涂料配方设计原理
水性涂料的配方设计及其应用
水性涂料的配方设计及其应用水性涂料是一种使用水作为溶剂的涂料，相较于传统的溶剂型涂料，它具有环保、无毒、易清洗等优点，因此越来越受到人们的青睐。
本文将介绍水性涂料的配方设计和应用。
一、水性涂料的配方设计1.黏度控制：水性涂料的黏度对喷涂性能和流平性有很大影响。
可以通过添加粘度调节剂来控制黏度，常用的粘度调节剂有聚酯单官能团和丙烯酸酯单官能团交联的水溶性树脂。
2.干燥性能：水性涂料的干燥时间对涂料的施工性能和工艺效率有重要影响。
可以通过添加干燥促进剂来提高干燥速度，常用的干燥促进剂有碳酸氢铵、纳米二氧化硅等。
3.耐候性：水性涂料在室外环境下需要具备良好的耐候性，抵御紫外线辐射、酸雨、盐雾等。
4.颜料分散性：水性涂料的颜料分散性对其色彩鲜艳、遮盖力和外观质感有重要影响。
可以通过添加分散剂来提高颜料的分散性，常用的分散剂有聚苯乙烯钠磺酸盐、聚醯胺胺聚酸等。
5.膜层硬度：水性涂料需要在干燥后形成坚硬耐磨的膜层。
可以通过添加固化剂、交联剂等来提高膜层的硬度和耐磨性。
二、水性涂料的应用水性涂料具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1.建筑装饰：水性涂料广泛应用于室内外墙面、天花板、木器、金属表面等装饰涂料。
其环保、无毒的特点适合于儿童房、病房等特殊环境。
2.汽车涂装：水性涂料在汽车喷漆中有着广泛应用，可以用于汽车外观涂装和内饰零部件涂装。
其低挥发性和环保特性，减少了对环境的污染和工人的健康风险。
3.金属防护：水性涂料可用于金属表面防腐、防锈，如船舶、铁路、桥梁、石化设备等。
其耐候性好，长期暴露在自然环境下也能保持稳定的性能。
4.木器涂装：水性涂料对木材的保护效果好，可以用于家具、地板、门窗等木制品的涂装。
其无毒、环保的特点符合人们的健康需求。
5.铁路、船舶、飞机等交通工具：水性涂料也逐渐应用于交通工具的涂装，提高了交通工具的耐候性和外观质感。
总结：水性涂料作为一种环保、无毒的涂料，具有广泛的应用前景。
其配方设计需要考虑黏度控制、干燥性能、耐候性、颜料分散性和膜层硬度等因素。
内外墙乳胶漆涂料配方设计
内外墙乳胶漆涂料配方设计1.基础配方：根据乳胶漆的涂料基础配方，可以使用以下组分：-乳胶基料：乳胶基料是内外墙乳胶漆的主要成分，常见的乳胶基料有丙烯酸乳胶、丁苯橡胶乳胶等。
选择合适的乳胶基料取决于涂料的性能要求和预算限制。
-填充剂：填充剂用于增加涂料的体积，改善涂饰表面的平滑度。
常见的填充剂有滑石粉、硅酸钙、高岭土等。
根据需要可以调整填充剂的含量，但要确保不会对涂料的性能产生负面影响。
-分散剂：分散剂用于提高颜料的分散性，使颜料能够均匀地分散在乳胶基料中。
常见的分散剂有聚磺酸盐、聚磺酯等。
-稀释剂：稀释剂用于调整涂料的粘度和流动性。
常见的稀释剂有水、甲醇、丙酮等。
一般情况下，使用水作为稀释剂是最经济和环保的选择。
2.颜料选择：选择合适的颜料是定制内外墙乳胶漆的重要步骤。
常见的颜料有无机颜料和有机颜料两种类型。
-无机颜料：无机颜料包括钛白粉、氧化铁等，具有耐候性好、遮盖力强的特点。
然而，无机颜料的价格比有机颜料高，而且在一些情况下可能对人体健康有害。
-有机颜料：有机颜料包括有机颜料浆料和有机颜料粉末两种形式，具有颜色丰富、价格低廉的特点。
但是，有机颜料的耐光性和耐候性较弱，需要与其他添加剂配合使用，以提高其性能。
3.添加剂的使用：添加剂用于改善涂料的特性，例如抗污性、耐候性、抗划伤性等。
常见的添加剂有以下几种：-增稠剂：增稠剂能够增加涂料的粘稠度，以减少涂料的流动性，提高垂直附着性。
常见的增稠剂有天然树胶、聚合物增稠剂等。
-稳定剂：稳定剂可以防止涂料的沉淀和分层，保持涂料的稳定性。
常见的稳定剂有羧甲基纤维素钠、聚磺酸钠等。
-防霉剂：防霉剂是防止涂料表面生长霉菌和藻类的重要添加剂，常见的防霉剂有以兹胺类和异唑胺类等。
-平流剂：平流剂是用来提高涂料的外观质量，减少气泡和卷染痕迹的发生。
常见的平流剂有硅油和脱模剂等。
4.配方优化：根据涂料的性能要求和实际情况，可以对配方进行优化。
例如，根据涂料的应用环境，可以增加耐候性和抗污性等改善涂料的性能。
涂料配方
知识点1. 涂料：是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化在物体表面后形成美观而有一定强度的连续性保护膜，或者形成具有某种特殊功能的涂膜的一类精细化工产品。
2. 颜料的组成：1）成膜物质：组成涂料的基础，又称为基料，是使涂料牢固附着于被涂物件表面上形成连续薄膜并黏结涂料中企图组分的主要物质，对涂料和涂膜的性质起决定性作用。
2）颜料：是一种微细的粉末状的有色物质，在使用过程中一般不溶于它所分散的介质，而始终以原来的晶体状态存在，因此它不能离开主要成膜物质（基料）而单独构成涂膜，称次要成膜物质。
3）助剂：也称为涂料的辅助材料组分，不能单独成膜，而是在涂料成膜后作为涂膜中的一个组分存在。
4）溶剂：是不包括无极溶剂涂料在内的各种液态涂料中所含有的，为使这些类型液态涂料完成施工过程所必需的一类组分。
3. 涂料配方设计：是指根据基材，涂装目的，涂膜性能，使用环境，施工环境等进行涂料各组分的选择并确定相对比例，并在此基础上提出合理的生产工艺，施工工艺和固化方式。
涂料配方设计的关键：根据涂层性能和环境的要求合理地选择树脂，填料，颜料，溶剂及助剂。
4. 涂料配方设计的几种形式： 1）原材料更换 2）成本降低 3）产品改进 4）新产品开发 5）新原材料的使用 6）新技术5. 聚酯树脂的性质：6. 涂料体系选择的一般性原则： 1）涂料性能——耐磨性，柔软性，保光保色性，温度范围，干燥时间，防霉性，外观，耐水耐油性，润湿性。
2）被涂物件的材质（水，混凝土，钢，塑料，存在旧涂层等）。
3）涂料赋予的基本功能——防变质，防火，温度控制，标记，外观。
4）可使用性（表面处理及涂料使用设备工具）。
5）环境因素——温度，湿度，与化学药品接触，辐射，生物问题。
6）成本7. 涂料体系选择的主要因素： 1）基材 2）环境因素 3）表面处理 4）涂料的性能因素8. 涂料中常用的助剂：脂肪烃，脂环烃，芳香烃，萜烯烃和萜类化合物，氯化烃，醇类，酮类，酯类，醇醚类，其他助剂9. 涂料中溶剂的选择： 1）涂料中溶剂的组成 2）涂料中溶剂的作用 3）涂料中溶剂选择的原则：①极性相似原则——即极性相近的物质可以互溶，可根据物质的极性，初步确定选择什么溶剂。
涂料调色配方
涂料调色配方涂料调色配方是指根据不同的颜色需求，将基础颜料按照一定比例混合调配而成的涂料配方。
涂料调色配方的制定是为了满足用户对颜色的个性化需求，使涂料在应用过程中能够达到理想的色彩效果。
本文将从涂料调色配方的原理、常用的调色方法以及调色配方的制定步骤等方面进行介绍。
一、涂料调色配方的原理涂料调色配方的原理是基于颜色的加法混合原理。
颜色的加法混合是指将不同颜色的光线叠加在一起，形成新的颜色。
在涂料调色过程中，借鉴了颜色的加法混合原理，通过混合不同颜色的基础颜料，达到所需的最终颜色效果。
二、常用的调色方法1. 直接调色法：直接调色法是指根据经验和观察，直接在白色基础涂料中加入少量的颜料进行调色。
这种方法简单易行，适用于需要调配少量涂料的情况。
