涂料 (改进版)

1、1、涂料：涂装（布）于基材表面形成连续固体膜，具有某种功能的材料。2、涂料的功能：保护作用、装饰作用、标志作用和特殊功能作用（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 ）。（1）力学功能：耐磨涂料、润滑涂料等（2）热功能：耐高温涂料、阻燃涂料等（3）电磁学功能：导电涂料、防静电涂料等（4）光学功能：发光涂料、荧光涂料等（5）生物功能：防污涂料、防霉涂料等（6）化学功能：耐酸、碱等化学介质涂料3、涂料的分类：按照1组成形态，2用途，3涂装方法，4涂装工序，5效果分6、按成膜物质分：酚醛树脂 (F)、醇酸

2、树脂 (C)、氨基树脂 (A)、聚氨酯漆 (S)、丙烯酸树脂 (B)、环氧树脂 (H)、聚酯树脂 (Z)、油性漆 (Y)、天然树脂漆 (T)、硝基漆(Q)、乙烯漆 (X)、元素有机漆 (W)等。 4、涂料的命名：全名颜色或颜料名称成膜物质名称基本名称 5、碘值：指100g物质中所能吸收（加成）碘的克数6、油度; 对于油性树脂漆，油度以每1重量份硬树脂中所含油的重量份数来表示，但美国以100磅硬树脂中所含油的加仑数来表示。7、干性指数：亚油酸一个活泼亚甲基，亚麻酸两个活泼亚 甲基。用亚油酸和亚麻酸含量来表征干性（氧化性）。 干性指数1×亚油酸2×亚麻酸 8

3、、环氧值A：每100g环氧树脂中含有环氧基的物质的量。环氧指数B：每1kg环氧树脂中所含环氧基物质的量，B=10A。9、环氧当量：含有1mol环氧基的环氧树脂的质量(g/mol)。环氧树脂的分子量愈大，环氧当量愈大。10、羟基值：每100g环氧树脂中所含羟基物质的物质的量。11、羟基当量：含有1mol羟基的环氧树脂的质量(g/mol)。12、酯化当量：酯化1mol单羧基所需环氧树脂的质量 (g/mol)13、遮盖力：指用颜料配成色漆涂于物体表面不露底色的能力(g/m2)。它和折射率、结晶类型、粒径大小等有关。14、吸油量是指一定重量颜料的颗粒绝对表面被油完全浸湿时所需油料的数量15、着色力：指

4、用某着色颜料调至规定色调所需的用量。着色力越大，用量可越小。16、颜料体积浓度：是指涂料中着色颜料和体质颜料的体积与配方中所有不挥发分（包括乳液固体分，着色颜料和体质颜料）的总体积之比，简称PVC。17、临界颜料体积浓度，CPVC，即颜料正好被基料包复时的颜料体积浓度。18、涂料的结构组成：成膜物质、颜填料、溶剂和助剂。（1）成膜物质：也称基料或粘结剂，是使涂料牢固附着在被涂物表面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本性质。分三类：1油料（主要是植物油），2树脂（天然，合成），3天然高分子化合物加工产品（有机，无机）（2）颜填料: 为分散在漆料中的不溶的微细固体颗粒，一般

5、是0.2-10m无机或有机粉末。分为着色颜料和体质颜料（填料）。作用：着色和遮盖，增强作用，赋予特殊性能，改善流变性能，降低成本等。（3）溶剂：又称为稀释剂，是一种能使基料溶解或分散成为粘稠液体，又易于挥发的物质。由溶剂型涂料沿用下来，水性涂料中，溶剂就是水。作用：调整体系粘度，使涂料粘度适合贮存和施工，并将颜填料均匀分散，改善涂料的可涂布性。（4）助剂：用量很少，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性；流平剂、增稠剂、防流挂剂、成膜助剂、固化剂、催干剂等用来改善涂料的施工性和成膜性等；防霉剂、

