涂料涂装章 涂料发展史及分类.pptx

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1、涂料的组成（油漆或水性涂料）成膜物：高分子材料（树脂、成膜物）、油脂及加工产品。对涂料性能起决定性作用。能 颜料（包括填料）：着色，赋予涂膜各种色彩，增强防护作用。溶剂：溶剂型涂料中重要组分，水性涂料中，也含有少量溶剂，调节涂料流动性。助剂：改进涂料性能。n1-10 1-10 涂料的组成及其作用涂料的组成及其作用第1页/共111页1）主要成膜物质(即基料)2）次要成膜物质3）辅助成膜物质组成涂料组成（通用说法）：第2页/共111页1）主要成膜物质是自身能形成致密涂膜的物质，是涂料中不可缺少的成分，涂膜的性质主要由它所决定，又称为基料。第3页/共111页2）次要成膜物质：自身不能形成完整涂膜的物

2、质，但能与主要成膜物质一起参与成膜，赋予涂膜色彩或某种功能，也能改变涂膜的物理力学性能。次要成膜物质包括颜料、填料、功能性材料添加剂。第4页/共111页n3）辅助成膜物质:包括溶剂、稀释剂和助剂。第5页/共111页一、成膜物质即基料或粘结剂，是一些涂于物体表面能干结成膜和即基料或粘结剂，是一些涂于物体表面能干结成膜和提供相当结实外层表面的材料，是含有特殊功能团的提供相当结实外层表面的材料，是含有特殊功能团的树脂或油类，经过溶解或粉碎，当涂覆到物体表面时，树脂或油类，经过溶解或粉碎，当涂覆到物体表面时，经过物理或化学变化，能形成一层致密的连续的固体经过物理或化学变化，能形成一层致密的连续的固体薄

3、膜。它是涂料中的连续相，是最主要的成分，没有薄膜。它是涂料中的连续相，是最主要的成分，没有成膜物的表面涂覆物不能称为涂料。其性质对涂料的成膜物的表面涂覆物不能称为涂料。其性质对涂料的性能（保护、机械性能等）起主要作用。其一般为有性能（保护、机械性能等）起主要作用。其一般为有机材料。机材料。第6页/共111页名词解释：A转化型基料在成膜之前处于未聚合或部分聚合的状态，施涂之后，通过化学(聚合)反应而形成固态的涂膜，如油脂和油基树脂、醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及有机硅树脂等。第7页/共111页 B非转化型基料是分子量较高的聚合物，可以溶解在溶剂中或分散在分散介质中，施涂之后

4、，溶剂或分散介质挥发，基料就在底材上形成连续而均匀的涂膜。非转化型涂料大多为挥发型涂料。第8页/共111页 纤维素酯类或醚类、氯化橡胶、乙烯类树脂(包括聚氯乙烯、过氯乙烯、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛等)、丙烯酸酯类树脂、沥青等都是非转化型基料。第9页/共111页主要成膜物质是液体涂料中决定漆膜性能的主要成分，是一些涂于制品表面能够干结成膜的材料。可以作为涂料成膜物质的主要原料，早年是用植物油（桐油、亚麻油、豆油等），近年主要是用合成树脂（醇酸树脂、聚氨酯、不饱和聚酯等）。第10页/共111页 植物油植物油的主要成分为甘油三脂肪酸酯。植物油中不饱和脂肪酸的含量越多，不饱和脂肪酸中所含双

5、键数越多，活化能力越强，成膜就越快，干性越好。第11页/共111页根据植物油所含不饱和酸的双键数量可分为三类:干性油、半干性油与不干性油第12页/共111页干性油：是指分子中平均双键数6个以上，碘值在140g以上油。特点：具有较好的干燥性能，干后的涂膜不软化。举例：如桐油、梓油、亚麻油、苏籽油等。第13页/共111页 半干性油：是指分子中平均双键数在46个之间，碘值在100140g以上油特点：干燥成膜速度较干性油慢。举例：如豆油、葵花油、棉子油等。第14页/共111页不干性油：是指分子中平均双键数4，碘值在100g以下的油。特点：在空气中不能自行干燥，不能直接作成膜物质，一般用于制造合成树脂及

6、增塑剂，如蓖麻油、椰子油等。有的不干性油可经化学改性而转变成干性油，如蓖麻油可经脱水而转变成干性油，即脱水蓖麻油。第15页/共111页 树 脂 涂料的性能主要由基料决定，包括（半）干性油、天然树脂、人造树脂与合成树脂等。天然树脂有松香、沥青、阿拉伯树胶等。人造树脂是对天然高分子化合物加工制得的，如硝化纤维素、醋酸纤维素、各种松香衍生物等。第16页/共111页由植物油、天然树脂和人造树脂调配的涂料，施工性能和应用性能均有局限性，只能作低档涂料使用。合成树脂相对分子质量低，赋予涂料良好的涂布性能。转化型涂料树脂可以通过交联固化形成更高相对分子质量而赋予良好的应用性能。第17页/共111页由于合成树