2. 试配法：试配法是通过不断试验和调整颜料的配比比例，逐渐接近所需颜色。
首先根据所需颜色的RGB数值，选择相应的基础颜料，并按比例混合，然后进行试涂和调整，直至达到理想的颜色效果。
3. 工程配色法：工程配色法是根据客户提供的样品或色卡，通过色彩分光光度计和计算机色谱仪等仪器，测定样品的颜色数值，然后根据颜色数值选择相应的基础颜料，并通过计算机软件进行配色计算，得出最终的调色配方。
三、调色配方的制定步骤1. 确定所需颜色：根据用户的需求确定所需的最终颜色效果。
2. 选择基础颜料：根据所需颜色的色彩特征，选择相应的基础颜料。
基础颜料一般包括颜料浓缩体、颜料分散体等。
3. 确定配比比例：根据所选基础颜料的特性和色彩效果，确定各基础颜料的配比比例。
配比比例的确定需要考虑颜料的浓度、透明度、色相等因素。
4. 进行试配：按照确定的配比比例，将基础颜料进行混合调配，得到试配样品。
然后进行试涂，观察样品的色彩效果，根据需要进行调整，直至达到理想的颜色效果。
5. 制定调色配方：根据最终确定的配比比例，制定调色配方。
调色配方一般包括基础颜料的配比比例、稀释剂的使用量等信息。
6. 生产批量涂料：根据调色配方，按照一定比例将基础颜料和稀释剂进行混合，生产批量涂料。
喷涂处理中的涂料配方设计
喷涂处理中的涂料配方设计涂料是一种常见的材料，广泛应用于各种工业领域，如建筑、汽车、机械、电子等。
在这些领域中，喷涂是一种常见的涂装方法。
喷涂处理可以大幅度提高涂装效果，同时缩短时间和费用。
涂料配方的设计在喷涂处理中有着关键作用。
好的涂料配方不仅可以保证涂料的质量和性能，还能够提高工作效率和涂装效果。
下面，我们介绍喷涂处理中涂料配方设计的一些基本原则和注意事项。
一、涂料配方设计的原则1、基础涂料涂料配方设计的第一个原则是使用基础涂料。
基础涂料是指未添加任何溶剂、添加剂等成分的涂料。
由于基础涂料的成本低，且易于控制，因此它是各种涂料配方的基础。
许多涂料配方设计师会在基础涂料上添加不同的添加剂和溶剂，以达到特定的效果和性能需求。
2、配方的平衡涂料配方设计的第二个原则是：配方的平衡。
这一原则涵盖了涂料配方的所有方面，包括配方的材料、加工过程、干燥过程等。
一个平衡的涂料配方能够获得良好的涂装效果，并提高涂料的使用寿命和性能。
在设计涂料配方时必须考虑各个方面的因素，以保证配方的平衡和协调。
3、添加剂的使用涂料配方设计的第三个原则是添加剂的使用。
添加剂是一种能够改善涂料性能的化学物质。
例如，增塑剂能够提高涂料的柔韧性；干燥剂能够加快涂料的干燥速度；防腐剂能够防止涂料变质等。
添加剂的使用必须根据特定的需求来设计。
使用过多的添加剂可能会导致涂料变性，甚至影响涂装效果。
4、颜料和颜料浓度涂料配方设计的第四个原则是颜料的使用和控制。
颜料是涂料中最常见的成分之一，能够为涂料提供颜色和遮盖力。
涂料中颜料的浓度必须控制在适当的范围内，过高的颜料浓度可能会导致粘度过高，难以涂抹；而过低的颜料浓度则会降低涂料的遮盖力。
在设计涂料配方时，需要根据涂装要求和颜料选择合适的颜料浓度。
二、涂料配方设计的注意事项1、涂料粘度的控制涂料粘度是影响涂装效果的一个重要因素。
过高的涂料粘度会降低涂布性和均匀性，过低的涂料粘度则会影响涂料的遮盖力。
涂料配方设计原理完整版
涂料配方设计原理 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】水溶性醇酸树脂综述1概述醇酸树脂是美国通用电气公司Kienle于1927年提出的,它是以多元醇、多元酸以及脂肪酸为主要原料,通过缩聚反应而制得的一种聚合物.由于合成技术成熟、原料易得、树脂涂膜综合性能好,醇酸树脂已成为合成树脂中用量最大、用途最广的品种之一.但是,同其它溶剂型涂料一样,传统的醇酸树脂涂料含有大量溶剂(质量比大于40%),在生产施工过程中会严重危害环境和操作人员的身体健康.近年来,世界各国环保法规日益严格,传统的溶剂型涂料受到越来越大的挑战,涂料的水性化、高固体化趋势日益明晰.水溶性涂料是在成膜聚合物中引进亲水的或水可增溶的基团,使其成为可以水为溶解介质的一种涂料,它是20世纪60年代发展起来的一类新型的低污染、省能源、省资源涂料.由于其优点明显,涂料水溶性的研究应用已引起了广泛的关注并取得了重要进展.水溶性醇酸树脂涂料是新的发展趋势,得到了大量的研究开发.2 水溶性醇酸树脂涂料的研究现状合成树脂的原料用于合成醇酸树脂的原料有:植物油或脂肪酸、多元醇、多元酸、共溶剂和中和剂等.各种原料的作用不同,对水溶性醇酸树脂性能的影响也不同.植物油或脂肪酸合成醇酸树脂常用的植物油有豆油、亚麻油、红花油、(氢化或脱水)蓖麻油、葵花籽油、桐油、椰子油等.其中蓖麻油、氢化蓖麻油合成的醇酸树脂水溶性最好,椰子油次之,脱水蓖麻油、豆油、亚麻油较差.多元醇常用于合成醇酸树脂的多元醇有甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷.由甘油制备的醇酸树脂水溶性、干率和树脂的稳定性较差.季戊四醇反应较甘油活泼,一般与二元醇或三元醇配合使用,使用时要遵循“多元醇摩尔数大于多元酸摩尔数”的规则.三羟甲基丙烷形成的树脂的水解稳定性较甘油或季戊四醇形成的醇酸树脂有明显提高.多元酸常用于合成醇酸树脂的多元酸有邻苯二甲酸或其酸酐(苯酐)、间苯二甲酸、己二酸、马来酸、偏苯三酸等.苯酐价格便宜,酯化反应温度低,反应平稳易控制,但它容易形成半酯使树脂相对分子量降低,进而导致涂膜干燥时间延长,硬度降低.采用间苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐或不饱和二元顺酐代替部分苯酐可使以上某些缺陷得以弥补.中和剂中和剂是将阴离子树脂中的羧酸中和成可溶性盐的试剂,是水溶性醇酸树脂制备过程中必不可少的成分.中和剂的碱性强度、胺的相对分子质量、在水中的溶解度、挥发速度等能明显影响树脂的水溶性、稳定性、粘度、固化速度及涂膜的泛黄性.在具体使用时,通常应综合考虑以下几个因素:(1)挥发性好;(2)价格便宜,气味小;(3)对树脂的稳定性好.常用的中和剂有氨、氢氧化钾、三乙胺.其中三乙胺在常温下挥发速度适宜,其助溶效果比氨水和氢氧化钾都好,此外,三乙胺不会使聚酯产生胺解反应,提高了树脂的稳定性,是较为理想的中和剂.中和剂的用量应由pH值确定,一般控制在pH为～.共溶剂共溶剂(也称助溶剂)的作用是增加树脂在水中的溶解度,调节树脂的粘度,提高树脂的稳定性,改善树脂漆膜的流平性和外观.助溶剂的选择主要考虑助溶剂的偶合能力、蒸发速度及其降解效应.常用的助溶剂有正丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚等.醇酸树脂的水性化研究要使醇酸树脂具有水溶性,最重要的是将树脂制成离子型聚合物.使醇酸树脂水性化的方法有:成盐法该法通过将聚合物中的羧基或氨基分别用适当的碱或酸中和,将聚合物主链转变成阳离子或阴离子,使聚合物溶于水.在聚合物中引入非离子基团法该法在醇酸树脂中加入含羟基或醚基的聚合物作为活性稀释剂,使树脂自行乳化于水中.将聚合物变成两性离子中间体法该法通过合成两性离子型共聚物而得到一种无胺或无甲醛逸出的新型水溶性涂料体系.干燥机理研究醇酸树脂的干燥一般遵循自氧化干燥机理:首先不饱和双键吸收氧气形成氢过氧化物,然后氢过氧化物分解生成烷基自由基,通过自由基的聚合增大树脂相对分子质量,形成最终涂膜.