第七章涂料和胶粘剂

第七章涂料和胶粘剂

基本要求：了解什么是涂料和胶粘剂、其特点，分类和常用涂料胶粘剂的性能

重点：涂料和胶粘剂的品种，主要化学成分

难点：涂料胶粘剂的主要化学成分。

学时：2学时

第一节涂料

一、概述

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。

1.涂料的作用

（1）保护作用

（2）装饰作用

（3）色彩标志作用

（4）功能作用

2.涂料的分类

3.涂料的组成

涂料一般由不挥发成分和稀释剂两大部分组成，涂布后稀释剂逐渐挥发掉，而不挥发成分固化成膜。因此不挥发成分是成膜物质，是决定涂膜性能的主体材料。成膜物质又可分为主要、次要和辅助成膜物质，

（1）主要成膜物质（成膜基料）

成膜基料是决定涂膜性能的基本成分。为了能形成坚牢的涂膜，基料应是高聚合度的聚合物。为了能与其它配合物混配成稳定的、可以顺利涂装施工的涂料，基料的聚合度又应控制在一定范围内，但它在涂装后，经过固化（干燥）期间的进一步聚合和交联反应，最终要能成为聚合度足够的聚合物。

（2）次要成膜物质

颜料是色漆中的次要成膜物质，通常为固体粉末，有着色颜料、体质颜料和防锈颜料等三种，系无机或有机颜料。虽然颜料本身不能成膜，但它始终留在涂膜中赋予涂膜许多特殊的性能，如使涂膜呈现色彩，遮盖被涂物的表面以增加厚度，提高机械强度、耐磨性、附着力和耐腐蚀性等。

（3）辅助成膜物质

辅助成膜物质包括溶剂、助溶剂和助剂，

二、油基树脂涂料

油基树脂涂料是一种低档涂料，正在被其它合成树脂涂料迅速取代。但是由于这种涂料价廉且制法简单，现在仍有许多用途。多数合成树脂涂料品种除含有合成树脂外，还含有油基树脂涂料成分。

油基树脂涂料的主要原料是干性油，如桐油、亚麻油、梓油、苏籽油等。

1.松香树脂

2.酚醛树脂

（1）松香改性酚醛树脂

（2）油溶性纯酚醛树脂

三、醇酸树脂涂料

醇酸树脂是由多元醇、多元酸和一元酸制成的缩聚物。一元酸的作用是调节多元醇的官能度（避免在缩聚时因线型缩聚物间的交联而致物料凝胶化），以及改善树脂的油溶性、混溶性、柔韧性等性能。改变原料结构和油度，以及与不同树脂并用，可在很大的范围内制出各种具有不同特点的树脂。因此醇酸树脂涂料的用途很广。醇酸树脂涂料大致有以下几类：

1.干性脂肪酸改性醇酸树脂涂料

2.不干性脂肪酸改性醇酸树脂涂料

3.无油醇酸树脂涂料

4.其它树脂改性的醇酸树脂涂料

（1）酚醛改性醇酸树脂涂料

（2）乙烯基改性醇酸树脂涂料

（3）有机硅改性醇酸树脂涂料

四、氨基树脂涂料

含氨基的化合物与甲醛缩聚而生成的树脂统称氨基树脂。用于制取涂料的氨基化合物有三聚氰胺和尿素。它们与甲醛树脂缩聚的产物分别称为三聚氰胺树脂和脲醛树脂。初聚的氨基树脂亲水性很强，涂膜固化后开裂和老化现象严重，不适于配制涂料。而用作涂料的氨基树脂是用醇类（常用丁醇）改性后，与醇酸树脂或其它树脂并用制成烘漆使用的。它一般用于金属制品的涂装。

五、丙烯酸酯涂料

这类涂料由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与其它乙烯基单体生成的共聚树脂制成。树脂的性能与所用单体及其比例、链节的排列方式以及聚合度有关。这类涂料都具有以下特点：浅色透明、长期保持原有的光泽和色泽，有良好的物性、硬度、耐化学品和耐候性能。广泛用于飞机、汽车、机床、仪表、家用电器、高级木器及缝纫机、自行车等轻工产品的防护和装饰性涂料。

通常作为主要单体的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，包括它们的丁酯、乙酯和其它烷酯。对于丙烯酸的C8以下的烷酯和甲基丙烯酸的C12以下的烷酯而言，它们的聚合物的柔性、延伸性、耐寒性均随烷基碳原子数的增加而增强，而硬度、耐热性、抗油性等则随之降低。相同烷基的丙烯酸正烷酯和甲基丙烯酸正烷酯相比较，前者聚合所得的树脂，在硬度、抗张强度、坚韧度和耐热性方面比后者强，而柔韧性、延伸率、耐寒性和附着力则比后者弱。选用和混用适当的单体，可调整树脂的性能。

溶剂型丙烯酸酯涂料可按其涂膜在固化后的性质，分为热塑性和热固性两种类型。

热塑性丙烯酸酯涂料是通过溶剂挥发而固化成膜的。由于漆膜并未交联成三维网状结构，这类涂料在附着力、坚韧度、耐腐蚀、耐热性等方面，都不及热固性丙烯酸酯涂料。但有挥发自干、施工方便的优点。它的性能可通过选择不同共聚单体及其用量来调节。例如与苯乙烯共聚可提高树脂的硬度和耐水性；与甲基丙烯酸共聚可提高附着力，但其用量不能过多，以免降低耐水性。这类树脂常与其它树脂并用，此时需注意在配方和工艺上要使制成的丙烯酸酯树脂能较好地与其它树脂及颜料相容。这类树脂与硝酸纤维并用制成的涂料，有很好的保光性、耐候性和抛光打磨性能。热塑性树脂涂料常见品种有清漆、磁漆和底漆。

热固性丙烯酸酯涂料含有通过加热能起交联反应的官能团，有自交联型和固化剂交联型两类。后者由于加入交联剂品种不同可制成一系列产品。热固性丙烯酸酯涂料涂于物体表面后，在加热条件下，树脂内的活性基团发生交联反应形成网状结构。这样形成的涂膜光泽好、硬度高、附着力强、耐候性优异。这种涂料主要用于汽车、仪表等物品装饰。

六、环氧树脂涂料

环氧树脂是含有环氧基的聚合物，用固化剂使之交联后即成为三维网状结构的树脂。通常使用的环氧树脂，实际上是相对分子质量不太高的预聚物。其中最早实现工业化而且目前产量仍然很大的产品是由2,2-双（4-羟基苯基）丙烷（简称双酚A）与环氧氯丙烷反应制成的。

此外，环氧树脂还有其它品种，包括由其它多元醇、多元酚或多元胺与环氧氯丙烷合成的以及用过氧酸和脂环烯烃制成的环氧树脂。

涂料中最常用的环氧树脂，其相对分子质量的平均值在350～3750之间，相当于上式中n=0～12。相对分子质量的测定比较麻烦，但由于液态树脂的粘度和固态树脂的软化点与相对分子质量有关。所以一般可用粘度和软化点表示与环氧树脂的相当分子质量有关的规格。

环氧树脂涂料大致分为以下类型：

1.常温固化型双组分环氧树脂涂料

2.环氧酯涂料

3.合成树脂固化的环氧树脂涂料

4.高聚合度环氧树脂涂料

七、聚氨酯涂料

1.聚氨酯涂料的主要原料

异氰酸酯（2）含羟基化合物

2.聚氨酯涂料的品种类型

（1）聚氨酯改性油（聚氨酯清漆）（2）湿固化型聚氨酯涂料（3）封闭型聚氨酯涂料（4）双组分聚氨酯涂料

八、水性涂料

水性涂料是涂料工业在严格的环境保护法规推动下，研制成的一类低污染涂料，它与高固体分涂料和粉末涂料一起，标志着涂料生产提高到更高的技术水平。水性涂料是指用水溶性树脂制成的涂料。树脂能溶解于水的必要条件是含有足够的亲水基团。水性涂料用树脂，通过三个途径赋予水性化：①在树脂分子链中引入胺基（或羧基），用酸（或碱）中和形成阳离子型（或阴离子型）树脂，能水溶或增溶分散于水中。②在树脂分子链引入一定数量的强亲水基团，如羧基、羟基、氨基、醚基、酰胺基等，自乳化而分散于水中。③外加乳化剂乳液聚合，或对树脂强制乳化形成水分散乳液。有时几种方式同时并用，以提高水分散性及水分散液的稳定性。