7、脂结构的多样性，可满足不同施工和应用要求。合成树脂可引入羟基、羧基、氨基、环氧基、异氰酸酯基及不饱和基团，改善涂膜交联固化性能；合成树脂之间基本都有很好的相容性，可增强涂膜某方面的应用性能。总之，合成树脂本身具有良好的性能，有更广阔的应用领域。第18页/共111页树树 脂脂桐桐 油油亚麻油亚麻油豆豆 油油天然树脂：虫胶、松香天然树脂：虫胶、松香人造树脂：硝化棉、松香衍生物人造树脂：硝化棉、松香衍生物合成树脂：酚醛、醇酸、聚酯、合成树脂：酚醛、醇酸、聚酯、聚氨酯等聚氨酯等植物油植物油有机有机成膜成膜物质物质无机成无机成膜物质膜物质原硅酸乙酯原硅酸乙酯碱性硅酸盐等碱性硅酸盐等成膜物总结成膜物总结第

8、19页/共111页 1)1)易于涂饰；易于涂饰；2)2)干燥速度快；干燥速度快；3)3)尽可能地减少涂饰次数，并能形成所要求的涂膜；尽可能地减少涂饰次数，并能形成所要求的涂膜；4)4)与基材附着性好，并且涂膜坚韧；与基材附着性好，并且涂膜坚韧；5)5)对颜料的分散性好；对颜料的分散性好；6)6)涂膜光泽性好，鲜明，保色性好；涂膜光泽性好，鲜明，保色性好；7)7)耐久性、耐候性优良，不易受污染；耐久性、耐候性优良，不易受污染；8)8)耐水性、耐药品性好。耐水性、耐药品性好。对合成树脂的要求第20页/共111页二、着色材料着色材料着色材料颜颜 料料染染 料料着色颜料着色颜料体质颜料（填料）体质颜料

9、（填料）直直 接接 染染 料料酸酸 性性 染染 料料碱碱 性性 染染 料料分散性染料分散性染料油溶性染料油溶性染料作为涂料组成成分以及涂饰时用于调制着色剂、填作为涂料组成成分以及涂饰时用于调制着色剂、填孔剂、腻子等着色材料（尤其是涂饰木材时），主孔剂、腻子等着色材料（尤其是涂饰木材时），主要是颜料和染料。要是颜料和染料。第21页/共111页 颜料定义:是不溶于涂料基料、溶剂或分散的介质中的粉末状固体粒状物，有增加色彩、遮盖力、耐久性、机械强度和对金属底材的防腐性的作用。其理化性质基本上不因分散介质而变化。它一般是0.2-10um的无机或有机粉末。颜料的作用：提供色彩和装饰性、改善涂漆的理化提供

10、色彩和装饰性、改善涂漆的理化性能、提高漆膜的机械强度、附着力、防腐性能、耐性能、提高漆膜的机械强度、附着力、防腐性能、耐光性、流变性能和耐候性及其它特殊性能，降低成本。光性、流变性能和耐候性及其它特殊性能，降低成本。第22页/共111页不含颜料的透明涂料称为清漆；含有颜料的不透明涂料称为色漆（如磁漆、调和漆、底漆）；加有大量体质颜料的稠厚浆状涂料称为腻子。无挥发性稀释剂的涂料称为无溶剂涂料；呈粉末状的称粉末涂料；以有机溶剂作为稀释剂的称溶剂型涂料；以水作为稀释剂的则称为水性涂料。第23页/共111页根据颜料在涂料中的不同作用，可分为防锈颜料、体质颜料和着色颜料等三大类。防锈颜料和体质颜料基本上

11、是无机的，着色颜料中，有机颜料拥有更多的优点而得到较多应用。第24页/共111页 1.颜料的特性 遮盖力：是指色漆涂膜中的颜料能够遮盖被涂饰表面，使其不露底色的能力。遮盖力对制造色漆是个重要的经济指标，选用遮盖力强的颜料，使色漆中颜料用量虽少，却可达到覆盖底层的能力。它的数值是单位面积物体表面的底色被完全遮盖时所需颜料质量。（g/m2）第25页/共111页颜料遮盖力与下列因素有关：颜料的吸光性：颜料的吸光能力强，遮盖力就高。如炭黑，入射光几乎能全部被吸收。用很少量颜料就能遮盖住底色。颜料与基料的折射率差别：如果颜料的折射率大于基料，遮盖力好。（树脂的折射率均小于1.55）无机颜料的折射率大，如

