12第十二章 涂料干燥与成膜
涂料干燥实验报告
一、实验目的1. 了解涂料干燥的基本原理和影响因素；2. 掌握涂料干燥速率的测定方法；3. 分析涂料干燥过程中的温度、湿度等环境因素对干燥速率的影响；4. 探讨涂料干燥过程中可能出现的干燥缺陷及其预防措施。
二、实验原理涂料干燥是指涂料在空气、热源等外界条件下，由液态逐渐转变为固态的过程。
干燥速率受多种因素影响，如涂料种类、干燥方式、温度、湿度、空气流动等。
本实验采用实验室常用干燥方法，即自然干燥和加热干燥，研究涂料干燥速率与各种因素的关系。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：某品牌水性涂料、无纺布、水2. 实验仪器：电子天平、干燥箱、温度计、湿度计、干燥速率测试仪、计时器四、实验方法1. 自然干燥实验：将一定量的涂料均匀涂覆在无纺布上，放置在室内，记录不同时间点的干燥程度，计算干燥速率。
2. 加热干燥实验：将一定量的涂料均匀涂覆在无纺布上，放入干燥箱，设定不同温度，记录不同时间点的干燥程度，计算干燥速率。
3. 环境因素影响实验：在自然干燥和加热干燥实验的基础上，分别控制温度、湿度、空气流动等环境因素，研究其对干燥速率的影响。
五、实验步骤1. 自然干燥实验：（1）称取一定量的涂料，均匀涂覆在无纺布上；（2）将涂覆后的无纺布放置在室内，记录初始时间；（3）每隔一定时间，观察涂料的干燥程度，记录数据；（4）计算干燥速率。
2. 加热干燥实验：（1）称取一定量的涂料，均匀涂覆在无纺布上；（2）将涂覆后的无纺布放入干燥箱，设定不同温度；（3）记录初始时间；（4）每隔一定时间，观察涂料的干燥程度，记录数据；（5）计算干燥速率。
3. 环境因素影响实验：（1）在自然干燥和加热干燥实验的基础上，分别控制温度、湿度、空气流动等环境因素；（2）记录不同环境因素下的干燥速率数据；（3）分析环境因素对干燥速率的影响。
六、实验结果与分析1. 自然干燥实验：随着时间推移，涂料逐渐干燥，干燥速率逐渐降低。
在实验过程中，涂料表面出现轻微皱褶，但未出现干燥缺陷。
涂料技术基础成膜物质
特点：为消除更多双键，残余氯高达65%，水洗脱氯。 必须加入增塑剂改善脆性。
性能：具有很好的防水性能，用于高效防腐涂料（船 舶、集装箱、化工设备）。
缺点：制造过程中的四氯化碳具有污染。 溶剂：芳香烃、酮类、环烷烃、氯代烃等。 发展：用氯化树脂代替氯化橡胶做防腐涂料树脂，在
化、耐化学品等优异特性；防污特性。缺点固 化时间长、价格昂贵。
涂料技术基础成膜物质
（2）氟碳涂料
杜邦：聚四氟乙烯（ PTFE ）：耐热（260°C） 、耐低温（-200°C）、润滑性和化学稳定性； 固化温度高、颜料分散差；
美国Pennwalt：聚偏二氟乙烯（PVDF） ：户外 耐久性好、与VDF共聚物优良的湿附着力和耐 腐蚀性。
化工储罐、管道等设备应用。
氯磺化聚乙烯橡胶
(hypalon,海伯隆； chlorosulfonated polyethylene)
制备：氯乙烯主链引入氯和亚磺酰氯结构。 特点：耐蚀性、耐候性、耐化学品、耐氧化性好
。 用途：钢材、木材、水泥、塑料等。
涂料技术基础成膜物质
丁苯橡胶涂料(Styrene-butadiene rubber)
制备：丁二烯、苯乙烯共聚产物。 溶剂：高沸点芳香烃、脂肪烃族等混合溶剂，
（注意，脂肪烃挥发快，组分中芳香烃增加， 溶解性也增加，容易造成咬底透底等问题）
扩展：乳液丁苯橡胶可以直接用作水性涂料。 用途：无味、无毒、耐酸碱、耐油，力学性能
好，耐磨性好。用于金属、木器、水泥、纸张 等涂层。
涂料技术基础成膜物质
➢ 平均活泼亚甲基数 ＝（双烯酸分子含量＋三烯酸分子含量×2）×3
当活泼亚甲基数>2.2 时，认为是干性油。
涂料技术基础-成膜物质
环保性能
VOC含量
成膜物质中的VOC（挥发性有机化合物）含量是环保性能的重要 指标，含量越低对环境的影响越小。
生物降解性
成膜物质在特定条件下可以被微生物降解的能力也是环保性能的重 要指标。
无害性
成膜物质在生产和使用过程中应尽可能减少对环境和人体的危害， 选择无毒或低毒的成膜物质是环保性能的重要体现。
04 成膜物质的应用
建筑涂料
01
建筑涂料是成膜物质应用最广 泛的领域之一，主要用于内外 墙、地面、屋顶等建筑表面的 装饰和保护。
02
建筑涂料应具备优良的耐候性 、耐水性、耐擦洗性、遮盖力 等性能，以满足建筑长期使用 的要求。
