精细化学品化学 第五章涂料
合集下载
第五章 涂料_1_涂料基础
涂料是什么？
涂料概念
涂料概念
涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在 物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄 膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层 。
有机高分子材料
精细化工
《涂料工艺》
涂料概念
涂覆施工
液体或固体
物体表面
固化 连续性 固体膜
？作用
？如何实现：液/固—固转换
• 解决方法：使颜料在涂膜中形成稳定的凝聚胶体结构。 • 具体措施： 加入防浮色剂：蓖麻油的脂肪酸、烷醇胺缩合物、脂肪酸酰胺的衍生物 对颜料表面改性：含氨基的长链酯类或长链烷基胺类的阳离子型分散剂
涂料的基本组成 溶剂
• 在涂料的生产和施工中，合理地选择溶剂十分重要，它直接影响涂料 的贮存稳定性、施工性和涂膜质量。
Knowledge of Coatings
涂料产品种类
涂料的种类
涂料形态：固态和液态 施工方法：刷涂、辊涂、喷涂、浸涂、淋涂、电泳 涂膜干燥方式： 涂料使用层次： 涂膜外观： 涂料使用对象： 涂料的成膜物质： 涂膜性能： 涂料的成膜机理：非转化型、转化型
涂料的种类
• 按成膜物质：环氧树脂（H），聚氨酯树脂（S），醇酸树脂（C）， 丙烯酸树脂（B），酚醛树脂（F）等；
PVC对涂料性质的影响
（4）抗污性
• 在污染环境下，涂膜会发生消光或变色等现象，通常将污染前后涂膜 的反射率的差值称为涂膜的抗污性。PVC增加时，涂膜的反射率的差 值增加，抗污性下降，污染趋于严重。
（5）光泽维持性
• 如底漆的PVC < CPVC，即底漆的颜料空隙已被粘结剂填满，则面漆 的光泽维持性好；反之，光泽下降。
防酸、碱、盐、有机溶剂
涂料功能
涂料化学(仅供参考)
涂料化学（仅供参考）题型：名词解释；简答；问答；反应方程式；第一章绪论1、涂料的功能？⑴装饰作用：家庭环境⑵保护作用：金属防腐⑶标志作用：交通标志⑷特殊功能：导电，导磁，温控，伪装与隐形2、涂料的基本组成及其作用？成膜物：成膜物的性质对涂料的性能（如保护功能，机械功能）起主要作用；颜料：颜料起遮盖和赋色作用，以及增强，赋予特殊性能，改善流变性能，降低成本的作用；溶剂：用于改善涂料的可涂布性，帮助成膜物/颜料混合物转移到被涂物表面上；助剂：用于改善生产过程，提高产品质量和产量或是为产品赋予产品某种特有的应用性能。
3、涂料助剂的分类？⑴对涂料生产过程发生作用的助剂如消泡剂，润湿剂，分散剂，乳化剂⑵对涂料储存发生作用的助剂如防结皮剂，防沉降剂⑶对涂料施工过程发生作用的助剂如催干剂，固化剂，流平剂，防流挂剂⑷对涂料膜功能发生作用的助剂如增塑剂，平光剂，防霉剂，阻燃剂，防静电剂4、试从能源、材料及环境角度出发，谈涂料发展方向⑴从能源角度看：在保证质量的前提下，降低烘烤温度或缩短烘烤时间，即“低温快干”也是涂料发展的一个方向；⑵从材料角度看：研究高固体份涂料，水性涂料，无溶剂涂料（粉末涂料和光固化涂料），低表面能塑料用涂料，国防工业用耐高温涂料等特殊性能的专用涂料；⑶从环境角度看：应发展无毒、低污染的涂料。
第二章漆膜的形成及其有关的基本性质1、为什么明显结晶聚合物一般不能作为涂料用成膜物？①漆膜会失去透明性，因为聚合物中晶区和非晶区同时存在，折射率不同；②明显结晶作用会使聚合物的软化温度提高，软化范围变窄，流平性不好易产生流挂；③明显结晶作用会使聚合物不溶于一般溶剂，只有极强溶剂才有可能使其溶解，在某些情况下，甚至强极性溶剂也无效；④明显结晶会使漆膜的附着力下降2、涂料用聚合物的结构特点？（综合题）①非晶聚合物；②分子量分布窄，分子量要适中；③制成共聚物，破坏规整性；④支化，超支化聚合物（分子间距大，粘度小）3、影响涂料黏度的因素？（综合题）相对分子量↑，相对分子量分布，溶质的质量分布，溶剂的性质，大分子结构，温度↓，填料，氢键，剪切力。
涂料化学第五章涂料中的流变学与表面化学PPT课件
• 当体系分散体（内相）的体积增加时，因外相黏 度不变，总的体系黏度增加。同样增加外相一黏 度也可增加体系的黏度。
4）φ是堆积因子，当分散体大小相同时的球体，其值 为0.639。在剪切力的作用下，可以变形，φ值增加 ，Ke值减少，式中第二项减少，黏度下降。
涂料中的颜料外面吸附一层树脂，剪切力作用下可
以变形，使黏度下降。外力撤去，恢复原状，黏度
恢复。
CHENLI
14
式中的黏度只和分散粒子的大小、形状与含量有关，而与 相对分子质量的大小与分布无关。
• 涂料大都为非牛顿流体。
CHENLI
5
1、黏度与牛顿型流体
• 涂料的流变性能与涂料在不同条件下的粘度有关 。
• 粘度是涂料流变学的一个重要指标，与剪切速率 和剪切应力密切相关。
• 设面积为A、距离为dχ的两层液体，在剪切力F的
作用以下一定的速度差dν作平行流动，单位面积
所受的力（F/A）称为剪切力（τ），速度梯度（
dν/dχ）称为剪切速率（D），剪切力与剪切速率
的比值（τ/D）称为粘度（η），是液体抵制流动的
量度。
CHENLI
6
牛顿流体的流动示意图
D
牛顿型液体：能够在一定温度下保持一定的黏度， 并且在剪切速率变化时，黏度保持恒定。