12、钛白（2.72）、铁红（3.6），遮盖力好。第26页/共111页着色力：是某种颜料和另一种颜料混合后形成颜色强弱的能力。着色力是控制颜料质量的一个重要指标。决定颜料着色力的主要因素是颜料的分散度。分散得越好，着色力越强。色漆的着色力随着漆的研磨细度增大而增强。着色力与遮盖力没有直接关系。例如透明颜料着色力很强，但遮盖力却很低。第27页/共111页 吸油量:100g颜料，逐滴加入精制亚麻油，并用刮刀仔细压研至颜料由松散状态正好转变成团状粘联体时油的质量，为该颜料的吸油量。另一种测量方法是在烧杯中，用玻璃棒搅拌到能挂在玻璃棒上往下滴的糊状的耗油量作为吸油量。油除了用于填充颜料粒子间隙外，还在颗粒表

13、面形成一层吸附层。第28页/共111页 2.体质颜料 指那些不具有着色力与遮盖力的无色粉状物质。不能给漆膜添加色彩，能改善涂料的流动性及涂膜的物理力学性能，可降低涂料的成本，故又称填料。常用的品种有碳酸钙与滑石粉等。第29页/共111页碳酸钙（CaCO3）：重质碳酸钙和轻质碳酸钙。重质碳酸钙（大白粉）：天然石灰石粉末，细度和颜色不如轻质碳酸钙。轻质碳酸钙（沉淀碳酸钙）：由人工加工制成。质量纯、颗粒细、体质轻，遮盖力和着色力也高。第30页/共111页滑石粉（3MgO 4SiO2 H2O）：天然水合硅酸镁矿粉。系天然矿石经加工磨细而得，质地轻而滑腻，能防止颜料的沉降，可用在底漆和面漆中增加防护性、

14、耐磨性。可作消光剂。第31页/共111页 3.着色颜料 具有一定着色力与遮盖力，在色漆中主要起着色与遮盖作用的一些颜料。第32页/共111页（1 1）白色颜料钛白粉（TiO2）：由于高折射率，是白色颜料中着色力与遮盖力最强的一种，白度纯白，具有很高的着色力与遮盖力，锌钡白（ZnSBaSO4）：又称立德粉，是硫化锌和硫酸钡的混合物，折射率约为2，遮盖力仅次于钛白粉，但耐酸与耐光性差，多用于室。第33页/共111页（2）黑色颜料 炭黑：炭黑的主要成分是碳，由碳氢化合物经高度炭化而制成。是最细、着色力与遮盖力最好的颜料。耐光性，对酸、碱等化学药品及高温作用都很稳定，吸油量较高。铁黑（Fe3O4）：带

15、有永久磁性，遮盖力和着色力均良好。第34页/共111页（3）红色颜料 氧化铁红（Fe2O3）：也称铁红。天然氧化铁红颜色为橘红至深棕色，多用于廉价涂料作着色剂。合成氧化铁红纯度高，着色力很高，应用广泛。铁红耐热、耐碱性好，不耐强酸。能吸收紫外线，赋予涂膜良好耐光性，遮盖力仅次于炭黑。甲苯胺红：偶氮类有机颜料。色泽鲜艳，遮盖力好。耐光、耐水、耐油性好，易溶于芳烃溶剂，耐溶剂性差。第35页/共111页（4 4）黄色颜料 铅铬黄（PbCrO4）：也称铬黄，其主要成分是铬酸铅，颜色因制造条件与成分之不同介于柠檬色与深黄色之间。铬黄具有较高的遮盖力、着色力，遇H2S气体颜色会变暗。是底漆、面漆应用较多的

16、一种黄色颜料。第36页/共111页颜料的特性总结：颜料的特性总结：颜色：是标明一个颜料的重要技术指标；颜色：是标明一个颜料的重要技术指标；遮盖力：是指色漆涂膜中的颜料能够遮盖被涂饰遮盖力：是指色漆涂膜中的颜料能够遮盖被涂饰表面，使其不能透过涂膜而显露的能力，对制造色表面，使其不能透过涂膜而显露的能力，对制造色漆是个重要的经济指标；漆是个重要的经济指标；着色力：是某种原料和另一种颜料混合后形成颜着色力：是某种原料和另一种颜料混合后形成颜色强弱的能力，是控制颜料质量的一个重要指标。色强弱的能力，是控制颜料质量的一个重要指标。主要决定因素：颜料的分散度，研磨越细，分散得主要决定因素：颜料的分散度，研

