涂料配方设计

1涂料配方设计需要考虑的因素包括：基材、目的、性能、施工环境、应用环境、安全性、成本等。

2双酚A型环氧树脂(双酚A缩水甘油醚DGEBA）的分子具有以下特征：

1. 两端为反应活性很强的环氧基；

2. 分子主链上有许多醚键；

3. 树脂分子链有许多仲羟基，可以看成一种长链的多元醇；

4. 分子链上有大量苯环、次甲基和异丙基；

3双酚A型环氧树脂优点：环氧树脂稳定性好，未加入固化剂可放置一年以上；

树脂工艺性好，能溶于多种溶剂。双酚A型环氧树脂固化物有较好的耐化学药品性，尤其是耐碱性；对各种基材有极好的粘结性，粘结强度高，粘结面广；固化物机械强度高，电绝缘性优良，极好的硬度和优良的耐水性，可用作结构材料；固化收缩率低，小于2％，是热固性塑料中收缩率最小的一种。

缺点：耐候性差，在紫外光照射下会降解，造成性能下降，限制了在其户外使用，而且固化物脆性大，冲击强度低，不太耐高温。

大多数环氧树脂需要固化形成交联网状结构以形成有用的涂膜，交联反应可以通过环氧基团也可以通过羟基基团反应。

4聚氨酯树脂:由多异氰酸酯和多元醇通过氢转移加成聚合而成。

常用的多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI），常用的多元醇有聚醚多元醇、聚酯多元醇、含羟基丙烯酸酯。

芳香族二异氰酸酯的最大缺点是涂膜长期暴露在阳光下易变黄，脂肪族多异氰酸酯有六亚甲基二异氰酸酯（HDI），不变黄，但活性较芳香族二异氰酸酯低，漆膜硬度不及芳香族二异氰酸酯的聚氨酯漆膜。

优点：分子中具有强极性氨基甲酸酯基团，大分子间存在氢键，聚合物具有高强度、耐磨、耐溶剂等特点。

与其他树脂共混性好，可与多种树脂并用，制备适应不同要求的涂料新品种。

聚氨酯涂料的固化温度范围宽，可以在高低温条件下固化，其形成的漆膜附着力强，耐磨性、耐高、低温性能均较好，具有良好的装饰性和防护性能，因此广泛用于家具、汽车、飞机、钢铁设备等装饰和保护。

5醇酸树脂

醇酸树脂系指由多元醇、多元酸与植物油制备的改性聚酯树脂。

与油基材料相比，醇酸树脂的原料易得、工艺简单，在干燥速率、附着力、光泽、硬度、保光性和耐候性等方面远远优于油性漆。可以进行化

学改性或者与聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂并用，以降低这些树脂的成本，提高和改善其他涂料产品的某些性能。

长油度醇酸树脂主要用作建筑涂料，中油度醇酸树脂主要用用气干性工业涂料，也可以用作汽车，卡车和重型货车修补漆，短油度醇酸树脂主要和氨基树脂一道用作工业烘干面漆如金属家具，自行车，散热器等。醇酸树脂改性：通过苯乙烯进行改性可以具备更快的干燥速度，更好的耐水，耐化学品性，但是漆膜耐溶剂性和耐刮伤性差，主要有作底漆，丙烯酸酯改性醇酸树脂具有更好的耐候性的保光性以及耐刮伤性。聚氨酯改性醇酸树脂干燥块，硬度高，漆膜弹性好，耐磨性高，且防水性能和耐化学性好，主要用室内木器清漆。向醇酸树脂引入有机硅链段有助于改善耐候性，耐久性，保光保色性，耐热性和抗粉化性等，可作船舶漆，户外钢结构件和器具的耐久性漆和维修漆。

6丙烯酸树脂

丙烯酸树脂是指由（甲基）丙烯酸酯单体均聚或者共聚得到的聚合物，包括热塑性和热固性丙烯酸树脂。

丙烯酸树脂制备的涂料具有色浅、透明度高、耐光、耐候、户外暴晒耐久性好、在紫外线照射下这类涂膜不易分解或变黄、使用温度范围宽的特点。

热塑性丙烯酸树脂的成膜主要通过溶剂的挥发，分子链相互缠绕进行的，因此，涂膜的性能主要取决于聚合单体的选择和分子量大小，主要用于汽车面漆和汽车修补漆，也可用于纸张涂料，气溶胶，木器清漆，真空清漆，可剥漆，油墨等。

热固性丙烯酸树脂的成膜主要通过溶剂的挥发和官能团的交联固化进行，树脂的分子量较热塑性丙烯酸树脂低，因而其固含量更高，可溶解的溶剂类更多，交联固化膜具有更好的光泽，耐化学品性和耐溶剂性以及抗粘着性。

7溶剂

溶剂不直接参与固化成膜，但它对涂膜的形成和最终性能起到非常关键的作用，它主要具有以下功能：

（1）溶解或分散成膜物；

（2）调节由成膜物和颜料组成的复合体系的粘度和流变性能，改善加工性能，使涂料便于涂装；涂料涂布于基材后，溶剂应从漆膜中挥发掉使漆膜具有较好的物理机械性能。

（3）改进涂料的成膜性能，进而影响涂料的附着力和外观；

（4）静电喷涂时调整涂料的电阻，便于施工；

（5）防止涂料和涂膜产生病态和缺陷，如橘皮、发花、浮色、起雾、抽缩等。

溶剂的选择标准：

（1）溶解能力、

（2）挥发速度、

（3）粘度、表面张力、

（4）安全性、毒性

（5）成本。

8涂料中溶剂的作用

（1）降低粘度，调节流变性

粘度与氢键关系很大：含大量-OH、-COOH的低聚物溶液，由于相互间的氢键作用，粘度会很高，加入酮类溶剂，可使粘度降低很多。例如：PU中由于氢键作用，很容易形成胶冻，加入酮类溶剂可使其恢复流动。另外酯、醚也是氢键的受体。

（2）控制涂料的电阻

（3）作为聚合反应溶剂，用来控制聚合物的分子量及其分布

9发白的原因：溶剂挥发太快，涂料表面迅速冷却，使周围达到露点温度以下，水汽凝结成小滴渗入漆膜中，表面呈半透明的白色，待最后水分挥发后，留下很小的空隙，由于散射使漆膜没有光泽。

气泡的原因：溶剂挥发太快，表面很快固化，底层溶剂不能逸出，在进入烘箱时，残留的溶剂从漆膜底层挤出表面形成气泡。

10色漆制备

生产过程通常采用四个步骤。

（1）预分散将颜料在一定设备中先与部分漆料混合，以制得属于颜料色浆半成品的拌合色浆，同时利于后续研磨；

（2）研磨分散将预分散后的拌合色浆通过研磨分散设备进行充分分散，得到颜料色浆；

（3）调漆向研磨的颜料色浆加入余下的基料、其他助剂及溶剂，必要时进行调色，达到色漆质量要求；

（4）净化包装通过过滤设备除去各种杂质和大颗粒，包装制得成品涂料。

涂料生产的主要设备有分散设备、研磨设备、调漆设备、过滤设备、输送设备等。