水、溶剂、矿物油和某些低相对分子质量树脂溶液 都是牛顿型液体。 涂料产品很少是牛顿型液体。
• 涂料体系的触变性在施工时的高剪切速率下有较低粘 度，有助于流动并易于施工；在施工后的低剪切速率 下，有较高粘度，可防止颜料沉降和湿膜流挂。非牛 顿流体剪切应力随剪切速率变化情况如下：
CHENLI
10
• 触变性起因是在静止时体系内有某种很弱的网状 结构形成，在剪切力作用下被破坏，一旦力被撤 去，网状结构恢复。
4）φ是堆积因子，当分散体大小相同时的球体，其值 为0.639。在剪切力的作用下，可以变形，φ值增加 ，Ke值减少，式中第二项减少，黏度下降。
涂料中的颜料外面吸附一层树脂，剪切力作用下可
以变形，使黏度下降。外力撤去，恢复原状，黏度
恢复。
CHENLI
14
式中的黏度只和分散粒子的大小、形状与含量有关，而与 相对分子质量的大小与分布无关。
• 涂料大都为非牛顿流体。
CHENLI
5
1、黏度与牛顿型流体
• 涂料的流变性能与涂料在不同条件下的粘度有关 。
• 粘度是涂料流变学的一个重要指标，与剪切速率 和剪切应力密切相关。
• 设面积为A、距离为dχ的两层液体，在剪切力F的
作用以下一定的速度差dν作平行流动，单位面积
所受的力（F/A）称为剪切力（τ），速度梯度（
dν/dχ）称为剪切速率（D），剪切力与剪切速率
的比值（τ/D）称为粘度（η），是液体抵制流动的
量度。
CHENLI
6
牛顿流体的流动示意图
D
牛顿型液体：能够在一定温度下保持一定的黏度， 并且在剪切速率变化时，黏度保持恒定。
水、溶剂、矿物油和某些低相对分子质量树脂溶液 都是牛顿型液体。 涂料产品很少是牛顿型液体。
• 涂料体系的触变性在施工时的高剪切速率下有较低粘 度，有助于流动并易于施工；在施工后的低剪切速率 下，有较高粘度，可防止颜料沉降和湿膜流挂。非牛 顿流体剪切应力随剪切速率变化情况如下：
CHENLI
10
• 触变性起因是在静止时体系内有某种很弱的网状 结构形成，在剪切力作用下被破坏，一旦力被撤 去，网状结构恢复。
油漆、涂料配方及性能知识
色漆：相对透明漆说的，也就是除透明漆之外的各种颜色 的漆，其中又包括醇酸漆和硝基漆。
06:08 现代精细化工——涂料 6
涂料的流变特性
涂料的流型 四种流体流型：牛顿型流体、胀型流体、假塑型流体和塑性流体 牛顿流体：理想流体。涂料和油墨很少属于牛顿型流体。 胀型流体：一旦施加外力，流体就流动，其粘度会因剪切速率的增大
06:08
现代精细化工——涂料
18
醇酸树脂的分类：
按改性油的性能分类： (1)：干性油醇酸树脂，用不饱和脂肪酸改性制备的树 脂，主要用于自干性和低温烘干的醇酸清漆和磁漆产 品，用于涂装汽车、玩具、机械部件等。干性油和半 干性油醇酸树脂是以自动氧化作用而固化成膜。 (2)：不干性油醇酸树脂，用低碘值(<100)脂肪酸改性 制得的树脂。不干性油主要采用烘烤法固化。需要与 其它材料混合使用，如氨基树脂。
06:08
现代精细化工——涂料
4
大漆：天然漆的一种，又称生漆、固漆、金漆等，是漆画的 基本材料。大漆是漆树的一种生理分泌物。漆树是一种落叶 乔木，分布在我国甘肃南部至山东以南地区。漆树的树皮被 割破后有乳白色或谷黄色粘稠液体渗出，这种分泌物叫大漆。 皱纹漆：能形成皱纹的漆。由桐油、树脂、颜料、溶剂及催 干剂等配制而成。涂刷于物体表面，烘干后产生均匀的皱纹。 用于涂饰仪表、文具、五金用品等。
R C O O O HO CH2CH CH2 O C R C O O CH2CH CH2 R C O O O CH2CH CH2 O C n
O C O
O O C
O C O
O C OH
甘油：苯酐：脂肪酸 = 1：1：1，油度为60.5%
06:08
现代精细化工——涂料
16
涂料化学 No.6
★
聚合物的Tg对于了解涂料中有关粘度 的行为也是十分重要。 玻璃化转变现象的解释-自由体积理论 认为液体或固体物质的体积是由两部 分组成，分子占据的体积 ，未被占据 的自由体积—空穴，有足够的自由体 积，分子链才能进行各种运动。 玻璃化温度就是自由体积达到某一临 界值的温度．
在玻璃态Tg以下，聚合物随温度升 高而发生的体积膨胀--由于正常的分 子膨胀所引起。 Tg以上自由体积参与膨胀， ◆自由体积与粘度的关系 自由体积给分子或分子链的运动提供 了空间，产生了流动现象。 粘度是抵抗这种流动作用的量度。
大于触干T-Tg=55 ℃的要求，也不 能单独作为涂料。共聚可以达到。 共聚物的Tg由 各组分的 Tg和各组分 占的 重量分数来决定的
w w T T T
1
1 g g1
2
g2
w ... T
n
gn
(用绝对温度表示)． 计算一个实例
例: 若需要甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁脂共 聚物在室温(25 ℃)时可达到实干的程度，问 BA和MMA在共聚物中的比例各应为多少？
解 ： 设 w1,w2分别为 BA和MMA在共聚物中 的重量分数，
1
于是 ：
T
g
56 273 105 273
w
1
1w
1
实干 要求 ： T-Tg≤25℃ 令T-Tg=25℃
25-Tg=25 Tg=0 ℃
换成绝对温度：Tg=273K