03
建筑涂料可分为水性涂料、溶 剂型涂料和功能性涂料等类型 ，根据不同的使用环境和要求 选择合适的涂料类型。
新材料的发展
新材料的发展是指通过研发新型成膜物质，推动涂料技术的 创新和应用。例如，开发具有特殊功能的新型涂料，如自修 复涂料、智能涂料、光敏涂料等。
具体措施包括：加强基础研究，探索新型成膜物质的合成和 制备方法，发掘新材料的潜在应用价值，加强与相关行业的 合作和交流等。
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01
03
在核工业领域，成膜物质主要用于核设施的表面装饰 和保护，需要具备优异的耐辐射性、防腐蚀性等性能。
04
在电子电器领域，成膜物质主要用于电子元件和电器 的绝缘保护和表面装饰，需要具备优异的绝缘性能、 附着力、耐热性等性能。
05 成膜物质的未来发展
高性能化发展
高性能化发展是指通过改进成膜物质的配方和生产工艺，提高涂料的性能和功能 。例如，开发高硬度、高耐磨、高耐候、高防腐蚀等性能的涂料，以满足各种不 同应用场景的需求。
第十二章涂料染色
染色工艺曲线
CY一210 Na2CO3 80℃ ↓ ↓ 10min 30min 涂料 平平加O 2℃/min 水洗 ↓ ↓ 40℃ 5 min
⑶水洗磨 成衣涂料染色后的仿旧磨色处理，一般 都可在SWA602型石磨洗涤机或各种型 号的工业洗涤机中进行。水洗磨使用 的药剂，可采用纯碱和洗涤剂合用， 或进行酵素洗。在碱性中净洗的作用 较大，环染形态的涂料此时也易被溶 胀松动，再经洗涤机不停地正反滚动 地机械性摩擦，以及成衣与成衣之间 的相互摩擦，一部分表面松动的涂料 就会被逐步磨洗下来，形成了极不规
(2)在染液中加入有机硅柔软整理剂 1～ 5g／l，在改善织物手感的同时，有助 于沾辊现象的克服，既使有轻微沾辊 也容易刷车去除 。 (3)浸轧染液采用一浸一轧 ，防止因浸 轧次数多增加了对染液的剪切力而沾 辊。 (4)将染液温度控制在 25℃以下，高温 天气可加冰降温延缓沾辊现象的发生。
(5)设备上采用红外线预烘 3O% 以上再 进入热风室 ，不仅可使沾辊现象明显 减轻，热风室不起绉 ，还可有效地防 止涂料泳移 ，生产中发现加入防泳移 剂使沾辊情况趋于严重 ，所以尽量不 用防泳移剂。 (6)清洁制度化 ，在轧辊上结膜未完全 冷却前就要进行，以免粘合剂固化难 以去除。
1、工艺流程：浸轧（多浸一轧，轧余率 65-70%，室温）→红外线预烘→热风 烘燥→焙烘（155℃，3min）→水洗→ 烘干。 2、工艺处方： 涂料藏青8304 3.6g/l 涂料绿8601 7.3g/l 涂料元8501 0.95g/l 粘合剂NF-1 20g/l 柔软剂LGF 1g/l
工艺处方参考： 浅色 涂料色浆 5-10g/l 粘合剂 10g/l 防泳移剂 10g/l
这类交联剂的相容性较好。 另一类是高温交联型，即用于棉织物化 学整理的树脂初缩体N一羟甲基化合物， 如甲醚化羟甲基三聚氰胺(改性六羟树 脂，即交联剂M--90)、二羟甲基二羟 基乙烯脲(即2D树脂)等，用量一般为 20g／L。六羟树脂反应性强，对提高 摩擦牢度较明显，但会引起手感发硬， 也易粘轧辊。若将六羟树脂的甲醚化 改为乙二醇醚化，可提高交联温度 20℃左右，有利于
涂层干燥
外线照射涂层，加速涂层干燥的方法。由于采
用红外线干燥，具有较多的优点，特别是远红
外线干燥对涂层能发挥更好的效果，因而得到
广泛的应用。
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红外线干燥特点：
（1）干燥速度快，干燥时间比热空气对流干
燥可缩短3～5倍；
（2）干燥质量好，可以避免或大大减少由于
溶剂挥发而产生的针孔、气泡等现象。
（3）升温迅速，热效率高（直接传递热能）。
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c.游离基聚合反应型涂料：如聚酯漆、光敏漆等。 聚酯漆中，引发剂产生游离基，交联固化成 膜。苯乙烯在其中既是成膜物质又是溶剂。为消 除氧气的阻聚，在涂料中添加蜡液或用涤纶薄膜 覆盖，使涂层封闭。 光敏漆中，光敏剂产生游离基，引发光敏树 脂与单体交联反应而聚合成膜。单体同时溶解树 脂，兼有溶剂的作用。固化速度非常快，3－5秒 内达实干。