6、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。助剂已经成为涂料发展的重要方面。19、涂料用合成树脂的特点 （1）适当的分子量。a.漆膜的力学性能、耐老化、耐腐蚀性。b.树脂的溶解性、相容性及对颜填料的润湿性。c. 漆液的粘度及施工性能。（2）化学结构。（3）聚集态结构。a.聚合物通常以结晶和无定形两种形态存在，完全结晶的聚合物几乎不存在。 b.许多高聚物确有晶相存在，并有非晶相结构的弥散环存在。（两相织态结构模型）c.漆膜的结晶结构影响漆膜的透明性及柔韧性.d.明显的结晶性，对配制涂料不利。酚醛树脂的制备原理：酚醛树脂是苯酚和甲醛在酸性或碱性催化剂作用下，通过缩聚反应生成。在碱性催

7、化剂作用下，甲醛过量时生成体型热固性树脂。在酸性催化剂作用下，苯酚过量时生成线型热塑性树脂。反应原料：酚类：苯酚、甲酚、二甲酚、双酚A、对位取代基酚等。醛类：甲醛、多聚甲醛、糠醛等在碱性催化剂作用下1交联：碱催化酚醛树脂在进行交联之前，必须用酸调制中性或微酸性；2固化方法：3(常用)热处理， 130oC200oC4室温下强酸固化，如对甲苯磺酸(常用，可与树脂良好相容并接枝，杜绝酸迁移和锈化)，盐酸，磷酸在酸性催化剂作用下1交联：酸催化酚醛树脂为线性结构，须加入化学交联剂固化2常用的酸催化剂有盐酸、硝酸、硫酸、甲酸、醋酸、乳酸、对甲苯磺酸、草酸，以草酸酐优先（盐酸易导致高腐蚀），常用交联剂为六亚

8、甲基四胺酚醛树脂特点：高粘结性；耐热；低氧(水蒸气)渗透性、低吸湿；耐化学腐蚀、有机酸、矿物质稳定性好；电绝缘主要缺点：色深、易泛黄，不易制成浅色及白色涂料环氧树脂的合成原理：1双酚 A 与碱作用生成亲核性强的苯氧基负离子2苯氧负离子进攻环氧基位阻较小的碳原子发生双分子亲核反应，然后进一步反应脱去氯离子形成双缩水甘油醚3双酚 A 苯氧负离子和双缩水甘油醚进一步反应得到环氧树脂：环氧树脂特点其优点：环氧树脂分子中苯环上的羟基能形成醚键，漆膜保色性、耐化学品及溶剂性能都好；另外，分子结构中还有脂肪族的羟基，与碱不起作用，因而耐碱性也好。环氧树脂分子中脂肪族羟基和醚基的极性使环氧树脂分子与相邻表面间

9、产生引力，而且很活泼的环氧基很容易与含活泼氢的金属表面形成化学键，漆膜具有优良的附着力，特别是对金属表面的附着力更强, 漆膜耐化学腐蚀性也好。具有较好的热稳定性和电绝缘性能不足之处：户外耐候性差，漆膜易粉化、失光，漆膜丰满度不好, 不宜作为高质量的户外用漆和高装饰性用漆。环氧树脂结构中有羟基，制漆时处理不当时，漆膜耐水性不好。环氧树脂涂料有的是双组分的，制造和使用都不方便。环氧树脂固化性能（固化后呈三维网状结构，因此其耐油类浸渍性能优良）(1)环氧树脂被活泼氢物质加成，进行固化。 (2)与胺类固化剂的交联反应环氧树脂在常温下与多元胺反应固化，固化速度快，粘度低。反应过程：伯胺与环氧基反应生成仲