1 w1 1 w1 217 161w1 273 217 378 217 378
217 378 217 273 w1 273 161
解得：W1=0.518(BA), W2=1- W1=0.482(MMA) 此时丙烯酸丁酯 为 51.8份 ，MMA 至少 48.2份 。
涂料组成的概述
2.2.4铝粉颜料。铝粉颜料是以高纯度的铝为原料，因此有许多金属的特性。铝 粉颜料既不是球状，也不是粒状，而是极薄的鳞片状铝微粒，在涂膜中层层平 行排列，在树脂的作用下，各层之间牢固结合，极大的延长了来自外部的气体 、水分、光线沿鳞片侵入及破坏涂膜的时间，使其保护作用优于其他颜料，片 状铝粉非常光亮，反射率可达80%，有很好的隔热功能。
在固化过程中，随着溶剂的蒸发，树脂分子由于化学 反应而互相逐渐结合。
树脂 涂料用树脂经历过一系列的演变过程。最早应用的是植物油等天然树脂，之后
使用干燥迅速、硬度高的硝酸纤维素树脂，为改善涂膜的光泽和丰满度，在硝 酸纤维素的基础上加入了醇酸树脂。随着人工合成树脂技术的发展，又使用了 烘烤交联型醇酸树脂和氨基树脂、热塑型丙烯酸树脂和热固型丙烯酸树脂、环 氧树脂等。 1.1醇酸、聚酯树脂 醇酸树脂是由多元醇、多元酸和一元酸（脂肪酸）酯化而成的树脂。而由多元 醇和多元酸酯化，不用脂肪酸改性的树脂称为聚酯树脂。 1.2氨基树脂 氨基树脂就是指一种含有氨基官能团的物料和醛类（主要是甲醛）反应，再次 醇类改性，制得的能溶于有机溶剂的树脂。例如：三聚氰胺甲醛树脂、尿素甲 醛树脂等。氨基树脂在涂料中广泛用于醇酸（聚酯）树脂、丙烯酸树脂、环氧 树脂等的交联剂。 1.3丙烯酸树脂 烯烃类树脂在涂料上应用的很多，但使用最多、最重要的是丙烯酸树脂。它是 以丙烯酸酯和苯乙烯为主的丙烯酸酯类单体为原料，在一定条件下合成的高聚 物。 1.4环氧树脂
颜料是一种微细粉末状的有色物质，它不溶于水或油的介 质，而能均匀地分散在介质中，涂于物体表面形成带色层 ，呈现一定的色彩。颜料应具有适当的遮盖力、着色力、 高分散度、鲜明的颜色和光稳定性等。颜料与染料的区别 在于染料可溶于介质中，使被染物品全部染色。
2.1颜料的性质 2.1.1颜料的颜色 颜料的颜色，是颜料对白光组分选择性吸收的结果。经过选择吸收，看起来好像着上了
涂料化学第5章 涂料中的流变学与表面化学
在液体中分散颜料时，毛细管力也会带来困难，如加料过快，成 团的颜料外层被润湿，在毛细管力作用下，这一层成了一层紧密的 外壳，封闭了干燥的颜料，使之不能进一步与液体接触，核内的气 体也不能排出并成为液体进入干核的另一阻力。因此在分散固体粉 末时必须遵守混合时的操作规程，以免发生表面润湿，内部干粉的 现象。
γl-g 气相
接触角是液体表面的一个参 数，定义为三相交界处在液 体中量得的角。
γs-g γs-l
液相
固相
接触角以θ表示。当液滴在固体表面上平衡时，平衡接触 角与固／气、固／液、液／气界面自由能有如下关系：
s g l g cos sl
s g s l cos lg
涂料表面化学的基本要点。
5.1 涂料中流变学问题
涂料流变学，是研究涂料的流变特性，目的是改善涂料生 产、运输和包装稳定性，可施工性，良好流平性和成膜性等涂 料质量和性能。可以通过旋转流变仪来进行研究，测量涂料的 粘度、粘度在动态剪切下的变化（剪切变稀或增稠），粘度随 温度和频率的变化等等。这些测试数据可以分析样品涂料的流 变特性，以便指导配方的改进，提高涂料的质量。 流变在涂料工业中的应用主要涉及以下三个方面：
VT为截留在絮凝粒子内的外相液体体积，VT增加了，于是体系 粘度上升，当用搅拌破坏絮凝粒子使重新分散时，粘度又可下降。
5.2 表面化学
物质气、液、固二相相互间的分界面即为界面，因此有 气-液、气-固、液-液、固-固界面，一般把有气体组成的界 面称为表面。
表面张力是液体的基本物理性质，一般都在 0.1N/m以下。 表面张力随温度的上升而降低。
颜料外层吸附的树脂，不仅提供了变形的可能性，而且增 加了内相的体积。粒子愈细，所吸附的量愈多。如果将一个大 的粒子分成数个小的粒子，Vi便要大大增加。
γl-g 气相
接触角是液体表面的一个参 数，定义为三相交界处在液 体中量得的角。
γs-g γs-l
液相
固相
接触角以θ表示。当液滴在固体表面上平衡时，平衡接触 角与固／气、固／液、液／气界面自由能有如下关系：
s g l g cos sl
s g s l cos lg
涂料表面化学的基本要点。
5.1 涂料中流变学问题
涂料流变学，是研究涂料的流变特性，目的是改善涂料生 产、运输和包装稳定性，可施工性，良好流平性和成膜性等涂 料质量和性能。可以通过旋转流变仪来进行研究，测量涂料的 粘度、粘度在动态剪切下的变化（剪切变稀或增稠），粘度随 温度和频率的变化等等。这些测试数据可以分析样品涂料的流 变特性，以便指导配方的改进，提高涂料的质量。 流变在涂料工业中的应用主要涉及以下三个方面：
VT为截留在絮凝粒子内的外相液体体积，VT增加了，于是体系 粘度上升，当用搅拌破坏絮凝粒子使重新分散时，粘度又可下降。
5.2 表面化学
物质气、液、固二相相互间的分界面即为界面，因此有 气-液、气-固、液-液、固-固界面，一般把有气体组成的界 面称为表面。
表面张力是液体的基本物理性质，一般都在 0.1N/m以下。 表面张力随温度的上升而降低。
颜料外层吸附的树脂，不仅提供了变形的可能性，而且增 加了内相的体积。粒子愈细，所吸附的量愈多。如果将一个大 的粒子分成数个小的粒子，Vi便要大大增加。
精细化工工艺学涂料详解演示文稿
用浮雕喷枪喷出花点，然后用光塑滚筒把点压扁，干燥后即可上 金属漆或乳胶漆，用透明防尘面漆罩光后效果更好。
第17页，共83页。
按底材类型为：金属漆、皮革漆、塑胶漆、木器漆等 按使用对象分为：汽车漆、船舶漆、飞机漆、罐头 漆等 按功能分为：绝缘、导电、防锈、耐高温、防腐等
按成膜物质分为：a. 油脂； b.天然树脂；c.酚醛树脂；d. 沥青； e.醇酸树脂； f.氨基树脂；g.硝酸纤维等；h.纤维 素酯；i.过氯乙烯树脂；j.烯类树脂； k.丙烯酸树脂；l. 聚酯树脂； m.环氧树脂； n.聚氨酯树脂； o.元素有机聚 合物（有机硅、钛铝）
第4页，共83页。
3、色彩标志
第5页，共83页。
4、特殊作用
如输油管内壁防结蜡涂料 、 船底防污涂料 、
示温涂料 、“烧蚀涂料” 、
伪装涂料、防辐照涂料、导 电涂料等。
第6页，共83页。
（二）涂料的组成
不
挥 发
第7页，共83页。
何为体质颜料？
体质颜料习惯上称为填料。是低折射率的白色和无色 颜料，不具有着色和遮盖力，最早的体制颜料的应用时 为了增加涂料体积，起到填充作用，降低涂料成本，随 着科学技术的发展，体制颜料还可提高涂料各方面的性 能，在漆膜中，体制颜料用来改善涂料的流平性、不渗 透性、光泽度等，也可起着改善漆膜的力学性能，使漆 膜经久坚硬耐磨等作用，体制颜料还可以更有效的提高 钛白粉的遮盖力。增加涂料的固体份含量，降低涂料的 VOC值。
聚氨酯漆类
15 W 元素有机漆类
16 J
橡胶漆类
17 E
其它漆类
18
辅助材料
主要成膜物质
天然动植物油、清油（熟油）、合成油
松香及其衍生物、虫胶、乳酪素、动物胶、大漆及其衍生物 改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂 天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青
第17页，共83页。
按底材类型为：金属漆、皮革漆、塑胶漆、木器漆等 按使用对象分为：汽车漆、船舶漆、飞机漆、罐头 漆等 按功能分为：绝缘、导电、防锈、耐高温、防腐等
按成膜物质分为：a. 油脂； b.天然树脂；c.酚醛树脂；d. 沥青； e.醇酸树脂； f.氨基树脂；g.硝酸纤维等；h.纤维 素酯；i.过氯乙烯树脂；j.烯类树脂； k.丙烯酸树脂；l. 聚酯树脂； m.环氧树脂； n.聚氨酯树脂； o.元素有机聚 合物（有机硅、钛铝）
第4页，共83页。
3、色彩标志
第5页，共83页。
4、特殊作用
如输油管内壁防结蜡涂料 、 船底防污涂料 、
示温涂料 、“烧蚀涂料” 、
伪装涂料、防辐照涂料、导 电涂料等。
第6页，共83页。
（二）涂料的组成
不
挥 发
第7页，共83页。
何为体质颜料？
体质颜料习惯上称为填料。是低折射率的白色和无色 颜料，不具有着色和遮盖力，最早的体制颜料的应用时 为了增加涂料体积，起到填充作用，降低涂料成本，随 着科学技术的发展，体制颜料还可提高涂料各方面的性 能，在漆膜中，体制颜料用来改善涂料的流平性、不渗 透性、光泽度等，也可起着改善漆膜的力学性能，使漆 膜经久坚硬耐磨等作用，体制颜料还可以更有效的提高 钛白粉的遮盖力。增加涂料的固体份含量，降低涂料的 VOC值。
聚氨酯漆类
15 W 元素有机漆类
16 J
橡胶漆类
17 E
其它漆类
18
辅助材料
主要成膜物质
天然动植物油、清油（熟油）、合成油
松香及其衍生物、虫胶、乳酪素、动物胶、大漆及其衍生物 改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂 天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青
6 精细化学品工艺学——涂料 (1)
表面张力。
涂料
(3) 光稳定剂 • 在日光中，紫外线（290~400nm）的能量与有机 材料的化学键能相当，当有机材料长期暴露于日 光中时，会发生光氧化降解而老化。 • 常用的光稳定剂有：二苯甲酮衍生物，主体结构 为邻羟基二苯甲酮，与树脂有良好的相容性和加 工稳定性，吸收波长范围280~340nm。 邻羟基苯基苯并三唑衍生物，吸收波长范围 300~385nm。与树脂相容性良好，色浅，应用较 广。
决定颜料着色力的主要因素是颜料的分散度。分
散得越好，着色力越强。色漆的着色力随着漆的
研磨细度增大而增强。
涂料
③ 颜料的体积浓度PVC
• 漆膜的性能与成膜物质和颜料两者体积之比有关， 而与重量比关系不大。 • PVC——当颜料在干膜中的含量以体积计时，它 在干膜中所占的体积浓度。
• 在干漆膜时，成膜物质恰恰填满颜料颗粒间的空 隙而无多余量时，其颜料体积浓度叫做临界颜料 体积浓度(CPVC)。此时，漆膜的性质和性能有明 显的转折。
涂料
6· 1· 2· 4 助剂
• 助剂是涂料的一个组成部分，它不能单独自己形成
涂膜，在涂料成膜后可作为涂膜中的一个组分而在
涂膜中存在，在涂料配方中用量很少，但能显著改
善涂料或涂膜的某一特定方向的性能。
