第八章涂料5

醇酸树脂的分类：
1、按油品种类分类：
o 干性油醇酸树脂： 不饱和脂肪酸或碘值在 125～135或更高的干性油或半干性油改性制得 的树脂。溶于脂肪烃、萜烯烃、或芳烃溶剂中。
o 不干性油醇酸树脂：饱和脂肪酸或碘值低于 125～135的不干性油为主改性制得的醇酸树脂， 不能室温固化成膜，需与其它树脂经加热发生 交联反应才能固化成膜。
2、助溶剂：具有一定的溶解能力，可与真溶剂混合 使用；乙醇、丁醇；
3、稀释剂：无溶解能力，也不能助溶，价低，混合 使用降低成本；甲苯（硝基漆）
❖ 三种溶剂必须搭配合适，挥发速度均匀又有适当 溶解能力，避免某一组分不溶而产生析出现象。
水性涂料：
❖ 以水为溶剂或分散介质的涂料。
❖ 水为溶剂的特性（表）：凝固点（保持性能）、 沸点（挥发性、成膜性）、表面张力（表面润 湿性）、汽化热（干燥性）、不燃、溶解度参 数高。
醇酸树脂色漆：中油度醇酸树脂瓷漆产量最大， 干燥快、光泽好、附着力强，漆膜坚硬、耐油、 耐候，可常温干燥也可烘干。主要用于机械部 件、卡车、农机、钢铁设备，室内外均可，适 于喷涂。铁红醇酸树脂底漆：最常用的底漆。
❖ 长油度干性醇酸树脂制成具有代表性的外用漆： 桥梁面漆，耐候性优越，漆膜硬度不高，韧性 优良，光泽不强，具有较好的涂刷性，适于毛 刷施工。
树脂
天然树脂：虫胶、松香、天然沥青
合成树脂：酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸、环氧、 聚氨酯、有机硅
次要成 颜料 膜物质
无机颜料：钛白、氧化锌、铬黄、铁蓝、镉绿、 氧化铁红、炭黑
有机颜料：甲苯胺红、酞青蓝、耐晒黄
防锈颜料：红丹、锌镉黄、偏硅酸钡
体质颜料 滑石粉、碳酸钙、硫酸钡
辅助成 助剂 膜物质
增塑剂、催干剂、固体剂、稳定剂、防霉剂、防 污剂、乳化剂、润湿剂、防结皮剂、引发剂
缺点：
干结成膜快，但完全干燥的时间长；耐水性差， 不耐碱；虽不是油脂漆，但基本上还未脱离脂 肪酸衍生物的范围，对防湿热、防霉菌和盐雾 等三防性能上还不能完全得到保证。
原料 ：由多元醇、多元酸和其它单元酸通 过脂化作用缩聚而得，也可称为聚酯树脂。
多元醇：甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、山梨 醇、木糖醇
分子链上必须含有能进一步反应使分子链节增长 的官能团，未成膜前树脂的分子量可以低些， 固体分含量可以高些。
3 环氧树脂涂料 环氧树脂：多数是由环氧氯丙烷和二酚基丙烷 在碱作用下缩聚而成。 结构：
分子量一般在300～700之间。 将其与固化剂或植物油脂肪酸反应，交联成网 状结构的大分子，显示出各种优异的性能。
配方举例：醇酸有色光漆
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
树脂 60.0 钛白粉 27.0
干燥剂 2.9 松香水 10
醇酸树脂合成工艺：
主要生产方法：醇解法（醇解、酸解、脂肪酸 法）和溶剂法（溶剂法、熔融法）。
苯酐 二甲苯
油脂 甘油
醇解
脂化
兑稀
过滤
溶剂
溶剂法制备醇酸树脂工艺流程图
贮槽 检验
生产工艺、配方举例： 62％油度豆油季戊四醇醇酸树脂：