17、磨越细，分散得越好，着色力越强；越好，着色力越强；吸油量：与颜料粒度大小、颗粒结构有关，它决吸油量：与颜料粒度大小、颗粒结构有关，它决定了调配色漆时油的耗量。一般颗粒越小，总表面定了调配色漆时油的耗量。一般颗粒越小，总表面积增大，吸油量增大。积增大，吸油量增大。第37页/共111页颜料的种类颜料的种类按来源分：天然颜料、人造颜料；按来源分：天然颜料、人造颜料；按化学成分分：按化学成分分：无机颜料无机颜料即矿物颜料，其化学组成为无机即矿物颜料，其化学组成为无机物，大部分品种化学性质稳定，能耐高温耐晒、物，大部分品种化学性质稳定，能耐高温耐晒、不易变色、褪色或渗色，遮盖力大，但色调少，不易变色、褪

18、色或渗色，遮盖力大，但色调少，色彩不如有机颜料鲜艳。目前仍以使用无机颜色彩不如有机颜料鲜艳。目前仍以使用无机颜料为主。料为主。有机颜料有机颜料系有机化合物所制成的颜料，其系有机化合物所制成的颜料，其颜色鲜艳、耐光耐热、着色力强、品种多，随颜色鲜艳、耐光耐热、着色力强、品种多，随其不断发展，应用逐渐增多。其不断发展，应用逐渐增多。第38页/共111页按其在涂料中所起的作用分：按其在涂料中所起的作用分：着色颜料：指具有一定着色力和遮盖力，在色漆中主着色颜料：指具有一定着色力和遮盖力，在色漆中主要起着色和遮盖作用的一些颜料，用于调制各种着色剂，要起着色和遮盖作用的一些颜料，用于调制各种着色剂，能为基

19、材表面着色，具有白、黑或各种彩色。白色颜料能为基材表面着色，具有白、黑或各种彩色。白色颜料锌钡白、钛白等；黑色颜料锌钡白、钛白等；黑色颜料炭黑、铁黑等；红炭黑、铁黑等；红色颜料色颜料氧化铁红、甲苯胺红等；黄色颜料氧化铁红、甲苯胺红等；黄色颜料铅铬铅铬黄、氧化铁黄等；蓝色颜料黄、氧化铁黄等；蓝色颜料铁蓝、群青；绿色颜料铁蓝、群青；绿色颜料铅铬绿、酞菁绿。铅铬绿、酞菁绿。体质颜料：又称填料（惰性颜料、增量剂），是指那体质颜料：又称填料（惰性颜料、增量剂），是指那些不具有着色力与遮盖力的白色和无色颜料，如大白粉些不具有着色力与遮盖力的白色和无色颜料，如大白粉（碳酸钙）、滑石粉（硅酸镁）等。由于这些颜

20、料的遮（碳酸钙）、滑石粉（硅酸镁）等。由于这些颜料的遮光率低（多与油和树脂接近），将其放入漆中也不阻止光率低（多与油和树脂接近），将其放入漆中也不阻止光线的透过，但能增加漆膜的厚度和体质，增加漆膜的光线的透过，但能增加漆膜的厚度和体质，增加漆膜的耐久性，故称为体质颜料。其多与着色力强的着色颜料耐久性，故称为体质颜料。其多与着色力强的着色颜料配用制造色漆，或在涂饰施工时用于调配填孔剂与腻子。配用制造色漆，或在涂饰施工时用于调配填孔剂与腻子。第39页/共111页染料染料 其一般不作为涂料的组成成分，少数透明着色其一般不作为涂料的组成成分，少数透明着色清漆中有用；但在木材涂饰施工中却广泛使用清漆中有

21、用；但在木材涂饰施工中却广泛使用染料溶液进行木材表层着色、深层着色以及涂染料溶液进行木材表层着色、深层着色以及涂层着色层着色概念：是一些能使纤维或其他物料相当牢固着色概念：是一些能使纤维或其他物料相当牢固着色的有机物质，一般可溶解或分散于水，或溶于的有机物质，一般可溶解或分散于水，或溶于其他溶剂，或借适当化学药品使之成为可溶性其他溶剂，或借适当化学药品使之成为可溶性亦称为可溶性着色物质。亦称为可溶性着色物质。分类：按产品性质和应用性能可分分类：按产品性质和应用性能可分1212大类。大类。第40页/共111页直接染料：能直接溶于水，对棉、麻粘胶等具较强的亲和直接染料：能直接溶于水，对棉、麻粘胶等