• 涂料助剂的种类很多：例如催干剂、增塑剂、流平 剂、消泡剂、紫外光吸收剂、分散剂、乳化剂等。
涂料
第六章
涂料
涂料
6.1 概述 6.1.1 概念 • 涂料是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，
经固化使物体表面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涂膜的一 种精细化工产品。
涂料
涂料的作用
1、保护作用
精细化学品化学第五章涂料
精细化学品化学第五章涂料
•建筑用涂料
上述反应可自发进行，但速度很慢，作为涂料使用，成 膜过程需几天，其中最慢的一步便是过氧化物的分解。 为了使这一反应过程加快，需要加入催化剂。 1、催干剂：干性油中的催化剂又称催干剂。加入催干 剂后可使漆膜在一天内干燥。催干剂又分为主催干剂(又 称表干剂，主要是钴盐、锰盐等，含量占油重的 0.005—0.2%)；和助催干剂（又称透干剂，主要是铅、 锆、钙、锌、钡盐等，含量占油重的0.6%）。 2、主催干剂与ROOH组成氧化还原体系，使ROOH分 解活化能降低。 同时钴盐还可以影响油的吸氧和过氧化氢物的生成。
精细化学品化学第五章涂料
•5.9 按用途分类早期使用的涂料
1、建筑用涂料： 动植物油现在仍然是涂料中最重要的原料
之一，其中干性油（如桐油和亚麻油）是历史 上最早作为涂料的天然产物。
动植物油一般是甘油的三 脂肪酸酯，其结构表示如 下：
•CH2OCOR1 •CHOCOR2 •CH2OCOR3
精细化学品化学第五章涂料
•建筑用涂料
其中的脂肪酸大多是18碳羧酸，主要有： 硬脂酸 CH3(CH2)16COOH
十八碳羧酸 油酸 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
十八碳单烯羧酸 亚油酸
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 十八碳双烯羧酸
精细化学品化学第五章涂料
•建筑用涂料
亚麻酸
精细化学品化学第五章涂料
•建筑用涂料
3、助催干剂本身不是反应催化剂，但可增加主催干剂 的效率，并可使漆膜表里干燥均匀，消除起皱和使主 催干剂稳定。
4、催干剂一般采用Co—Pb—Mn体系，但在美国因为 铅盐的毒性被禁止使用（法律规定漆膜中铅不得超过 0.06%），因此用锆代替铅。催干体系中有时加入一 定量的钙盐或铁盐。
•建筑用涂料
上述反应可自发进行，但速度很慢，作为涂料使用，成 膜过程需几天，其中最慢的一步便是过氧化物的分解。 为了使这一反应过程加快，需要加入催化剂。 1、催干剂：干性油中的催化剂又称催干剂。加入催干 剂后可使漆膜在一天内干燥。催干剂又分为主催干剂(又 称表干剂，主要是钴盐、锰盐等，含量占油重的 0.005—0.2%)；和助催干剂（又称透干剂，主要是铅、 锆、钙、锌、钡盐等，含量占油重的0.6%）。 2、主催干剂与ROOH组成氧化还原体系，使ROOH分 解活化能降低。 同时钴盐还可以影响油的吸氧和过氧化氢物的生成。
精细化学品化学第五章涂料
•5.9 按用途分类早期使用的涂料
1、建筑用涂料： 动植物油现在仍然是涂料中最重要的原料
之一，其中干性油（如桐油和亚麻油）是历史 上最早作为涂料的天然产物。
动植物油一般是甘油的三 脂肪酸酯，其结构表示如 下：
•CH2OCOR1 •CHOCOR2 •CH2OCOR3
精细化学品化学第五章涂料
•建筑用涂料
其中的脂肪酸大多是18碳羧酸，主要有： 硬脂酸 CH3(CH2)16COOH
十八碳羧酸 油酸 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
十八碳单烯羧酸 亚油酸
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 十八碳双烯羧酸
精细化学品化学第五章涂料
•建筑用涂料
亚麻酸
精细化学品化学第五章涂料
•建筑用涂料
3、助催干剂本身不是反应催化剂，但可增加主催干剂 的效率，并可使漆膜表里干燥均匀，消除起皱和使主 催干剂稳定。
4、催干剂一般采用Co—Pb—Mn体系，但在美国因为 铅盐的毒性被禁止使用（法律规定漆膜中铅不得超过 0.06%），因此用锆代替铅。催干体系中有时加入一 定量的钙盐或铁盐。
涂料化学复习DOC
涂料1,2,5,10章复习第1章绪论1、涂料定义（组成、功能）2、涂料基本组分（成膜物、颜料、溶剂）及其作用3、涂料的分类（按成膜机理）：是否伴有化学反应；热固性热塑性第2章1、涂料成膜聚合物中的结晶作用对涂料性能有何影响？透明性、流平性、溶解加工性2、黏度计及其测定流体类型。
3、概念：良溶剂、θ溶剂、不良溶剂。
4、冻胶与凝胶区别。
5、自由体积与黏度的关系：方程：例如：配制某类聚合物涂料。
要求在室温进行涂装，并达到实干程度。
根据方程计算所制备涂料刷涂粘度值。
6、调节涂料的方法：共聚（内增塑）、加增塑剂（外增塑）、加溶剂共聚：例如：一种外墙涂料用的苯丙乳液。
已知聚苯乙烯为100聚丙烯酸丁酯为-56要求：若共聚物乳液在20℃时可达到实干程度，采用方程估算苯丙两种单体比例。
7、成膜方式包括：溶剂挥发、热熔成膜、化学成膜。
8、乳胶成膜的两个条件：表面张力引起的压力；自由体积。
