涂料基础知识

•
要求较高
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漆膜的基本性能要求
附着力
柔韧性 (耐弯曲性)
耐冲击性能 耐候性能 封闭性能 耐化学性能 发展出的其它性能
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油漆的施工性能要求
开罐性能 喷涂性能 抗流挂性能 流平性能 润湿性能 其它性能
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颜料品种
功能颜料: 功能颜料 • 红丹（含铅） • 锌粉 • 铬酸锌（含铬） • 磷酸锌…… 着色颜料 (提供遮盖力 ): • 无机颜料: 红色, 黄色, 褐色, 黑色等 • 有机颜料: 所有颜色
Paint technology / Thinning viscosity 1
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稀释剂的加入量
油漆的挥发率和稀释的溶解性会对油漆 产生以下影响: • 干燥时间 • 成膜性能 • 漆膜的质量 大多数油漆在生产时已经调整到适当的施工粘度. 决不能使用未经明确确认的稀释剂
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常用油漆的固化方式
氧化干燥(Oxidising)
•
醇酸漆(Pilot II, Alkyd Primer) 氯化橡胶 乙烯类(Vinyl) 丙烯酸漆(Pioner Topcoat) 沥青漆(Asphalt) 焦油漆(Tar)
物理干燥(Physical Drying)
• • • •
涂 2 道 (50 + 50 µm ) 100 µm的涂层所起的防腐保护作用比涂1道 100 µm 的要更好. * 特殊的涂层需要以一道成膜.
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什么是耐化学性能? 什么是耐化学性能?
“当涂膜暴露在化学环境时,在受到外界 物理的 和 化学的 影响时,保持其原有性能和状态的能力”
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腐蚀性化学品和耐化学品性
• 酸Acids • 乙醇 乙醇Alcohols • 碱Alkalies • 原油 原油Crude oil • 脂肪酸 脂肪酸Fatty acids • 汽油 汽油Gasolines • 溶剂 溶剂Solvents • 甲醇 甲醇Methanol
Jotun Coatings
油漆基础知识
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佐敦油漆
油漆的技术
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油漆配方的组成: 油漆配方的组成:
• 基料
• •
树脂 固化剂
• 颜料
• • •
体制颜料 着色颜料 功能颜料
• 溶剂 • 添加剂
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干燥（固化）的种类 干燥（固化）
基料的定义---- 一种液态的或溶液 经过施工干燥和固化能 一种液态的或溶液, 基料的定义 成漆膜的物质.
干燥和固化的发生是由: 干燥和固化的发生是由
A. B. C. 溶剂挥发， 溶剂挥发，基料和氧气的反应过程 (氧化干燥 氧化干燥) 氧化干燥 溶剂或水的挥发， 溶剂或水的挥发，没有化学反应的过程 (物理干燥 物理干燥). 物理干燥 溶剂挥发和化学反应同时进行的过程 ( 化学固化干燥 化学固化干燥).
树脂 颜料 填充料 半光 PVC 30 - 40 高光 PVC 15 -25
平光 PVC 35 - 50
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光泽
低PVC. 具有高光的面漆将光成束的 反射回来
高PVC. 底漆 (或平光漆) 将入射光以 多角度的散射光反射回来
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CPVC 临界颜料体积浓度
• • • •
有些油漆可以牺牲阳极的方 法提供阴极保护. 阴极保护(CP)类型的油漆不 同于仅提供屏障作用的惰性 涂层. 阴极保护(CP)类型的油漆含 有活性的金属颜料 活性的金属颜料在遇到潮气 的时候能与其反应生成稳定 的氧化物并沉积裸露的钢铁 表面.