22、具较强的亲和力，染色时无需加入任何染化药剂就可直接染色。其色谱齐力，染色时无需加入任何染化药剂就可直接染色。其色谱齐全，颜色鲜艳，价格便宜，使用方便，但耐光性较差。全，颜色鲜艳，价格便宜，使用方便，但耐光性较差。酸性染料：是指其分子结构中含有酸性基团（磺酸基或羧酸性染料：是指其分子结构中含有酸性基团（磺酸基或羧酸基）的水溶性染料。其色谱齐全，色泽鲜艳，耐光性强，酸基）的水溶性染料。其色谱齐全，色泽鲜艳，耐光性强，溶解性好，易溶于水和酒精，是木材着色应用较多的染料。溶解性好，易溶于水和酒精，是木材着色应用较多的染料。碱性染料：其分子结构中含有碱性基团，其化学性质属于碱性染料：其分子结构中含有碱性

23、基团，其化学性质属于有机化合物的碱类。其具有很好的鲜艳度和高浓染色能力，有机化合物的碱类。其具有很好的鲜艳度和高浓染色能力，但耐光性较差，能溶于水和酒精，但不宜用沸水溶解（染料但耐光性较差，能溶于水和酒精，但不宜用沸水溶解（染料分解）分解）分散性染料：其分子结构中不含水性基团，在水中溶解度分散性染料：其分子结构中不含水性基团，在水中溶解度极小，可借助表面活性剂以微小颗粒状态分散在水溶液中，极小，可借助表面活性剂以微小颗粒状态分散在水溶液中，一般可溶于丙酮、酒精等有机溶剂。其染色性能优异、颜色一般可溶于丙酮、酒精等有机溶剂。其染色性能优异、颜色鲜艳、耐热耐光、染色坚牢。用于木材透明涂饰调配着色剂

24、。鲜艳、耐热耐光、染色坚牢。用于木材透明涂饰调配着色剂。油溶性染料：是一些可溶于油脂、蜡或其他有机溶剂而不油溶性染料：是一些可溶于油脂、蜡或其他有机溶剂而不溶于水的染料，主要有偶氮染料、芳甲烷染料和醌亚胺染料溶于水的染料，主要有偶氮染料、芳甲烷染料和醌亚胺染料等。具良好的染料品性等。具良好的染料品性第41页/共111页概念：涂料溶剂是一些能溶解和分散成膜物质，概念：涂料溶剂是一些能溶解和分散成膜物质，在涂料涂装之际使涂料具有流动状态，有助于在涂料涂装之际使涂料具有流动状态，有助于涂膜形成的、易挥发的液体，是液体涂料的重涂膜形成的、易挥发的液体，是液体涂料的重要组成成分。要组成成分。主要作用：溶

25、解或稀释固体或高粘度的成膜物溶解或稀释固体或高粘度的成膜物质，使其成为有适宜粘度的液体，便于施工。质，使其成为有适宜粘度的液体，便于施工。溶剂的其他作用：溶剂的其他作用：增加涂料贮存稳定性，防止凝胶；增加涂料贮存稳定性，防止凝胶；减少桶内涂减少桶内涂料表面结皮；料表面结皮；增加涂料对木材等表面的润湿性，增加涂料对木材等表面的润湿性，提高涂层附着力；提高涂层附着力；改善涂层流平性，形成均匀涂改善涂层流平性，形成均匀涂层。层。三、溶剂第42页/共111页与稀释剂的区别：溶剂与稀释剂的区别：溶剂制漆时加入，主要制漆时加入，主要用于控制与调节涂料粘度、浓度；稀释剂用于控制与调节涂料粘度、浓度；稀释剂施

26、工时使用的调稀涂料与清洗工具的溶剂。对施工时使用的调稀涂料与清洗工具的溶剂。对于同种漆，其溶剂与稀释剂可能相同，也可能于同种漆，其溶剂与稀释剂可能相同，也可能不同。不同。所占比例：一般所占比例：一般50%50%，少数，少数70-80%70-80%（虫胶漆、（虫胶漆、硝基漆等）。硝基漆等）。溶剂性能指标：溶解能力、挥发速度、安全性、溶剂性能指标：溶解能力、挥发速度、安全性、颜色、纯度、成本等。颜色、纯度、成本等。第43页/共111页溶解力溶解力概念：指溶剂能把成膜物质溶解分散的能力，概念：指溶剂能把成膜物质溶解分散的能力，能使成膜物质均匀地分散在溶剂中而形成稳定能使成膜物质均匀地分散在溶剂中而形