9、改善热固性涂料室温稳定性与提高固化速度，采取的解决办法。
10、被涂物表面处理的的意义：除污；表面改造。
第5章1、触变性定义；触变性在涂料中所起作用；触变性的起因。
2、流平、流挂概念；表5.2涂料对流变性能的要求。
3、巴纳尔漩流窝定义。
4、涂料施工常见漆膜弊病。
5、流平剂作用（不易挥发溶剂-改善流动性；低表面能液体-改善润湿性）第10章1、金属基材的力学特点；涂覆漆膜的工作区间及力学特点。
金属材料受力特点：在成型加工时，表面涂料受多种力作用，发生很大形变。
漆膜要求：不断裂，不过分减薄。
涂料用聚合物要求：选用硬和韧材料，即软玻璃态材料，工作温度处于与之间。
加工时膜不会脆断，发生强迫高弹形变，外力撤去后，形变可保留下来，表现出展性。
2、木器基材的的力学特点；涂覆漆膜的工作区间及力学特点。
木器受力特点：吸水膨胀伸长；干燥收缩复原。
漆膜要求：高弹性。
随底材伸长而伸长；收缩而恢复。
否则出现裂纹或橘皮。
选用高弹态材料，工作温度处于以上。
形变量大，外力撤消或受反向收缩作用时形变易恢复。
涂料组成的概述课件
学习交流PPT
9
• 颜料
• 是有色涂料制造过程中必不可少的原料，它能使涂层具有 一定的遮盖能力，增加色彩和保护装饰性能。不仅如此， 颜料在涂层中阻挡了紫外线的穿透射入，很多颜料还具有 吸收紫外线的功能，因此颜料也提高了涂层的抗老化作用， 减弱了紫外线对成膜聚合物的降解作用，还能增强其涂膜 本身的强度，增强了涂膜的耐久性、耐候性、耐磨性等性 能。
• 涂料对涂层来说只是半成品，最产物应当是涂膜
而不是涂料本身。
学习交流PPT
1
• 3、涂料与涂装的主要作用 是保护金属材料与非金属材料不 受环境的侵蚀，延长产品的使用寿命，以减少经济损失。具 体来说，可表现出以下几个作用。
• 3.1保护作用 涂料能在被涂物表面形成一层连续而均匀的薄 膜，与周围介质隔绝，从而使物体表面避免受到大气中的水 分、气体、微生物、紫外线等腐蚀，延长其使用寿命。
学习交流PPT
5
• 漆膜的构成和作用
名称
涂装的目的
电泳 ①防锈 ②提高与钢板的附着力
①提高底漆与面漆层间的附着力 ②赋予平滑性 中涂 ③防止面漆的吸收 面漆 ①赋予美观 ②赋予机能
学习交流PPT
6
• 何谓“涂”和“烘”
• “涂”和“烘”经常在工作中描述到的涂膜结构和 生产工艺，例如“二涂二烘”是指二次涂装二次烘 烤，即每层涂装完，均要经过烘烤后才能进行下工 序涂装。
• 3.2装饰作用 产品质量是内在质量和外观质量的综合。涂装 可赋予各种产品美丽的造型和外观，改进产品外观质量，提 高产品使用价值和商品价值的巨大作用。
• 3.3功能作用 涂料可作色彩广告，利用不同色彩表示警告、 安全、前进和停止等信号；在各种管理、容器、机械设备的 外表涂上各种色彩以便于识别操作。另外，涂装还可形成一 些特殊功能的涂层，如耐磨、耐热、阻燃、导电、防静电、 荧光、防酶等涂层，使涂料发展成为功能性工程材料的一种， 在国民经济中发挥越来越重要的作用。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
? 涂料在物体表面涂覆后，其挥发组分逐渐挥发 掉，留下不挥发组分干后成膜，所以不挥发组 分称为成膜物质，也称固体分。
表5-1 涂料的组成
涂料的组成
主要成膜物 油料
质
树脂
次要成膜物 颜料 质
体质颜料
辅助成膜物 助剂 质 挥发组分 稀释剂
主要原料
桐油、亚麻仁油、；豆油、棉子油；椰子油等
天然树脂：松香、沥青、虫胶； 合成树脂：酚醛、醇酸、丙烯酸、过氯乙烯、环氧 、聚氨酯等
5.1 涂料的作用
? 其它作用： 涂料可用于纸张、衣料、塑料薄膜、皮革等上面， 使它们能抗水和抗油，以及赋予服装抗皱等性能。
? 涂料的应用十分广泛，因此涂料的品种繁多，必 须使生产性能和规格满足各种不同使用性能的要 求。
பைடு நூலகம்
5.2 涂料组成
? 涂料一般由不挥发组分和挥发组分两部分组成， 涂料的组成见表 5-1。P240
第五章 涂 料
? 定义：
一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上，经固 化形成连续性涂膜材料，通过它对物体进行保护、 装饰和其它特殊作用。
? 涂料与油漆：
很久以前，涂料都是用植物油和天然树脂加工而成， 所以通常叫做油漆。随着工业的发展，涂料品种已 不再含有油的成分。所以油漆的名称就显得不确切 了，而代之以涂料来称呼。
5.3 涂料分类
涂料的分类方法有很多种，例如 1、按是否有颜色分：清漆、色漆； 2、按用途分类：建筑、车辆、船舶、家具、标志、绝缘、
塑料、纸张、油墨、导电、防火、杀虫等； 3、按施工方法分：刷用、喷漆、烘漆、电泳漆等； 4、按形态分：溶剂型、水溶型、乳胶、粉末、高固体分、
无溶剂型等。
5.3 涂料分类
? 色漆(包括磁漆、调和漆和底漆在内 )：是加入适量的颜料和体质 颜料的不透明体。
? 罩光清漆：就是没有颜料和体质颜料的透明体； ? 腻子：是加入大量体质颜料的不透明体； ? 无溶剂涂料：由低粘度的液体树脂作基料、不加入挥发稀释剂的
涂料； ? 粉末涂料：基料呈粉状而又不加入溶剂的涂料； ? 水性涂料：水作稀释剂的涂料。 ? 高固体分涂料：溶剂含量低的涂料。
