涂料混合溶剂配方设计
涂料配方设计
现代涂料配方设计武力民-目录:-第一章涂料配方设计的一般原则第二章树脂的品种和性能及其选择第一节环氧树脂第二节聚氨酯树脂第三节聚酯树脂第四节醇酸树脂第五节丙烯酸树脂第六节酚醛树脂和氨基树脂第七节其他重要树脂第八节涂料配方设计中树脂体系选择的指导原则第三章溶剂的选择第一节溶剂的选择原则第二节涂料中的常用溶剂第三节涂料中溶剂的选择第四节脱漆剂中溶剂的选择第五节印刷油墨中溶剂的选择第六节化学反应中溶剂的选择第四章颜填料及其他助剂的选择第一节颜料体积浓度和临界体积浓度的理论第二节涂料配方设计中的颜料的选择第三节提高涂料干遮盖力的几种方法第四节涂料中其他助剂的选择第五章涂料配方的计算机辅助设计第一节概述第二节计算机在涂料中的应用第三节实验设计与优化第四节混合物实验设计方法第五节涂料配方理论和数学模型第六章涂料性能测试方法的选择第一节概述第二节贮存性能的测试第三节涂料施工性能的测试第四节涂料的成膜性能第五节涂膜性能的测试第七章混凝土和建筑涂料的配方设计第一节混凝土的特性第二节工业用混凝土涂装的配方设计第三节建筑涂料的配方设计第四节乳胶漆中常见问题及补救措施第五节成本分析第六章汽车涂料的配方设计第一节汽车底漆设计原则及其配方实例第二节中涂漆设计原则及其配方实例第三节汽车面漆设计原则及其配方实例第四节汽车塑料部件用涂料的配方设计原则第九章其主要涂料的配方设计第一节船舶涂料的配方设计第二节家电涂料的配方设计第三节金属容器涂料的配方设计第四节石油贮罐内壁涂料配方设计第五节军事隐身涂料的配方设计第六节塑料用涂料的配方设计第十章涂料的损坏和修补第一节涂料的损坏第二节涂料的修补第三节汽车面漆设计原则及其配方实例第四节汽车塑料部件用涂料的配方设计原则第九章其他主要涂料的配方设计第一节船舶涂料的配方设计第二节家电涂料的配方设计第三节金属容器涂料的配方设计第四节石油贮罐内壁涂料配方设计第五节军事隐身涂料的配方设计第六节塑料用涂料的配方设计第十章涂料的损坏和修补第一节涂料的损坏第二节涂料的修补现代涂料配方设计-简介:编辑推荐:本书侧重从实际应用的角度讨论了涂料配方设计过程树脂基料、溶剂和颜料以及其他各种常用助剂的选择,并结合配方实例、重点介绍了各种建筑涂料、汽车涂料、船舶涂料、家电涂料、金属容器涂料、石油贮罐涂料、隐身涂料、塑料用涂料等的配方设计原则、要点和思路。
涂料配方设计的要点及方法
形态分别见图1、图2和图3。
图1 钢铁表面形态图2 钢铁镀锌表面形态图3 磷化膜的表面形态 钢铁表面粗糙度见图4。
涂料与底材界面示意图见图5。
图5 涂料与底材界面示意图溶剂1.2.1溶剂在配方中如何考虑?高分子物质(涂料树脂)均为高分子材料,它们与溶剂之间的相容性或发生扩散的必要条件是——自由能变△△G=△H -T△S 式(1) 式中,△H—焓度;T—温度;△S—熵变。
△G越负值,越有利于相容和扩散。
△H=Vφ1φ2(δ1-δ2)1/2式(2) 式中,V—平均摩尔体积;φ1、φ2—溶剂和树脂的摩尔分数;δ1、δ2—溶剂和树脂的溶解度参数——内聚能在CPVC时,涂膜性能的突变情况见图图8 在临界颜料体积浓度时涂膜的15种主要性质的突变情况配方中颜料的选择还应考虑以下因素:(1)遮盖率 [F(反射率)=(n1-n2)2/(n1+n2)2];(2) 吸油量;(4) 表面修饰状况,表面极性;(5) pH值;(6) 颜颜色可单独列成一门色度学,在涂料配方设计中要学会如何应用色坐标。
常用的L*a*b*色坐标,如L70,a40,代表什么颜色?应该是亮紫色。
色空间和a*b*色度图分别如图9和图10所示。
1.4 助剂1.4.1 选择原则助剂选择原则:(1) 高效;(2) 负面影响小;(3) 性价比高;(4) 符合环保要求。
1.4.2 注意的问题(1) 配伍性使用助剂时必须注意助剂与基料体系的配伍性问题。
很多助剂为了实现某种功能,都具有特定的化学结构及相涂料技术与文摘Coatings Technology & Abstracts图9 L*a*b*色空间图10 a*b*色度图对分子质量,而涂料的基料(树脂等)也是具有特定结构及相对分子质量的高分子物质,二者必须相互匹配才能发挥 助剂的功能。
如图11所示,在加入助剂后,若助剂与体系相容性差,则体系呈乳状,表明此助剂不适合该体系;相反,合适的助剂则相容性好,体系透明。
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华南理工大学化学与化工学院张心亚二O二O年五月1三分树脂,七分配漆一、水性涂料的配方设计2水性涂料的配方体系•水性涂料,以水为分散介质和稀释剂的涂料。
•配方设计时,不仅要关注聚合物的类型、乳液及分散体的性能,合理选择各种助剂并考虑到各成分之间的相互影响进行合理匹配,还要针对特殊要求选用一些特殊添加剂,最终形成适用的配方。
✓单组份——一般性能✓双组份——高性能、高附加值3水性涂料的配方体系✓水性树脂✓成膜助剂✓抑泡剂和消泡剂✓流平剂✓润湿剂✓分散剂✓流变助剂✓增稠剂✓防腐剂✓着色剂✓填料✓pH调节剂✓蜡乳液或蜡粉✓特殊添加剂:如防锈剂、增硬剂、消光剂、抗划伤剂、增滑剂、抗粘连剂、憎水剂、耐磨剂、紫外线吸收剂等。
