水性涂料的生产工艺及应用

1、水性涂料生产工艺及应用,目录,1,水性涂料简介,2,水性涂料分类及机理,3,水性生产工艺,4,水性涂料应用,水性涂料简介,凡是用水作溶剂或者作分散介质，树脂作为分散相，形成的非均相体系，都可称为水性涂料。在20 世纪40年代， P.Schlack研发生产出了阳离子水性聚氨酯，标志着水性涂料的开端。1980年，水性丙烯酸共混体系在瑞典，挪威，丹麦被迅速推广并商品化。 水性涂料与溶剂型涂料的最大区别在于： 涂料中的大部分有机溶剂被水所取代，由水、有机溶剂、氨基树脂、交联乳液、树脂、颜料等组成。,水性涂料与溶剂型涂料的组成对比,水性涂料的组成及分类,水性涂料的组成为：水性树脂、颜填料、助剂、水等。

2、水溶性涂料 一般情况下分为： 水溶胶涂料 乳胶涂料 水性丙烯酸涂料 按树脂类型分类： 水性环氧涂料 水性聚氨酯涂料 按用途分类：水性建筑涂料和水性工业涂料,1、水性涂料以水作溶剂，节省大量资源；降低了对大气污染；水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件 2、水的表面张力比有机溶剂高，导致对被涂基底的浸润较差，所以在使用水基涂料时必须提供清洁的基底。 3、与有机溶剂相比，水的汽化热很高，因此水基涂料的干燥需要更多的能量也许要更长的时间。 4、水是不燃的，有利于储存和运输，使用时可安全接触。,水性涂料基本成分水,水性树脂,通过溶液聚合，得到高固体份的溶液树脂，在树脂中引入 OH、

3、COOH、NH2等亲水性官能团，将成盐或含其他亲水官能团的树脂分散在水中并形成透明溶液，此溶液为水溶性树脂。 Ps:实际上，水性涂料在水中是不溶的，树脂以粒子的形式分散在水相中，为了获得稳定的水性树脂体系，一般需要加入亲水性的溶剂助溶剂。,水性树脂-主要成膜物质,水溶性醇酸树脂,水溶性氨基树脂,颜料和填料,颜料：是漆膜的重要成膜物质。它不仅提供了人们所需要的装饰色彩，遮盖被涂底层，而且还能改善漆膜的性能，提高漆膜的机械强度和防腐蚀性能，减少漆膜的透气性和透水性，有的还表现出特殊性能，在涂料的功能化中起到关键性作用。,白色颜料钛白粉、氧化锌、锑白、立德粉等； 黄色颜料铅铬黄(浅、中、深)、铁黄等

4、； 红色颜料铁红(湿法)、大红粉、透明红等； 蓝色颜料酞菁蓝、群青等； 黑色颜料炭黑、铁黑等； 体质颜料（填料）硫酸钡(沉淀)、滑石粉、瓷土等,颜料及填料-次要成膜物质,助剂,诸如增稠、气泡、沉淀、流平、增强附着力、增强耐水性等，仅靠涂料的基料和颜料是达不到要求的，这就必须添加相应的其他原料来与其配合，以此来提高涂料的综合性能。这些“其他原料”即称为“助剂或者添加剂” (1）分散剂 （2）乳化剂 （3）增稠剂 （4）杀菌防腐剂 （5）消泡剂 （6）成膜助剂 ,水性涂料成膜机理,涂料的成膜定义：就是涂覆在基材表面的涂料由液态转化为无定形固态薄膜的过程。 根据聚合物乳液的成膜过程的机理，人们普遍认

5、为其成膜过程分为三个阶段。 第一阶段：聚合物乳液中水分挥发，当乳胶颗粒占胶层的74%时，乳胶颗粒相互靠近，达到密集的充填状态，水和水溶性物质充满在乳胶颗粒的空隙间。,第二阶段：随着水分继续不断挥发，聚合物颗粒表面吸附的吸附层被破坏，间隙越来越小，直至形成毛细管，毛细管作用迫使乳胶颗粒变形，随着挥发介质的增多，压力越来越大，直至颗粒间界面消失。 第三阶段：最后水分挥发，压力达到能使每个乳胶粒中的分子链扩散到另一颗粒分子链中，颗粒进一步合并，乳胶颗粒中的聚合物链段开始不断相互扩散，逐渐形成连续均匀的乳胶涂膜。,水性涂料成膜机理,水性涂料配方设计,配方设计要求： 要制得优良的水性涂料，首先要考虑以下

6、几点因素： 1、水性涂料稳定性 2、水性涂料的交联与固化 3、颜填料的体积浓度 4、最低成膜温度 5、水性涂料的流变性能和水性涂料中挥发有机物含量,水性涂料的生产,生产过程可以分成几个独立的步骤，其中最关键的步骤是颜料和填料在液相(水或粘结剂）中的分散。这些步骤主要包括： （1）生产预混料； （2）分散过程； （3）混合、研磨； （4）测试、校正及最后调整； （5）过筛、包装,配 料,分 散,研 磨,调 漆,树脂、颜料、溶剂,消泡剂、分散剂,树脂、固化剂、助剂、溶剂,过 滤,检 测,包 装,水性建筑涂料的应用 主要品种是水性聚氨酯涂料、水溶性丙烯酸涂料以及无机高分子涂料。 1）内墙的应用：乳胶涂料中，聚醋酸乙烯类是内墙涂料的主要品种，基本取代了耐水性差的聚乙烯醇为粘结剂的106、107建筑涂料。苯丙乳液目前大量用于内墙涂料的制备。 2）外墙的应用：乳胶型外墙涂料主要以苯丙乳液为主（德国、日本），我国主要以丙烯酸乳液为主。,水性木器涂料 主要以水性聚氨酯为基体，通过丙烯酸、有机硅、有机氟等一种或多种进行改性，具有高耐磨性。目前多应用于木地板、桌椅等制品。,汽车涂料是发展最快的涂料品种，用量仅次于建筑涂料。汽车涂料是性能要求最高的涂料品种。 国内汽车防锈底涂层绝大部分使用水性电泳漆。汽车闪光涂料具有光泽高，色