10、胺，仲胺与环氧基反应变成叔胺，叔胺与环氧基反应生成四价季铵盐化合物，进而生成高分子涂膜。与多元酸及其酸酐的反应，多元酸及其酸酐是第二类常用的环氧树脂固化剂。如邻苯二甲酸酐，在加热条件下首先和环氧树脂中的羟基反应生成单酯(3)与多元硫醇化合物的固化反应在适当的催化剂存在下，硫醇的固化反应很快。尤其是三级胺作用下，环氧树脂/硫醇的固化反应很快；比环氧树脂/胺的固化反应快几倍，在低温下尤其如此酸或碱做催化剂，可以加速酸酐的固化反应，常用的催化剂有KOH、叔胺、季铵盐、有机碱以及质子酸等。(4)与酚醛树脂的固化反应酚醛树脂固化环氧树脂具有极好的粘结性、韧性、耐溶剂性、耐酸碱性和耐化学药品性。是环氧树脂

11、涂料中耐腐蚀性最好的一种。环氧树脂固化要选分子量高的树脂，含羟基多的树脂，羟基官能度较大，固化速度快。高分子量环氧树脂具有较长的分子链，可提高涂膜的弹性。醇酸树脂醇酸树脂是一种合成的聚合物，是聚酯的一种。可通过聚合物中组分的调节制备出性能优良的适用于表面涂层的树脂。制备：醇酸树脂是由多元醇、多元酸及脂肪酸为主要成分，通过缩聚反应进行酯化制备的主要用作涂料、油漆，在金属防护、家具、车辆、建筑等方面有广泛应用，也可用作漆包线的绝缘层，制成油墨大量应用于印刷工业，此外也用于制造模压塑料，醇酸树脂可以制成清漆、色漆、工业用漆和一般通用漆，用于汽车、玩具、机械部件等金属制品的面漆和底漆。醇酸树脂合成：

12、醇解法、酸解法、脂肪酸法。醇解法：将油先与甘油进行醇解，形成甘油的不完全脂肪酸酯，再与苯酐酯化制备醇酸树脂。醇解法优点：工艺简单、易操作、腐蚀小、成本低。醇酸树脂的工艺过程：溶剂法、熔融法。溶剂法优点：提高酯化速度、降低反应温度和改善产品质量。醇酸树脂改性：通过共混、共聚或化学反应等方法改性，提高自身性能或提高其他树脂的性能。含有羟基、羧基、苯环、酯基、双键等活性基团，可以进行多种改性。氨基树脂：氨基树脂是指含有氨基的化合物（胺或酰胺）与甲醛经加成缩聚反应而成的树脂的总称。氨基树脂作交联剂的漆膜具有优良的光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性等。广泛用于汽车、工农业机械、钢制家具、家用电器

13、和金属预涂等工业涂料。用途：氨基树脂是热固性涂料中常用的交联剂，一般不单独做涂料使用。聚氨酯树脂：聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，化合物中含有氨基甲酸酯键。漆膜的性质有：很强的耐磨性和柔韧性；优异附着力，可以与金属、木材、塑料、玻璃和水泥等粘合。很好的耐腐蚀性，耐酸、碱、盐溶液及石油品的腐蚀。丙烯酸树脂：由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物。合成：基本反应为自由基反应，经过链引发、链增长、链终止3个基本过程，并伴随链转移结构与性能的关系：1化学稳定性丙烯酸树脂耐水性、耐酸碱、耐氧化、化学腐蚀性优异。2机械性能硬度、拉伸强度随侧链增长而减小；柔韧性、断裂伸长率随侧链增大而增大；聚丙烯酸酯类，主链

14、碳没有-CH3取代，链旋转不受限制，因此强度显著下降，韧性大幅提升共聚物组分影响:性能、效用选用单体种类户外耐久性甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯硬度甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸柔软性丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯耐刮伤甲基丙烯酰胺、丙烯腈耐水性甲基丙烯酸甲酯、高级（碳数）酯、苯乙烯耐溶剂、汽油、润滑剂丙烯腈、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸单体共聚作用：改进树脂的玻璃化温度，调节树脂的极性、溶解度以及机械力学性能，改进与底材的附着力，可添加少量丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸二甲胺基乙酯等单体性能可以改变附着力,引进官能基，用以和交联剂反应形成交联结构。主要的功能单体有丙烯酸羟乙酯、丙烯