✓离子水4单组份水性涂料的配方体系✓水性树脂✓成膜助剂✓抑泡剂和消泡剂✓流平剂✓润湿剂✓分散剂✓流变助剂✓增稠剂✓防腐剂✓着色剂✓填料✓pH调节剂✓蜡乳液或蜡粉✓特殊添加剂:如防锈剂、增硬剂、消光剂、抗划伤剂、增滑剂、抗粘连剂、憎水剂、耐磨剂、紫外线吸收剂等。
✓离子水✓固化剂5双组份水性涂料的配方体系成膜物质颜、填料助剂分散介质——水8水性涂料的配方体系_水性树脂•水性树脂: 成膜的基料,决定漆膜的主要功能。
水性漆配方中,基料是形成漆膜并决定漆膜性能的关键组分。
配方设计时应尽量提高水性树脂的用量,占体积比的60-70%,使得漆液中的有效成膜物含量尽可能多,这样才能保证制漆一道涂装漆膜较厚,丰满度高。
9水性涂料的配方体系_水性树脂✓丙烯酸乳液(Polyacrylic emulsions,PA)✓聚氨酯分散体(Polyurathane dispersions,PUD )✓水性环氧树脂✓水性醇酸树脂10水性涂料的配方体系_颜填料及染料着色颜料:着色、装饰、遮盖体质颜料:降低成本防锈颜料特种颜料11☐颜料(pigments)是研磨得很细的、被分散于涂料中的颗粒或粉末,主要提供颜色、遮盖力和体积。
渗透结晶防水涂料配方
渗透结晶防水涂料配方渗透结晶防水涂料是一种特殊的防水涂料,具有非常好的防水性能,可以在不同的环境中使用,同时能够有效地加强建筑物的结构强度,减少结构的变形。
但由于它的制备复杂,需要适当的原料配比,以确保它的防水性能达到设计要求。
首先,挑选原料并调配配料。
对于渗透结晶防水涂料,主要原料有聚合物乳液、粉煤灰、硅酸钠、硫酸钠、碳酸钡、水等。
根据使用环境和设计要求,设计适合的配方,结合整体原料的综合性能和其他原料的特性,以达到良好的配合要求和性能表现。
其次,确定研磨介质并进行混合研磨。
混合研磨的最终效果取决于混合介质的正确选择和运用。
渗透结晶防水涂料常用的混合介质有:水性酸碱混合介质、水性钛及其衍生物溶液、石油和重质油溶液、溶剂混合物等。
根据实际情况选择合适的混合介质,研磨出具有良好流动性和空间稳定性的涂料,以确保涂料的防水性能达到设计要求。
最后,完成涂装应用。
渗透结晶防水涂料的涂装应用应根据本质性质和使用环境进行设计,包括涂装技术和厚度要求等。
为了确保涂料的防水性能,还需要严格遵守涂装工艺要求,确保涂料应用的质量。
综上所述,渗透结晶防水涂料的配方设计需要精心研究,选择合适的原料配比才能达到最佳效果,以达到最佳的防水性能。
此外,涂装要求也需要注意,为了确保涂料的防水性能达到设计要求,涂装技术要求也要严格遵守。
因此,想要掌握渗透结晶防水涂料的配方设计,必须全面考虑各个方面的要求,以确保涂料防水性能可以满足设计要求。
渗透结晶防水涂料是一种非常特殊的防水涂料,它的制备要求比一般的防水涂料更为复杂,从原料配比到涂装应用都要求严格按照规定执行,才能确保最终产品的防水性能达到设计要求。
因此,渗透结晶防水涂料的设计要求非常严格,只有专业的工程技术人员才能满足要求,才能保证涂料的最终使用性能。
几种常见的ABS塑料用涂料的配方设计
原料
用量/质量份
甲组分 50 %缩二脲型多异氰酸酯(NCO8.7 %) 12.5
50 %羟甲基丙烯酸树脂
64
钛白粉
15
分散剂
1
增塑剂
2.5
乙组分
环己酮
8
醋酸丁酯
5
醋酸乙酯
5
1 %甲基硅油
0.5
2 ABS 低温烘漆
1)低温烘干丙烯酸氨基烘漆
表2 低温烘干丙烯酸氨基烘漆的配方设计
原料
用量/质量份
50 %低羟值丙烯酸树脂
65
6
助剂
0.2
颜料
6
混合溶剂
适量
2)ABS 用热塑性丙烯酸涂料
表3 ABS 用热塑性丙烯酸涂料的配方设计
原料
用量/质量份
热塑性丙烯酸树脂
30
混合溶剂
40
炭黑
6
滑石粉
8
分散剂
0.8
流平剂
0.7
消泡剂
0.2
中国新型涂料网
几种常见的 ABS 塑料用涂料的配方设计
ABS 塑料涂料是一种热塑型丙烯酸漆,由主要成膜物质,次要成膜物质和辅助成 膜物质组成,具体由成膜树脂、着色颜料、填料、溶剂、助剂等构成。以下是几种常见的 ABS
塑料用涂料的配方设计。 1 ABS 用双组份聚氨酯涂料 表1 ABS 用双组份聚氨酯涂料的配方设计
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.。
水性木器漆配方设计
水性木器漆配方设计1.主要成分2.辅助成分辅助成分主要包括添加剂和填料。
添加剂有助于提高水性木器漆的性能,如增加漆膜的硬度、耐磨性和耐候性等。
常用的添加剂有增稠剂、分散剂、膨胀剂等。
填料则用于调整水性木器漆的光泽度和质感,常见的填料有云母粉、珍珠粉等。
3.添加剂常见的水性木器漆添加剂包括防腐剂、增强剂和流平剂。
防腐剂用于延长水性木器漆的使用寿命,防止发霉和腐蚀。
增强剂能够提高水性木器漆的硬度和耐磨性,使其更加耐用。
流平剂则用于提高水性木器漆的表面光滑度和光泽度。
4.所需材料和步骤制作水性木器漆需要准备以下材料:水性树脂、颜料、溶剂、添加剂、填料、防腐剂、增强剂、流平剂等。
制作步骤如下:步骤一:按照一定比例将水性树脂、颜料和溶剂混合搅拌均匀,直至颜料完全溶解。
步骤二:逐步加入添加剂,继续搅拌混合。
步骤三:根据需要适量加入填料,搅拌均匀。
步骤四:最后加入防腐剂、增强剂和流平剂,继续搅拌混合至漆液完全均匀。
步骤五:将混合好的水性木器漆过滤,去除杂质。
5.注意事项制作水性木器漆时需要注意以下几点:1)严格按照配方比例进行材料的混合,以保证漆液的稳定性和可靠性。