自氧化干燥的关键步骤是不饱和树脂与氧反应生成氢过氧化物.水溶性醇酸树脂与溶剂型醇酸树脂具有相同的干燥机理,但水溶性醇酸树脂因为制备过程和所含成分的不同其干燥过程又有自己的特点.水溶性醇酸树脂的干燥速率一般比相应的溶剂型醇酸树脂的干燥速率小,美国堪萨斯市涂料协会研究比较了以同类醇酸为基料配制的水稀释涂料和溶剂型涂料,用数据作曲线导出了两者间的干性通式:Y=+1(其中,Y是水稀释醇酸的干燥时间,X是溶剂型醇酸的干燥时间,h表示时间).主要原因是氧在水中比在一般溶剂中溶解度小,加上单态氧在水中的活泼期极短,致使醇酸吸氧较慢导致水稀释醇酸的干燥时间慢.而且,树脂种类、金属催干剂的含量和种类、施工环境的湿度、温度和溶剂组成、贮存时间、温度、颜填料种类也会影响涂膜干燥性能.很多涂料在成膜时的干燥效果并不理想,需要使用催干剂,催干剂就是自氧化干燥过程的催化剂.水溶性醇酸树脂的催干剂的选择和使用与溶剂型醇酸树脂不同,所用的催干剂要能水溶,且常要在中和树脂之前,将催干剂分散到树脂中或加入合适的分散剂与中和剂配合使用,使催干剂稳定分散到水溶性体系中.目前研究较多的是将催干促进剂如二吡啶基化合物与新型聚合型催干剂如Ne、Al 和Ba联合使用,也可用稀土化合物作催干剂.孙曰圣等人对各种稀土离子作了筛选研究,最终推荐了一种新的催干剂体系即钴/铈或钴/混合稀土.改性方法研究水稀释醇酸树脂的相对分子质量比相应的溶剂型树脂的相对分子质量低,涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性差、耐腐蚀性差,气干型醇酸树脂受日光照射易变黄、户外耐候性不佳.为了提高水溶性醇酸树脂的性能,有必要对醇酸树脂进行改性.醇酸树脂分子具有极性主链和非极性侧链,使其能够和许多树脂及化合物较好的混溶,为醇酸树脂进行各种物理改性创造了条件;醇酸树脂分子上具有羟基、羧基和双键等反应性基团,可以通过化学合成的途径引入其它分子,是化学改性醇酸树脂的基础.因此,可用多种途径对醇酸树脂进行改性.苯乙烯改性苯乙烯改性醇酸树脂涂料具备三大特点:粘接力强、耐水性好、干燥速度快.苯乙烯改性醇酸树脂的基本方法有双键共聚法、官能化苯乙烯改性法及偶氮酯自引发聚合法.双键共聚法双键共聚法是苯乙烯与含共轭双键的植物油、脂肪酸或醇酸树脂发生共聚反应的方法.由于它是由未改性的醇酸树脂、苯乙烯均聚物和苯乙烯接枝共聚物三者混合而成,树脂组分不均匀,故还存在与其它树脂的相容性较差,贮存稳定性差等不足.为了得到优良的苯乙烯共聚产品,大量的研究者对共聚反应的工艺和原料进行了改进.Qu等人利用苯乙烯共聚改性的顺酐醇酸树脂提高了普通苯乙烯改性醇酸树脂的耐溶剂性能、贮存稳定性等性能,拓宽了原料的选择范围,降低了改性树脂的成本,扩大了改性树脂涂料的应用领域.官能化苯乙烯改性法官能化聚苯乙烯改性醇酸树脂是指在聚苯乙烯分子上引入具有反应活性的基团,将聚苯乙烯链引入到醇酸分子上.官能化苯乙烯改性醇酸树脂的优点有:(1)原料油或脂肪酸在选择上有较大的自由度,可以不用含有共轭双键的油或脂肪酸;(2)可以在醇酸树脂分子中引入最大限度的聚苯乙烯链段,而不影响树脂体系的透明性;(3)树脂组分均匀,树脂涂膜的耐酸、碱、盐及耐溶剂性能优异;(4)拓宽了改性醇酸树脂的原料选择途径.偶氮酯自引发聚合法偶氮酯自引发聚合是将含有偶氮基的小分子物质与植物油的醇解物或高羟值醇酸树脂即多元醇的羟基反应,生成聚偶氮酯,然后利用聚偶氮酯的热分解产生自由基,引发苯乙烯聚合得到醇酸树脂分子上含有聚苯乙烯的共聚物.偶氮酯自引发聚合工艺的优点如下:可以在无共轭双键油、脂肪酸或氧化油的存在下将醇酸树脂苯乙烯化;反应不需任何引发剂或催化剂;接枝活性点在多元醇分子骨架上,避免产生大量的聚苯乙烯均聚物.但该法工艺耗时长(20h左右)且苯乙烯的转化率低(60%～75%),因此工业化生产有一定的限制.丙烯酸改性丙烯酸改性醇酸树脂的方法有:冷混拼用法、双键共聚法和利用两个组分基团间的反应.冷混拼用就是用聚丙烯酸酯与醇酸树脂通过物理方法混溶以提高醇酸树脂物理化学性能的方法.Bakule用该法制备出了物理化学性能较好的涂膜,并能满足低VOC含量的要求.双键共聚法就是丙烯酸类单体与含有双键和共轭双键的醇酸树脂的共聚.该法改性后的醇酸树脂涂膜的耐水性、耐碱性、耐久性、耐候性、干率和硬度均有较大提高.但是该共聚物体系中会残留部分未反应的丙烯酸单体,这会导致贮存稳定性下降,耐溶剂性差等不足.通过调整工艺和配方,改变引发剂种类、添加链转移剂能使这些弊病得到一定程度的克服.利用两个组分基团间的反应有三种方法,即保留双键法、单甘油酯法和脂肪酸法.Levine将反应性丙烯酸树脂与干性油脂肪酸、间苯二甲酸和三羟甲基丙烷及偏苯三酸酐一起反应合成了改性水溶性醇酸树脂.Kuzma等用多官能度体系改性水溶性醇酸树脂的干率、耐候性等性能时发现,在反应后期加入5%三羟甲基丙烷三丙烯酸酯可提高水溶性醇酸树脂的性能.从总体上看,丙烯酸改性醇酸树脂比苯乙烯改性醇酸树脂具有更好的耐候性、保光性以及耐刮伤性.因而,对醇酸树脂的丙烯酸改性是一个很有发展前景的研究领域.有机硅改性有机硅改性醇酸树脂有物理法和化学法两种方法.物理法虽然通过简单的混合便大大改进了醇酸树脂的耐候性,但仍有一定的缺陷,故此法已被淘汰.化学法是将有机硅中间体与三羟甲基丙烷、间苯二甲酸和脂肪酸一起反应得到一种含羟基的预聚物,然后与偏苯三酸酐反应再进行水性化而得到的聚合物.通过化学方法改性的水性醇酸树脂涂料具有与水溶性醇酸树脂类似的施工性能,而且其干燥性能、耐候性(10年以上)、耐久性、耐热性、抗粉化性和耐水解性都得到改善,并且还显示出优良的外观和耐水性.其他改性方法其他的改性方法还有聚氨酯改性、纳米材料改性、环氧树脂改性、硝基纤维素改性、氯化橡胶改性等.Chen等将自制的粒径较小的纳米氧化物用于改性醇酸树脂涂料,结果发现纳米醇酸树脂涂料的抗菌性能和耐酸耐碱性能均优于普通的醇酸树脂涂料.Rokicki等人采用单烯丙基甘油醚改性的醇酸树脂综合性能优良,Knox采用顺酐化脂肪酸合成水溶性醇酸树脂,较传统偏苯三酸酐醇酸树脂大大提高了综合性能.3 水溶性醇酸树脂涂料的应用铁道车辆近二十年来,铁道车辆用涂料及涂装经历了几次变化,涂料档次和涂装工艺水平有较大的提高.涂料品种中的底漆由酚醛、醇酸铁红或磁化铁防锈漆改为环氧酯磷酸锌或铬酸锌底漆,腻子由酯胶、石膏腻子逐步改为环氧酯或不饱和聚酯腻子,面漆则由丙烯酸改性醇酸、脂肪族聚氨酯替代了普通醇酸漆.汽车工业汽车涂料产量占涂料总产量的15%～20%,在涂料工业中占有举足轻重的地位.汽车涂料主要包括底漆、中涂漆和面漆.在我国,水溶性醇酸树脂涂料早已在阳极电泳底漆中得到应用,但还需要得到进一步发展,在中涂漆和面漆中的应用也需要做进一步的研究.国外车身涂料底漆用的主要漆基就包括各种改性的醇酸树脂、环氧树脂等优质的水溶性树脂.船舶工业钢铁船舶保护的最主要方法是涂装,船舶涂料按使用部位的不同分为水上部位涂料、水线区涂料和水上部位涂料.醇酸树脂涂料一直是水上部位的主用涂料,而且已经实现水性化.在所有船舶涂料品种中,醇酸防锈漆和醇酸船壳漆也一直是近20年来我国海洋船舶的主流品种,美国海军则以有机硅改性醇酸为主.另外,苯乙烯改性涂膜由于具有较好的耐水性一直是我国内河船舶漆首选产品.