外耐候性差 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 双酚A型环氧型树脂的合成反应 双酚A型环氧树脂低聚体是由双酚A和环氧氯丙烷经 缩聚反应而得。 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 双酚A型环氧树脂分类 根据环氧树脂的分子结构式 工业上生产的环氧树脂其平均相对分子质量一般为340 （n=0）8000（n=26）。 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 含氟树脂涂料 氟树脂涂料氟树脂涂料是指以氟树脂为主要成膜的涂料，

8、也称氟碳涂料。 氟树脂氟树脂是氟烯烃单体均聚或与其他单体共聚以及侧链含有氟 碳化学键的单体自聚或共聚而得到的分子结构中含有较多C F 化学键的高分子聚合物。 反应机理：反应机理：1.氟原子取代C-H键上的H，形成的C-F加纳极短， 键能高，因此C-F键很难被热、光以及化学因素破坏。 2.含氟烃链上的氟原子沿着锯齿状的C-C链作螺旋线分布，C-C 主链四周被一系列带负电的F原子包围，保护了C-C键的稳定。 7.3.2.2 涂料的生产特点及典型生产工艺 氟元素的引入，使含氟聚合物化学性质极其稳定，氟树脂涂 料则表现出优异的热稳定性、耐化学性以及超耐候性。 氟树脂氟树脂是迄今发现的耐候性最好的外用涂

9、料，耐用年数在20 年以上。 氟碳涂料氟碳涂料涂敷于金属表面，表面能低，表现了高不粘性、低 摩擦性、憎油憎水性广泛运用于不沾餐具、模具等领域 含氟涂料良好性能被广泛运用 7.3.2.3 涂料的应用 涂料的应用涂料的应用 涂料的种类繁多，性能和用途各不同。 物料的底材不同，用途不同。 分类：分类：车用漆：耐磨、耐冲击性、抗汽油性 外用建筑：耐光、对气候变化的适应性 电器：绝缘、抗电性 桥梁：户外有耐久性、并防止对钢铁的腐蚀 7.3.2.3 涂料的应用 汽车喷漆汽车喷漆 7.3.2.3 涂料的应用 7.3.2.3 涂料的应用 7.3.2.3 涂料的应用 注意：注意： 1.必须注意涂料的配套使用，涂

10、料要与底漆、腻子、 面漆、罩光漆等相适合。不能随意搭配使用。 2.注意预涂材质的表面处理，不同材质处理方法不同，金属的 表面要脱脂、去锈、去化学磷化；木材要干燥、漂白、加封闭 剂；塑料要用溶剂洗去脱模剂，分别进行处理 7.3.2.4 涂料的发展趋势 涂料的发展趋势 涂料工业发展的四原则：经济、效率、生态、能源 大力“绿色涂料”，降低污染、保护环境、提高效率，节省能 耗是今后的发展趋势 中国的涂料消费量一直保持高增长的速度，年平均增长在8% 今后我国重点解决涂料中残余总发挥物高，同时全方面国产 7.3.2.4 涂料的发展趋势 水性涂料水性涂料：由于水性涂料的环保，近年来，水性涂料在工 业涂料装饰

11、、装修领域的应用日益扩大。 高固体分涂料：高固体分涂料：高固体分涂料固体成分大于72%。可减少 挥发性的有机化合物，有利于清洁生产，保护环境，同时涂 膜丰满，存储和运输方便。高固体分涂料主要性氨基，丙烯 酸，聚氨脂涂料发展 粉末涂料：粉末涂料：粉末涂料具有经济、环保、高效、性能卓越等 特点。由于粉末涂料不含溶剂，可以完全转化为涂料膜，是 最清洁的涂料品种之一。可分为：环氧聚酯型、环氧型、聚 酯型、聚氨酯性。 7.3.2.4 涂料的发展趋势 粉末涂料粉末涂料 粉末涂料主要应用与洗衣机、电冰箱、电烤箱等家用电器 以及金属家具，门窗，灶具等家庭用具的喷涂 发发展趋势展趋势 低温固化：低温固化：通过降低树脂的熔融黏度、软化点、添加催化 剂来实现。 专专用化用化:如汽车用涂漆，预涂钢板用涂料。 美美术术化化：无光、高光粉末涂料、遮盖粗质底材的花纹涂料 及金属闪光涂料等。 功能涂料：功能涂料：是具有魔种特殊作用的专用特种涂料。被用 于与人民生活息息相关的国民经济的各个方面。