Paint_CP_effect2.exe
Paint technology/ Paint CP effect2
在化学反应之后才交联固化成一个整体的大 分子
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双组份油漆 不充分的混合
•
要使油漆的漆膜获 得预期的性能就必 须给予彻底的均匀 混合 双组份油漆不充分 的混合将使得聚合 物分子不能相互碰 撞结合 三维网状结构的漆 膜也就不能形成
•
Curing bad.exe
•
Paint technology: Curing_bad1
体质颜料 (没有或较低的遮盖力): • 滑石粉 • 硫酸钡 • 白云石粉
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PVC: 的定义 – 颜料体积浓度
油漆不挥发份中颜料所占的比例
不挥发份: 如颜料和树脂 通常以百分数表示
•PVC较高⇒光泽低 ⇒ 底漆 •PVC较低⇒光泽高 ⇒ 面漆
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漆膜的光泽由油漆的PVC 漆膜的光泽由油漆的PVC 决定 (颜料 – 体积 – 浓度) 浓度)
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高性能油漆(Advanced Paints)
环氧类(Epoxy) • 丙烯酸类(Acrylic) Penguard Primer Pioner Topcoat Penguard Express Penguard Express MIO • 乙烯硅酸锌类(Zinc Ethyl Silicate) Penguard Express ZP Resist 78/86/GTI Penguard FC Penguard HB • 聚氨酯类 (Polyurethane) • 环氧焦油类(Epoxy tar) Hardtop XP/AS/HB Jotaguard FD Hardtop Flexi • 改性环氧厚浆漆(Epoxy mastic) Hardtop PS5 Jotamastic 87 Jotamastic 87 Al Jotamastic 80 Primastic Universal 由较大分子作为基料的油漆通常对底材处理的
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防腐油漆系统的漆膜厚度 以多少为宜 ?
环境是决定因素: 环境是决定因素
在干燥的内陆气候条件下,室内120 µm 即可满足.在较为恶劣的工 业环境中或沿海地区或海上, 250 - 300 µm 是必要的厚度.
漆膜厚度不是唯一要点, 涂膜的道数也是非常重 漆膜厚度不是唯一要点 要的: 要的
在该临界点上, 树脂的量刚好可以:
• •
包裹所有的颜料 充满所有颜料间的空隙 当配方中的的颜料份超过CPVC, 油漆的性能将会出现完全的改变.
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生产的油漆 控制正确的粘度
• • •
一般说来, 油漆在使 用时不需加稀释剂 因供应的油漆已调 整到最适当的粘度 施工时稀释过度会 引出许多问题.
耐荷载清单
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Chemflake Special Tankguard Storage, Chemflake C/S/CV, Resist GTI, Jotacote 5 Tankguard HB, Tankguard Storage，Jotacote Universal， Tankguard HB, Chemflake Special Chemflake Special Tankguard HB, Tankguard Storage, Tankguard AST Chemflake Special, Resist GTI, Jotacote 5 Tankguard Secial, Resist GTI, Jotacote 5, Chemflake Special Resist GTI, Jotacote 5
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加入了错误型号的稀释剂
• • • • • •
将透明的清漆加入烧杯 再加入错误型号的稀释剂 这将会导致漆膜性能的改变 树脂将会被分离出来(析出) 树脂将变得不再透明. 我们再用正确型号的稀释剂 做同样的试验: 则会得到好 的结果
Paint technology: Thinner_wrong1
兼有物理和化学 的结合力 Paint School
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洁净的表面 – 没有可能引起气泡的杂质
屏障作用
为什么有些油漆要用 铝粉或玻璃鳞片 ?
水 含有玻璃鳞片或 或铝粉的漆膜
钢铁
有玻璃鳞片的漆膜使得潮汽和氧气 到达钢铁底材的时间更长
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油漆的防腐保护 屏障作用
• 当油漆涂布在钢铁表面
Paint Sch源自文库ol
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氧化干燥(固化) 氧化干燥(固化)过程
溶剂挥发
氧气进入 反应开始:
聚合物分子 通过化学键反应后 连接为一体
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物理干燥 溶解型油漆
溶剂挥发
聚合物分子渐渐密集，聚集在一起并相互融合
聚合物分子粘结在一起，结成完整的漆膜(没有化学键)
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时, 就在钢铁和周围的 环境之间建立起了一道 屏障 较厚的漆膜所起的屏障 作用要大于较薄的漆膜 该屏障作用可通过油漆 中加入片状颜料得到加 强.