无机：钛白、氧化锌、铬黄、铁蓝、铬绿、氧化铁 红、碳黑等 有机：甲苯胺红、酞菁蓝、耐晒黄等 防锈颜料：红丹、锌铬黄、偏硼酸钡
滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等
固化剂、防潮剂、催干剂、稳定剂、防霉剂、防污 剂、乳化剂等
苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、环己酮、丁 醇、乙醇等
5.2 涂料组成
? 主要成膜物质可以单独成膜，也可以与粘结颜料等次 要成膜物质共同成膜，它是涂料组成的基础，简称基 料。
5.1 涂料的作用
? 保护作用（耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐药品、防污、防湿、防 腐） ： 涂料可以保护材料（金属、木材等）免受或减轻各种损害和侵 蚀。例如：金属的腐蚀是世界上最大的浪费之一，有机涂料的 使用可将这种浪费大大地降低。各种汽车、机器及钢铁桥梁的 涂覆保护不仅保证其使用性能良好，而且延长了使用寿命。一 个机器在恶劣的环境中很快就不能正常使用，良好的涂覆保护 能够使其长期正常工作。一座钢铁结构桥梁不用涂料只有几年 寿命，如果用涂料保护并维修得当，可以有百年以上的寿命。 各种木制品，如果没有涂料保护，很快将被虫蛀、霉变、腐烂， 没有使用价值，而涂覆适当，则有几十到几百年的寿命。
5、按施工顺序分：面漆和底漆。底漆又分为封闭底漆、腻子或填孔 剂、头道底漆、二道底漆。
? 封闭底漆（ sealer）：用于封闭底材的小孔，防止涂层与底材间 物质的渗透，避免多孔材质吸收液体漆料，使颜料体积浓度升高。
? 腻子或填孔剂：用于填平和嵌补被涂物表面的凹孔及较深的不平 处，使物体在涂下一道漆时有一个平整的表面。
表5-2 涂料分类表
序 代 涂料类别 号号
序 代 涂料类别 号号
序 代 涂料类别 号号
1 Y 油脂漆
5.1 涂料的作用
? 装饰作用（色彩、光泽、模样、平整性、立体感、舒 适感）： 涂料将世界装扮得五彩缤纷。房屋、家具、日常用品 涂上涂料使人感到美观舒适，焕然一新。各种交通工 具、道路栏杆、城市雕塑等等通过涂料的装饰令人感 到赏心悦目，美化了生活。
5.1 涂料的作用
? 标志作用（交通标志、路标、广告、化学品容器标 识）： 目前，应用涂料的色彩作为标志在国际上已经逐渐 标准化。在交通道路上，通过涂料各种醒目的颜色 制备多种标志牌（如警告、危险、停止、前进等信 号）和道路分离线，在黑夜里依然清晰明亮。在工 厂中各种管道、设备、槽车、容器常用不同颜色的 涂料来区分其作用和所装物的性质（危险品等级等 等）。在电子工业上的各种器件也常用涂料的颜色 来辨别其性能。
5.1 涂料的作用
? 特殊功能(防声、防尘、防火、防虫、防霉、防腐、电 绝缘)： 涂料可以赋予物体一些特殊的功能。例如电子工业 中使用的导电（抗静电）、导磁涂料；航空航天工 业上的烧蚀涂料（导弹外壳的涂料在其进入大气层 时能消耗掉自身同时使摩擦生成的强热消散）、温 控涂料；军事上的伪装与隐形涂料（隐形飞机）等 等。高科技的发展对材料的要求愈来愈高，涂料是 最便宜最简便的改性方法，涂料科学对高科技的发 展具有重要作用。
? 次要成膜物质即填料和颜料，是色漆的重要组成部分， 它不能离开主要成膜物质而单独成膜。
? 辅助成膜物质也不能单独成膜，它用来提高与改善涂 料的施工性能与成膜性能，故称其为助剂。
? 挥发组分为稀释剂，其作用是将成膜物质调成液体状， 方便施工。
5.2 涂料组成
? 表中组成是对一般色漆而言，由于涂料的品种不同，有些组分可 以省略。
? 头道底漆：直接涂在底材（或经过嵌填的表面）的涂料，它可以 增加面漆对底材的粘附力，提供适当弹性。
? 二道底漆（中间涂层）：二道底漆的颜料组分含量很高，容易用 砂纸打磨，可增加涂膜厚度，为施工提供光滑平整的表面。
5.3 涂料分类
6、按成膜物质分类：以上分类方法不能反映不同 品种涂料的基本差别。目前，我国采用以成膜物质 为基础的分类方法。若主要成膜物质由两种以上树 脂组成，则以在成膜物质中其决定作用的一种树脂 为分类依据。共分 18大类，其中最后一类为辅助材 料；每一大类有一字母为代号 。涂料分类见表 7-2。 P240
表5-1 涂料的组成
涂料的组成
主要成膜物 油料
质
树脂
次要成膜物 颜料 质
体质颜料
辅助成膜物 助剂 质 挥发组分 稀释剂
主要原料
桐油、亚麻仁油、；豆油、棉子油；椰子油等
天然树脂：松香、沥青、虫胶； 合成树脂：酚醛、醇酸、丙烯酸、过氯乙烯、环氧 、聚氨酯等
5.1 涂料的作用
? 其它作用： 涂料可用于纸张、衣料、塑料薄膜、皮革等上面， 使它们能抗水和抗油，以及赋予服装抗皱等性能。
? 涂料的应用十分广泛，因此涂料的品种繁多，必 须使生产性能和规格满足各种不同使用性能的要 求。
பைடு நூலகம்
5.2 涂料组成
? 涂料一般由不挥发组分和挥发组分两部分组成， 涂料的组成见表 5-1。P240
第五章 涂 料
? 定义：
一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上，经固 化形成连续性涂膜材料，通过它对物体进行保护、 装饰和其它特殊作用。