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对于涂饰方法来讲，预热法干燥涂层，适
用于辊涂或淋涂法涂饰涂料，此时效果较好；
如果进行喷涂，由于涂料微粒落在热的木材表
面上蒸发太快（几乎在瞬间），涂料的流平情
况反而不好。
预热法在国外应用较多，如家具板式部件，
地板、门板、方料、门框以及装饰板等的涂层
干燥。
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四、红外线辐射加热干燥
红外线干燥是利用红外线辐射器发出的红
杂的氧化聚合反应，使液体涂层变成固体漆膜。
由于氧化聚合反应速度慢，所以干燥速度较慢。
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b.逐步聚合反应型涂料：如双组分羟基固化型
聚氨酯漆，涂层固化时溶剂挥发，含有异氰酸
酯基组分（硬化剂）与含羟基组分（主剂）之
间发生加成（逐步）聚合反应成膜。
注意：现用现配， 用多少配多少； 按照说明书比例 调配
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35
油漆涂膜干燥的基本过程
油漆涂膜干燥的基本过程油漆涂膜的干燥过程对涂装的质量有比较重要的影响，涂料只有通过涂装，并干燥成膜，才能达到被使用的目的。
湿涂膜的干燥，也称固化。
液态的涂料涂覆在被涂物件上形成的是“湿涂膜”，要经过一定时间的干燥或固化过程才能形成所需要的固体的连续的涂膜。
涂膜干燥是涂料施工的三个主要内容之一，“湿涂膜”只有经过正确的干燥过程，才能得到预期理想的涂膜，完成涂料施工的整个工作要求。
涂膜干燥除了影响涂料施工的效果以外，由于它往往耗用时间很长，因而，对涂料施工的效率等也有很大影响。
涂膜干燥的方式主要由涂料的成膜机理所确定。
不同形态所组成的涂料各有其成膜机理，由涂料组成中的成膜物质的品种和性质所决定，根据成膜物质的性质分为转化型涂料和非转化型涂料两类。
通常见到的双组分涂料都是转化型涂料，单组分涂料大多效是非转化型涂料，但也有少量单组分涂料是转化型涂料，例如醇酸涂料和油脂类涂料。
因此，涂布于被涂物件表面的湿涂膜也分为液态的非转化型涂料涂膜和转化型涂料涂膜两类。
非转化型涂料涂膜的干燥形式通常有挥发干燥和凝聚干燥两种形式，通常都是单组分涂料。
挥发干燥依靠涂膜中溶剂或分散介质在常温下挥发而成为固体涂膜。
凝聚干燥主要是乳胶漆，当其中的水分挥发后，聚合物微粒互相凝聚而成膜。
转化型涂料涂膜按涂料的组成分为两类：一类是不含挥发性溶剂的无溶剂油脂涂料和树脂涂料；另一类是含挥发性溶剂或分散介质的涂料。
它们通过化学反应而干燥成膜，通称化学性干燥。
对后一类或称之为物理化学混合型干燥，依据现有涂料品种的成膜原理，可分为氧化聚合、引发剂引发聚合和氢转移聚合形式三种。
(1)氧化聚合形式含有干性油的涂料的湿膜依靠空气中的氧化作用而聚合成固体的干膜。
不含溶剂的油脂涂料是氧化聚合干燥成膜的典型品种。
后来发展的含有有机溶剂的油脂涂料，以及含有干性油的天然树脂涂料（不包括大漆）、酚醛树脂涂料、醇酸树脂涂料、环氧酯涂料等品种，都是在进行溶剂挥发同时依靠氧化聚合成膜的。
涂料的成膜方式
涂料的成膜方式一、它是基素硝漆、过氯在常温下靠溶剂挥发干燥成。
在干燥过成中成膜物质分子结构的分子结构无显著的化学变化。
属于这种成膜方式的有益乙烯树脂漆、热塑性丙烯酸树脂漆、虫胶漆等。
影响干燥的因素主要是：1、溶剂的性能溶剂挥发型涂料所用的溶剂都是几种溶剂和助剂的混合物。
在确定溶剂组成部分比例时，除了考虑到溶剂对树脂的溶解能量、毒性、闪点、经济性等因素外，还要注意溶剂的挥发性。
为了控制溶剂的挥发性，就必须根据各类溶剂、助溶剂的物理化学特性，如蒸汽压，、沸点等，恰当地加以配合。
挥发太快，由于粘度增加太快，涂膜易产生针孔、桔皮等缺陷。
挥发太慢，涂膜易产生流挂现象，而且影响涂膜的干燥速度。
2、成膜物质对溶剂的释放行同一中溶剂用于不同种类的发生漆会有不同的挥发速度。
这就是由于不同的成膜物质对溶剂的释放性不同。
硝基气的挥发速度比过乙烯漆快。
因此，硝基漆在常温下紧需要十分中就可干燥，而过乙烯漆则需2-25度。
3、施工温度合湿度温度高，溶剂干燥的快，温度低则干的慢。
挥发型涂料的施工温度不能太高，15-25。
C为宜，空气的温度干燥也有影响，温度太大时，涂抹一产生泛白，的此病。
二、氧化-聚合型这类涂料的干燥可在常溶温下进行。
干燥过程大致分为两个阶段；第一段，溶剂在液态的涂膜中发挥出来，然后进行第二阶段的氧化的和反应，形成坚硬的涂料膜，凡是含有干性的涂料膜，或以干油该的涂料都可以通过氧化，-聚合反应，在常温下干燥，如常用的漆、厚漆酸交漆、等影响干燥的原因有。
1、干性油的类型和油度，含有不抱的双键植物油易干燥，工双键多的干燥性能更好。
工双键少的干燥速度就慢一些。
至于半干性油干燥就更慢一些，涂料的干燥就在很大的成度上取用的有类型。
另外，涂料中油和树枝的比例干燥行可能会有影星。
含有多年的干燥慢，含油少的干燥快。
2、催干剂的类型和用量在氧化-聚合型漆中，为了加快干燥，通常加一定的催化剂，一般铅催化剂对促进内层的聚合反应有效，钴锰催干剂对促进涂膜的外层氧化-聚合反应有效，在定催干剂的种类和用量时，应跟据图膜的干燥条件及涂料中油脂含量合理选用。
涂料成膜物质
涂料成膜物质简介：成膜物也称树脂，黏合剂或基料。
它将说有涂料组分黏结在一起形成整体均一的涂层或涂膜，同时对底材或底涂层发挥润湿、渗透和相互作用而产生必要的附着力，并基本满足涂层的性能要求（清漆或透明的涂层主要由成膜物组成），因此成膜物是涂料的基础成分。
成膜机理：1. 物理方式——溶剂挥发成膜传统的热塑性溶剂型涂料，例如氯化聚烯烃、硝基纤维素、丙烯酸树脂、CAB和聚乙烯醇缩甲醛等成膜物溶解于一定的溶剂体系制备成小于50%固体分的涂料，涂装后经溶剂挥发固化成膜。
一般认为溶剂蒸发分为两个阶段：第一阶段即成膜开始时，成膜物大分子对溶剂蒸发影响较小，主要决定于溶剂的蒸汽压或融国际的相对挥发速率。
第二阶段，随着溶剂蒸发，涂膜黏度增加到一定程度，自由体积减小，溶剂从涂层中扩散至表面受阻，溶剂蒸发由涂层表面挥发控制转变为扩散控制，挥发速率显著变慢。
此阶段可能持续很长时间。
2. 聚合物分散体系的成膜聚合物分散体系包括以水为分散介质的乳液，以及非水分散的有机溶胶等，聚合物不溶于介质，以微粒状态稳定分散在分手介质中。
成膜时分散介质挥发，在毛细管作用力和表面张力推动下，乳液粒子紧密堆集，并且发生形变，粒子壳层破裂，粒子之间界面逐步消失，聚合物分子链相互渗透和缠绕，从而形成连续均一的涂膜。
3. 化学方式成膜成膜物在成膜过程中发生化学反应，分子间交联生成具有三维结构体型大分子的连续涂层称为化学方式成膜。
可能发生交联的化学反应几乎包括成膜物中所有化学反应，根据成膜条件和施工工艺的不同要求，有常温固化、加热固化、紫外光固化型，也有单组分和双组分成膜方式。
通常，经化学方式成膜的涂层综合性能优于物理方式成膜的涂层。
这类成膜物常称为热固性树脂，除粉末涂料外它们都是低分子量的低聚物，施工黏度低，随着交联密度增大，黏度增大，自由体积减小，Tg增大，直至生成连续均一的固体涂层。
分类：主要品种：品种简介松香树松香树脂是一种浅色的，经过高度聚合(二聚合)的高软化点、高粘性，和更好的抗氧化性，并且在液体状态下或在溶液里完全抗结晶，它的多种用途包括油漆，干燥剂，合成树脂，汽车油墨，地砖，橡胶合成物，助焊剂、焊锡膏，以及各种脂胶粘剂和保护涂料。
第十二章建筑塑料、涂料和粘合剂
ABS塑料
具有韧、硬、刚性均衡的优良力学特性，电绝缘性与化学腐 蚀性好，尺寸稳定性好，表面光泽性好，易涂装和着色，但 耐热性不太好，耐候性较差
电绝缘性能和力学性能良好，耐水性、耐酸性与耐烧蚀性能 优良。酚醛塑料坚固耐用、尺寸稳定、不易变形
用于生产建筑五金和各种管材、 模板、异型板等
生产各种层压板、玻璃钢制品、 涂料和胶粘剂
⑵氯化聚乙烯卷材地板 氯化聚乙烯卷材地板具有以下特点。 优良的耐候性、耐老化性、耐臭氧性。 耐油、耐化学药品性能好，耐磨性好，耐污染。 弹性伸长率优于聚氯乙烯地板，脚感好。 颜色丰富，仿真性强。 2.塑料壁纸 ⑴塑料壁纸的品种及特点 胶面的壁纸，一般统称为塑料壁纸。以纸为基层，以 聚氯乙烯塑料薄膜为面层，经复合、印花、压花等工艺 制成。塑料壁纸大致可分为三大类，即普通壁纸(亦称 纸基塑料壁纸)、发泡壁纸、特种壁纸。每一类壁纸有 3~4个品种，每一品种又有若干种花色。（P131）
万能木材、皮革、橡胶、金属等，多种材 料的自身粘接于相互粘接。适应于各种材料的快速胶接、固定和 修补
热 固 性 树 脂 胶 粘 剂
环氧树脂胶粘剂
耐水、耐冷热性能好。使用方便
酚醛树脂胶粘剂
粘附性好，柔韧性好，耐疲劳
粘接各种金属、塑料和其他非金属材料
聚硫橡胶胶粘剂
硅橡胶胶粘剂
第三节
建筑涂料
建筑涂料按使用部位主要可分为外墙涂料，内墙涂料 和地面涂料。按照涂膜型态，可分为薄质涂料，厚质涂料， 砂壁涂料及多彩花纹涂料等。由于在建筑中的使用部位不 同，因此对涂料的主要性能要求也有所不同。
一.内墙涂料
内墙涂料的主要功能是装饰及保护室内墙面，因此要求 涂料应色彩丰富，具有一定的耐水性、耐刷洗性和良好的 透气性，同时要求涂料耐碱性良好，涂刷施工方便，维修 重涂容易。由于人对内墙涂层的装饰效果是近距离观察， 故要求内墙涂层应质地平滑、细腻、调和。 目前常用的内墙涂料主要包括水溶性涂料、合成树脂乳 胶漆和溶剂型三类。
涂膜干燥的过程及对环境条件的要求
涂膜干燥的过程及对环境条件的要求涂膜的干燥过程对涂料涂装质量有重要影响，明白涂膜干燥机理及涂膜干燥对环境条件的要求，对于做好涂装工程有着至关重要的作用，涂膜干燥的过程及对环境条件的要求如下。
一、涂膜干燥的基本过程涂料只有通过涂装，并干燥成膜，才能达到被使用的目的。
湿涂膜的干燥，也称固化。
液态的涂料涂覆在被涂物件上形成的是“湿涂膜”，要经过一定时间的干燥或固化过程才能形成所需要的固体的连续的涂膜。
涂膜干燥是涂料施工的三个主要内容之一，“湿涂膜”只有经过正确的干燥过程，才能得到预期理想的涂膜，完成涂料施工的整个工作要求。
涂膜干燥除了影响涂料施工的效果以外，由于它往往耗用时间很长，因而，对涂料施工的效率等也有很大影响。
涂膜干燥的方式主要由涂料的成膜机理所确定。
不同形态所组成的涂料各有其成膜机理，由涂料组成中的成膜物质的品种和性质所决定，根据成膜物质的性质分为转化型涂料和非转化型涂料两类。
通常见到的双组分涂料都是转化型涂料，单组分涂料大多效是非转化型涂料，但也有少量单组分涂料是转化型涂料，例如醇酸涂料和油脂类涂料。
因此，涂布于被涂物件表面的湿涂膜也分为液态的非转化型涂料涂膜和转化型涂料涂膜两类。
非转化型涂料涂膜的干燥形式通常有挥发干燥和凝聚干燥两种形式，通常都是单组分涂料。
挥发干燥依靠涂膜中溶剂或分散介质在常温下挥发而成为固体涂膜。
凝聚干燥主要是乳胶漆，当其中的水分挥发后，聚合物微粒互相凝聚而成膜。
转化型涂料涂膜按涂料的组成分为两类：一类是不含挥发性溶剂的无溶剂油脂涂料和树脂涂料;另一类是含挥发性溶剂或分散介质的涂料。
它们通过化学反应而干燥成膜，通称化学性干燥。
对后一类或称之为物理化学混合型干燥，依据现有涂料品种的成膜原理，可分为氧化聚合、引发剂引发聚合和氢转移聚合形式三种。
(1)氧化聚合形式含有干性油的涂料的湿膜依靠空气中的氧化作用而聚合成固体的干膜。
不含溶剂的油脂涂料是氧化聚合干燥成膜的典型品种。
后来发展的含有有机溶剂的油脂涂料，以及含有干性油的天然树脂涂料(不包括大漆)、酚醛树脂涂料、醇酸树脂涂料、环氧酯涂料等品种，都是在进行溶剂挥发同时依靠氧化聚合成膜的。
涂料的固化
涂料的固化深圳雷邦科技工程部编辑摘要：涂料固化，就是涂料被涂在被涂物上，通过各种方式形成干燥的涂膜(包括硬膜和软膜)的过程。
涂料固化方式有：空气氧化固化、溶剂挥发固化、热反应或化学反应固化、辐射(分子聚变)固化、熔融固化和红外催化热反应固化六种。
1．空气氧化固化空气氧化固化，就是利用空气中的氧来使涂料干燥成膜，空气中的氧与涂料发生交联反应形成干燥涂膜。
高黏度的干性油会发生这种交联反应，但这种反应速度十分缓慢，有时可长达几个星期才能达到完全固化。
这类涂料有油基漆、酯胶漆等。
2．溶剂挥发固化溶剂挥发固化，就是溶剂通过涂层表面挥发，留下涂料的固体物并被附着在被涂物表面上，形成干燥的固体涂膜。
溶剂挥发固化的涂料品种有：硝基漆、过氯乙烯漆、氯化橡胶漆、丙烯酸漆等。
溶剂挥发固化的涂膜是能用适当的溶剂重溶的，溶剂挥发固化涂料的这一特点，有利于涂层的修补和翻新工艺的操作。
木制品、金属制品和非金属制品的塑料和橡胶制品大量采用这类涂料涂装。
3．热反应或化学反应固化此类涂料在加热或在催化剂(包括同化剂)的作用下产生化学交联反应，涂料中的各种成膜物组分相互融合，交联形成立体网状结构的涂膜。
这类涂料固化后就不会再被溶剂溶解或受热软化，其物理和化学性能较溶剂挥发型涂料为好。
这类涂料如氨基醇酸涂料、氨基丙烯酸涂料、环氧树脂涂料、双组分聚氨酯涂料等。
4．辐射固化辐射固化涂料是指紫外光固化和电子速固化两种类型。
常用的辐射固化涂料是紫外光固化涂料，紫外光固化用的光波是300～400nm之间的近紫外光。
含有光引发剂的湿涂膜在紫外光照射下产生游离基，再由游离基引发不饱和单体或树脂发生聚合反应，在极短时间内(几秒钟至几分钟)即可固化成千燥的涂膜。
这类涂料如丙烯酸光固化涂料、聚酯光固化涂料、丙烯酸／环氧光固化涂料等。
此类涂料可用在木制品、塑料制品、橡胶制品、金属制品等上。
5．熔融固化熔融固化的涂料一般是指固体粉末类型的涂料产品。
这类产品采用的涂装方式为两种：第一种是先把被涂物加热到指定的温度，然后把固体粉末涂料喷涂或浸涂到被涂物上，再按要求固化成干膜。
涂料干燥实验报告模板
一、实验目的1. 了解涂料干燥的基本原理和影响因素。
2. 掌握涂料干燥速率的测定方法。
3. 分析涂料干燥过程中的温度变化和干燥速率之间的关系。
4. 评估不同干燥条件对涂料性能的影响。
二、实验原理涂料干燥是涂料从液态转变为固态的过程，主要包括挥发和固化两个阶段。
挥发阶段是指涂料中的溶剂或稀释剂蒸发，而固化阶段是指涂料中的树脂分子发生交联反应，形成网络结构。
涂料干燥速率受多种因素影响，如涂料组成、干燥条件（温度、湿度、风速等）、涂膜厚度等。
本实验通过测定不同条件下涂料的干燥速率，分析影响因素，为涂料生产和应用提供理论依据。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 涂料：某品牌丙烯酸酯涂料- 标准玻璃板：10cm x 10cm- 装涂设备：喷枪、刷子- 干燥箱：可调温度、湿度- 温度计：精度±0.5℃- 湿度计：精度±5%- 秒表2. 实验仪器：- 电子天平：精度±0.01g- 精密电子称：精度±0.001g- 涂膜测厚仪：精度±0.1μm- 显微镜：放大倍数100-1000倍四、实验步骤1. 准备实验材料，将标准玻璃板清洗干净，晾干。
2. 将涂料用喷枪或刷子均匀地涂覆在玻璃板上，控制涂膜厚度为（）μm。
3. 将涂有涂料的玻璃板放入干燥箱中，设定干燥温度为（）℃，湿度为（）%。
4. 记录涂料开始干燥的时间，每隔一定时间用电子天平称量涂膜质量，直至涂膜质量不再变化。
5. 计算涂料在不同时间段的干燥速率，绘制干燥速率曲线。
6. 使用显微镜观察涂膜的微观结构，分析干燥过程中涂膜的变化。
五、实验数据与结果1. 涂料干燥速率曲线- 图1：涂料干燥速率曲线2. 涂膜质量变化- 表1：涂料干燥过程中涂膜质量变化3. 涂膜微观结构变化- 图2：涂料干燥前后涂膜微观结构变化六、分析与讨论1. 分析涂料干燥速率曲线，确定涂料在不同温度和湿度条件下的干燥速率。
2. 讨论不同干燥条件对涂料干燥速率的影响，如温度、湿度、风速等。
涂料工艺-之涂料配方的基本概念详解+涂膜的干燥与固化
涂料工艺-之涂料配方的基本概念详解+涂膜的干燥与固化关于涂料配方：的主要成分有：树脂、颜料、溶剂和助剂第一节 颜料体积浓度(PVC)和CPVC1. 颜料体积浓度(PVC)漆膜的体积颜料的体积PVC = 各种色漆配方PVC 值色漆品种 PVC ，%酚醛磁漆 7~12 醇酸磁漆3~20 各种底漆40~55 各种半光漆40~55 各种无光漆45~60 中油度的醇酸树脂配制有光醇酸磁漆，黑色磁漆PVC 约为2-3%，绿色磁漆PVC 约为8-10%，白色磁漆约为16-18%。
2. 临界颜料体积浓度(CPVC): 树脂恰好填满全部空隙时的颜料体积浓度。
CPVC 是漆膜性能的转折点第二节 CPVC 的计算 5.9311ρ∙+=OACPVCOA 为颜料的吸油量；ρ为颜料的密度。
OA 为100克的颜料所能吸附的亚麻油量。
表2.1 一般涂料的PVC 值PVC/CPVC有光涂料0.05~0.6 半光涂料0.6~0.85 墙体涂料0.95~1.15 第三节 涂膜的干燥与固化涂料的成膜过程就是将涂覆到被涂物表面的涂料由液态（或粉末状），转化为无定形薄膜的过程。
这一过程也称作涂料的固化或涂料的干燥。
一、涂料的成膜机理（一） 溶剂挥发型在这类涂料的干燥成膜过程中不发生显著的化学变化，溶剂挥发后残留涂料组份形成涂膜。
硝基漆、过氯乙烯漆都属于这种类型，挥发过程包括下述两个阶段：第一阶段是紧接涂装后大量自由溶剂的挥发。
第二阶段是与成膜物连结比较牢固的残余溶剂的挥发。
（二） 乳液凝聚型乳液是指细微的树脂粒子（直径在0.1~1mm 之间）以非均相的方式分散于连续相即介质中的涂料体系。
根据连续相介质的不同，可分为水分散体和非水分散体，它的干燥就是这些树脂微粒的凝聚成膜。
这个过程与溶剂挥发同时发生，其间也没有显著的化学变化。
