溶剂型涂料水性涂料

溶剂型涂料水性涂料1第1页，课件共68页，创作于2023年2月第二节水性涂料第一节溶剂型涂料本章内容2第2页，课件共68页，创作于2023年2月第一节溶剂型涂料水性涂料溶剂型涂料高固体分涂料无溶剂涂料粉末涂料紫外光固化涂料3第3页，课件共68页，创作于2023年2月第一节溶剂型涂料特点可用于各类基材，施工方便，涂膜丰满致密，物理机械性能好，应用广泛。主要成分成膜物质（合成树脂）、有机溶剂、颜料、助剂等。4第4页，课件共68页，创作于2023年2月第二节溶剂型涂料2.2生产工艺与原理以鼓励为主导2.1醇酸树脂涂料2.3丙烯酸酯涂料2.2环氧树脂涂料2.4氨基树脂涂料2.5聚氨酯涂料5第5页，课件共68页，创作于2023年2月醇酸树脂的合成原料

一、多元醇制造醇酸树脂的多元醇主要有丙三醇（甘油）、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、乙二醇、1，2－丙二醇、1，3－丙二醇等。分子中羟基的个数称为该醇的官能度，丙三醇为3官能度醇，季戊四醇为四官能度醇。根据醇羟基的位置，有伯羟基、仲羟基和叔羟基之分。它们分别连在伯碳、仲碳和叔碳原子上。羟基的活性顺序为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基。用三羟甲基丙烷合成的醇酸树脂具有更好的抗水解性、抗氧化稳定性、耐碱性和热稳定性，与氨基树脂有良好的相容性。此外还具有色泽鲜艳、保色力强、耐热及快干的优点。乙二醇和二乙二醇主要同季戊四醇复合使用，以调节官能度，使聚合平稳，避免胶化。6第6页，课件共68页，创作于2023年2月二、有机酸有机酸可以分为两类：一元酸和多元酸。一元酸主要有：苯甲酸、松香酸以及脂肪酸（亚麻油酸、妥尔油酸、豆油酸、菜籽油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、脱水蓖麻油酸等）；多元酸包括：邻苯二甲酸酐（PA）、间苯二甲酸(IPA)、对苯二甲酸(TPA)、顺丁烯二酸酐(MA)、己二酸(AA)、癸二酸(SE)、偏苯三酸酐（TMA）等。多元酸单体中以邻苯二甲酸酐最为常用，引入间苯二甲酸可以提高耐候性和耐化学品性，但其溶点高、活性低，用量不能太大；己二酸(AA)和癸二酸(SE)含有多亚甲基单元，可以用来平衡硬度、韧性及抗冲击性；偏苯三酸酐（TMA）的酐基打开后可以在大分子链上引入羧基，经中和可以实现树脂的水性化，用作合成水性醇酸树脂的水性单体。7第7页，课件共68页，创作于2023年2月一元酸主要用于脂肪酸法合成醇酸树脂，亚麻油酸、桐油酸等干性油脂肪酸感性较好，但易黄变、耐候性较差；豆油酸、脱水蓖麻油酸、菜籽油酸、妥尔油酸黄变较弱，应用较广泛；椰子油酸、蓖麻油酸不黄变，可用于室外用漆和浅色漆的生产。苯甲酸可以提高耐水性，由于增加了苯环单元，可以改善涂膜的干性和硬度，但用量不能太多，否则涂膜变脆。8第8页，课件共68页，创作于2023年2月三、油脂油类有桐油、亚麻仁油、豆油、棉籽油、妥尔油、红花油、脱水蓖麻油、蓖麻油、椰子油等。植物油是一种三脂肪酸甘油酯。三个脂肪酸一般不同，可以是饱和酸、单烯酸、双烯酸或三烯酸，但是大部分天然油脂中的脂肪酸主要为十八碳酸，也可能含有少量月桂酸（十二碳酸）、豆蔻酸（十四碳酸）和软脂酸（十六碳酸）等饱和脂肪酸，脂肪酸受产地、气候甚至加工条件的重要影响。9第9页，课件共68页，创作于2023年2月四、催化剂若使用醇解法合成醇酸树脂，醇解时需使用催化剂。常用的催化剂为氧化铅和氢氧化锂（LiOH）。由于环保问题，氧化铅被禁用。醇解催化剂可以加快醇解进程，且使合成的树脂清澈透明。其用量一般占油量的0.02％。聚酯化反应也可以加入催化剂，主要是有机锡类。如二月硅酸二丁基锡、二正丁基氧化锡等。10第10页，课件共68页，创作于2023年2月五、催干剂干性油（或干性油脂肪酸）的“干燥”过程是氧化交联的过程。该反应由过氧化氢键开始，属连锁反应机理。11第11页，课件共68页，创作于2023年2月体系中形成的自由基通过共价结合而交联形成体形结构：12第12页，课件共68页，创作于2023年2月上述反应可以自发进行，但速率很慢，需要数天才能形成涂膜，其中过氧化氢物的均裂为速率控制步骤。加入催干剂（或干料）可以促进这一反应，催干剂是醇酸涂料的主要助剂,其作用是加速漆膜的氧化、聚合、干燥，达到快干的目的。通常催干剂又可再细分为两类。（1）主催干剂：也称为表干剂或面干剂，主要是钴、锰、钒(V)和铈(Ce)的环烷酸（或异辛酸）盐，以钴、锰盐最常用，用量以金属计为油量的0.02%～0.2%。其催干机理是与过氧化氢构成了一个氧化－还原系统，可以降低过氧化氢分解的活化能。13第13页，课件共68页，创作于2023年2月