• •
Paint technology/ Paint barrier effect1
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潮气的渗透
潮气渗入一个附着力良好的油漆系统 潮气蒸发 潮气渗入 具有良好附着力的 3 涂层系统
环境温度 和钢材温度
温度很重要吗 ? Yes !
•
•
环境温度将会影响到: 环境温度将会影响到 – 油漆的保存期 – 混合后使用寿命(pot life) – 粘度viscosity / 施工性spray-ability – 钢板温度steel temperature 钢板温度将会影响到: 钢板温度将会影响到 – 干燥速度curing speed – 表面润湿性能 – 固化程度degree of curing – 重涂间隔时间re-coating interval – 漆膜的寿命
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具有阴极保护作用的防锈颜料
钢材表面涂层的损伤处 潮汽将首先使锌电离, 而保护钢铁不受侵蚀 优异的附着力使损伤处不会继续扩大
面漆 中间漆
Zn
2+
无机锌底漆
钢材
当表面涂层损坏时无机硅酸富锌底漆发生化学反应以 保护钢铁底材不受腐蚀
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油漆的防腐保护 阴极保护作用
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稀释剂
• • • • •
同样油漆的两个稀释过和未 稀释过的样品涂装到结构件 上. 两个样品涂的湿膜厚度相同 一个是稀释过的样品 在干燥/固化过程中稀释剂将 会从漆膜中逐渐挥发 稀释过的油漆其中的固体含 量较低, 且得到的干膜亦较底.
Paint technology/ Thinning low dft1
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油漆的防腐作用的原理
油漆的防腐保护作用的主要原理有三个:
• 屏障作用 • 钝化作用 • 阴极保护作用
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惰性的隔离封闭涂层 以保护底材不受腐蚀
将氧气, 腐蚀介质与钢材隔离 降低湿汽的渗入
面漆 中间漆 底漆 钢材
对钢材表面具有极佳的 附着力
不留任何可能留存水和湿气的孔隙
化学交联固化(Chemically curing) • 环氧漆(Epoxy) Barrier 系列， Penguard系列 • 聚氨酯漆(Polyurethane) Hardtop AS/HB/Flexi • 聚酯漆(Polyester) Baltoflake • 硅酸锌 (Silicate) Resist 78/86/GTI
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为何化学品会对漆膜 具有侵蚀性 ?
最重要的因素是: 最重要的因素是
• 分子的大小: (Penetration)
(如甲醇, 水)
• 溶剂对有机树脂的溶解力
(如有机溶剂对物理固化的涂料)
• 对树脂的分解力
(如氢氧化钠NaOH, 次氯酸钠Sodium hypochlorite)
钢铁
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在一个附着力不好的区域 潮气的渗透情况
3涂层油漆系统 涂层油漆系统
1. 潮气的蒸发 2. 潮气 渗入间隙 (附着力不好)
3. 蒸气压
在附着力较差的部位 将漆膜抬起
钢铁
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含磷酸锌类底漆－ 含磷酸锌类底漆－钝化作用
• •
磷酸锌是防锈、防腐蚀效果优异的新一代无毒 性的防锈颜料，它能够有效的替代含有重金属 铅、铬的传统防锈颜料。 磷酸锌的磷酸根离子与铁阳极反应，可形成以 磷酸铁为主体的坚固的保护膜，这种致密的钝 化膜不溶于水、硬度高，附着力强，能与很多 金属离子作用生成络合物，具有良好的防锈效 果。
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化学固化干燥
溶剂挥发，组份A和组份B 的分子相互接近
= 聚合物
= 固化剂
聚合物和固化剂分子相互反应而结合 成为一个新的三维网状的高分子化合物
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物理、 物理、化学干燥的区别
–物理干燥的基料 物理干燥的基料:
在干燥开始前就已经是较大的分子
–化学交联固化的基料 化学交联固化的基料: