涂料技术基础 第三章

1、涂料技术基础涂料技术基础 第三章第三章溶剂和溶解理论溶剂和溶解理论英晓光英晓光化学化工学院化学化工学院溶剂的作用及影响因素溶剂的作用及影响因素n涂料溶剂的作用：涂料溶剂的作用：溶解树脂溶解树脂降低粘度降低粘度改善加工性能改善加工性能n涂料溶剂影响因素涂料溶剂影响因素粘结性粘结性防腐性防腐性户外耐久性户外耐久性涂膜表观性涂膜表观性n针孔针孔n起泡起泡n泛白泛白n流挂流挂/流平流平n橘皮橘皮n开裂开裂n针孔针孔在漆膜表面出现凹陷透底的针尖细孔，像在漆膜表面出现凹陷透底的针尖细孔，像针刺小孔，孔径在针刺小孔，孔径在100微米左右微米左右n问题原因：问题原因： （1）板材表面处理不好，）板材表面处理不

2、好，多木毛、木刺，填充困难；多木毛、木刺，填充困难； （2）底层未干透就施第二）底层未干透就施第二遍；遍； （3）油漆粘度高，气泡没）油漆粘度高，气泡没有消除；有消除； （4）一次性施工过厚；）一次性施工过厚； （5）固化剂、稀释剂配套）固化剂、稀释剂配套错误；错误； （6）固化剂加入量过多；）固化剂加入量过多； （7）环境温度湿度高；）环境温度湿度高； （8）木材含水率高。）木材含水率高。 n解决对策：解决对策： （1 1）白坯打磨平整，封闭；）白坯打磨平整，封闭； （2 2）重涂时间间隔充分，待下层充）重涂时间间隔充分，待下层充分干燥再施第二遍；分干燥再施第二遍； （3 3）油漆静置，消除

3、气泡）油漆静置，消除气泡; ;（4 4）油漆的粘度要适合，不要太稠；）油漆的粘度要适合，不要太稠； （5 5）一次性施工不要太厚）一次性施工不要太厚20m 20m ， “薄刷多遍薄刷多遍”; ;（6 6）使用指定的固化剂和稀释剂，）使用指定的固化剂和稀释剂，按配比施工按配比施工; ; （7 7）不要在温度和湿度高的时候施）不要在温度和湿度高的时候施工工; ; （8 8）施工前木材要干燥至一定含水）施工前木材要干燥至一定含水率，一般为率，一般为10-12%10-12%。起泡起泡漆膜干后在被涂表面与漆膜之间或漆膜干后在被涂表面与漆膜之间或两层漆膜之间出现大小不等的突起圆形泡两层漆膜之间出现大小不等

4、的突起圆形泡问题原因问题原因 解决对策解决对策 基基材材含水率较高，未将松脂、木材本身含水率较高，未将松脂、木材本身含有的芳香油清除掉，含有的芳香油清除掉，自然自然挥发导致起挥发导致起泡泡干燥至合适的含水率，除去木材中芳香干燥至合适的含水率，除去木材中芳香油或松脂油或松脂油性或水性腻子未完全干燥或底层涂料油性或水性腻子未完全干燥或底层涂料未干时就涂饰面层涂料未干时就涂饰面层涂料待腻子、底层涂料充分干燥，再刷面层待腻子、底层涂料充分干燥，再刷面层涂料涂料木材的接合处及孔眼没有填实，有空隙木材的接合处及孔眼没有填实，有空隙口孔眼口孔眼将木材接合处的空隙和木材孔眼用腻子将木材接合处的空隙和木材孔眼用

5、腻子填实、打磨平整，再刷涂油漆填实、打磨平整，再刷涂油漆刷涂时来回拖动刷子，产生的气泡没有刷涂时来回拖动刷子，产生的气泡没有消除消除先横理，后竖理，最后顺木纹方向理直先横理，后竖理，最后顺木纹方向理直底材表面油污、灰尘、水泡等不洁物周底材表面油污、灰尘、水泡等不洁物周围沾有水份围沾有水份清理基材表面的杂物清理基材表面的杂物发白发白涂膜含有水份或其它液体，颜色比涂膜含有水份或其它液体，颜色比原来较淡白，涂膜呈现白雾状。原来较淡白，涂膜呈现白雾状。问题原因问题原因解决对策解决对策板材含水率过高，日久水份挥发积留于板材含水率过高，日久水份挥发积留于漆膜中导致发白漆膜中导致发白板材施工前经过干燥处理，