（三） 缩合反应型由大分子量的具有线型分子链结构的树脂通过缩合反应形成交联网状结构而固化成膜。
属于这一类型的有酚醛树脂。
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RO· + Co3＋ + OH－ ROO· + Co2＋ + H＋
-CH=CH-CH-CH=CH- + ROH
O2
Chapter 12 Drying And Film-formation For Paints
本章重要内容
第十二章 涂料干燥与成膜
F第一节 涂料成膜机理 F
F
F
General Mechanisms For Drying And Crosslinking Of Coatings 第二节 涂料干燥方法 Drying Method 第三节 烘干设备 Drying/Stoving Equipment 第四节 涂膜干燥方式的选择
张学敏
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在湿阶段，溶剂挥发与简单的溶剂混合物蒸发行为类似，溶剂在自由表面 大量地挥发，混合蒸汽压大致保持不变且等于各溶剂蒸气分压之和：
P = P1 + P 2 + P3 + … 在过渡阶段，沿涂膜表面向下出现不断增长的粘性凝胶层，溶剂挥发受表 面凝胶层的控制，溶剂蒸气压显著地下降。 在干阶段，溶剂挥发受厚度方向整个涂膜的扩散控制，溶剂释放很慢。 例如硝基漆在自然干燥1周后，涂膜中仍可含有6%～9%的溶剂。虽然它的 实干时间一般在1.5h左右，但这样的涂膜实际上是相对干涂膜。相对干涂 膜中残留溶剂的释放可按下式计算：
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一、非转化型涂料 Non-convertible Paints 仅靠物理作用成膜的涂料称之非转化型涂料。
在成膜过程中只有物理形态的变化而无化学作用。包括挥发 性涂料、热塑性粉末涂料、乳胶漆及非水分散涂料等。 1.挥发性涂料 Volatility Coatings /Paints 挥发性涂料的品种有硝基漆、过氯乙烯漆、热塑性丙烯酸漆 及其它烯基树脂漆等。这类涂料的树脂分子量很高，靠溶剂挥 发便能形成干爽的硬涂膜，在常温下表干很快，故多采取自然 干燥方法。 此类涂料施工以后的溶剂挥发分为三个阶段，即湿阶段、干 阶段和两者相重叠的过渡阶段(见图)。
lgC = A lg (x2/t) +B C——单位干涂膜质量保留的溶剂质量; x——干膜厚度μm; t——时间，小时; A,B——与涂料配方有关的常数
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对于指定配方涂料，相对干涂膜中溶剂保留量取决于涂膜厚度。 不同配方的涂料，影响溶剂保留率的因素包括溶剂的分子结构 和大小、树脂分子结构与分子量大小及颜填料形状和尺寸。
体积小的溶剂分子较易穿过树脂分子间隙而扩散到涂膜表面， 带有支链体积较大的溶剂分子易被保留，并且与溶剂的挥发性 或溶解力之间没有对应关系。 分子量高的树脂对溶剂的保留率较高，硬树脂对溶剂保留率要 比软树脂大。 因此加增塑剂或环境温度提高到玻璃化温度以上，都将明显地 增强溶剂的扩散逃逸。
乳胶涂料成膜过程示意
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乳胶涂料的表干在2h以内，实干约24h左右，干透约需2周。 成膜助剂从涂膜中挥发速率按乙二醇单乙醚、乙二醇单丁 醚、乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、二乙二醇单丁醚依次递减。
重排后的碳自由基可以与氧结合，并攻击双键形成聚过氧
化物：
-CH=CH-CH-CH=CH-CH- + O2 -CH=CH-CH-CH=CH-CHO-O· O-O O-O· -CH=CH-CH-CH=CH-CHO-O· O-O-CH-CH-CH=CH(聚过氧化物) O-O·
聚过氧化物是很稳定的过氧化物，仅在光或热的作用下， 才能使过氧键均裂，但形成的烷氧基又能与双键反应形成醚键。
重排后的碳自由基还可以直接进攻双键形成C-C交联聚合物：
-CH=CH-CH-CH=CH-CH- + -CH=CH-CH=CHO-O· -CH=CH-CH-CH-CH=CH-CH-CH=CH-CHO-O· 化工学院 张学敏