热塑性丙烯酸脂漆 组成：丙烯酸树脂、溶剂、增塑剂、颜料等。 特点：热塑性树脂为成膜物，Tg要尽量低，性质取
决于所选用的单体、单体配比和分子量及其分布。 优点：水白色透明，极好的耐水和耐紫外线等性能。 应用：轿车的面漆及修补漆、外墙涂料的耐光装饰
漆。 品种：清漆、瓷漆、底漆
热固性丙烯酸脂漆
特点：
树脂溶液的溶剂挥发后，在一定的加热温度下， 通过使侧链活性官能团之间发生交联反应或通 过交联剂的加入，形成网状结构而固化成膜。
13
H
环氧树 环氧树脂 改性环氧树脂
脂漆类
14
S
聚氨酯 聚氨基甲酸酯
漆类
15
W
元素有 有机硅 有机钛 有机铝等元素有机聚合物
机漆类
16
J
橡胶漆 天然橡胶及其衍生物 合成橡胶及其衍生物
类
17
E
其它漆 如无机高分子材料 聚酰亚胺树脂等
类
18
辅助材 稀释剂 防潮剂 催干剂 脱漆剂 固化剂
料
➢ 涂料的型号：涂料的型号分为三部分：成膜物 质、基本名称、序号，以表示同类品种间的组 成、配比或用途不同。如C04-2， C代表成膜 物质是醇酸树脂，04代表瓷漆，2是序号 。
环氧树脂涂料的优缺点：
漆膜具有优良的附着力，特别是对金属表面；耐 化学腐蚀性好。由于分子结构中含有大量的脂 肪族羟基、醚基和活泼的环氧基，使其与相邻 表面之间产生引力，环氧基能和含活泼氢的金 属表面形成化学健。
2 丙烯酸树脂涂料
由丙烯酸脂或甲基丙烯酸脂的聚合物制成的涂 料。 多种烯烃类单体共聚，制备性能多种型号的涂 料品种。
特点：
具有优良的色泽，可制成透明度极好的水白色 清漆和纯白色瓷漆；耐候性好，耐紫外线照射 不分解变黄；保光、保色、能长期保持原有色 泽；耐热性好；耐一般酸、碱、醇和油脂等； 可制成中性涂料，调入铜粉、铝粉，具有金银 一样的色泽；长期贮存不变质。
5、按形态可分为：溶剂型、水溶性、乳胶、粉 末、固体、单组分、双组分涂料等。
涂料分类 表
序 代号（汉 成膜物 号 语拼音） 质类别
主要成膜物质
1
Y 油性漆 天然动植物油、清油（熟油），合成油
类
2
T 天然树 松香及其衍生物 虫胶 乳酪素 动物胶 大漆及其
脂漆类 衍生物
3
F 酚醛树 改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂
有机溶剂 性质
水
（二甲苯）
144.0 -25.0
25oC时的蒸汽压 23.8 /kPa
比热容/[J/(g.oC)] 4.2
18.0
挥发热/(J/g)
2300
4.5 0.4
30.0
0.8 14.0
介电常数 电导率 /[kW/(m2.oC)] 相对密度d420
折射率nD20 闪点/oC
78.0 5.8
1.0
涂料
1 概述
定义：是一种可借特定的施工方法涂覆 在物体表面上，经固化形成连续性涂膜 的材料。通过它可以对被徐物体进行保 护、装饰及其它特殊的作用 。
涂料的作用及组成
➢ 涂料的作用： 保护作用 装饰作用： 色彩作用： 特殊作用： 其它
➢ 涂料的组成
组成
原料
主要成 油料 膜物质
动物油：鲨鱼肝油、带鱼油、牛油 植物油：桐油、豆油。蓖麻油
3、乳液涂料：醇酸树脂乳液、环氧树脂乳液、 硅树脂乳液、沥青乳液等。
❖ 影响乳液稳定性因素：酸、盐、水溶性物质 （如溶剂）、带相反电荷的胶体、热、冻结、 高剪切力或压力、水的蒸发、电流。