6、控制含水率板材施工前经过干燥处理，控制含水率在在12%以下以下环境湿度过高，稀释剂挥发太快环境湿度过高，稀释剂挥发太快不在湿度高时施工，必要时可加入适当不在湿度高时施工，必要时可加入适当慢干水；慢干水；底层漆膜中含有的水分没有清除干净底层漆膜中含有的水分没有清除干净清洁表面清洁表面对于黑胡桃木等深色板材使用透明性较对于黑胡桃木等深色板材使用透明性较差的油漆，因为透明性问题发白差的油漆，因为透明性问题发白深色板材要选用透明性较好的油漆施工深色板材要选用透明性较好的油漆施工油漆施工过厚油漆施工过厚油漆施工不要一次性厚涂油漆施工不要一次性厚涂固化剂配套错误，与油漆不相容而发白固化剂配套错误，与油漆不

7、相容而发白使用指定的稀释剂和固化剂使用指定的稀释剂和固化剂流挂流挂在被涂面上或线角的凹槽处，涂料产生流在被涂面上或线角的凹槽处，涂料产生流淌，使漆膜厚薄不均；轻者如串珠泪痕，重者如漆淌，使漆膜厚薄不均；轻者如串珠泪痕，重者如漆幕下垂。幕下垂。问题原因问题原因解决对策解决对策稀释剂过量，使粘度低于正常施工要求，稀释剂过量，使粘度低于正常施工要求，漆料不能附在物体表面而下坠流淌漆料不能附在物体表面而下坠流淌选用优良的油漆材料和适量的稀释剂。选用优良的油漆材料和适量的稀释剂。施工场所温度太低，涂料施工场所温度太低，涂料干燥速度干燥速度过慢，过慢，且在成膜中流动性较大。且在成膜中流动性较大。 施工环境

8、温度和湿度适宜施工环境温度和湿度适宜选用的漆刷大、毛长、软或刷油时蘸油选用的漆刷大、毛长、软或刷油时蘸油太多，使漆面厚薄不一，较厚处就流淌。太多，使漆面厚薄不一，较厚处就流淌。选用有弹性的漆刷、刷毛，根粗而梢细，鬃厚而选用有弹性的漆刷、刷毛，根粗而梢细，鬃厚而口齐，油刷蘸油应少蘸勤蘸口齐，油刷蘸油应少蘸勤蘸刷涂面刷涂面凸凹不平凸凹不平或物体的棱角、转角、或物体的棱角、转角、线角的凹槽处，容易造成刷涂不均、厚线角的凹槽处，容易造成刷涂不均、厚薄不一，较厚处要流淌。薄不一，较厚处要流淌。施工中尽量使基层平整，磨去棱角。刷涂时，用施工中尽量使基层平整，磨去棱角。刷涂时，用力刷匀，先竖刷，后横刷，不要

9、横涂乱抹。线角、力刷匀，先竖刷，后横刷，不要横涂乱抹。线角、棱角处要用油刷轻轻按一下，将多余的油漆蘸起棱角处要用油刷轻轻按一下，将多余的油漆蘸起刷开，以免漆膜过厚而流淌。刷开，以免漆膜过厚而流淌。 被刷涂表面不洁，有油、水等污物，刷被刷涂表面不洁，有油、水等污物，刷涂后不能很好地附着而流淌。涂后不能很好地附着而流淌。彻底清理干净被涂表面的磨屑、油、水等杂物。彻底清理干净被涂表面的磨屑、油、水等杂物。溶剂的类型溶剂的类型n按氢键强弱及形式：按氢键强弱及形式：弱氢键溶剂弱氢键溶剂(I)；氢键接受型溶剂氢键接受型溶剂(II) ；氢键授受型溶剂氢键授受型溶剂(III) 类型类型特点特点种类种类举例举例

10、弱氢键弱氢键(I)不易形成氢键不易形成氢键价低价低脂肪烃脂肪烃溶剂油溶剂油芳香烃芳香烃三氯乙烷三氯乙烷氯代烃氯代烃甲苯甲苯氢键接受型溶剂氢键接受型溶剂(II)接纳接纳成键氢原子成键氢原子酮酮甲基异丁基酮甲基异丁基酮酯酯醋酸乙酯醋酸乙酯氢键授受型溶剂氢键授受型溶剂(III) 提供提供成键氢原子成键氢原子脂肪醇脂肪醇异丙醇异丙醇聚醚醇聚醚醇1-丙氧基丙氧基-2-丙醇丙醇聚酯醇聚酯醇乙二醇丁醚醋酸酯乙二醇丁醚醋酸酯溶剂挥发的快慢溶剂挥发的快慢相对挥发率相对挥发率(度度)n挥发度挥发度：溶剂在蒸汽中的分压与其平衡液相中摩：溶剂在蒸汽中的分压与其平衡液相中摩尔分率之比：尔分率之比：UA=PA/XA ；n

11、相对挥发度相对挥发度：以以醋酸正丁酯醋酸正丁酯（90%、99%）的挥发度为）的挥发度为1，其他溶剂，其他溶剂与其比值称为相对挥发度；与其比值称为相对挥发度；或：相对挥发度或：相对挥发度=(yA/yB)/(xA/xB)，其中，其中nyA= 气相中易挥发组分的摩尔分数；气相中易挥发组分的摩尔分数；nyB= 气相中难挥发组分的摩尔分数；气相中难挥发组分的摩尔分数； nxA= 液相中易挥发组分的摩尔分数；液相中易挥发组分的摩尔分数；nxB= 液相中难挥发组分的摩尔分数。液相中难挥发组分的摩尔分数。n测定相对挥发度的实验条件：测定相对挥发度的实验条件：醋酸正丁酯（醋酸正丁酯（90%）；）；T=25oC；

12、相对湿度相对湿度5%；空气流动速率空气流动速率=25L/min；容器采用圆盘状铝盘或滤纸；容器采用圆盘状铝盘或滤纸；常见溶剂的相对挥发度常见溶剂的相对挥发度(醋酸正丁酯参照法醋酸正丁酯参照法)n弱氢键溶剂弱氢键溶剂(I) ：溶剂溶剂相对挥发度相对挥发度沸点沸点(oC)正已烷正已烷7.868.74三氯乙烷三氯乙烷6.087.1苯苯3.580.1甲苯甲苯2110.6 正辛烷正辛烷1.6125.8 乙苯乙苯0.82136.2 二甲苯二甲苯0.77137140200#溶剂汽油溶剂汽油0.1160200n氢键接受型溶剂氢键接受型溶剂(II)溶剂名称溶剂名称 相对挥发度相对挥发度沸点（沸点（oC）丙酮丙酮

13、5.756.05四氢呋喃四氢呋喃 4.865.4 醋酸乙酯（醋酸乙酯（97%）477甲乙酮甲乙酮3.879.6甲基异丙基酮甲基异丙基酮2.9116.8醋酸正丙酯醋酸正丙酯 2.1100103甲基正丁基酮甲基正丁基酮0.98127醋酸戊酯（醋酸戊酯（85%-88%）0.68149.3环已酮环已酮0.3155.6n氢键授受型溶剂氢键授受型溶剂(III) 溶剂名称溶剂名称 相对挥发度相对挥发度沸点（沸点（oC）甲醇甲醇3.565乙醇乙醇1.482正丙醇正丙醇0.8997.19仲丁醇仲丁醇0.8399.5正丁醇正丁醇0.62117.72-丁氧基乙醇丁氧基乙醇0.07169173丙二醇丙二醇0.0118