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度以上，才能使树脂颗粒融合形成连续完整涂膜。此时成膜取 决于熔流温度、熔体粘度和熔体表面张力。
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二、转化型涂料 Convertible Coatings
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例 氯醋共聚树脂的甲基异丁基酮(MIBK)清漆施工1h后的 干膜溶剂保留率为12.2%，24h后的保留率为8.6%，求 两周以后的溶剂保留率。干膜厚度分别为7μm和3μm。 解：由公式lgC = Alg(x2/t)+B 当x =7μm时，有A=0.11，B=－1.1，即lgC = 0.11×lg(x2/t)－1.1 两周以后，C=6.4% 当x =3μm，两周以后： lgC = 0.11×lg(9/336)－1.1；C=5.3% 表明此类树脂有很强的溶剂保留能力。
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乳胶漆膜为了赋予应用性能，树脂的玻璃化温度都在常温 以上，故加入成膜助剂来增加乳粒在常温下的变形能力，使乳
胶漆的最低成膜温度(MFT)达到10℃以上，彼此接触的乳粒将 进一步地变形融合成连续的涂膜。
乙二醇单甲醚蒸发太快，在到达干膜前便完全逸失；
乙二醇醚醋酸酯则基本上全部分布于树脂相中。这两种助 剂在干阶段对水的蒸发影响较小。 乙二醇丁醚则趋向于在水相和树脂相之间分配，水蒸发受
其分配率的影响。
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Film-forming Additives Minimum Film-forming Temperature
在乳粒熔合以后，涂膜中水分子通过扩散逃逸，释放非常 缓慢。
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因此氯醋共聚树涂料或相似的过氯乙烯涂料，在施工时，每次 喷涂要薄，并控制好喷涂间隔时间，在实干以后重喷，以免涂 层长期残留溶剂而易被揭起。此类涂料仅在干透时，才有良好 的硬度和附着力。
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-CH=CH-CH=CH-CH=CH- + O2
重排
-CH=CH-CH=CH-CH-CHO-O·
-CH-CH=CH-CH=CH-CH- + -CH=CH-CH-CH=CH-CHO-O· O-O·
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此类涂料的干燥成膜与环境温度、湿度、成膜助剂和树脂 玻璃化温度等相关。
环境湿度极大地制约着成膜湿阶段水的蒸发速率，提高空 气流速可大大加快涂膜中水的蒸发；当乳胶粒子保持彼此接触
时，水的挥发速率降至湿阶段的5%～10%。此时如果乳粒的变 形能力很差，将得到松散不透明且无光泽的不连续涂膜。
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膜表干太快，流平性很差，在低温烘干强制干燥时，可通过 控制好一定的闪干时间来解决这一矛盾。
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2.热塑性乳胶涂料 ------Thermoplastic Latex Coatings
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涂膜溶剂保留与时间关系曲线 1-湿阶段 2-过渡阶段 3-干阶段
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在涂料中添加颜填料，或颜填料微细分散，甚至是片状颜 料，都将使溶剂扩散逃逸性不断减弱。
环境条件对挥发性涂料干燥的影响因素是空气流速和温 度。
由于湿阶段溶剂大量迅速挥发，表面溶剂蒸气达到饱和， 此时提高空气流速有利于涂膜的表干。 提高温度使涂膜中溶剂扩散性增加，有利于实干和降低溶
剂保留率；但温度提高使溶剂饱和蒸气大幅度增加，结果涂