2)搅拌过程应充分,确保各成分充分混合,避免发生沉淀现象。
3)在搅拌和过滤过程中,注意防止异物进入漆液,以免影响漆膜的质量。
4)制作完成后,漆液应使用新鲜的,避免过长时间的存放,防止漆液变质。
总结:水性木器漆的配方设计涉及到主要成分、辅助成分、添加剂和所需材料等方面。
按照正确的配方比例和制作步骤,可以制作出质量上乘的水性木器漆,使木器表面达到美观、耐用的效果。
在制作过程中要注意加入适量的添加剂和填料,以及正确的使用防腐剂、增强剂和流平剂等。
同时,还需要注意搅拌和过滤的过程中的卫生和安全。
UV配方大全
UV配方大全UV涂料配方大全一、UV通用面漆配方UA606 15~20 UA202 35~45 621A-80 10~20 TM+TP 5~8 流平剂 0~1 溶剂 20 备注:1,溶剂体系可用乙酸乙酯:乙酸丁酯:甲基异丁酮=5:3:2,或者丁酯:异丙醇=1:1比例调配。
2,因为是13~15个微米,所以固含量要做到75%,经验上是1:1开稀。
具体以NK-2#杯测得在8.2~8.3S的适宜手工喷涂粘度为基准来开稀。
3,环氧的少量加入可以调节固化速度,再多加可以降低成本,但是只能做辅助树脂,如果量的加入超过了PUA两支树脂的量就会导致黄变严重,固化收缩,从而导致外表和附着力的问题。
4,UA202是市场上少有的一只流平和附着力兼佳的聚氨酯树脂,价格也还好.建议配方中量不能少于35%,否则附着力和整体的流平就没法保证。
5,UA606是一只PU6A树脂,硬而不脆。
UA606的量够了,2H没问题,而且还不像其他六官能树脂,它收缩对配方影响很小二、UV木地板配方UV木地板涂料的涂装工艺多种多样,不同的涂装方式要求涂料具有不同的黏度、流动性能。
腻子漆含较多无机填料,成膏状,只适合刮涂,通过挤压、剪切,将腻子压进木材大孔结构中。
淋涂要求涂料黏度适中,流动稳定性好,气体排释性强,幕流稳定。
辊涂要求涂料黏度偏高,胶辊“吃料”,涂覆到木版上后,涂层表面应在较短时间内自流平整,不能有拔丝痕迹。
这些要求除与基料本身的黏度有关外,流平、消泡等助剂的使用是必不可少的。
适合于木地板辊涂涂装工艺的底漆和面漆的黏度基本在2.4Pa·s左右。
配方中可添加总额约15%的无机填料,可增强硬度、降低收缩应力、提高附着力的作用,同时增加了底漆的黏度,防止涂料过稀渗入木基材深层,仅控制在基材浅层渗透锚固,这种高无机填充的体系比较适用于开孔型(open pores)的木基材底涂。
加入的滑石粉兼有润滑涂层、提高打磨质量的功能。
底漆配方也可使用聚酯丙烯酸酯为主体树脂,本来光固化速率会大大降低,但因其官能度较高,聚合速率不会有太大损失。
醇酸清漆配方设计及计算
宝塔山公司溶剂型木器涂料配方设计要求一﹑醇酸清漆配方设计及计算:1、VOC含量的控制:①根据GB18581-2001规定,醇酸清漆应符合以下标准:VOC≤550g/L,换算成质量比为≤60.4%,因此,固体含量应≥39.6%。
②配方设计思路:清漆树脂(52%) 100g干料0.4 g溶剂 4 g固含量计算:52÷104.4×100%=49.8%>39.6% 符合标准2、二甲苯含量控制:①根据GB18581-2001规定,二甲苯含量小于10%。
②醇酸清漆中醇酸树脂二甲苯含量为3.78%,二甲苯含量计算:3.78%×100÷104.4=3.62%<10% 符合标准二、白内用醇酸磁漆配方设计及计算:1、VOC含量的控制:①根据GB18581-2001规定,内用醇酸磁漆应符合以下标准:VOC≤550g/L,换算成质量比为≤48%,因此,固体含量应≥52%。
②配方设计思路:磁漆树脂(52%) 80g钛白粉18 g有机土浆(10%) 4 g干料0.3g溶剂4g固含量计算:(52%×80+18)÷106.3×100%=56%>52% 符合标准2、二甲苯含量控制:①根据GB18581-2001规定,二甲苯含量小于10%。
②醇酸磁漆中醇酸树脂二甲苯含量为3.78%,二甲苯含量计算:3.78%×80÷106.3=2.84%<10% 符合标准3、重金属含量控制:由于该产品的所有原材料本身都不含重金属,再通过严格的生产工艺控制和设备控制,完全有能力保证重金属含量不超过限量值。
三、聚酯家装漆配方设计及计算:1、固体含量的确定依据GB18581-2001标准规定,室内木器漆应符合以下标准:光泽≥80 VOC≤600g/l(换算成重量数为VOC≤63%)光泽<80 VOC≤700g/l(换算成重量数为VOC≤73%)根据聚酯漆的一般施工比例计算主剂(—OH组分)最低含量如下:1)底漆:固化剂(40%固含量):稀释剂=2:1:2(重量比),所需达到的固含量应为:[2(1-x)+0.3+0.6+2]÷5≤0.73x≥0.475 即固含量应大于47。
涂料溶剂的介绍
涂料溶剂的介绍一、涂料中溶剂的组成由于涂料对溶剂的要求比较苛刻,考虑到挥发速率、溶解性以及成本等多种因素,单一溶剂很难满足涂料的使用要求,涂料用溶剂一般为混合溶剂,由三大部分组成,即真溶剂、助溶剂和稀释剂。
一般来说,混合溶剂的组成是由其施工工艺条件所控制的,如涂料干燥温度和干燥时间等。
通常室温下物理干燥的涂料,其混合溶剂的组成为45%低沸点溶剂、45%中等沸点溶剂和10%高沸点溶剂。
配方中真溶剂与惰性溶剂的比例要合适,这样才能得到透明无光雾的涂膜。