15、酸羟丙酯、N羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酰胺等。丙烯酸树脂的交联反应: 丙烯酸树脂漆的交联反应决定了膜硬度、耐溶剂型、耐化学药品、耐洗涤性；在单体中混入功能单体，催化或加温进行自交联或外交联，固化成膜；丙烯酸树脂在涂料中应用: 具有突出的优良附着力；耐侯性、保光保色好；漆膜色彩鲜艳丰满，耐久、耐汽油，抗腐蚀性及机械性能高；广泛应用于航空产品、军工产品；轻工产品(灯具，冰箱，洗衣机，电风扇等)及仪器仪表，车辆等方面遮盖力: 指用颜料配成色漆涂于物体表面不露底色的能力(g/m2)。它和折射率、结晶类型、粒径大小等有关。着色力: 指用某着色颜料调至规定色调所需的用量。着

16、色力越大，用量可越小。着色力大小与颜料本身特性相关，与其粒径大小也有关，颜料的分散性也影响着色力。一般说来，粒径越小，着色力越大。有机颜料比无机颜料着色力高。着色力与遮盖力无关。吸油量: 是指一定重量颜料的颗粒绝对表面被油完全浸湿时所需油料的数量。习惯上常用100g干粉颜料所能吸收的精制亚麻籽油的最低值，单位g/100g。反映颜料吸附油性介质的能力。颜料的作用：提供颜色，呈色，着色。（2）遮盖底材。（3）改善漆膜的性能特性（如增加强度、提高附着力、耐磨性、阻水阻气性等。（4）改进涂料的应用性能（如流变性能、填充性能等）。（5）吸收或反射紫外线，增强耐候性。（6）降低光泽。（7）降低成本。（8）

17、赋予漆膜特殊功能（防锈性、示温、防污、标志、导电、耐高温、装饰）。颜料的分散过程与稳定。 颜料在涂料中的分散过程由三个阶段组成-润湿，机械化解聚集和稳定化，漆料对颜料的湿润是分散的基础，解聚是制漆过程中主要的、消耗能量最大的工序 。颜料的解聚主要靠机械方法来实现。颜料粒子的稳定主要取决于颜料粒子之间的三种作用力，即范德华力、静电力、空间位阻力，当三种力平衡时，才得到稳定化体系。加助剂（润湿剂，分散剂）的作用就是促使平衡向减小吸引力，增大排斥力的方向移动，使颜料粒子间的距离变大，从而达到充分分散的目的。溶剂作用：将涂料的成膜物质溶解或分散为液态，调节由成膜物和颜料组成的复合体系的粘度和流变性能，

18、使成为易于涂布施工的流体，而当施工后又能从薄膜中挥发至大气中，从而是薄膜形成固态的涂膜，并在涂膜过程中挥发掉的时候能够使漆膜具有较好的物理机械性能 溶剂分类方法：按沸点高低，化学结构，极性大小，氢键强度，氢键给受体，路易斯酸碱，溶解能力，表面张力有机溶剂的性质（溶解力、粘度和挥发速度对涂膜性能的影响） 溶解力:（1）极性相似原则。极性高聚物溶解于极性溶剂之中，非极性高聚物溶解于非性溶剂溶剂之中；极性大的高聚物溶解于极性大的溶剂之中，极性小的高聚物溶解于极性小的溶剂之中（2）溶剂化原则。溶剂化作用是指溶质与溶剂接触时，溶剂分子与溶质分子相互产生作用，此作用大于溶质之间的分子内聚力，使溶质分子彼此

19、分离而溶解于溶剂中。（3）溶解度参数相近原则 。粘度：溶剂树脂的相互作用对溶液粘度的影响较复杂。但至少可以从两个方面说明：一是涂料用大多数树脂是极性的和含有能形成氢键的基团如羟基或羧基等，增加了溶液的粘度；二是溶剂对单个树脂分子的热力学体积的影响。假如溶剂 树脂分子之间的作用很强，树脂分子链伸展，树脂分子热力学体积增大。挥发速度：溶剂的挥发速度不仅影响涂膜的干燥时间，而且还影响涂膜的表观和物理性质。溶解度参数及其应用 内聚能密度的平方根称为溶解度参数，溶解度参数也是分子间力的一种量度。溶解度参数的应用;(1) 依据溶解度参数相同或相近互溶的原则，可以判断树脂在溶剂中是否可以溶解。 (2) 利用

20、溶解度参数判断高分子材料的耐溶剂性。（3）依据溶解度参数相同或相近互溶的原则，可以预测两种溶剂的互溶性。（4）依据溶解度参数可以估计两种或以上树脂的相容性，将对预测混合树脂的贮存稳定性及固体涂膜的物化性能（如透明度、光泽等）具有理论及实用价值。（5）利用涂料用树脂在一系列已知溶解度参数的溶剂中的溶解情况，可以通过实验确定该树脂的溶解度参数范围。（6）在涂料产品中，为了提高涂膜的柔韧性、附着力，克服硬脆易裂的缺点。（7）利用溶解度参数可以再研究塑料涂料过程中选用适当的树脂和溶剂。溶剂的选择方法1通过溶解度参数选择能溶解树脂的溶剂或混合溶剂；2建立溶剂或混合溶剂的挥发轮廓图3优化溶剂或混合溶剂以满

21、足树脂的溶解性和涂料的其他性能；4实验验证。涂料成膜机理：涂膜形成过程是一个复杂的物理化学过程，它是指涂料经由指定的施工方法和施工条件，以合适的粘度施涂后，在规定时间内固结干燥形成固体薄膜的过程，涂料的作用在于能在基材的表面形成一层坚韧的固体薄膜。一般情况下，涂料首先是一种流动的液体，在涂布完成之后才形成固体薄膜，因此是一个玻璃化温度不断升高的过程成膜方式主要有下列几种：溶剂挥发和热熔成膜，化学成膜，乳胶成膜表面张力：表面张力是指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。表面张力垂直作用于液体表面的边界线，指向表面的内部。表面张力的特点：（1）表面张力使液体具有最小的表

22、面积，它使不平整的表面趋于平整，使自由液滴趋于球形,(2) 表面张力与分子间的作用力有关，分子间的作用力越大，表面张力越高,(3) 表面张力与温度有关，温度越高，表面张力越小,(4) 弯曲表面中，凸表面液体的挥发性较大，而其蒸气则易在凹表面液体上凝结,(5) 由多组分构成的体系中，低表面张力物质易迁移至表面，使体系的表面张力降低,(6) 两种不相混溶的液体接触时，低表面张力的物质易在高表面张力的物质表面铺展，而高表面张力的物质则不会在低表面张力物质的表面铺展。影响表面张力的因素：分子间作用力，温度压力26、表面张力对涂料质量的影响。（1）流平与流挂。涂料施工后能否达到平整光滑的特性，称为流平性

23、。当涂料流平性差时，肉眼可以观测到表面不平的现象；当涂料涂布于一个垂直表面时，由于重力，涂料有向下流动的倾向，可能引起表面不平整的情况，称为流挂，控制流挂，主要是控制粘度。因为涂层厚度是由遮盖力和干膜性能决定的，不能太薄。27、润湿作用与接触角。润湿作用是指表面上的一种流体被另一种流体所代替，这种流体可以是气体，也可以是液体。润湿作用可分为沾湿、浸湿和铺展。在气、液、固三相交界点，气-液与气-固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用表示。漆膜缺陷的产生及其防治：1剥落：一涂层与基材或另一涂层之间失去附着力。预防：确保表面清洁、干燥和无任何污染物；表面经过适当的材料；按说明书的要求施工。2针孔：在

24、涂料的施工和干燥过程中, 由于涂料中混有的空气或溶剂气体的扩展, 使涂层在干燥前, 在湿膜表面形成许多弹坑和针孔。预防：采用正确的施工工艺, 选择合适的涂料系统. 采用合适的溶剂和在良好的环境条件下施工. 检查喷涂设备. 喷枪和表面保持合理的距离。3流挂：涂层施工不久, 由于漆膜厚度太厚, 涂料在垂直的部位向下移动或象眼泪一样向下流淌.有时, 它的形状象瀑布一样. 预防：使用正确的涂料系统, 采用正确的施工工艺和选择正确的干膜厚度。4起泡：在干燥的涂层表面上, 由于表面涂层与下涂层表面局部附着力的损失, 造成的圆顶型的突出物或气泡. 预防： 确保正确的表面处理和涂料施工. 使用合适的涂料系统.

25、 采用合适的阴极保护.5 刷痕：刷涂施工时, 涂层没有流平, 涂层干燥后, 表面留有不美观的条状的高低不平和皱纹. 预防：根据涂料的类型选择刷涂的方法和合理的涂层厚度. 稀释涂料达到刷涂的黏度. 在规定的使用时限里施工.6橘皮：涂层表面高低不平象橘子皮。预防：采用正确的施工工艺, 选择合适的涂料系统。漆膜干燥过程：液体涂料涂于物件表面从流体层变为固体涂膜的变化过程称涂膜的干燥。干燥过程依据涂膜物理性状（主要是粘度）不同，可分为三个阶段：表面干燥、实际干燥和完全干燥。涂膜干燥方法分自然干燥，加热干燥和特种方式干燥三类。建筑涂料：内墙涂料亦可用作顶棚涂料，它的主要功能是装饰及保护内墙墙面及顶棚，建

26、立一个美观舒适的生活环境。色彩丰富、细腻、协调耐碱、耐水性好，不易粉化 ，好的透气性、吸湿排湿性，涂刷方便、重涂性好 无毒、无污染 外墙涂料的主要功能是装饰和保护建筑物的外墙，使建筑物外观整洁美观，达到美化环境作用，延长其使用时间。装饰性好，耐水性良好，防污性能良好，良好的耐候性环境友好型涂料。所谓环境友好型涂料，是指对生态环境不造成危害、对人类健康不产生负面影响的涂料，也称之为“绿色涂料”。 环境友好型涂料必须是不含VOC和重金属盐的涂料，后者主要指对生物有害的铅、铬、汞、镉等重金属盐。高固体份涂料：固含量在60%-80（一般在40%-60%）乳胶漆的鉴别技巧 。（1）实验室对比。通过实验设

27、备对样品进行全面的对比检测，项目包括：粘度、比重、细度、重量固含、对比率、耐擦洗次数、pH值等等。特点：受环境和人为因素的影响较小，能提供具体的数据，能够大致确定配方结构及成本，不能确定施工性能 。（2）施工对比。遮盖力及其变化，耐水性笔迹，湿布擦拭，颜色变化。特点：直观实用，可以比较出施工宽容度，无法得到具体数据，只有大概的比较，会受到环境和人为因素的影响。水性涂料：凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。按树脂形态，树脂类型，用途分类水性涂料的特点。1.环保：水性漆为无公害产品，在生产过程中无废渣、废气、废水排放，不存在环境污染。在使用中无毒无味，无苯系物，重金属含量大大低于国家环保限量标准，对人体无危害，是保护生态环境的新一代绿色产品。2.经济：涂刷面积是一般油漆的两倍以上；带锈防锈漆可直接在锈层上涂刷（需去浮漆和油污）。3.安全：阻燃、防爆，可在常温、常压下进行生产、运输、储存和使用。4.快捷：漆膜干燥速度快，在常温下是普通油漆的1/5。5.方便：直接用自来水稀释即可，可以同其它油漆配套使用，施工方便、安全，施工后用具、设备极易清洗。粉末涂料