建筑领域醇酸树脂涂料在建筑领域应用历史悠久,需求量巨大,当使用水溶性醇酸树脂涂料时可具有与树脂相同或更好的涂装效果.但是目前国内的内、外墙涂料以中低档水性涂料为主,在高档产品的研发和市场推广方面显得力不从心.丙烯酸醇酸涂料光泽度高,实干时间(6～8h)较短、保色保光性优于传统醇酸树脂,并且涂膜性能良好,易刷涂施工,是目前国内最佳的民用漆品种.4 水溶性醇酸树脂研究的发展趋势与其它种类树脂漆相比,水溶性醇酸树脂的优势在于使用大量的植物油或脂肪酸,对石油产品的依赖性较小,以空气/氧气方式固化,从而使得树脂固化成本较低,且其涂膜的水蒸气透过率较低,具有良好的防潮性能.尽管我国醇酸树脂工业已有相当规模,其水性化研究也已有一定规模,但与发达国家相比仍有很大差距,主要是产量有限,应用普及程度不高,技术水平较低,人均消费量极低,而且,我国水溶性醇酸树脂涂料品种较少,产品性能较差,许多特种原料、助剂、半成品、最终制品还需进口.在国外涂料企业纷纷步入中国市场的今天,国内同行只有大力开发具有自主知识产权的高性能涂料才能赶超世界先进水平.水溶性醇酸树脂继承了传统醇酸树脂的优点,而且可以通过改性来获得良好的耐候性、耐水性、耐腐蚀性等性能,同时,以醇酸树脂作为水性涂料,大大降低了VOC含量,顺应了环保要求,其市场前景广阔.。
第4章 涂料配方基本原理
（二）防腐颜料
A、红丹（PbO2· 2PbO） 红丹为橘红色的碱性合成颜 料，是钢铁表面最优良的防锈颜料，其分子结构可看作是 铅酸铅。红丹往往含有一定量的黄丹（PbO），黄丹的皂 化活性比红丹强，防锈性也更好，但涂料稳定性变差。此 类防锈颜料易使高酸性漆料迅速变稠，另外它的毒性较大， 现代涂料已很少使用。 B、碱式硅铬酸铅（PbO· 3· 2） 是一种暗淡橘 CrO SiO 黄色的低着色力防腐颜料，常与其他颜料一起使用，给予 良好的防锈性能。 C、磷酸锌[Zn3(PO4)2] 白色不溶性防腐蚀颜料，适 用于各种涂料介质，防腐性一般 ，并且无毒、无污染。
第四章 涂料配 方基本原理
4.1 涂料的基本组成
成膜物质、颜料、溶剂、助剂。 4.1.1 颜料和体质颜料 不含颜料和体质颜料的透明体称为清漆； 含有颜料和体质颜料的不透明体称为色漆； 加有量体质颜料的稠厚浆状体称为腻子。 定义： 颜料是一种微奶粉末状的有色物质，它不溶 于水或油的介质中，而能均匀的分散在介质中，涂于物体 表面形成色层，呈现一定的色彩。
2、黄色颜料 A、铅铬黄（PbCrO4） 又称铬黄，该颜料有毒性，颜 色由浅黄至深黄，分别为柠檬黄（PbCrO4· PbO/PbCrO4）、 橘铬黄（PbCrO4· PbO）等五种。它是底漆、面漆应用较多 的一种黄色颜料。 B、锌铬黄（ZnCrO4） 又称锌黄，有良好的耐光性， 但遮盖力较差。 C、铁黄（Fe2O3· 2O） 有良好的耐光、耐碱性，但不 H 耐酸和高温，在150℃转变为铁红。可用于户外烘漆中。
（二）增塑剂 用于增加脆性涂膜柔韧性的有机添加剂叫增塑剂。 脆性树脂可通过共聚改性的这种内增塑方法来赋予长 期韧性 。涂料生产中，都采用方便的外增塑方法。外增塑 就是采用与脆性树脂相容的非挥发液体来增塑，或拼混柔 性树脂，如醇酸树脂改性氯化橡胶。 1、氯化石蜡 主要用于氯化橡胶和乙烯基漆中，对涂 膜的耐化学性无不利影响。最大用量可达50%。 2、邻苯二甲酸二丁酯 这是一种应用广泛的增塑剂， 与许多树脂相容，中等抗泛黄性，但有一定的挥发性。
涂料色浆配方指南
涂料色浆配方指南标题：涂料色浆配方指南：探索配方背后的科学与艺术引言：涂料色浆是涂料行业中不可或缺的一部分，它们为我们提供了丰富的颜色选择和创造力的表达。
然而，在实际应用中，有效地配制涂料色浆并非易事。
本文将深入探讨涂料色浆配方的关键方面，结合科学和艺术的角度，为您阐述如何通过混合不同颜色和添加剂来获得所需的色彩效果。
第一部分：理解涂料色浆的基础知识1. 涂料色浆的定义和分类：详细介绍涂料色浆的定义以及常见的分类，包括颜料色浆和添加剂色浆。
2. 色彩理论和色彩模型：解释色彩理论的基本原理，介绍常用的色彩模型（如RGB、CMYK）以及它们在涂料配方中的应用。
第二部分：涂料色浆配方的科学原理1. 颜料选择与特性：探讨颜料的选择对色彩效果的影响，并介绍不同颜料特性的解释和评估方法。
2. 配方设计与比例控制：讲解涂料色浆配方的基本步骤，包括调整颜料比例、校正波长以及计算浓度和粘度参数等。
第三部分：涂料色浆配方中的实践技巧1. 配方优化与调整：介绍如何通过实验和经验来优化涂料配方，并就常见问题（如色差）给出解决方案。
2. 添加剂的选择与影响：探讨添加剂对涂料色浆性能的影响，如流变特性、耐久性和干燥时间等，并提供常见添加剂的使用指南。
第四部分：涂料色浆配方的艺术实践1. 创意与表达：探索色彩在艺术和设计中的表达方式，以及如何借助涂料色浆的配制来实现创意和个性化效果。
2. 调色技巧和实用建议：分享专业调色师的经验，包括如何通过配色规律和调色工具来实现精确的配方。
总结与展望：通过本文，我们深入了解了涂料色浆配方的科学和艺术背后的原理。
我们了解了色彩理论和色彩模型的基本概念，学会了利用颜料的特性和比例控制来配制具有预期效果的涂料色浆。
同时，我们也意识到在色彩创作和表达中，艺术和创造力的角色同样重要。
希望这篇文章能够为您提供有关涂料色浆配方的综合指南，并帮助您在实践中取得更好的效果。
观点和理解：涂料色浆配方涉及到科学和艺术的结合。
涂料配方的基本知识
涂料配方的基本知识1. 涂料的定义和分类涂料是一种涂覆在物体表面，用于保护、美化或改变物体性质的材料。
根据成膜机理和用途，涂料可以分为以下几类：•环氧涂料：由环氧树脂和固化剂组成，具有优异的耐化学腐蚀性和机械性能，常用于金属表面防腐蚀。
•聚氨酯涂料：由聚氨酯树脂和固化剂组成，具有良好的耐磨性和耐候性，常用于汽车、家具等领域。
•丙烯酸涂料：由丙烯酸树脂、溶剂和助剂组成，具有良好的附着力和耐候性，广泛应用于建筑装饰。
•水性涂料：以水为分散介质的涂料，环保无毒，使用方便。
常见的水性涂料包括乳胶漆、水溶性木器漆等。
2. 涂料配方中的主要组分涂料配方是指将各种原材料按一定比例混合制成涂料的过程。
涂料配方中的主要组分包括：•树脂：树脂是涂料的主要固化剂，可以使涂料形成坚硬的膜。
常见的树脂有环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂等。
•溶剂：溶剂用于调节涂料的粘度和流动性，有助于树脂和颜料的分散。
常用的溶剂有醇类、酯类、酮类等。
•助剂：助剂是指在涂料中起辅助作用的物质，如稀释剂、消泡剂、防霉剂等。
•颜料：颜料是涂料中用于赋予色彩和遮盖力的物质，可以分为颜料颗粒和填充性颜料两种。
3. 涂料配方设计原则涂料配方设计需要考虑以下几个原则：•耐久性：涉及到使用环境和预期寿命，不同应用场景对耐久性要求不同，需要选择合适数量和类型的树脂、助剂等。
•施工性能：涉及到涂料的粘度、干燥时间等，需要根据施工方式和要求进行调整。
•安全性：涉及到使用过程中的安全性和环境友好性，需要选择无毒、低挥发性的原材料。
•经济性：涉及到原材料成本和生产效率，需要在满足其他要求的基础上尽量降低成本。
4. 涂料配方的步骤涂料配方的步骤包括：1.确定涂膜厚度和颜色要求：根据使用环境和美观要求确定涂膜厚度和颜色。
2.选择树脂：根据耐久性要求选择合适数量和类型的树脂。