低沸点的溶荆加速干燥,而中等沸点和高沸点的溶剂保证涂膜的成膜无缺陷。
烘干漆、烘烤磁漆和卷材涂料的施工温度相对较高,故其溶剂的组成中高沸点溶剂含量相应也要高,仅含少量的易挥发溶剂,因为易挥发溶剂会使涂料在烘烤过程中“沸腾”。
在漆料中,溶剂的性质也依赖于树脂的类型。
为了获得快干、低溶剂残留的涂膜,混合溶剂的溶解度参数及其氢键参数必须位于树脂溶解度范围的边界部分。
另一方面,混合溶剂的这些参数又必须与树脂的参数相近,以保证涂料获得满意的流动性。
要找到这么一个切合实际的平衡点是很困难的,需要做大量的实验。
根据溶解度参数理论,选择的混合溶剂中,非溶剂比真溶剂更易挥发,则对加速干燥是很有利的。
真溶剂在涂膜中较后挥发,可增加涂料的流动性。
也就是说,随溶剂的挥发,混合溶剂的溶解度参数应从树脂溶解度的边界区域迁移向中心区。
不过,应该注意,在溶剂的挥发过程中,固体浓度的不断增加,涂料温度的增加或降低都会改变树脂的溶解区域。
二、涂料中溶剂的作用溶剂在涂料中的作用往往不为人们所重视,认为它是挥发组分,最后不会留在涂膜中,所以对涂膜的质量不会产生很大的影响。
其实不然,各种溶剂的溶解力及挥发速率等因素对于涂料的生产、贮存、施工等方面,以及涂膜的光泽度、附着力、表面状态等多方面性能都有极大的影响。
溶剂在涂料中所起的作用如下。
①溶剂可以溶解并稀释涂料中的成膜物质,降低涂料的黏度,便于涂刷或喷、浸、淋等工艺。
水性环氧地坪涂料的配方设计及施工
水性环氧地坪涂料的配方设计及施工1 前言环氧树脂涂料具有硬度高、耐磨性好、附着力高和耐化学药品性能优异等特点,广泛应用在工业地坪涂装领域。
近年来,随着人们环保意识的不断提高,许多国家相继颁布了限制挥发性有机溶剂(VOC)的环保法规,涂料的水性化、无溶剂化和高固体分化已成为涂料发展的必然趋势。
我国的工业地坪涂料目前基本上是溶剂型和无溶剂型环氧地坪涂料,溶剂型环氧地坪涂料含有较多的有机溶剂,这些有机溶剂在涂料的生产和施工阶段排入大气,污染环境,同时危害人类健康;无溶剂型环氧地坪涂料含有少量的活性稀释剂,常用的活性稀释剂为丁基环氧丙基醚(有一定毒性),采用自流平施工工艺,涂膜厚度为1-5mm,成本较高且含有少量的挥发性有机溶剂。
与普通的溶剂型环氧地坪涂料相比,水性环氧地坪涂料具有以下优势[1]:(1)以水作为分散介质,不含甲苯、二甲苯之类的挥发性有机溶剂,不会造成环境污染,没有失火的隐患,满足当前环保的要求,当然也可加入少量的丙二醇甲醚等无空气污染的醇醚类溶剂来改善水性环氧涂料的成膜。
(2)可在潮湿环境中施工和固化,有合理的固化时间,保证涂膜有较高的交联密度。
(3)对大多基材具有良好的附着力,即使是潮湿的基材表面同样有良好的粘结性。
(4)操作性能好,施工工具可用水直接清洗,可以重复使用,涂料的配制和施工操作安全方便。
(5)固化后的涂膜光泽柔和,质感较好,并且具有较好的防腐性能和单向透气性。
因此,随着环保法规和人们环保意识的增强,水性环氧地坪涂料将会得到广泛的应用,研究和开发水性环氧工业地坪涂料具有很大的经济效益和社会效益。
本文较为系统的讨论了水性环氧地坪涂料的配方设计及其主要成分(环氧树脂、水性环氧固化剂、颜填料、助剂和共溶剂等)对涂膜性能的影响,并给出了水性环氧地坪涂料的配方实例及性能,在这基础上简要介绍了水性环氧地坪涂料的施工工艺。
2 水性环氧地坪涂料的配方设计2.1 环氧树脂环氧树脂类型对水性环氧地坪涂料的性能影响很大。
涂料配方设计的要点及方法
(2) 厚边
涂膜经常出现画框(厚边)弊病,其原因是快溶剂太多,
造成边缘处溶剂很快减少(相对于板中间),表面张力上升
(溶剂的表面张力较低),使湿涂料会由于表面张力差而被
推动,移向表面张力高的地方,移向边缘,造成厚边。方
法是降低溶剂的挥发速率,减少表面张力梯度。
(3) 专用溶剂
卷材涂料生产线,夏天温度高,涂料很容易起泡,最 好用夏天的专用溶剂(挥发慢一些),相反,冬天使用的溶 剂可能挥发速率就要快一些。因此供应商经常会有专用溶 剂一说。
众所周知,涂料主要由基料(树脂)、颜填料、溶剂和 助剂四大组分组成。其中,基料是能附着在底材上,并能 形成连续涂膜的材料,大多数情况下是有机聚合物。溶剂 (或挥发性组分)是能溶解(或分散)基料,并能使涂料流动, 适合施工的液体。它们能在施工过程中或施工后挥发释放 出。水性涂料中的水也属于溶剂。颜填料则分散在漆料中, 在涂料成膜后仍保持在基料中的悬浮状态。它为涂膜提供 色彩、遮盖力和其他特殊功能。助剂是用量很少的添加剂,
1.4 助剂
1.4.1 选择原则 助剂选择原则:(1) 高效;(2) 负面影响小;(3) 性价
比高;(4) 符合环保要求。 1.4.2 注意的问题
(1) 配伍性 使用助剂时必须注意助剂与基料体系的配伍性问题。 很多助剂为了实现某种功能,都具有特定的化学结构及相
涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts
9
涂料讲坛
Coatings Lecture
图 9 L*a*b*色空间
如:抗流挂剂-涂膜流平性,消泡剂-涂膜缩孔,增滑剂重涂性,成膜助剂-涂膜的抗沾污性(沸点高,易滞留),乳 化剂-乳化剂残留会影响涂膜耐水性,光引发剂-残留光引 发剂会导致涂膜返黄。因此,在使用助剂时一定要了解它 的负面作用,否则会适得其反!
陶氏aeh-20环氧底参考配方
陶氏aeh-20环氧底参考配方全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:陶氏A EH-20环氧底漆是一种高性能的环氧底漆,适用于各种金属表面的防腐蚀涂装。
它具有良好的抗腐蚀性能、优异的耐候性和耐化学性能,能够有效地保护金属表面不受氧化、腐蚀和化学腐蚀的侵蚀,延长金属材料的使用寿命。
在制作陶氏A EH-20环氧底漆的配方时,需要精确控制每种原材料的比例和配方,以确保底漆具有优良的性能和质量。
下面是一份参考配方供您参考:主要原料:1.环氧树脂2.固化剂3.稀释剂4.防腐剂5.填料6.助剂配方比例:- 环氧树脂:50%- 固化剂:25%- 稀释剂:10%- 防腐剂:5%- 填料:5%- 助剂:5%制作步骤:1. 将环氧树脂和固化剂按照配方比例混合均匀,确保没有任何固体颗粒残留。
2. 加入稀释剂,搅拌均匀,调整底漆的粘度和流动性。
3. 加入防腐剂和填料,搅拌均匀,提高底漆的抗腐蚀性能和充填性。
4. 最后加入助剂,调整底漆的干燥速度和耐候性能。
5. 将配制好的环氧底漆进行过滤,即可使用。
陶氏A EH-20环氧底漆具有优异的性能,适用于各种金属表面的防腐蚀涂装,广泛应用于船舶、桥梁、石油化工设备等领域。
通过精确控制配方和生产工艺,可以获得高质量的环氧底漆,保障金属材料的长期使用效果。
希望以上参考配方对您有所帮助,欢迎与我们联系,获取更多的技术支持和服务。
第二篇示例:陶氏aeh-20环氧底漆是一种优质的环氧底漆材料,具有优良的涂装性能和耐磨性能,被广泛应用于各种工业领域。
为了更好地发挥其性能,我们需要合理选择配方,并正确使用。
下面我将为大家介绍一份关于陶氏aeh-20环氧底漆的参考配方,并帮助大家更好地了解如何使用这种材料。
一、陶氏aeh-20环氧底漆的特性陶氏aeh-20环氧底漆是一种双组份环氧底漆,主要由环氧树脂和固化剂组成。
其特点包括:具有优异的耐化学品腐蚀性能、耐磨性能和抗酸碱性能;表面光滑,涂膜硬度高,附着力好;涂膜干燥迅速,施工方便等。
室温固化水性环氧涂料参考配方设计
室温固化水性环氧涂料参考配方设计室温固化水性环氧涂料参考配方设计原料配比(质量份)原料1号2号甲组分环氧树脂E-5185-环氧树脂DER-331-900活性稀释剂BGE68分散剂A分散剂Dispersago®-90220.3-分散剂VOK®-Disper4560F-0.4消泡剂A消泡剂Sago®-16900.06-消泡剂VOK®-DF2722F-0.05非离子表面活性剂Triton X-1000.58水性色浆适量适量乙组分改性水性胺类固化剂W-90025-改性水性胺类固化剂WY-55-280自来水17200分散剂B分散剂VOK®-Disper2450.3-分散剂Dispersago®-9750-0.5消泡剂B消泡剂VOK®-DF0820.3-消泡剂Sago®-1555-0.5流平剂Sago®-36460.3-流平剂VOK®-FL3722F-0.4滑石粉10200沉淀硫酸钡20200多孔粉石英20200甲组分:乙组分1:41:4注:多孔粉石英,属于一种火山灰沉积岩,该产品自然粒径细(0.5μm左右),颗粒分布均匀,比表面积大(8.3m2/g),外形结构近似球型无棱角状。
以电子显微镜图象看,其表面全是纳米级的介孔。
多孔粉石英表面含有一定数量的羟基(-OH)-硅醇。
作为极性官能团,用于油漆、涂料和粘合剂中有助于提高产品的附着力和粘结性。
另一方面,由于羟基的存在,更容易通过偶联剂表面处理,增加其交联、补强的作用,即增加产品的物理力学性能又提高了涂膜的拉伸强度和对集体的附着、粘结性。
制备方法甲组分的制备:将环氧树脂、活性稀释剂、分散剂A、消泡剂A和非离子表面活性剂依次投入分散缸中高速(1000~1500r/min)分散5~15min,再加入水性色浆混合至指定颜色,最后过滤包装。
乙组分的制备:将水性胺类固化剂、水喝各类助剂依次投入分散缸中高速(1000~1500r/min)分散10~15min,然后加入体质填料并混合均匀,最后过滤包装。
乳胶漆配方
乳胶漆配方介绍:乳胶漆是一种常见的涂料,广泛应用于室内墙面和家具等装饰涂料工程中。
它与传统的油漆相比具有很多优势,如环保、耐久、易清洁等。
乳胶漆的配方是实现这些特点的关键之一。
在本文中,我们将介绍乳胶漆的常见配方以及如何制作乳胶漆。
配方一:水溶性乳胶漆材料:- 乳胶乳 (聚丙烯酸酯乳液)- 合成树脂- 稳定剂- 防腐剂- 透明剂- 颜料- 填充剂- 溶剂 (水)步骤:1. 将乳胶乳、合成树脂、稳定剂和防腐剂混合在一个容器中,搅拌均匀。
2. 分别将透明剂、颜料和填充剂加入容器中,继续搅拌直到达到所需的颜色和质地。
3. 慢慢加入适量的溶剂 (水)来调节漆的粘度,搅拌均匀。
4. 进行漆的稳定性测试,确保没有异物悬浮物或沉淀。
5. 调整配方的比例,以获得最佳的涂布性能和干燥时间。
注意事项:- 在混合配方的过程中,应使用干净的容器和工具,以免污染漆的质量。
- 根据乳胶乳的不同,配方可能需要调整以适应特定的应用要求。
- 在使用乳胶漆前,应先进行测试,以确保满足预期的效果。