27、成稳定的溶液。的溶液。溶解力强弱的判断：溶解力强弱的判断：观察一定溶液的形成速度；观察一定溶液的形成速度；观察一定浓度溶液的粘度。观察一定浓度溶液的粘度。溶解力溶解力溶解速度溶解速度溶液粘度溶液粘度贮存性贮存性对温度稳定性对温度稳定性第44页/共111页挥发速度挥发速度概念：指溶剂从涂层中挥发到空气中去的速概念：指溶剂从涂层中挥发到空气中去的速度度重要性：决定湿涂层处于流体状态时间的长重要性：决定湿涂层处于流体状态时间的长短；决定涂层的干燥速度；影响涂膜的形成质短；决定涂层的干燥速度；影响涂膜的形成质量量挥发过快挥发过快影响流平影响流平无充裕的回刷理顺无充裕的回刷理顺时间（手工涂刷）时间（手工

28、涂刷）溶剂蒸发过快溶剂蒸发过快漆膜粗糙结皮（喷涂）漆膜粗糙结皮（喷涂）涂层易发白（潮湿环境）涂层易发白（潮湿环境）第45页/共111页主要影响因素：溶剂的沸点主要影响因素：溶剂的沸点挥发过慢挥发过慢流流 挂挂表干时间太长表干时间太长低沸点（低沸点（100150150）挥发快挥发快利于流平利于流平防止涂层变白防止涂层变白第46页/共111页安全性安全性降低挥发性有机化合物降低挥发性有机化合物VOCVOC（Volatile Organic CompoundsVolatile Organic Compounds）高固体分涂料高固体分涂料水性涂料水性涂料粉末涂料粉末涂料辐射固化涂料辐射固化涂料第47页

29、/共111页溶剂选择在涂料的生产和施工中，合理地选择溶剂十分重要，它直接影响涂料的贮存稳定性、施工性和涂膜质量。第48页/共111页 1.选用原则（1）赋予涂料适当的黏度；（2）有一定的挥发速度，与涂膜的干燥性相适宜；（3）能增加涂料对物体表面的润湿性，赋予涂膜良好的附着力；（4）考虑安全性和经济性。第49页/共111页 2.溶解能力衡量相容性或溶解性能最普遍的方法是测定两者的溶解度参数。溶解度参数等于内聚能密度的平方根。式中 E内聚能；V摩尔体积；HV摩尔汽化热；R气体常数；T绝对温度。第50页/共111页高分子之间的相容或发生扩散作用的必要热力学条件是自由能的降低，即 G越趋向负值，越有利

30、于相容。如两种物质的溶解度参数分别为1 1和2 2，当1 1=2 2时，H=0，表明两者混合时并不吸收热量，相容性很好；第51页/共111页当1 1-2 2值很大时，H必然很大，若令二者相容，就要吸收很大热量，只有温度T在很高时才有可能；1 1-2 2或H大到一定程度，以致即使T很高，G还是正值，表明两种高分子不相容。第52页/共111页溶剂对聚合物的溶解，有以下判断标准，即=1-2=2.0作为聚合物耐溶剂性的划分界限。一般分为三个等级：2.5，耐溶剂；=1.7 2.5，有轻微溶胀作用；1.7，不耐溶剂。作为涂料用溶剂，常以 1作为良溶剂判断标准。第53页/共111页例1：聚氯乙烯p=9.7，

31、环己酮1=9.9，甲醇2=14.5，辛烷3=7.6，试问哪种溶剂可作聚氯乙烯的良溶剂？第54页/共111页 混合溶剂混合溶剂现代涂料用合成树脂的溶度参数多数在=9 11范围内，酯、酮类溶剂是它们的良溶剂，但价格较贵。醇类溶剂 12，有一定的助溶作用，为溶剂。非极性烃类溶剂 9，为不良溶剂，但成本较低。第55页/共111页若将多种溶剂混合，混合溶剂的溶度参数可按下式计算：n浑=ii（i=1n）n式中：i第 i 种溶剂的溶度参数；n i 第 i 种溶剂的体积分数。第56页/共111页利用这个加和公式，可以将值很大的助溶剂与值较小的廉价烃类溶剂混合，使混合溶剂的溶度参数落在=911范围内。该混合溶剂

32、是合成树脂的良好稀释剂。第57页/共111页3.溶剂挥发性溶剂挥发速度决定着涂层的干燥速度。影响涂膜的形成质量。挥发速度太快，涂料流平性差；挥发速度太慢，易产生流挂。E =t90（醋酸丁酯）t90（试验溶剂）t90 一定量醋酸丁酯或试验溶剂挥发90%所需时间。第58页/共111页相对挥发速率也可以用一定时间内挥发的体积（Ev）或质量（Ew）相对比率表示。以醋酸丁酯的Ev等于100作为参考标准，常用溶剂的挥发速率如下表所示。第59页/共111页 常用溶剂的挥发速率常用溶剂的挥发速率（25）溶溶 剂剂沸点沸点/相对挥发速率相对挥发速率丙酮丙酮56944甲乙酮甲乙酮80572醋酸乙酯醋酸乙酯7748