3.选择溶剂：根据粘度调节需求选择合适数量和类型的溶剂。
4.添加助剂：根据特殊需求添加助剂，如稀释剂、消泡剂等。
涂料配方的基本原理
挥发性及毒性均大于二甲苯。 ✓ 在挥发性涂料中，要求有较快的挥发性和较好的溶解力，甲苯
用量较多；在热喷涂用热塑性漆和烘漆中，多选用挥发速度适 中的二甲苯。
f
=
1 w +1−w
p b
PVC > CPVC： f
=
1 w
1
p CPVC
CPVC = w f p
往纯树脂膜添加颜料，涂膜密度增加，到CPVC点时，由 于孔隙产生，涂膜密度开始下降。
➢ 拉伸强度和黏结强度
在CPVC处，漆膜的拉伸强度和黏结强度达到最大值。
b. 渗透性质 ➢ 生锈：涂装过的黑色金属表面出现锈迹，导致金属腐蚀。 ➢ 起泡：底材表面产生的气体在涂层下产生的气泡。
3.1.2 溶剂
◆ 涂料用溶剂主要有各种醇类、酮类、酯类以及脂肪烃 类、芳香烃类等有机溶剂。
✓ 溶解涂料树脂； ✓ 帮助成膜物质流平； ✓ 调节干燥时间和固化反应，获得满足要求的漆膜。
① 溶剂对涂料树脂的溶解性
H M
=
V1（2 1
−
）2
2
Hildebrand溶度公式
式中：△HM－混合热； Φ－体积分数；δ－溶度参数；1，2 －溶剂和溶质；V－溶液总体积
b. 乳胶粒子的大小
❖ 乳胶粒粒径↘，LCPVC 值↗。 ❖ 小粒径的乳胶粒容易进入颜料粒子间，使颜料粒子紧密接触。
c. 助成膜剂
❖ 挥发性增塑剂，促进乳胶粒子的塑性流动和弹性形变，提高 LCPVC。如乙二醇、丙二醇等。
❖ 用量过多，会发生早期凝聚现象，降低LCPVC。
3.2.4 涂料配色
涂料配方基本原理PPT讲稿
4.1 涂料的基本组成
成膜物质、颜料、溶剂、助剂。 4.1.1 颜料和体质颜料
不含颜料和体质颜料的透明体称为清漆； 含有颜料和体质颜料的不透明体称为色漆； 加有大量体质颜料的稠厚浆状体称为腻子。
定义： 颜料是一种微奶粉末状的有色物质，它不溶于 水或油的介质中，而能均匀的分散在介质中，涂于物体表 面形成色层，呈现一定的色彩。
几乎没有遮盖力和着色力，但能提高漆膜的厚度，故又称 填料。
1、重晶石（BaSO4） 天然重晶石粉坚硬致密、密度大， 有良好的耐酸耐碱性，吸油量低，对各种基料适用，并使 涂膜坚硬，不透紫外线。该填料的最大缺点是沉降性大 。
2、瓷土（Al2O3·2SiO2·2H2O） 又称高岭土、白土。少 量的这种微细粉末便使涂料流动性产生很大影响，可防止 颜料的沉降。多用于底漆、半光面漆、高黏度低颜料分漆 及乳胶漆中。
B、碱式硅铬酸铅（PbO·CrO3·SiO2） 是一种暗淡橘黄 色的低着色力防腐颜料，常与其他颜料一起使用，给予良 好的防锈性能。
C、磷酸锌[Zn3(PO4)2] 白色不溶性防腐蚀颜料，适用于 各种涂料介质，防腐性一般 ，并且无毒、无污染。
（三）体质颜料 体质颜料是不溶于胶黏剂和溶剂的涂料助剂，它对漆膜
由浅黄至深黄，分别为柠檬黄（PbCrO4·PbO/PbCrO4）、橘 铬黄（PbCrO4·PbO）等五种。它是底漆、面漆应用较多的 一种黄色颜料。
B、锌铬黄（ZnCrO4） 又称锌黄，有良好的耐光性，但 遮盖力较差。
C、铁黄（Fe2O3·H2O） 有良好的耐光、耐碱性，但不耐 酸和高温，在150℃转变为铁红。可用于户外烘漆中。
涂料用铁蓝常选用青光铁蓝，尤其是在配淡蓝、天蓝、 湖蓝等浅蓝色时。
B、群青（3Na2O·3Al2O3·6SiO2·2Na2S） 它粒粗质硬易 沉淀，有良好的耐光、耐热和耐碱性，但不耐酸，着色力 和遮盖力均较差，但它是无机颜料中最鲜艳的 。 5、红色颜料
涂装处理中的涂料配方设计技术
涂装处理中的涂料配方设计技术涂料配方设计技术是涂装处理中不可忽视的关键环节之一。
涂料的成分、含量及其组合方式会直接影响涂层的性能特点，从而影响整个涂装过程。
涂料的基础成分有溶剂、固体分、助剂等。
它们分别负责不同的作用，如溶剂可以溶解固体分使之涂布，助剂可以改变涂膜的表面性质等。
在制定涂料配方的时候，需要根据具体的需求和要求进行配比和组合。
涂料的类型也有多种，如丙烯酸酯、醇酸树脂、硅树脂、环氧树脂、聚氨酯等。
每种涂料都具有不同的特性，需要通过配方设计实现优化。
比如，丙烯酸酯涂料具有良好的附着力和耐候性，适用于室内外多种基材的涂装，但其强度、硬度不高，需要根据涂装对象的要求进行配制。
在涂料配方的设计过程中，第一步是进行实验室的初步筛选。
将需要的成分按照一定的质量比例混合，然后进行物理压片、涂画反应板等实验，观察其性能特点和涂膜的质量。
如果满足要求，通过实验室小试后再进行中试和批量生产。
涂料配方设计的优化也需要看具体情况。
比如在耐磨性方面，可以添加颗粒填料、改变交联剂的类型等；在抗氧化方面，可以添加UV吸收剂、抗氧化剂等。
涂料配方的优化需要根据涂装对象和使用环境考虑。
比如对于汽车的涂装，需要考虑其防腐、耐磨、抗热等特性。
涂装处理中的涂料配方设计技术也在不断发展。
近年来，随着环保意识的不断提高，无溶剂、低VOC的涂料备受青睐。
同时，涂料的智能化也成为发展趋势，如通过添加电子元件实现涂膜电路化等。
涂料的配方设计最终的目的是为了满足涂装对象的要求和环保标准，并提升涂层的耐久度和美观度。
总之，涂料配方设计技术在涂装处理中的重要性不言而喻。
通过合理的配方设计，可以实现涂膜的优化，并提升整个涂装过程的效率和质量。
工业化学中的涂料配方设计与优化
工业化学中的涂料配方设计与优化在工业化学中，涂料配方设计与优化是一个非常重要的领域。
涂料是一种广泛应用于建筑、汽车、船舶等诸多领域中的化学制品，其性能直接关系到涂装表面的质量和使用寿命。
因此，如何设计一组性能优异、成本低廉的涂料配方，是工业化学领域中的一大难题。
本文将从涂料配方的组成、性能指标、配方设计和优化等方面对此进行探讨。
涂料配方的组成涂料配方一般由溶剂、树脂、填料、助剂和颜料等组成。
其中，溶剂是用来将其他成分溶解或分散的介质，通常使用有机溶剂，如酮类、醇类等。
树脂是涂料中最重要的成分之一，它负责涂料的粘附力和耐久性。
填料则主要用来增加涂膜的硬度、强度和耐磨性等，常见的填料有氧化铝、硅酸钙等。
助剂则是用来调节涂料的流变性、粘度等性能的物质。
颜料则是用来赋予涂料颜色和外观的材料。
性能指标涂料的性能指标包括干燥速度、附着力、硬度、耐化学性、耐候性、耐热性、耐磨性和美观度等。
其中，附着力是指涂膜与基材之间的牢度程度；硬度则直接关系到抗刮擦、抗磨损的能力；耐化学性是指涂料在化学药品侵蚀下的耐受性；耐热性则是指涂料在高温下的不变形和不变色性能；耐候性是指涂料在阳光、风雨、冰雪等严峻气候条件下的耐受性；美观度则是一种主观指标，通常包括颜色、光泽和表面平整等。
配方设计与优化涂料配方的设计和优化是一个极其复杂的过程，通常需要进行大量的试验和分析。
涂料的配方设计必须考虑各种性能指标的平衡，以达到最佳的性能和成本效益。
具体优化过程中，除了需要考虑成分配比外，还需要考虑制备工艺、施工条件等因素对产品性能的影响。
在涂料配方设计中，先要确定涂料的用途和性能指标，并选择合适的树脂、填料、助剂和颜料等成分。
然后进行成分的优化配比和配方的初步设计。
随后，通过原料的选用和混合、过滤、分散、稳定化等工艺参数的优化，得到最终的成品。
最后，对涂膜进行检测，以确定涂料是否达到标准。
在涂料配方优化过程中，往往需要借助统计分析方法，以便在产品性能指标间建立数学模型。