配方二: 有机溶剂型乳胶漆材料:- 乳胶乳 (聚丙烯酸酯乳液)- 合成树脂- 稳定剂- 防腐剂- 透明剂- 颜料- 填充剂- 有机溶剂 (如丙酮、甲苯等)步骤:1. 将乳胶乳、合成树脂、稳定剂和防腐剂混合在一个容器中,搅拌均匀。
2. 分别将透明剂、颜料和填充剂加入容器中,继续搅拌直到达到所需的颜色和质地。
3. 慢慢加入适量的有机溶剂来调节漆的粘度,搅拌均匀。
4. 进行漆的稳定性测试,确保没有异物悬浮物或沉淀。
5. 调整配方的比例,以获得最佳的涂布性能和干燥时间。
注意事项:- 在制作有机溶剂型乳胶漆时,应注意溶剂的选择和使用,确保安全性和环保性。
- 在使用乳胶漆前,应先进行测试,以确保满足预期的效果。
结论:乳胶漆是一种常见的涂料,可用于室内墙面和家具的装饰涂料工程中。
通过正确的配方设计和制作,可以获得具有优异性能的乳胶漆。
在制作乳胶漆时,必须注意使用适量的乳胶乳、合成树脂、稳定剂和防腐剂,添加透明剂、颜料和填充剂来调节涂料的颜色和质地,并通过适量的溶剂调节乳胶漆的粘度。
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。
涂料配方设计及应用研究
涂料配方设计及应用研究涂料是以溶剂、树脂及添加剂为基础原料进行混合/反应等一系列工艺处理后形成的一种涂料材料,是制造各种建筑涂料、木器涂料、汽车漆、地坪涂料等的基础材料之一。
涂料的性能影响着生产、加工、使用和维护等方面,具有极其重要的作用。
涂料的配方设计是涂料生产过程中最为关键的一环,要根据使用环境和对涂层的要求,合理地选择材料和配比。
以下将对涂料配方设计进行详细阐述。
1. 涂料的配方设计原则涂料配方设计需要考虑到以下几个方面:1.1 各种材料的相容性涂料制造的中间原料一般来自不同的生产厂家,因此涂料的制备需要将各种原材料的特性和性能加以考虑,只有考虑得到位,涂料才能达到理想的质量、性能和效果。
1.2 合理选材和合理配比涂料配方设计有利于选择中间原材料和添加剂,以及确定相应的数量。
合理的材料使用可以最大程度保证涂料的性能,避免过多浪费和成本浪费。
1.3 细心斟酌细节涂料配方设计需要充分细致,并仔细考虑每个工艺步骤,以便制成高质量的涂料产品。
2. 涂料配方设计步骤涂料的配方设计主要包含以下步骤:2.1 选择基本原料根据涂层性能要求,选用合适的树脂、溶剂及其他材料,先确定最优的品种和生产厂家。
2.2 特性评估对所选材料,根据需要进行原材料的评估,以确定合理的使用途径,例如对干燥速度、涂层附着力、耐磨性、抗腐蚀性、耐温性、耐紫外线能力等进行测试。
2.3 配方设计根据涂层性能要求,充分利用各种原材料的优点,用专业的软件进行计算推荐,确定最优的配比方案,并开展实验室和生产线的小批量生产和调整,使各项性能达到最佳。
2.4 无污染生产要求整个生产过程不出现任何污染物,采用绿色方法制造优质涂料,以满足环保要求。
3. 涂料配方设计的应用研究及前景展望涂料配方设计能够有效提高涂料的质量和性能,使涂层在各种条件下都能有很好的保护和美化作用,大幅降低涂料生产与消耗的成本,同时提高了涂料商品的市场竞争力。
涂料配方设计是涂料生产的重要步骤,一旦设计不当,很难在使用过程中达到优异的性能表现。
科训实验--乳胶漆实验报告
乳胶漆设计实验报告一、实验目的通过乳胶漆配方的设计、制备和主要性能的测试实验,使我们了解目前市场上流行的内外墙乳胶涂料的树脂合成、配方设计原理、各组分的选择原则及所起的作用、主要性能的测试方法和涂料综合质量的评价方法。
二、内外墙乳胶漆的配方设计原理涂料,我国传统成为“油漆”,是涂覆在物件表面上,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜材料的总称。
涂料的作用主要是对物体表面进行保护、装饰和赋予特殊性能。
涂料组成包含成膜物质、颜料、溶剂、助剂四个组分。
成膜物质是组成涂料的基础,它具有粘结涂料中其它组分形成涂膜的功能。
对涂料和涂膜的性质其决定性作用。
用作涂料成膜物质的品种主要有植物油、天然树脂和合成树脂。
颜料能是涂膜呈现色彩,并使涂膜具有遮盖力,以发挥其装饰和保护作用。
颜料还能增强涂膜的机械性能和耐久性能。
有时涂膜提供某种特定功能,如防腐蚀、导电、吸收辐射波、阻燃等。
助剂的作用是对涂料或涂膜的某一特定方面的性能起改进作用。
根据助剂对涂膜所起的作用,现代涂料所使用的助剂可分为以下四个类型:(1)对涂料生产中发生作用的助剂,如消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等(2)对涂料贮存过程发生作用的助剂,如放结皮剂、防沉淀剂等(3)对涂料施工成膜过程发生作用的助剂,如稀释剂、催干剂、固化剂、流平剂、防流挂剂等(4)对涂膜性能发生作用的助剂,如增塑剂、平光剂、防霉剂、阻燃剂、防静电剂、紫外光吸收剂等助剂虽然用量很少,但能起到显著作用,因而在涂料中的应用越来越受到重视。
溶剂是使不包括无溶剂涂料在内的各种液态涂料完成施工过程所必需的组分。
它原则上不构成涂膜,也不应存留在涂膜之中。