14、8.2乙二醇乙二醇0.01197.85聚合物溶液的相行为n上临界溶液温度（上临界溶液温度（upper critical solution temperature, UCST）体系温度（体系温度（T1）在）在UCST以上时，以上时，聚合物完全溶解；聚合物完全溶解；体系温度（体系温度（ T2 ）在）在UCST以下以下时，聚合物体积分数在时，聚合物体积分数在2A至至2B之间完全溶解之间完全溶解n下临界溶液温度（下临界溶液温度（lowerer critical solution temperature, LCST）LCST太高，对涂料无实际意义太高，对涂料无实际意义LCSTUCSTT0T2T12A2B

15、2吉布斯（Gibbs）自由能原理n吉布斯混合自由能吉布斯混合自由能GM可表示为：可表示为：nGM=HM-TSM；GM0有利于混合有利于混合（混合过程混合过程SM始终为正始终为正）：H0，-TSM0，则，则GM0，过程有利于混合；，过程有利于混合；0H TSM，则，则GM0，过程有利于混合（在某，过程有利于混合（在某2范范围内）；围内）；TSM 0，过程有利于分相；，过程有利于分相；Gibbs混合自由能随涂料组分关系n1）GM0，HM TSM 0，聚合物不溶于溶剂；，聚合物不溶于溶剂；n2）GM0，HM TSM ，聚合物不溶于溶剂；聚合物不溶于溶剂；n3） GM0， HM、SM随随组分比例变化（

16、不为常组分比例变化（不为常数），聚合物不完全溶于数），聚合物不完全溶于溶剂；溶剂；GMGM=0212301混合焓变（HM）的重要意义n大多数常温下使用的涂料，尽可能使混合焓变降到最大多数常温下使用的涂料，尽可能使混合焓变降到最低，是低，是选择溶剂选择溶剂的实际有效方法的实际有效方法n焓变与混合能变的关系为：焓变与混合能变的关系为： HM= EM+RTnEM与摩尔蒸发能与摩尔蒸发能EV有关：有关：21/21/221 21 212121/2VVMMMVEEEVVVVEV1、2体积分数；体积分数；VM平均摩尔体积；平均摩尔体积；EV/V 内聚能密度；内聚能密度；组分的溶解度参数组分的溶解度参数常见溶

17、剂的溶解度参数n为了使为了使HM尽量小，则须使尽量小，则须使1与与2尽量接近；尽量接近；n令令1为溶剂的溶解度参数，则为溶剂的溶解度参数，则1可由手册查得；可由手册查得；n令令2为聚合物（涂料树脂）的溶解度参数，则为聚合物（涂料树脂）的溶解度参数，则2可由可由化学结构法化学结构法求得；求得；部分溶剂的性质数据表氢键类型氢键类型溶解度参数溶解度参数表面张力表面张力 Dyne/Cm四氢呋喃四氢呋喃II9.526.4丙酮丙酮II9.822.3乙酸异丁酯乙酸异丁酯II8.523.7乙酸甲酯乙酸甲酯II9.225.2乙酸异丙酯乙酸异丙酯II8.622.1乙酸乙酯乙酸乙酯II8.823.9丁酮丁酮II9.

18、124.6环己酮环己酮II8.622.1甲基正丙酮甲基正丙酮II8.926.6正乙酸丙酯正乙酸丙酯II8.624.3甲基异丁基酮甲基异丁基酮II8.123.6乙酸异丁酯乙酸异丁酯II9.627.7化学结构法计算化学结构法计算聚合物（涂料树脂）的溶解度参数聚合物（涂料树脂）的溶解度参数n聚合物总的溶解度参数值聚合物总的溶解度参数值可通过物质的化学结构计算可通过物质的化学结构计算求得：求得：n其中：其中：G代表重复单元中各原子、基团吸引力常数之和；代表重复单元中各原子、基团吸引力常数之和；代表树脂密度；代表树脂密度；M代表重复单元摩尔质量；代表重复单元摩尔质量；V即重复单元的等效密度；即重复单元的等效密度；1GGMV25oC下常见基团的吸引力常数下常见基团的吸引力常数G基团基团G基团基团G基团基团G基团基团G-CH3214-Ph