第十二章 涂料配方原理
第十二章涂料配方设计第一节概述涂料是一个多组分体系，也是一个配方产品，一般不能单独作为工程材料使用，必须涂装在基材表面与被涂器件一起使用，由于基材和使用环境不同，故对涂膜的性能也提出种种不同的要求，而涂料配方中各组分的用量及其相对比例又对涂料的使用性能(如流平性、干燥性等)和涂膜性能(如光泽、硬度等)产生极大的影响，对涂料必须进行配方设计方能满足各方面要求。
涂料配方设计是指根据基材、涂装目的、涂膜性能、使用环境、施工环境等进行涂料各组分的选择并确定相对比例，并在此基础上提出合理的生产工艺、施工工艺和固化方式。
总的来说，涂料配方设计需要考虑的因素包括：基材、目的、性能、施工环境、应用环境、安全性、成本等。
由于影响因素千差万别，建立一个符合实际使用要求的涂料配方是一个长期和复杂的课题，需要进行必要的试验并且根据现场情况进行调整，才能得到符合使用要求的涂料配方。
第二节涂料基本组成涂料一般由成膜物、颜料、溶剂和稀释剂、助剂组成，涂料施工后，随着溶剂和稀释剂的挥发，成膜物干燥成膜。
成膜物可以单独成膜，也可以粘结颜料等物质共同成膜，所以随着石油工业的发展，合成树脂已经取代油料和天然树脂广泛应用于涂料工业，主要应用的合成树脂包括环氧树脂，聚氨酯树脂，醇酸树脂，丙烯酸树脂，氨基树脂、有机硅树脂氟碳树脂等，选择涂料用树脂主要基于树脂的结构和性能，基材的性质、使用环境、施工环境、成本等因素。
（1）环氧树脂环氧树脂（Epoxy rein）泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族链段为主链的高分子预聚体。
涂料用环氧树脂环氧当量大多在180-3200之间：环氧当量在180-475之间的环氧树脂主要用于双组分低温固化体系，环氧当量在700-1000之间的环氧树脂主要用于环氧酯体系；环氧当量为1500-3200的环氧树化主要用于高温烤漆，分子量在50000以上的可直接用作热塑性涂料。
目前市面上环氧树脂主要是双酚A型环氧树脂，即双酚A缩水甘油醚（DGEBA），由双酚A(DDP)与环氧氯丙烷(ECH)反应制得，目前实际使用的环氧树脂中70％以上属于这种环氧树脂，其结构如下：C CH33OCH2CH2CH CH2O CHCH2O CCH33O CH CH2OO CH2n从化学结构中可以看出，双酚A型环氧树脂的分子具有一下特征：○1两端为反应活性很强的环氧基；○2分子主链上有许多醚键；○3树脂分子链有许多仲羟基，可以看成一种长链的多元醇；○4分子链上有大量苯环、次甲基和异丙基；环氧树脂稳定性好，未加入固化剂可放置一年以上；树脂工艺性好，能溶于多种溶剂。
uv涂料 混和溶剂设计原理
uv涂料混和溶剂设计原理以uv涂料混合溶剂设计原理为题，本文将从以下几个方面探讨：UV涂料的特性、溶剂的作用、混合溶剂设计原理以及实际应用。
一、UV涂料的特性UV涂料是一种能够在紫外线照射下快速固化的涂料。
它主要由树脂、助剂和光引发剂三部分组成。
树脂是UV涂料的主要成分，可提供涂膜的附着力、硬度和耐磨性。
助剂在涂料中起到调节流变性、增加粘度和改善涂膜性能的作用。
光引发剂则是实现涂料在紫外线照射下固化的关键。
二、溶剂的作用溶剂在涂料中起到溶解树脂、调节涂料粘度和流变性的作用。
常见的溶剂有丙酮、甲醇、二甲苯等。
溶剂的选择应考虑到其与树脂的相容性以及对涂膜性能的影响。
过量的溶剂会导致涂料流变性过低、涂膜干燥时间延长；而溶剂过少则会导致涂料粘度过高、涂膜不易流平。
三、混合溶剂设计原理混合溶剂的设计是为了在满足涂料性能要求的同时，兼顾涂料流变性和干燥时间。
在混合溶剂设计中，需要考虑以下几个因素：1. 溶剂的挥发性：挥发性较低的溶剂能够延长涂料的开放时间，使涂料更容易流平；而挥发性较高的溶剂则会加快涂膜的干燥速度。
2. 溶剂的溶解力：不同的树脂对溶剂的溶解力要求不同，需要选择与树脂相容的溶剂，以确保涂料的稳定性和涂膜的附着力。
3. 溶剂的粘度：粘度过高的溶剂会使涂料流动性差，不易涂布；而粘度过低的溶剂则会导致涂膜流平性差。
4. 溶剂的毒性和环境影响：在混合溶剂设计中，也需要考虑溶剂的毒性和对环境的影响，选择对人体和环境安全的溶剂。
四、实际应用在实际应用中，根据涂料的具体要求和使用环境，可以进行不同的混合溶剂设计。
例如，在需要较长开放时间和良好流平性的情况下，可以选择挥发性较低的溶剂，并适当调整溶剂的比例以控制涂料的粘度。
而在需要加快涂膜干燥速度的情况下，可以选择挥发性较高的溶剂，并适当增加溶剂的比例。
还可以根据不同树脂的特性和需求，选择与之相容的溶剂进行混合。
在混合溶剂的设计过程中，需要进行实验室试验和涂料性能测试，以确保混合溶剂设计的效果符合要求。
涂料颜料的分散和稳定化原理及配方设计
涂料颜料的分散和稳定化原理及配方设计沈浩清华大学(深圳)研究院深圳51805一、涂料的颜料研磨分散和稳定化原理1.颜料在树脂中的分散涂料是由树脂、颜料、溶剂和助剂组成的,有颜料的涂料叫色漆。
初看起来,只要将树脂、颜料、溶剂等混合成均匀体系,将其涂布于工件表面上,形成一层均匀薄膜就可以了。
但实际上要达到这一目的并非易事。
在涂料体系中,相界面非常多,各组成间的相互作用十分复杂,这种体系极不稳定,容易发生分离现象。
而色漆的生产就是要得到一个相对稳定的、分离现象被消除或大大延缓的液态体系。
这种液态体系仍是非均相的,但看上去是均匀的,施工后的漆膜是均匀的,各部分的性能也是一致的。
为此,色漆的生产必须通过有效的加工将颜料均匀地分散在树脂中,形成以颜料为分散相,以树脂为连续相的非均相分散体系。
保证颜料始终处于良好的分散状态,是色漆制造的首要问题,也是难点和涂料制造的精彩部分。
2.颜料的分散过程颜料在树脂中的分散过程比较复杂,它至少要经过三个过程,即润湿过程、解聚过程和稳定过程。
这三个过程不是截然分开的,而是同时发生、交替进行的。
三者的关系是:润湿是基础,解聚是为了更充分地润湿,而达到稳定状态是最终目的。
2.1 颜料的润湿过程颜料颗粒表面一般都吸附着一层空气和水分,颗粒间的空隙也被空气所填充。
颜料分散的首要前提是用树脂取代空气和水分,并在颜料的表面上形成一种新的色覆膜。
这种用树脂取代空气和水分并在颜料表面形成新的色覆膜的过程称作润湿过程。
不同的树脂种类对颜料的润湿不同,如醇酸树脂的润湿能力一般比丙烯酸树脂好。
颜料的种类不同,其被润湿的能力也不同。
在涂料中加入润湿分散剂助剂,能大大改善颜料的润湿。
将漆浆静置过夜(预浸泡)再进行研磨,也有利于润湿分散。
2.2 颜料的解聚过程涂料厂购入的颜料均以其原级粒子、附聚体和聚集体的混合体存在。
原级粒子是颜料制造过程中形成的单个晶体或缔合晶体,粒径是微细的附聚体是原级粒子间以边和角相连接结合而成的结构松散的大的颜料粒子团。
油漆配方原理
• 12.3.3 反应成膜
• 反应成膜是指可溶或可溶的低分子量的聚合物涂 覆在基材表面以后，在加温或其它条件下，分子 间发生交联反应形成三维网状结构而转变为坚韧 的薄膜的过程，是热固性油漆的共同成膜方式， 其中如含干性油或者半干性油的不饱和聚酯油漆、 醇酸树脂油漆等通过氧气发生氧化交联反应成膜， 环氧树脂与多元胺或者酸酐反应交联成膜，多异 氰酸酯与含羟基低聚物如聚醚多元醇反应生成聚 氨酯成膜，有机硅树脂通过烯氢加成反应成膜， 光固化油漆通过自由基或阳离子聚合成膜等。
