涂料工艺笔记

涂料工艺

第一章绪论

第一节涂料的发展概况

一、定义

涂料（coating）：涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能（如绝缘、防腐、标志等）固态涂膜的一类液体或固体材料。

二、发展概况

1. 油漆 paint

2. 涂料 coating

20年代硝基纤

维素

30年代：醇酸树脂40年代：环氧、有

机硅

50年代：聚丙烯酸

酯

60年代：聚氨酯

70年代：粉未涂料

80年代：基团转移

聚合方法

目前1)功能性涂料：耐温、防火、示温、导电、磁性、

耐磨、润滑、吸波；

2）用生物学方法合成高分子原料

三、发展趋势

1. 原材料的变化

原始涂料（天然矿物+色素）→油性涂料（油、松香）→天然树脂（大漆、虫胶）→合成树脂→？

2. 形态的变化

溶剂型水性化

高固体份化

无溶剂化

粉未化

3. 制造技术

手工管道化

密闭化

连续化

自动化

4. 涂料品种

多样化；系列化；功能化；半永久化

第二节涂料的功能

保护装饰标志特殊功能

第三节涂料的基本组成及其作用

涂料的基本组成可用下图示意：

第四节 涂料的分类与命名 一、涂料有以下一些分类法：

1. 用途：家具漆、建筑漆、船舶漆、汽车漆、电气绝缘漆等。

2. 施工方法：涂刷用漆、喷漆、浸涂漆。电泳漆等。

3. 施工工序：腻子、底漆、二道底漆、面漆、罩光漆等。

4. 形态：溶剂型漆、水溶性漆、水乳胶漆、粉末涂料、高固体份涂料、无溶剂涂料等。

5. 外观：大红漆、黑漆、有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆等。 二、涂料分类国家标准：《涂料产品分类、命名和型号》国家标准GB2705-92

1. 命名原则：涂料全名＝颜色或颜料名称+成膜物质名称+基本名称 e.g. 红硝基磁漆、铁红酚醛底漆

2. 涂料型号：涂料型号＝成膜物质代号+基本名称代号+序号代号

涂料

主要成膜物质

primary film former

次要成膜物质

secondary film former

稀料 diluent

辅助成膜物质assistant film former

油料

树脂 干性油drying oil

半干性油semidrying oil 不干性油

天然natural resin

人造synthetic resin

颜料pigment 着色颜料（有机、无机）

防銹颜料

rust-inhibiting pigment

体质颜料（填料）extender, filler

溶剂solvent

助溶剂cosolvent 稀释剂thinner

增塑剂plasticizer 催干剂drier

固化剂curing agent

抗结皮剂anti skinning agent 防霉剂mildew proof agent 防污剂antifouling additive

Q01－17硝基清漆 17表示自干 C04－2白醇酸磁漆 2表示自干有光 H52－98铁红环氧酚醛烘干防腐漆

98表示烘干底漆 G64－1过氯乙烯可剥漆 1表示自干清漆 Q86－31各色硝基标志漆 31表示自干有光磁漆 Y53－31红丹油性防锈漆 31表示自干有光磁漆 4. 辅助材料

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CPVC

1. 颜料体积浓度(PVC)

漆膜的体积

颜料的体积PVC

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，见下图2.1。

图2.1 涂料性质在CPVC 时的突变

第二节 CPVC 的计算

5

.9311

ρ

•+=

OA CPVC

OA 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。

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

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。氨基醇酸树脂、脲醛树脂等。下面以氨基醇酸烘漆为例说明其机理：

（四）

聚合交联型

聚合交联型涂料：靠聚合反应形成高分子化合物涂膜的涂料。特点是这种涂料施工时是低分子量的不饱和单体或其低聚物，干燥固化时发生聚合反应而形成高分子涂膜。常见的有环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂涂料。

聚合交联型涂料又可分成下列几种情况： 1. 树脂与单体的自由基聚合

R

H 2C=CH

R-CH 2-CH

CH=CH CH 2CH 2

CH=CH

CH 2CH 2

R-CH 2-CH

2. 两种低聚合度树脂的聚合交联

-NH-CO-R-CO-NH- + CH 2

R CH CH CH O

O

CH 2-CH-R-CH-CH 2

-N-CO CO-N-R

3. 氧化聚合型

O

R-CH 2-R 12

R-CH-R 1OOH

light

R-CH-R 1

4. 辐照聚合型