同时钴盐也有助于体系吸氧和过氧化氢物的形成。主催干剂传递氧的作用强，能使涂料表干加快，但易于封闭表层，影响里层干燥，需要助催干剂配合。14第14页，课件共68页，创作于2023年2月（2）助催干剂：也称为透干剂，通常是以一种氧化态存在的金属皂，它们一般和主催干剂并用，作用是提高主干料的催干效应，使聚合表里同步进行，如钙(Ca)、铅（Pb）、锆（Zr）、锌(Zn)、钡(Ba)和锶(Sr)的环烷酸（或异辛酸）盐。助催干剂用量较高，其用量以金属计为油量的0.5%左右。传统的钴、锰、铅、锌、钙等有机酸皂催干剂品种繁多，有的色深，有的价高，有的有毒。近年开发的稀土催干剂产品，较好地解决了上述问题，但也只能部分取代价昂物稀的钴剂。开发新型的完全取代钴的催干剂，一直是涂料行业的迫切愿望。15第15页，课件共68页，创作于2023年2月醇酸树脂的分类一、按脂肪酸或油的干性分：（1）干性油醇酸树脂：由高不饱和脂肪酸或油脂制备的醇酸树脂，可以自干或低温烘干，溶剂用200号溶剂油。该类醇酸树脂通过氧化交联干燥成膜。干性油漆膜的干燥需要很长时间,原因是它们的相对分子质量较低,需要多步反应才能形成交联的大分子。（2）不干性油醇酸树脂：不能单独在空气中成膜，属于非氧化干燥成膜,主要是作增塑剂和多羟基聚合物（油）。用作羟基组分时可与氨基树脂配制烘漆或与多异氰酸酯固化剂配制双组分自干漆。（3）半干性油醇酸树脂：性能在干性油、不干性油醇酸树脂性能之间。16第16页，课件共68页，创作于2023年2月二、按醇酸树脂油度分：长油度醇酸树脂、短油度醇酸树脂、中油度醇酸树脂油度表示醇酸树脂中含油量的高低。油度(OL)的含义是醇酸树脂配方中油脂的用量（W0）与树脂理论产量（Wt）之比。其计算公式如下：

OL=W0/Wt(%)17第17页，课件共68页，创作于2023年2月以脂肪酸直接合成醇酸树脂时，脂肪酸含量（OLf）为配方中脂肪酸用量（Wf）与树脂理论产量之比：

OLf=Wf/Wt(%)Wf=单体用量—生成水量＝甘油（或季戊四醇）用量＋油脂（或脂肪酸）用量－生成水量为便于配方的解析比较，可以把OLf换算为OL。油脂中，脂肪酸基含量约为95%,即

OLf=OL×0.95(%)18第18页，课件共68页，创作于2023年2月引入油度（OL）对醇酸树脂配方有如下的意义：(1)表示醇酸树脂中弱极性结构的含量。因为长链脂肪酸相对于聚酯结构极性较弱，弱极性结构的含量，直接影响醇酸树脂的可溶性,如长油醇酸树脂溶解性好，易溶于溶剂汽油；中油度醇酸树脂溶于溶剂汽油-二甲苯混合溶剂；短油醇酸树脂溶解性最差，需用二甲苯或二甲苯/酯类混合溶剂溶解。同时，油度对光泽、刷涂性、流平性等施工性能亦有影响，弱极性结构含量高，光泽高、刷涂性、流平性好

(2)表示醇酸树脂中柔性成分的含量。因为长链脂肪酸残基是柔性链段,而苯酐聚酯是刚性链段,所以,OL也就反映了树脂的玻璃化温度（Tg）,或常说的“软硬程度”，油度长时硬度较低，保光、保色性较差。19第19页，课件共68页，创作于2023年2月合成醇酸树脂的反应原理甘油和苯酐的摩尔比按2︰3投料，则该体系的的平均官能度为：（2×3＋3×2）/（2＋3）＝2.4，其Carothers凝胶点为Pc＝2/2.4＝0.833,因此，若官能团的反应程度超过凝胶点，就生成体型结构缩聚物。这种树脂遇热不融，亦不能溶于有机溶剂，具有热固性，不能用作成膜物质。所以制造醇酸树脂时先将甘油与脂肪酸酯化或甘油与油脂醇解生成单脂肪酸甘油酯，使甘油由3官能度变为2官能度，然后再与2官能度的苯酐缩聚。此时体系为2－2线型缩聚体系，苯酐、甘油、脂肪酸按1:1:1摩尔比合成醇酸树脂的理想结构为：20第20页，课件共68页，创作于2023年2月21第21页，课件共68页，创作于2023年2月醇酸树脂的配方设计合成醇酸树脂的反应是很复杂的。根据不同的结构、性能要求制备不同类型的树脂，首先要拟定一个适当的配方，合成的树脂既要酸值低、分子量较大、使用效果好，又要反应平稳、不致胶化。配方拟定还没有一个十分精确的方法，必须将所订配方反复实验、多次修改，才能用于生产。22第22页，课件共68页，创作于2023年2月2.6生产工艺与原理23第23页，课件共68页，创作于2023年2月溶剂分散剂成膜物质（合成树脂）混合成品颜料、填料色浆调漆配色过滤包装色漆生产工艺流程与加料顺序研磨漆料分散助剂24第24页，课件共68页，创作于2023年2月分散研磨过滤调漆配色色漆生产工艺流程包装混合25第25页，课件共68页，创作于2023年2月醇酸色漆生产工艺流程

色漆生产的工艺流程—般分为：配料—研磨一调漆一过滤包装四道工序。国内外各生产企业，生产工艺程序也都大同小异。从生产场地工艺设计来看。分立体和平面布置两种。采用立体生产工艺布置可以减轻劳动强度，便于工序管理、质量管理和环境污染治理。26第26页，课件共68页，创作于2023年2月第一道工序——

配料配料应掌握内容开启齿轮泵，按产品工艺配方要求将漆料、溶剂经计量后打入配料罐中．开启高速分散机搅匀，再逐渐加入经计量的颜料和体质颜料及需要进行研磨的那部分助剂，经过充分搅拌润湿，制成主色漆浆，同时在只一配料罐中制得副色漆浆。送入下道工序。27第27页，课件共68页，创作于2023年2月配料工序操作应掌握的操作程序要点配料工序也称为预混合工序．它是色漆生产的关键岗位。色漆配方在生产中的付诸实现，其他后续工序的正常进行．色漆质量、性能实现工艺的要求．配料工序都在其间起着基础的但有着决定性意义的作用。因此，要掌握好以下操作要点：28第28页，课件共68页，创作于2023年2月（1）配料前根据生产配方的要求，检查配料罐内是否干净、整洁，计量工具准确无误，设备运转正常。（2）原料及半成品符合配方要求和配料操作要求品种规格正确，加料数量准确。（3）投料操作顺序：①首先将漆料加入到配料罐内，再加入配方中规定的溶剂，搅拌均匀，然后加入颜料（桶装漆料应过筛后加入）；②加颜料时，先加轻质颜料、再加密度大的颜料，并严防将包装袋、线绳等杂质掉入罐内，以免堵塞管线和影响分散质量；③认真填写原始操作记录；④对配好的漆浆，认真搅拌进行预分散，直至漆浆均匀无干粉为止，合格后将原始记录单交下一道研磨工序。29第29页，课件共68页，创作于2023年2月配料工序操作应注意问题配料工序操作中应该注意的问题主要有以下五点：①投料前检查物料外观质量，如漆料是否清澈透明，溶剂是否含水发挥，颜料是否受潮结块。发现问题及时处理完毕再投料。②生产不同的花色品种时，先将配料耀刷洗干净。不同花色品种的漆浆混合会直接影响产品质量。③加漆料及溶剂时先行检查有关开关阀门，避免混料误投。④配铬绿、华蓝色浆时要搅拌均匀，及时分散。漆浆液面上不能有干粉，以免自燃起火。⑤配料工具分品种专用。必须混用时，一定要将工具刷洗干净。称量颜料零头或投量小的颜料所用的铁锹、铲、勺等工具，混用会造成涂料色相不正。30第30页，课件共68页，创作于2023年2月第二道工序——

研磨分散研磨分散应掌握内容

将搅拌均匀的主色浆经过滤缸送砂磨机进行分散，并在砂磨中间罐进行循环研磨直到细度合格后。再经漆浆计量槽送至调漆工序。副色漆浆也要经过另一套装置的研磨工序达到细度标准，输入漆浆计量槽计量待用。31第31页，课件共68页，创作于2023年2月研磨工序应掌握的操作程序要点（1）接受上道工序的漆浆，验收产品的型号、名称、质量、颜色类别及预混合的质量，并与生产记录单核准。（2）检查砂磨机主轴及进浆齿轮泵是否正常。（3）打开配料预混合罐的出料阀门、开启砂磨进浆阀门及夹套冷却水阀门。（4）开动进浆齿轮泵以最低速度进漆至顶筛处见液面后停泵。用点动法启动砂磨机待运转正常后调整进浆速度，保持顶筛液面在合适位置。32第32页，课件共68页，创作于2023年2月（5）保持砂磨机正常运转，将漆浆研磨分散，每研磨一道，测一次细度。严禁打循环磨浆，以免影响质量及降低分散效率。（6）当漆浆细度合格后，开启输浆齿轮泵匠漆浆打入计量槽交调漆工序，并将加料情况、漆浆细度及研磨时间如实填写原始记录。（7）关闭砂磨机。需要指出的是，我们着重以砂磨工艺为主介绍生产操作设备如球磨、三辊、单辊等工艺仅仅是设备的操作方法不同，其余内容基本相同。33第33页，课件共68页，创作于2023年2月研磨工序操作中应注意问题

（1）研磨时若稠度过高，可加适量溶剂稀释，但用量应如实记录(研磨副色浆时严禁加溶剂)．敞开式砂磨机的顶筛和贮浆罐应随时刷洗干净。（2）有需要换品种或颜色的生产任务时。应在安排作业计划时就按由浅至深、由深至浅的原则做好生产顺序的调整，花色品种之间转换中应注意用漆料或稀料冲洗砂磨机，并把容器刷洗干净。（3）关闭砂磨机时研磨筒内漆浆较稠，先向研磨筒内输入适量溶剂．然后停机（以防漆浆过稠冷却后粘度再度加大影响重新开磨。34第34页，课件共68页，创作于2023年2月（4）关闭进浆阀门及冷却水阀门。冬季气温低时．将夹套冷水放光。（5）应把砂磨机顶筛刷洗干净。操作砂磨机时还应注意以下几点：（1）砂磨机严禁开空车．设备运转时注意工作是否正常，有无松动及杂音，电流是否稳定；（2）定期清洗砂磨机并检查分散盘是否需要更换，以免发生意外事故。35第35页，课件共68页，创作于2023年2月第三道工序——调漆配色调漆配色应掌握知识调漆工序，也称兑稀工序；是色漆生产技术性较强的岗位，涂料颜色、光泽、粘度、细度等性能指标都在此工序控制实现，漆浆组成也在本工序得以平衡调整，具体步骤如下：对照生产记录单验收研磨工序交来的漆浆，包括：名称、规格、数量、颜色、细度、粘度等，符合质量要求后，再弄清加溶剂及使用冲磨漆料或研磨补漆料情况，填写接浆记录单。36第36页，课件共68页，创作于2023年2月按工艺配方要求，将漆浆量换算成应补加的漆料、催干剂、助剂等，经计量准确后加入调漆罐中搅拌均匀，再经调整颜色，即加入适量调色浆，搅拌均匀，待颜色确实调标准后，检查粘度、细度，合格后交下道包装工序。若生产复色漆时，则需在搅拌情况下缓缓加入副色漆（调色浆），将漆液调配至标准的颜色。37第37页，课件共68页，创作于2023年2月调漆工序应掌握的操作程序要点与注意事项加料调色时应注意：依据实际接浆数量及生产记录单记载的加料数据计算调漆工序实际加料量、经校验无误后，将漆料和催干剂（或交联剂）经计量后加入调漆罐中搅拌均匀。平衡配方时应注意：颜色合格后，依据实际加调色浆量与规定加调色浆的差值补加漆料、催干剂（或交联剂）。测试调整时应注意：加料完毕．测试并调整粘度达到要求的范围内，然后检验颜色、细度、光泽（半光、无光漆）等内容。检验合格后留样并认真填写记录，移交过滤罐装工序38第38页，课件共68页，创作于2023年2月第四道工序——过滤、灌装过滤、灌装应掌握知识验收调漆工序交来的成品，包括产品型号、名称、颜色、数量和质量等，并对照生产记录单复核。①按规定的规格备好色漆包装捅，并印贴好商标和生产情况记录，包括名称、质量及批号等内容。②灌漆前开动调漆罐搅拌，将漆液搅匀，然后将过滤后的色漆，计量灌装。③将灌装好的成品运送入库。④认真填写生产记录，包括：桶数、实际质量、入库地点等⑤将容器刷洗干净、过滤装置冲洗干净。保持好环境整洁。39第39页，课件共68页，创作于2023年2月高速分散机用于混合漆料、分散颜料40第40页，课件共68页，创作于2023年2月原理：分散盘高速旋转，通过机械剪切力使颜料粒子分散。条件：分散盘直径=容器直径的1/3～1/2；分散盘线速度应高于20m/s;

分散盘直径越大，转速越高，机械剪切力越大。原理例如：分散盘直径d＝0.3m，转速达到1400rpm。41第41页，课件共68页，创作于2023年2月研磨原理：在颜料浆中加入研磨珠（氧化锆珠或玻璃珠），搅拌轴高速搅拌，通过高强度的机械剪切力使颜料粒子分散。42第42页，课件共68页，创作于2023年2月砂磨机43第43页，课件共68页，创作于2023年2月砂磨机工作原理44第44页，课件共68页，创作于2023年2月三辊机后辊中辊前辊慢速中速高速刮刀刃加料沟刮漆缝45第45页，课件共68页，创作于2023年2月对于不同的研磨设备，研磨漆浆组成也不同。通常抹研式设备，如三辊机，要求高粘度。一般加入高粘度（实际上是高固体分）的漆料及高颜料体积分数的颜料组成研磨漆浆。而高速分散机则以低粘度（实际上为低固体含量）的漆料及高颜料体积分数的颜料组成研磨漆浆。反之，对于撞击式或混合式研磨设备（如砂磨机、球磨机等），研磨漆浆的组成应以低粘度(实际上为低固体含量)的漆料及低颜料体积分数的颜料组成研磨漆浆。46第46页，课件共68页，创作于2023年2月色漆生产质量控制技术指标涂料细度:高光15～20µm

半光20～40µm

哑光40µm(用刮板细度计测定）涂料粘度： 符合产品标准（用涂4杯粘度计测定）涂料颜色：与标准样相同47第47页，课件共68页，创作于2023年2月

细度将试样滴入沟槽最深部位以刮刀垂直接触平板以适宜的速度将刮刀拉过槽的整个长度48第48页，课件共68页，创作于2023年2月以30度角对光观察颗粒均匀显露的位置记录细度读数细度:高光<20µm,丝光30～40µm,平光50~60µm49第49页，课件共68页，创作于2023年2月涂4杯:测定低粘度溶剂型涂料,如醇酸清漆。50第50页，课件共68页，创作于2023年2月生产原理润湿分散研磨稳定化漆料润湿颜料表面机械剪切分散颜料粒子漆料吸附在颜料表面稳定已分散颜料粒子51第51页，课件共68页，创作于2023年2月颜料在涂料中润湿、分散、稳定原理颜料附聚物颜料初级粒子颜料聚集体润湿、分散、研磨漆料52第52页，课件共68页，创作于2023年2月复习思考题色漆生产主要工序分散、研磨的原理？色漆生产工艺流程?色漆生产质量控制指标有哪些？高速分散机、砂磨机、三辊研磨机的工作原理和差异？如何正确选择使用？53第53页，课件共68页，创作于2023年2月2.3溶剂型色漆的配方设计54第54页，课件共68页，创作于2023年2月自干型醇酸树脂色漆配方序号原料用量/g作用1豆油改性长油度醇酸树脂（AK6270同德,）65.0成膜物质2422松香液(60%)25.03二甲苯4.1溶剂48%环烷酸钴0.4催干剂510%环烷酸铅3.666%环烷酸锰0.476%环烷酸钙0.788%环烷酸锌0.89色浆1.0着色总量10055第55页，课件共68页，创作于2023年2月一种交通工具用户外用常温干燥型白色有光磁漆（参照C04-2醇酸树脂漆Ⅰ型国家标准）色漆配方设计实例1.选择原料：户外\白色\金属常温干燥、喷或刷不易泛黄的干性或半干性油（亚麻油或豆油）长油度醇酸树脂金红石型钛白粉：牌号、生产商二甲苯+200#溶剂油催干剂、防结皮剂:牌号、生产商同德树脂AK6270（70%）56第56页，课件共68页，创作于2023年2月色漆配方设计实例2、确定色漆产品不挥发含量W%（固含量）

固含量是指100g涂料中，树脂固体、颜料、填料质量所占百分比。色漆或清漆固含量一般约为50%。W%=(树脂质量×固含量+颜料质量+填料质量)%57第57页，课件共68页，创作于2023年2月解法1-----色漆配方设计实例W树脂=43g---醇酸树脂AK6270(70%)的质量/100g涂料3、确定色漆的PVC%∵W树脂×70%+W钛白粉=50有光磁漆的PVC%：5～20%W钛白粉=20g---钛白粉的质量/100g涂料58第58页，课件共68页，创作于2023年2月基础配方长油度豆油改性醇酸树脂(70％)43.0金红石钛白粉20.0环烷酸钴（5%）0.15环烷酸铅（10%）1.5环烷酸锌（5%）0.75环烷酸钙（5%）0.45防结皮剂（25％）

0.36200#溶剂油（溶剂）（适量）17.0二甲苯（溶剂）（适量）17.0总计100固含量50%

59第59页，课件共68页，创作于2023年2月解法2-----色漆配方设计实例有光磁漆的PVC%：5～20%醇酸树脂AK6270（固含量70%）质量=100÷70%=143g3、确定色漆的PVC%∵∴60第60页，课件共68页，创作于2023年2月基础配方长油度豆油改性醇酸树脂(70％)143.0g金红石钛白粉67.3环烷酸钴（5%）0.5环烷酸铅（10%）5.0环烷酸锌（5%）2.5环烷酸钙（5%）1.5防结皮剂（25％）

1.2200#溶剂油（溶剂）（适量）57二甲苯（溶剂）（适量）57总计334.6g固含量50%

溶剂质量=334.6-树脂-颜料-助剂=114g61第61页，课件共68页，创作于2023年2月

加速漆膜氧化聚合干燥的有机酸金属皂。由金属、脂肪酸、溶剂组成。主催干剂：Co、Mn的环烷酸盐、辛酸盐。用量约0.02～0.08（金属质量）％（树脂质量）辅助催干剂：Pb、Ca、Zn的环烷酸盐、辛酸盐。

Pb用量约0.5～1.0（金属质量