涂料招商
油漆配方设计
• 12.1 概述
• 油漆是一个多组分的配方产品。由于基材和使用 环境不同，对涂膜的性能也提出种种不同的要求， 油漆配方中各组分的用量及其相对比例又对油漆 的施工性能(如流平性、干燥性等)和涂膜性能(如 光泽、硬度等)产生极大的影响，对油漆必须进行 配方成
• 油漆一般由成膜物、颜（填）料、溶剂（或稀释 剂）和助剂组成。油漆施工后，随着溶剂和稀释 剂的挥发，成膜物干燥成膜。成膜物可以单独成 膜，也可以粘结颜（填）料等物质共同成膜，所 以也称粘结剂，它是油漆的基础物质，常称为基 料、漆料和漆基。
表12-1 油漆的基本组成
组
成
原 油料
• 12.3.4 成膜过程表征
• 目前，红外光谱、原子力显微镜、动态热机械分 析、差示扫描量热分析、透射电镜、扫描电子显 微镜、小角度中子散射、直接无辐射能量转移、 动态二次离子质谱、激光共聚焦荧光显微技术等 已经广泛用于成膜过程表征。透射电镜可以观察 涂膜形态研究胶乳成膜过程，差示扫描量热分析 可以测定树脂的玻璃化温度以及研究固化动力学 确定固化工艺，原子力显微镜可在立体三维上观 察涂膜的形貌。
• 12.2.4 助剂
• 助剂用量虽少，但对油漆的生产、储存、施工、 成膜过程及最终涂层的性能有很大影响，有时甚 至可起关键作用，随着油漆工业的发展，助剂的 种类日趋繁多，应用愈来愈广，地位也日益重 要． • 常用助剂包括颜料润湿剂、分散剂、流平剂、消 泡剂、催干剂、增塑剂、防霉剂、防紫外线剂、 流变剂等。
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水溶性醇酸树脂综述1 概述醇酸树脂是美国通用电气公司Kienle 于1927 年提出的,它是以多元醇、多元酸以及脂肪酸为主要原料,通过缩聚反应而制得的一种聚合物 . 由于合成技术成熟、原料易得、树脂涂膜综合性能好,醇酸树脂已成为合成树脂中用量最大、用途最广的品种之一. 但是,同其它溶剂型涂料一样,传统的醇酸树脂涂料含有大量溶剂(质量比大于40 %) ,在生产施工过程中会严重危害环境和操作人员的身体健康. 近年来,世界各国环保法规日益严格,传统的溶剂型涂料受到越来越大的挑战,涂料的水性化、高固体化趋势日益明晰.水溶性涂料是在成膜聚合物中引进亲水的或水可增溶的基团,使其成为可以水为溶解介质的一种涂料,它是20 世纪60年代发展起来的一类新型的低污染、省能源、省资源涂料. 由于其优点明显,涂料水溶性的研究应用已引起了广泛的关注并取得了重要进展. 水溶性醇酸树脂涂料是新的发展趋势,得到了大量的研究开发 .2 水溶性醇酸树脂涂料的研究现状2. 1 合成树脂的原料用于合成醇酸树脂的原料有:植物油或脂肪酸、多元醇、多元酸、共溶剂和中和剂等. 各种原料的作用不同,对水溶性醇酸树脂性能的影响也不同.植物油或脂肪酸合成醇酸树脂常用的植物油有豆油、亚麻油、红花油、(氢化或脱水) 蓖麻油、葵花籽油、桐油、椰子油等.其中蓖麻油、氢化蓖麻油合成的醇酸树脂水溶性最好,椰子油次之,脱水蓖麻油、豆油、亚麻油较差.多元醇常用于合成醇酸树脂的多元醇有甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷. 由甘油制备的醇酸树脂水溶性、干率和树脂的稳定性较差. 季戊四醇反应较甘油活泼,一般与二元醇或三元醇配合使用,使用时要遵循“多元醇摩尔数大于多元酸摩尔数”的规则. 三羟甲基丙烷形成的树脂的水解稳定性较甘油或季戊四醇形成的醇酸树脂有明显提高.多元酸常用于合成醇酸树脂的多元酸有邻苯二甲酸或其酸酐(苯酐) 、间苯二甲酸、己二酸、马来酸、偏苯三酸等. 苯酐价格便宜,酯化反应温度低,反应平稳易控制,但它容易形成半酯使树脂相对分子量降低,进而导致涂膜干燥时间延长,硬度降低. 采用间苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐或不饱和二元顺酐代替部分苯酐可使以上某些缺陷得以弥补.中和剂中和剂是将阴离子树脂中的羧酸中和成可溶性盐的试剂,是水溶性醇酸树脂制备过程中必不可少的成分. 中和剂的碱性强度、胺的相对分子质量、在水中的溶解度、挥发速度等能明显影响树脂的水溶性、稳定性、粘度、固化速度及涂膜的泛黄性. 在具体使用时,通常应综合考虑以下几个因素: (1) 挥发性好; (2) 价格便宜,气味小; (3) 对树脂的稳定性好.常用的中和剂有氨、氢氧化钾、三乙胺. 其中三乙胺在常温下挥发速度适宜,其助溶效果比氨水和氢氧化钾都好,此外,三乙胺不会使聚酯产生胺解反应,提高了树脂的稳定性,是较为理想的中和剂. 中和剂的用量应由pH 值确定,一般控制在pH 为7. 5～8. 5.共溶剂共溶剂(也称助溶剂) 的作用是增加树脂在水中的溶解度,调节树脂的粘度,提高树脂的稳定性,改善树脂漆膜的流平性和外观. 助溶剂的选择主要考虑助溶剂的偶合能力、蒸发速度及其降解效应. 常用的助溶剂有正丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚等 .2. 2 醇酸树脂的水性化研究要使醇酸树脂具有水溶性,最重要的是将树脂制成离子型聚合物. 使醇酸树脂水性化的方法有:成盐法该法通过将聚合物中的羧基或氨基分别用适当的碱或酸中和,将聚合物主链转变成阳离子或阴离子,使聚合物溶于水.在聚合物中引入非离子基团法该法在醇酸树脂中加入含羟基或醚基的聚合物作为活性稀释剂,使树脂自行乳化于水中.将聚合物变成两性离子中间体法该法通过合成两性离子型共聚物而得到一种无胺或无甲醛逸出的新型水溶性涂料体系.2. 3 干燥机理研究醇酸树脂的干燥一般遵循自氧化干燥机理:首先不饱和双键吸收氧气形成氢过氧化物,然后氢过氧化物分解生成烷基自由基,通过自由基的聚合增大树脂相对分子质量,形成最终涂膜. 自氧化干燥的关键步骤是不饱和树脂与氧反应生成氢过氧化物.水溶性醇酸树脂与溶剂型醇酸树脂具有相同的干燥机理,但水溶性醇酸树脂因为制备过程和所含成分的不同其干燥过程又有自己的特点.水溶性醇酸树脂的干燥速率一般比相应的溶剂型醇酸树脂的干燥速率小,美国堪萨斯市涂料协会研究比较了以同类醇酸为基料配制的水稀释涂料和溶剂型涂料,用数据作曲线导出了两者间的干性通式: Y= 1. 5X + 1 (其中,Y是水稀释醇酸的干燥时间, X 是溶剂型醇酸的干燥时间,h 表示时间) . 主要原因是氧在水中比在一般溶剂中溶解度小,加上单态氧在水中的活泼期极短,致使醇酸吸氧较慢导致水稀释醇酸的干燥时间慢. 而且,树脂种类、金属催干剂的含量和种类、施工环境的湿度、温度和溶剂组成、贮存时间、温度、颜填料种类也会影响涂膜干燥性能 .很多涂料在成膜时的干燥效果并不理想,需要使用催干剂,催干剂就是自氧化干燥过程的催化剂. 水溶性醇酸树脂的催干剂的选择和使用与溶剂型醇酸树脂不同,所用的催干剂要能水溶,且常要在中和树脂之前,将催干剂分散到树脂中或加入合适的分散剂与中和剂配合使用,使催干剂稳定分散到水溶性体系中.目前研究较多的是将催干促进剂如二吡啶基化合物与新型聚合型催干剂如Ne、Al 和Ba 联合使用,也可用稀土化合物作催干剂. 孙曰圣等人对各种稀土离子作了筛选研究,最终推荐了一种新的催干剂体系即钴/ 铈或钴/ 混合稀土. 2. 