4 按成膜物质分类的重要涂料
8.4.1 醇酸树脂类涂料
醇酸树脂制成的涂料具有以下特点： 漆膜干燥后形成高度网状结构，不易老化， 耐候性好，光泽持久不退；漆膜柔韧坚牢，耐 摩擦；抗矿物油、抗醇类溶剂性良好，烘烤后 的漆膜耐水性、绝缘性、耐油性都大大提高。
脂漆类
4
L 沥青漆 1 天然沥青 石油沥青 媒焦沥青
类
5
C 醇酸树 甘油醇酸树脂 季戊四醇醇酸树脂 其它改性醇
脂漆类 酸树脂
6
A 氨基树 1 脲醛树脂 三聚氰胺甲醛树脂
脂漆类
涂料分类 表
序 代号（汉 成膜物 号 语拼音） 质类别
主要成膜物质
7
Q
硝基漆 改性硝基纤维素
类
8
M
纤维素 乙基纤维、苄基纤维 羟甲基纤维 醋酸纤维
1.3 －
有机溶剂 （二甲苯） 7
1.7 390.0
2.4 1.6
0.9
1.5 23
❖ 水性涂料的类型：
1、溶液涂料：粘接剂部分为强极性结构、生产 盐类；非离子型、阴离子型、阳离子型；单体： 丙烯酸酯、甲基丙烯酸脂、苯乙烯、醋酸乙烯 酯、乙烯、丁二烯、氯乙烯及其它乙烯酯等。
2、乳胶涂料：苯乙烯-丁二烯乳胶、聚醋酸乙烯、 聚丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸脂、苯乙烯-丙烯酸 酯共聚乳胶；
≤15
固体含量/% 5±2
改性醇酸树脂
多元醇改性：季戊四醇代替甘油；季戊四醇与乙 二醇配合（1：1）代替甘油；三羟甲基丙烷代 替甘油。
多元酸改性：己二酸或癸二酸代替苯酐；顺酐代 替苯酐；含氯二元酸代替苯酐；十一稀酸改性 树脂；间苯二酸代替苯酐。
其它改性醇酸树脂：加入其它树脂或单体进行改 性。如：松香与松香甘油酯、酚醛树脂、苯乙 烯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸脂、有 机硅、环氧树脂、对叔丁基苯甲酸、苯甲酸、 氨基树脂、异氰酸酯、硝化棉及其他纤维素、 聚酰胺树脂等。
➢ 分类： 1、按用途分类：建筑、车辆、船舶、家具、标志、
导电、电绝缘、防蚀、耐热、防火、示温、发光、 杀虫、等专用的系列涂料。 2、按施工方法分为：刷用漆、喷漆、烘漆、电泳 漆等。
3、按涂料的作用可分为：打底漆、防锈漆、防 火漆、防腐漆、头度漆、二度漆等。
4、按涂膜外观可分为：大红漆、有光漆、无光 漆、半光漆、皱纹漆、
➢ 辅助材料型号：分为两部分：一为种类、二为 序号。如G－2 ，G为催干剂，2为序号。
辅 助 材 料 代号表
序号 1 2 3 4 5
代号 X F G T H
名称 稀释剂 防潮剂 催干剂 脱漆剂 固化剂
2 涂料的基本作用原理
涂料的粘接力和内聚力
涂膜的固化机理：物理干燥机理、涂料 与空气中的氧的反应、涂料组分间的反 应使其交联固化。
多元酸：邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲 酸、顺丁烯二酸酐、癸二酸
单元酸：植物油脂肪酸、合成脂肪酸、松香酸， 以油的形式存在的：桐油、亚麻仁油、梓油、 脱水蓖麻油等干性油，豆油等半干性油，椰 子油、蓖麻油等不干性油；以酸的形式存在 的如上述油类水解而得到混合脂肪酸和饱和 合成脂肪酸、十一稀酸、苯甲酸及其衍生物； 作用：终止缩聚分子链的增长，限制树脂的 分子量。