溶剂的组分的作用是将涂料的成膜物质溶解或分散为液态,以使涂料易于施工成薄膜,而当施工后又能从薄膜中挥发至大气中,从而使薄膜形成固态的涂膜。
溶剂组分通常是可挥发性液体,习惯上称为挥发分。
作为溶剂组分包括能溶解成膜物质的溶剂,能稀释成膜物质溶液的稀释剂和能分散成膜物质的分散介质,习惯上统称溶剂。
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近年来涂料技术发展迅速,出现了许多树脂,并常复合使用。
涂装技术也日新月异,出现了多种多样的施工工艺,这都要求有不同的溶解性和挥发特性的溶剂来配合。
以往使用的单一溶剂已再不能胜任,必须应用混合溶剂,以照顾全面。
而混合溶剂又不像单一溶剂那样简单,它除了满足溶解性和挥发特性外,还有溶剂平衡问题,所以混合溶剂的配方设计也成为近代涂料配方设计整体中的一个组成了。
一、混合溶剂的溶解性溶剂对成膜物的溶解性可用溶解度参数来衡量。
溶解度参数的概念是由Hidebrand提出,认为溶质与溶剂有相近似的内聚能密度时,则溶质可为溶剂所溶解。
为了处理方便起见,溶解度参数(δ)采用内聚能密度的平方根为单位称为Hildebrand(h)。
Hildebrand体系的溶解度参数涉及的是非电解质在非极性溶剂中的溶解性。
在Hansen体系的溶解度参数中,把内聚能(E)分为非极性的相互作用力,即色散力(Ed)、偶极力(Ep)和氢键力(Eb),即ΔE=ΔEa+ΔEp+ΔEh或(1)式中:V为摩尔体积,δd、δp和δh分别为溶解度参数的色散力、偶极力和氢键力组成。
要定量地将δ分解成δd、δp和δh是不太容易的。
在Hansen体系中,用同形(homomorph)的概念来估计δd,用同形物间的气化热差作为偶极力与氢键力之和,其中的偶极力,则以摩尔介电常数、折光率和偶极距以Boetther经验式求得。
并为了简化式(1)在三维座标中溶解区“体”的图形,使之为球体起见,将δd的座标值加倍,这样球体内的溶剂将都能溶解某一特定树脂。
在Crowhy体系的溶解度参数中,用Hildebrand体系的溶解度参数(δ)用Gordy方法测定光谱中波长位移数的十分之一作为氢键合值(γ),以及偶极距(μ)在三维座标中来描绘的。
溶解度参数的体系还有几种。
就目前而论,Hansen体系比较最富理论。
由于ASTM D3132采用了Crowley体系,为了有标准测定方法可资遵循,故宜采用来衡量混合溶剂对成膜物的溶解性。
ASTM D3132“测定树脂和聚合物溶解区”的方法的大要如下:按该标准的附表一所列的溶剂或混合溶剂以一定的成膜物/溶剂比例来溶解某一成膜物。
有的能完全溶解;有的在溶解的边缘上,即混浊但无明显的分离;有的不溶解,即有胶粒或固相、或分层。
由于溶剂对成膜物的溶解性以溶解度参数为最重要,氢键合值次之。
因而对大多数的成膜物,以溶解度参数和氢键合值作溶解区图,已足够定其溶解性,故可将测定的结果分别以附表一上所对应的δ和γ值在座标中标出,绘成溶解区图。
偶极距在一般情况下对溶解区的影响不大。
在某些情况下,溶解区的界线不清。
这是偶极距对之有较大的影响了。
就需在几个氢键合值的水平上,以相对应的μ和δ值在座标中标出而绘成溶解区图。
溶解区中任何一点,就是对成膜物有溶解性的混合溶剂,它的δm和γm值(或某一氢键合值水平上的μm和δm),可用下面的关系式分解为它的组成以及比例。
δm=∑δiχi/∑χiViγm=∑γiχi/∑χiVi (2)μm=∑μiχi/∑χiVi式中的χi和Vi分别为混合溶剂中组成溶剂i的摩尔分数和摩尔容积。
这样就可设计有合适溶解性的混合溶剂的组成和比例了。
二、混合溶剂的挥发特性理想液体混合物在气/液平衡态下,它的蒸气压为各组成的分蒸气压Pi之和,即P=∑Pi,而Pi可用RaooH定律给出,即Pi=P0iχi式中的P0i为组成i在纯态时的蒸气压。
然而大多数液体包括大多数的溶剂在内是非理想的,所以混合溶剂的蒸气压不能简单地用Raoult定律求得。
为了矫正Raoult定律对非理想液体混合物的偏离导入了“活性系数”(γ),即Pi=γiP0iχi这活性系数可用UNIFAC(Universal Functional Group Activity Coefficient)方法求得。
这方法由Fredenslund等将溶剂的基团概念与UNIQUAC(Universal Quasi-Chemistry)模式相结合。
这方法认为活性系数与浓度和温度有关,还和组成间的相互作用有关。
活性系数的计算方法可见参阅参考资料,或《上海涂料》1987年第一期“涂料的溶剂”一文。
按UNIFAC方法求得了活性系数,那末就可计算混合溶剂在任何温度下的蒸气压(Pm)了,即Pm=∑γiP0iχi (3) 溶剂的挥发速度与蒸气压成正比,所以混合溶剂的挥发速度(Rm)也有与式(3)相同的形式,即 Rm=∑γiRi0χi (4) 式中的R0i为纯溶剂的挥发速度。
溶剂的挥发速度可按ASTM D3539用Shell薄膜挥发仪“测定可挥发液体的挥发速度”的方法。
这方法的大要是:以一定重量的溶剂展布在一定尺寸的园形泸纸上,从而形成了一定的挥发面积,并悬挂在一定流量的空气流中,在一定的温度下,测定挥发掉90%时所需的时间(在挥发掉90%之前挥发面积不变),并称为“90%”挥发时间(T90)。
溶剂的挥发速度与挥发时间成反比,所以式(4)中的R值可用T90值的倒数代入。
这样就可用式(4)来设计有合适挥发速度的混合溶剂的组成和比例了。
水性混合溶剂是由水和有机共溶剂组成,由于水的挥发受环境湿度的影响,故应将环境中的水分蒸气压,即相对湿度的蒸气压(PRH)计入水性混合溶剂的水组成的分蒸气压(PW)之内。
而水性混合溶剂中实际水组成的分蒸气压称为“有效”水分蒸气压(Peff),即:Peff=PW-PRH (5) 与“有效”水分蒸气压相对应的水性混合溶剂中水的“有效”摩尔分数(Xeff)则为Xeff=Peff/Peff+PC,式中PC为水性混合溶剂中有机共溶剂的分蒸气压。
经过这样的处理,在一定的环境湿度下,水性混合溶剂的挥发速度也可用式(4)来计算设计了。
三、溶剂平衡混合溶剂在挥发时,由于各组成的分蒸气压不同而使挥发速度各不相同,故组成比例随着挥发的进行而改变。
如果良溶剂组成挥发较快,那末留在湿膜中的混合溶剂的溶解性将逐渐减弱,可能使成膜物处于不良的溶解状态下,影响了干膜的质量。
如果将混合溶剂配成“共沸物”,即气相和液相的组成比例在挥发过程中始终是相同的,即yi=Xi,那末组成比例就不会随挥发的进行而改变了,就像单一溶剂那样。
这对混合溶剂的配方设计变得简单得多了。
对二元混合溶剂它的组成比例中X2=1-X,当它是“共沸物”时,则将X2=1-X1代入上式,得(γ1p10-γ2p20)=X1(γ1p10-p20γ2)上式只有在r1p10=r2p20时才能满足,这就是混合溶剂“共沸”的条件。
“共沸”混合溶剂组成的比例可将一系列组成相同而比例不同的混合溶剂的T90值对组成的比例作图,曲线的最低点就是“共沸物”。
因为绝大多数的共沸物都具有最大的蒸气压,即最快的挥发速度,也就是最小的T90值。
图一中的曲线a是二甲苯/正丁醇在不同比例下图一二甲苯/正丁醇混合溶剂的挥发时间用ASTM D3539方法测得的T90值对配比所作的图,最低点(正丁醇28%)即“共沸物”。
T90值也可用式(4)计算,即用UNIFAC方法求活性系数,取ASTM D3539附表A4.1的T90值倒数为R。
它与对应的配比所作的图如图一中的曲线b。
最低点(正丁醇26%)即“共沸物”。
水性混合溶剂中水组成的挥发前已述及,受环境湿度的影响,所以它的“共沸物”组成的比例还取决于环境湿度。
当“有效”水分蒸气压与水性混合溶剂中水的摩尔分数相同时,就是“共沸物”了。
由于“有效”水分蒸气压值取决于环境中的相对湿度(式(5)),不是恒定的,所以这种“共沸物”称为“假共沸物”。
“假共沸物”水性混合溶剂组成的比例也可和“共沸”混合溶剂一样,可测定组成相同而比例不同的一系列水性混合溶剂的T90值,只是在一定相对湿度的空气流下,然后以这些T90值对组成比例作图。
曲线的最低点就是在这相对湿度下的“假共沸物”。
也可用式(4)计算T90值,只是水性混合溶剂中的水摩尔分数应为“有效”水摩尔分数,对二元水性混合溶剂的挥发速度可将式(4)写成:Rm=γWRW0Xeff+γCRC0XC (6) 式中γW和γC分别为水和有机共溶剂的活性系数,RW0和RC0分别为水和有机共溶剂在纯态时的挥发速度,XC为水性混合溶剂中有机共溶剂的摩尔分数。
图二就是用式(6)求T90值对组图二水/乙二醇丁醚混合溶剂在不同相对温度的挥发时间成比例所作的水/乙二醇丁醚体系在几个不同相对湿度下的图,曲线的最低点即“假共沸物”。
“共沸物”或“假共沸物”的概念的建立使多组份的混合溶剂可按单一溶剂来处理。
并且是混合溶剂配方设计中的一个重要参比点。
它在水性混合溶剂的配方中有更多的一些的意义,因为它非但可使混合溶剂组成的比例在挥发过程中始终保持不变,而且是挥发速度最快的比例。
如果进一步,从这参比点上,将挥发速度较慢的,溶解性较好的组成在比例稍予提高,那末在挥发过程中,混合溶剂的溶解性越来越好,挥发速度越来越慢,这样就可提高干膜的质量。
这就是涂料配方中常用的压阵溶剂的方法。
“共沸物”可给压阵溶剂有一个量的参考。
这在水性涂料中意味着在溶剂挥发过程中湿膜可由水性转化为“溶剂型”,使干膜的质量有所提高。
运用上述方法,一个混合溶剂的组成和比例的溶解性可从溶解区内选择,符合涂装工艺的挥发特性可从式(4)求得,溶剂平衡可由“共沸物”指出,然而通过三者的综合平衡,就可得到比较合适的配方了。
然而,溶剂从湿膜挥发的过程不同于从Shell薄膜挥发仪的挥发过程,更不同于基于气/液平衡态下,以UNIFAC的活性系数矫正的,用RaooH定律计算的挥发速度,所以只能是估算。
还有,溶解度参数和UNIFAC 方法都是基干基团特性的可加性概念上,所以也只能是估算的。
因此,求得的混合溶剂配方仅能是参考的。
但是,这比目前全凭经验是进了一大步,有了量的概念。
当它与经验相结合,作为混合溶剂的配方设计,或作为配方的改进或变动(供应或成本的原因)是有很重要的参考价值,是涂料由艺术走向技术之路。
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