4 改性方法研究水稀释醇酸树脂的相对分子质量比相应的溶剂型树脂的相对分子质量低,涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性差、耐腐蚀性差,气干型醇酸树脂受日光照射易变黄、户外耐候性不佳.为了提高水溶性醇酸树脂的性能,有必要对醇酸树脂进行改性. 醇酸树脂分子具有极性主链和非极性侧链,使其能够和许多树脂及化合物较好的混溶,为醇酸树脂进行各种物理改性创造了条件;醇酸树脂分子上具有羟基、羧基和双键等反应性基团,可以通过化学合成的途径引入其它分子,是化学改性醇酸树脂的基础. 因此,可用多种途径对醇酸树脂进行改性.2. 4. 1 苯乙烯改性苯乙烯改性醇酸树脂涂料具备三大特点:粘接力强、耐水性好、干燥速度快. 苯乙烯改性醇酸树脂的基本方法有双键共聚法、官能化苯乙烯改性法及偶氮酯自引发聚合法 .双键共聚法双键共聚法是苯乙烯与含共轭双键的植物油、脂肪酸或醇酸树脂发生共聚反应的方法. 由于它是由未改性的醇酸树脂、苯乙烯均聚物和苯乙烯接枝共聚物三者混合而成,树脂组分不均匀,故还存在与其它树脂的相容性较差,贮存稳定性差等不足. 为了得到优良的苯乙烯共聚产品,大量的研究者对共聚反应的工艺和原料进行了改进.Qu等人利用苯乙烯共聚改性的顺酐醇酸树脂提高了普通苯乙烯改性醇酸树脂的耐溶剂性能、贮存稳定性等性能,拓宽了原料的选择范围,降低了改性树脂的成本,扩大了改性树脂涂料的应用领域 .官能化苯乙烯改性法官能化聚苯乙烯改性醇酸树脂是指在聚苯乙烯分子上引入具有反应活性的基团,将聚苯乙烯链引入到醇酸分子上. 官能化苯乙烯改性醇酸树脂的优点有: (1) 原料油或脂肪酸在选择上有较大的自由度,可以不用含有共轭双键的油或脂肪酸; (2) 可以在醇酸树脂分子中引入最大限度的聚苯乙烯链段,而不影响树脂体系的透明性; (3) 树脂组分均匀,树脂涂膜的耐酸、碱、盐及耐溶剂性能优异; (4) 拓宽了改性醇酸树脂的原料选择途径.偶氮酯自引发聚合法偶氮酯自引发聚合是将含有偶氮基的小分子物质与植物油的醇解物或高羟值醇酸树脂即多元醇的羟基反应,生成聚偶氮酯,然后利用聚偶氮酯的热分解产生自由基,引发苯乙烯聚合得到醇酸树脂分子上含有聚苯乙烯的共聚物. 偶氮酯自引发聚合工艺的优点如下:可以在无共轭双键油、脂肪酸或氧化油的存在下将醇酸树脂苯乙烯化;反应不需任何引发剂或催化剂;接枝活性点在多元醇分子骨架上,避免产生大量的聚苯乙烯均聚物. 但该法工艺耗时长(20h 左右) 且苯乙烯的转化率低(60 %～75 %) ,因此工业化生产有一定的限制.2. 4. 2 丙烯酸改性丙烯酸改性醇酸树脂的方法有:冷混拼用法、双键共聚法和利用两个组分基团间的反应 .冷混拼用就是用聚丙烯酸酯与醇酸树脂通过物理方法混溶以提高醇酸树脂物理化学性能的方法.Bakule用该法制备出了物理化学性能较好的涂膜,并能满足低VOC 含量的要求.双键共聚法就是丙烯酸类单体与含有双键和共轭双键的醇酸树脂的共聚. 该法改性后的醇酸树脂涂膜的耐水性、耐碱性、耐久性、耐候性、干率和硬度均有较大提高. 但是该共聚物体系中会残留部分未反应的丙烯酸单体,这会导致贮存稳定性下降,耐溶剂性差等不足. 通过调整工艺和配方,改变引发剂种类、添加链转移剂能使这些弊病得到一定程度的克服.利用两个组分基团间的反应有三种方法,即保留双键法、单甘油酯法和脂肪酸法. Levine 将反应性丙烯酸树脂与干性油脂肪酸、间苯二甲酸和三羟甲基丙烷及偏苯三酸酐一起反应合成了改性水溶性醇酸树脂. Kuzma等用多官能度体系改性水溶性醇酸树脂的干率、耐候性等性能时发现,在反应后期加入5 %三羟甲基丙烷三丙烯酸酯可提高水溶性醇酸树脂的性能.从总体上看,丙烯酸改性醇酸树脂比苯乙烯改性醇酸树脂具有更好的耐候性、保光性以及耐刮伤性. 因而,对醇酸树脂的丙烯酸改性是一个很有发展前景的研究领域.2. 4. 3 有机硅改性有机硅改性醇酸树脂有物理法和化学法两种方法. 物理法虽然通过简单的混合便大大改进了醇酸树脂的耐候性,但仍有一定的缺陷,故此法已被淘汰. 化学法是将有机硅中间体与三羟甲基丙烷、间苯二甲酸和脂肪酸一起反应得到一种含羟基的预聚物,然后与偏苯三酸酐反应再进行水性化而得到的聚合物. 通过化学方法改性的水性醇酸树脂涂料具有与水溶性醇酸树脂类似的施工性能,而且其干燥性能、耐候性(10 年以上) 、耐久性、耐热性、抗粉化性和耐水解性都得到改善,并且还显示出优良的外观和耐水性 .2. 4. 4 其他改性方法其他的改性方法还有聚氨酯改性、纳米材料改性、环氧树脂改性、硝基纤维素改性、氯化橡胶改性等.Chen等将自制的粒径较小的纳米氧化物用于改性醇酸树脂涂料,结果发现纳米醇酸树脂涂料的抗菌性能和耐酸耐碱性能均优于普通的醇酸树脂涂料.Rokicki等人采用单烯丙基甘油醚改性的醇酸树脂综合性能优良, Knox采用顺酐化脂肪酸合成水溶性醇酸树脂,较传统偏苯三酸酐醇酸树脂大大提高了综合性能.3 水溶性醇酸树脂涂料的应用3. 1 铁道车辆近二十年来,铁道车辆用涂料及涂装经历了几次变化,涂料档次和涂装工艺水平有较大的提高. 涂料品种中的底漆由酚醛、醇酸铁红或磁化铁防锈漆改为环氧酯磷酸锌或铬酸锌底漆,腻子由酯胶、石膏腻子逐步改为环氧酯或不饱和聚酯腻子,面漆则由丙烯酸改性醇酸、脂肪族聚氨酯替代了普通醇酸漆.3. 2 汽车工业汽车涂料产量占涂料总产量的15 %～20 % ,在涂料工业中占有举足轻重的地位. 汽车涂料主要包括底漆、中涂漆和面漆. 在我国,水溶性醇酸树脂涂料早已在阳极电泳底漆中得到应用,但还需要得到进一步发展,在中涂漆和面漆中的应用也需要做进一步的研究. 国外车身涂料底漆用的主要漆基就包括各种改性的醇酸树脂、环氧树脂等优质的水溶性树脂.3. 3 船舶工业钢铁船舶保护的最主要方法是涂装,船舶涂料按使用部位的不同分为水上部位涂料、水线区涂料和水上部位涂料. 醇酸树脂涂料一直是水上部位的主用涂料,而且已经实现水性化. 在所有船舶涂料品种中,醇酸防锈漆和醇酸船壳漆也一直是近20 年来我国海洋船舶的主流品种,美国海军则以有机硅改性醇酸为主 . 另外,苯乙烯改性涂膜由于具有较好的耐水性一直是我国内河船舶漆首选产品.3. 4 建筑领域醇酸树脂涂料在建筑领域应用历史悠久,需求量巨大,当使用水溶性醇酸树脂涂料时可具有与树脂相同或更好的涂装效果. 但是目前国内的内、外墙涂料以中低档水性涂料为主,在高档产品的研发和市场推广方面显得力不从心. 丙烯酸醇酸涂料光泽度高,实干时间(6～8h) 较短、保色保光性优于传统醇酸树脂,并且涂膜性能良好,易刷涂施工,是目前国内最佳的民用漆品种.4 水溶性醇酸树脂研究的发展趋势与其它种类树脂漆相比,水溶性醇酸树脂的优势在于使用大量的植物油或脂肪酸,对石油产品的依赖性较小,以空气/ 氧气方式固化,从而使得树脂固化成本较低,且其涂膜的水蒸气透过率较低,具有良好的防潮性能.尽管我国醇酸树脂工业已有相当规模,其水性化研究也已有一定规模,但与发达国家相比仍有很大差距,主要是产量有限,应用普及程度不高,技术水平较低,人均消费量极低,而且,我国水溶性醇酸树脂涂料品种较少,产品性能较差,许多特种原料、助剂、半成品、最终制品还需进口.在国外涂料企业纷纷步入中国市场的今天,国内同行只有大力开发具有自主知识产权的高性能涂料才能赶超世界先进水平. 水溶性醇酸树脂继承了传统醇酸树脂的优点,而且可以通过改性来获得良好的耐候性、耐水性、耐腐蚀性等性能,同时,以醇酸树脂作为水性涂料,大大降低了VOC 含量,顺应了环保要求,其市场前景广阔.。