? 涂料与油漆：
很久以前，涂料都是用植物油和天然树脂加工而成， 所以通常叫做油漆。随着工业的发展，涂料品种已 不再含有油的成分。所以油漆的名称就显得不确切 了，而代之以涂料来称呼。
5.3 涂料分类
涂料的分类方法有很多种，例如 1、按是否有颜色分：清漆、色漆； 2、按用途分类：建筑、车辆、船舶、家具、标志、绝缘、
塑料、纸张、油墨、导电、防火、杀虫等； 3、按施工方法分：刷用、喷漆、烘漆、电泳漆等； 4、按形态分：溶剂型、水溶型、乳胶、粉末、高固体分、
无溶剂型等。
5.3 涂料分类
? 色漆(包括磁漆、调和漆和底漆在内 )：是加入适量的颜料和体质 颜料的不透明体。
? 罩光清漆：就是没有颜料和体质颜料的透明体； ? 腻子：是加入大量体质颜料的不透明体； ? 无溶剂涂料：由低粘度的液体树脂作基料、不加入挥发稀释剂的
涂料； ? 粉末涂料：基料呈粉状而又不加入溶剂的涂料； ? 水性涂料：水作稀释剂的涂料。 ? 高固体分涂料：溶剂含量低的涂料。
无机：钛白、氧化锌、铬黄、铁蓝、铬绿、氧化铁 红、碳黑等 有机：甲苯胺红、酞菁蓝、耐晒黄等 防锈颜料：红丹、锌铬黄、偏硼酸钡
滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等
固化剂、防潮剂、催干剂、稳定剂、防霉剂、防污 剂、乳化剂等
苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、环己酮、丁 醇、乙醇等
5.2 涂料组成
? 主要成膜物质可以单独成膜，也可以与粘结颜料等次 要成膜物质共同成膜，它是涂料组成的基础，简称基 料。
5.1 涂料的作用
? 保护作用（耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐药品、防污、防湿、防 腐） ： 涂料可以保护材料（金属、木材等）免受或减轻各种损害和侵 蚀。例如：金属的腐蚀是世界上最大的浪费之一，有机涂料的 使用可将这种浪费大大地降低。各种汽车、机器及钢铁桥梁的 涂覆保护不仅保证其使用性能良好，而且延长了使用寿命。一 个机器在恶劣的环境中很快就不能正常使用，良好的涂覆保护 能够使其长期正常工作。一座钢铁结构桥梁不用涂料只有几年 寿命，如果用涂料保护并维修得当，可以有百年以上的寿命。 各种木制品，如果没有涂料保护，很快将被虫蛀、霉变、腐烂， 没有使用价值，而涂覆适当，则有几十到几百年的寿命。
5、按施工顺序分：面漆和底漆。底漆又分为封闭底漆、腻子或填孔 剂、头道底漆、二道底漆。
? 封闭底漆（ sealer）：用于封闭底材的小孔，防止涂层与底材间 物质的渗透，避免多孔材质吸收液体漆料，使颜料体积浓度升高。
? 腻子或填孔剂：用于填平和嵌补被涂物表面的凹孔及较深的不平 处，使物体在涂下一道漆时有一个平整的表面。
表5-2 涂料分类表
序 代 涂料类别 号号
序 代 涂料类别 号号
序 代 涂料类别 号号
1 Y 油脂漆
5.1 涂料的作用
? 装饰作用（色彩、光泽、模样、平整性、立体感、舒 适感）： 涂料将世界装扮得五彩缤纷。房屋、家具、日常用品 涂上涂料使人感到美观舒适，焕然一新。各种交通工 具、道路栏杆、城市雕塑等等通过涂料的装饰令人感 到赏心悦目，美化了生活。
5.1 涂料的作用
? 标志作用（交通标志、路标、广告、化学品容器标 识）： 目前，应用涂料的色彩作为标志在国际上已经逐渐 标准化。在交通道路上，通过涂料各种醒目的颜色 制备多种标志牌（如警告、危险、停止、前进等信 号）和道路分离线，在黑夜里依然清晰明亮。在工 厂中各种管道、设备、槽车、容器常用不同颜色的 涂料来区分其作用和所装物的性质（危险品等级等 等）。在电子工业上的各种器件也常用涂料的颜色 来辨别其性能。
5.1 涂料的作用
? 特殊功能(防声、防尘、防火、防虫、防霉、防腐、电 绝缘)： 涂料可以赋予物体一些特殊的功能。例如电子工业 中使用的导电（抗静电）、导磁涂料；航空航天工 业上的烧蚀涂料（导弹外壳的涂料在其进入大气层 时能消耗掉自身同时使摩擦生成的强热消散）、温 控涂料；军事上的伪装与隐形涂料（隐形飞机）等 等。高科技的发展对材料的要求愈来愈高，涂料是 最便宜最简便的改性方法，涂料科学对高科技的发 展具有重要作用。
? 次要成膜物质即填料和颜料，是色漆的重要组成部分， 它不能离开主要成膜物质而单独成膜。
? 辅助成膜物质也不能单独成膜，它用来提高与改善涂 料的施工性能与成膜性能，故称其为助剂。
? 挥发组分为稀释剂，其作用是将成膜物质调成液体状， 方便施工。
5.2 涂料组成
? 表中组成是对一般色漆而言，由于涂料的品种不同，有些组分可 以省略。
? 头道底漆：直接涂在底材（或经过嵌填的表面）的涂料，它可以 增加面漆对底材的粘附力，提供适当弹性。
? 二道底漆（中间涂层）：二道底漆的颜料组分含量很高，容易用 砂纸打磨，可增加涂膜厚度，为施工提供光滑平整的表面。
5.3 涂料分类
6、按成膜物质分类：以上分类方法不能反映不同 品种涂料的基本差别。目前，我国采用以成膜物质 为基础的分类方法。若主要成膜物质由两种以上树 脂组成，则以在成膜物质中其决定作用的一种树脂 为分类依据。共分 18大类，其中最后一类为辅助材 料；每一大类有一字母为代号 。涂料分类见表 7-2。 P240