33、0乙醇乙醇79253甲苯甲苯111214醋酸丁酯醋酸丁酯125100二甲苯二甲苯13814473丁醇丁醇11836环己酮环己酮15725第60页/共111页溶剂挥发速率受溶剂分子本身特性及环境条件的影响。沸点低的溶剂挥发性高。溶剂挥发难易程度与分子间作用力有关，分子小的易挥发；极性溶剂较难挥发；醇类溶剂挥发慢。提高环境空气流速，将提高溶剂的挥发速率。第61页/共111页4.溶剂品种（1）烃类溶剂烃类溶剂分脂肪烃和芳香烃两大类。脂肪烃主要是200号溶剂汽油，俗称松香水。毒性较小，不溶于合成树脂。第62页/共111页芳烃溶剂有二甲苯、甲苯、苯等。溶解性比脂肪烃大。苯的闪点低，挥发快，安全性差，使用

34、较少。甲苯和二甲苯广泛用作合成树脂漆的稀释剂，甲苯的溶解力、挥发性及毒性均大于二甲苯。在挥发性涂料中，要求有较快的挥发性和较好的溶解力，甲苯用量较多；在热喷涂用热塑性漆和烘漆中，多选用挥发速度适中的二甲苯。第63页/共111页（2）萜烯溶剂 此类溶剂为松节油，沸点140200，挥发性适中，对天然树脂和油类的溶解力大于松香水，小于苯类。该类溶剂含有双键，能促进涂膜干燥。沸点在195220的叫松油，含大量萜烯醇，溶解力强，挥发慢，有流平作用。第64页/共111页（3）醇类溶剂主要有乙醇和丁醇。乙醇多用作乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛及醇溶性酚醛树脂的溶剂。丁醇挥发性较慢，溶解力不如乙醇，是氨基树脂的良

35、溶剂。第65页/共111页醇类溶剂对含有亲核基团的树脂有溶剂化作用，即氢键作用。它们对大多数合成树脂没有单独溶解性，但具有潜在溶解力，称为助溶剂。第66页/共111页（4）酯类溶剂各类溶剂中溶解力较强的一类，常用的为醋酸酯类。醋酸乙酯溶解力强，挥发快，为高极性溶剂；醋酸丁酯溶解力强，挥发速度适中；醋酸戊酯溶解力强，挥发速度较慢 。第67页/共111页（5）酮类溶剂 对合成树脂的溶解力很强，与酯类溶剂常合称为强溶剂，常用的有丙酮、甲乙酮、环己酮等。丙酮、甲乙酮挥发性大；环己酮挥发性最慢，常用于改善流平性。第68页/共111页溶剂品种溶剂品种石油溶剂：石油溶剂：200200号溶剂汽油等；号溶剂汽油

36、等；萜烯溶剂：松节油、双戊烯等；萜烯溶剂：松节油、双戊烯等；煤焦溶剂：即苯类溶剂，苯、甲苯、二甲苯煤焦溶剂：即苯类溶剂，苯、甲苯、二甲苯等等酯类溶剂（强）：醋酸酯类，如醋酸乙酯等；酯类溶剂（强）：醋酸酯类，如醋酸乙酯等；酮类溶剂（强）：丙酮、环已酮等；酮类溶剂（强）：丙酮、环已酮等；醇类溶剂：乙醇、丁醇等。醇类溶剂：乙醇、丁醇等。第69页/共111页四、助 剂 助剂:是涂料的一个组成部分，它不能单独自己形成涂膜，在涂料成膜后可作为涂膜中的一个组分而在涂膜中存在，在涂料配方中用量很少，但能显著改善涂料或涂膜的某一特定方向的性能。涂料助剂的种类很多：例如催干剂、增塑剂、流平剂、消泡剂、紫外光吸收剂

37、、分散剂、乳化剂等等。第70页/共111页 1.流平剂（1）流平问题获得一个光滑、平整的表面，是涂料装饰性的最基本要求。但在涂膜表面常常会出现缩孔、气孔、刷痕等与界面张力相关的表面缺陷，必须添加流平剂改善流平性，提高装饰性。第71页/共111页涂料施工时表面平整，但在涂料干燥时，因树脂的表面张力大于溶剂的表面张力，随着溶剂蒸发，涂膜表面形成较高的表面张力，并伴随着黏度增大和温度下降，造成涂膜内外层产生温差和黏度的不同及表面张力差。第72页/共111页由于表面张力差将产生一种驱动力，使底层含溶剂较多的涂料向表层流动散开，流动的涂料又在重力作用下向下沉，使这种散开、下沉的流动周而复始，产生局部涡流