漆类 醋酸丁脂纤维等
9
G
过氯乙 过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂
烯漆类
10
X
乙烯漆 氯乙烯共聚 聚醋酸乙烯及其共聚物 聚乙烯醇
类
缩醛 含氟树脂等
11
B
丙烯酸 丙烯酸酯 丙烯酸共聚物及其改性树脂
漆类
12
Z
聚酯漆 保护聚酯 不饱和聚酯树脂
类
涂料分类 表
序 代号（汉 成膜物 号 语拼音） 质类别
主要成膜物质
醇酸树脂的性质主要取决于所用的油类与油长度。
醇酸树脂的常用品种：
醇酸树脂清漆：中、长油度醇酸树脂溶于溶剂 （如二甲苯），加催干剂（金属钴、锌、钙、 锰、铅的环烷酸盐），经过滤净化而得；干燥 很快、漆膜光亮坚硬、耐候性、耐油性很好， 分子中残留羟基和羧基，耐水性差。用于家具 漆及色漆的罩光，一般性的电绝缘漆。
挥发物 稀释剂 质
石油溶剂（如200号油漆溶剂油）、苯、甲苯、二 甲苯、氯苯、松节油、环戊二烯、醋酸丁脂、醋 酸乙酯、丙酮、环己酮、乙醇、丁醇等，
涂料的品种不同，组成可以有很大差别：
如清漆没有颜料和体质颜料、腻子则含 有大量颜料和体质颜料、无溶剂涂料、 粉末涂料、溶剂涂料、水性涂料等。
涂料的分类及命名：
2、按油含量不同分类
根据醇酸树脂中油脂（或脂肪酸）含量多少或含 苯二甲酸酐多少，分为长、中、短油度三种： 长：含油量60％～70％（或苯二甲酸酐20％～ 30％）、中：含油量46％～60％（或苯二甲酸 酐30％～34％）、短：含油量35％～45％ （ （或苯二甲酸酐>35％）、超长油度、超短 油度。
名称
豆油（双漂） 季戊四醇（工业 品 邻苯二甲酸酐
投料量 /kg 1250.0 327.0
600.0
n/kmol 名称 1.44 黄丹 2.30 二甲苯
4.05
投料量 /kg
0.052
回流用 溶剂
n/kmol
反应结束后溶于1567kg200号溶剂油中，产品规格为：
粘度（25oC加氏管） 7~9
酸值/mgKOH/g
3 按剂型分类的重要涂料
溶剂性涂料 ➢ 组成：颜料、高聚物、溶于溶剂中的添
加剂。 ➢ 溶剂：涂料工业是溶剂的最大用户；烃
类、酮、醇、乙二醇醚、酯、硝基直链 烃等。有利于薄膜生成。
✓ 溶剂的极性、溶质的极性、溶解度参数；
✓ 溶剂的类型：
1、真溶剂：具有溶解高聚物能能力；醋酸乙脂、丙 酮、甲乙酮、醋酸丁脂、醋酸戊酯、环己酮；
❖ 水性涂料的特点：水为溶剂、湿表面和潮湿环 境可以直接使用、电泳涂膜、涂刷工具易于清 洁。
水与溶剂性能的比较
性质
沸点/oC
凝固点/oC 综合溶解度参 数/(J/cm3)1/2 氢键指数 偶极矩D b
表面张力 σ/(mN/m) 粘度(mpa.s) 相对挥发性 （二乙醚＝1）
水
100.0 0.0 49.3 39.0 1.8 73.0 1.0 80.0
应用：广泛用于汽车装饰和维修、家用电器、 钢制家具、铝制品、卷材、极性、仪表电器、 建筑、木材、造纸、粘合剂和皮革等领域。是 一种比较新型的油脂涂料。
丙烯酸脂单体：
丙烯酸的制备方法：丙烯氧化法；
各种丙烯酸酯单体的制备：直接脂化法、酯交换 法。
单体的贮存：在光、热、混入水分及铁作用下极 易聚合，加入阻聚剂对苯二酚、对甲氧基苯酚、 对羟基二苯胺，反应前阻聚剂要去除（蒸馏法 或碱溶法）。