涂料的组成及其作用

1、 8.5 涂料 8.6 离子交换树脂 8.5 涂料 以前叫做油漆，具有流动状态或粉末状态的有机物质 涂布在物体表面上经干燥、固化或熔融固化形成一层均匀良好附着于物 质表面上的薄膜 以合成树脂为主要成膜物质 隔热涂料 标线漆 形成涂膜的物质，具有聚合活性的天然油脂加形成涂膜的物质，具有聚合活性的天然油脂加 工物，具有反应活性的合成树脂或线型高聚物工物，具有反应活性的合成树脂或线型高聚物 成膜物质 不溶于所用介质的有色或白色的高分散性物质不溶于所用介质的有色或白色的高分散性物质颜料 助剂 包括增塑剂、催干剂、乳化剂、分散剂、固化剂等包括增塑剂、催干剂、乳化剂、分散剂、固化剂等 对涂料的的储存稳定性

2、，干燥固化速度及漆膜物理对涂料的的储存稳定性，干燥固化速度及漆膜物理 性质产生影响性质产生影响 溶剂 使成膜物质均匀溶解，干燥后形成具有光泽的漆膜使成膜物质均匀溶解，干燥后形成具有光泽的漆膜 8.5.1 涂料的组成及其作用涂料的组成及其作用 组成组成 主要成分是漆酚涂刷于物体表面，在空气中 能自己干燥结成黑色硬膜。 漆料 油料 天然树脂 主要是植物油，组成是脂肪酸三甘油酯。 虫胶：能溶于醇、酮及碱溶液。 松香：能溶于各种有机溶剂中并能与油混合。 作用作用 成膜物质（按来源分）成膜物质（按来源分） 人造树脂 由天然高分子经化学改性得到的产品， 如硝酸纤维素，醋酸纤维素。 合成树脂 具有反应活性的

3、低聚物：有些品种固化后生成交联 密度过高的交联高聚物，使柔韧性差，因此需 改性 线性高聚物：a.流体状态，增加塑性及溶解性，注 意平均分子量 应适当，以免溶液粘度过高。 b.高分散粉末状态，难以在常温下制成溶 液状态的聚合物，如，聚乙烯。 颜料 使形成的漆膜具有某种色彩和遮盖力，增加漆膜的 机械强度，提高耐磨性，阻止紫外线在漆膜中的穿 透力以延缓漆膜的老化进程，提高耐候性，延长使 用期限。 溶剂：能够独立溶解成膜物质，如，石油溶剂-松香水等。 稀释剂：不能单独溶解成膜物质但能对已制成的成膜物质 溶液进行稀释，而成膜物质不沉降析出。 溶剂和稀释剂溶剂和稀释剂 催化油性漆在氧的作用下的聚合、交 联

4、以及氧化反应加快干燥成膜速度 催干剂 固化剂 增塑剂 用于活性低聚物的交联固化的催化反应 增加漆膜的柔韧性 溶剂、稀释剂挥发性： 挥发太快-漆膜干燥时间短，涂装过程中涂料逐渐 变稠，不便施工。涂层流平性不好，表面先成膜造成表面产生皱皮。 挥发太慢-涂料流挂，涂层厚薄不均，且延长干燥时间。 助剂助剂 粉末涂料专用环氧 固化剂 二甲基咪唑 氧化聚乙烯蜡 增塑剂 异辛酸钴 催干剂 8.5.2涂料的分类 组成形态 成膜物质的分散状态，是否含有颜料 成膜物质的类别 干燥成膜机理 涂料作用 干燥后漆膜的外观 漆膜应用领域 8.5.3涂料性能与涂料成膜后漆膜的性能 涂料性能 颜色及外观、粘度、细度、密度、洁

5、皮性、触变性、 含固量、挥发速度、酸值、贮存稳定性、活化期。 涂料成膜后性能涂料成膜后性能 柔韧性、冲击强度、硬度、附着力、耐水性、耐磨性柔韧性、冲击强度、硬度、附着力、耐水性、耐磨性 8.6 离子交换树脂 是含有离子官能团，其部分离子可与溶液中的同性电荷的 离子进行交换，具有交联结构的合成树脂。通常为圆球 状颗粒。这种树脂制成的膜片称为离子交换树脂。包括 阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合性离子交换树 脂、两性离子交换树脂、氧化还原树脂等。 8.6.1 离子交换树脂的分类 交换离子的特性 阴离子交换树脂、阳离子交换树脂等 功能团酸或碱的强弱 强酸性离子交换树脂、强碱性 离子交换树脂等 带官

6、能团种类数目 单官能基离子交换树脂、多官能 基离子交换树脂等 离子交换树脂颗粒宏观结构 凝胶型、大孔型等 8.6.2离子交换树脂的合成 各种离子交换树脂由高分子骨架及官能团组成。其合成路线大多 首先合成高分子骨架（高分子基体），然后通过化学反应引入可 进行离子交换的离子基团 离子交换树脂骨架 苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系、乙烯吡啶系、脲 醛系、氯乙烯系 其中苯乙烯系与丙烯酸系产量最大，现以苯乙烯系为例说明 苯乙烯系骨架的合成 单体苯乙烯与适量二乙烯苯在自由基引发剂作用下 行悬浮聚合。悬浮剂为水解度88%的聚乙烯醇、用 量为0.1%0.5%或照相级明胶0.5%1.0%，也可用 无机固体粉状

7、物碳酸镁、磷酸镁等为分散剂。水相 与单体相比例为24:1.引发剂为过氧化二苯甲酰或 偶氮二异丁晴。用量约为0.5%1%。产品为圆球状 苯乙烯-二乙烯苯共聚物，为交联结构，工业称白球 质 丙烯酸系骨架的合成 l单体丙烯酸酯进行上述悬浮聚合得到圆球状白球成分 l为交联丙烯酸酯，为凝胶型离子交换树脂原料。不饱 l和单体如甲基丙烯与交联剂二乙烯苯进行自由基悬浮 l聚合，直接合成弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。 酚醛系骨架的合成 酚醛具有三个活性点所以与甲醛反应深入进行以后得 到交联结构的酚醛树脂骨架。 离子交换树脂骨架上引入官能团离子交换树脂骨架上引入官能团 苯乙烯骨架上引入官能团苯乙烯骨架上引入官能团

8、 阳离子交换树脂的合成反应 图一 阴离子交换树脂的合成反应 图二 图一 由交联苯乙烯白球合成阳离子交换树脂反应 图二 首先将交联聚苯乙烯白球与氯甲醚反应 合成甲基衍生物，再合成阴离子树脂 8.6.3 离子交换树脂性能 交联度 以生产白球时所用二乙烯苯重量百分数衡量。以生产白球时所用二乙烯苯重量百分数衡量。 交联度提高则产品坚硬而少弹性，抗氧化性能交联度提高则产品坚硬而少弹性，抗氧化性能 提高。交联度超提高。交联度超10%-12%使官能团引入困难使官能团引入困难 不易渗透，而使产品使用过程中易破碎不易渗透，而使产品使用过程中易破碎 凝胶型，孔径约凝胶型，孔径约1nm，孔隙率约，孔隙率约0%-6%

9、；大孔；大孔 型，孔径约型，孔径约100nm，孔隙率约，孔隙率约5%-50%。大孔。大孔 树脂孔隙中充满水分子，姑树脂内离子遇活性树脂孔隙中充满水分子，姑树脂内离子遇活性 基团的距离缩短。基团的距离缩短。 孔隙率（孔度） 交换量 稳定性与使用寿命 衡量离子交换树脂的质量。总交换量。工作或衡量离子交换树脂的质量。总交换量。工作或 实用交换量实用交换量 化学稳定性、热稳定性、机械稳定性、渗透力稳化学稳定性、热稳定性、机械稳定性、渗透力稳 定性，抗干燥性，密度，颗粒大小，溶胀性，定性，抗干燥性，密度，颗粒大小，溶胀性， 污染性污染性 8.6.4 离子交换树脂的选择性及其应用 离子交换树脂可进行离子可

10、逆交换即可再生反复使用, 但不同离子不同亲和力即不同离子选择系数（Ka) 强酸性阳离子交换树脂 在不改变溶液中总离子浓度或 PH值下脱除阳离子，磺酸型阳离子交换树脂多以钠盐形 式进行应用。 弱酸性阳离子交换树脂 对多价金属离子有高的选择性。 强碱性阴离子交换树脂 强碱a型:ClO4-CNS-I- HSO4-Br-CN-HSO3-NO2-BrO3-Cl-HCO3- CH3COO-F-强碱b型：H2SO4HOOC-COOHI-NO3- Cr2O42-Br-SCN-Cl-HCOOHCH3COOHF- 弱碱性阴离子交换树脂 氯型树脂 OH-SO42-CrO42-柠檬酸酒石酸NO3- AsO43-PO43-MoO42-CH3COO-I-Br-Cl-F- 游离碱（NH2)型 C6H5SO3H柠檬H2CrO4酒石