38、，直到黏度增长到足以阻止其流动为止。这种流动在表面产生不规则的六边形网格，称为贝纳德旋涡（Benard Cell）。第73页/共111页贝纳德旋涡高表面张力低表面张力第74页/共111页涂料施工时表面不平整，干燥过程中也不能使其平整的情况属于流平问题。如果涂料对底材润湿性不好，或者涂料表面张力大于底材表面张力，涂料无法铺展润湿，表面所吸附的气体不能被涂膜所取代，涂膜易产生缩孔或气孔。第75页/共111页 缩 孔第76页/共111页 各种底材和树脂的表面张力各种底材和树脂的表面张力底底 材材表面张力表面张力10-3N m-1树树 脂脂表面张力表面张力10-3N m-1铝铝333565%豆油醇酸豆

39、油醇酸37镀锌钢板镀锌钢板3040聚甲基丙烯酸丁酯聚甲基丙烯酸丁酯41磷化钢板磷化钢板4560环氧树脂环氧树脂45玻璃玻璃70氨基树脂氨基树脂58由表可知：醇酸树脂漆对金属底材铺展润湿，流平性好；环氧树脂和氨基树脂漆的流平性差，易产生缩孔。第77页/共111页对于溶剂型涂料，黏度随溶剂挥发不断增加，如果涂膜干燥时黏度增加过快，流平时间太短，涂膜流平性不好。可调整溶剂挥发速度，降低黏度，延长流平时间。可使用高沸点溶剂，使涂膜开放、流平时间延长。溶剂型涂料涂膜表面易存在表面张力梯度，可添加流平剂来降低涂料与底材间的界面张力。第78页/共111页乳胶涂料的黏度不随水分的挥发而增加，靠成膜助剂来增加乳

40、胶颗粒的融合作用。粉末涂料在干燥过程中没有溶剂挥发，粗糙的颗粒是通过熔融成膜，不存在表面张力差，主要是粉末涂料熔体的高黏度和对底材的润湿性问题，降低熔体黏度和表面张力有利于改善对底材的润湿性，可添加流平剂来降低涂料与底材间的界面张力。第79页/共111页（2）流平剂种类与应用溶剂类：都是高沸点良溶剂，如高沸点的酯、酮、芳烃及其混合物，用于溶剂型涂料中，延长涂膜开放时间，提高涂料的流平性或防止树脂溶解性变差产生的缩孔现象。对颜料也有良好的润湿作用。第80页/共111页有机硅树脂类：有机硅树脂类助剂能有效降低表面张力和改善润湿性能。它的性能与分子结构、分子量大小及黏度有密切关系。一般采用0.10.

41、4 Pa s低分子量有机硅树脂，它与合成树脂有一定的相容性，并降低表面张力，促进表面流动，增加对底材的润湿性，还有良好的消泡性。第81页/共111页 聚二甲基硅氧烷：俗称硅油，主要用于溶剂型涂料中。低黏度硅油，0.0010.1 Pa s作流平剂，60 Pa s作消泡剂。第82页/共111页 改性有机硅助剂：有较好的混溶性，采用芳基、聚酯、聚醚改性。芳基改性，使相容性增加，耐热性提高；聚酯提高耐热性，降低表面张力；聚醚用于调节极性，品种多，使用较普遍。第83页/共111页 2.光稳定剂在日光中，紫外线（290400nm）的能量与有机材料的化学键能相当，当有机材料长期暴露于日光中时，会发生光氧化降

42、解而老化。不同的有机材料，因分子结构不同，光氧稳定性有很大差别。第84页/共111页有机硅和有机氟材料有良好的抗老化性；丙烯酸树脂长期曝晒仅透明性降低；芳香族聚氨酯除了黄变外，还有物理力学性能的下降；聚酯有一定的光泽下降和光降解；环氧树脂发生严重的粉化降解。分子中含有不饱和基团、羰基、醚键时，光敏感作用更强，提高材料的光稳定性更为重要。第85页/共111页光老化的重要因素是光引发，所以，光敏基团或光敏物质是光引发降解的内在根源。因此，吸收紫外线的能量，添加光稳定剂和抗氧剂是有机材料稳定的重要手段。第86页/共111页典型的紫外线吸收剂是能形成分子内氢键环的化合物，吸收的高能量将氢键破坏，转化为

43、热能释放，分子内氢键环能周而复始地形成和开环。分子内氢键越强，氢键的断裂能越高，吸收的紫外线能量越多，光稳定性越好。第87页/共111页（1）二苯甲酮衍生物主体结构为邻羟基二苯甲酮，与树脂有良好的相容性和加工稳定性，吸收波长范围280340nm。（2）邻羟基苯基苯并三唑衍生物吸收波长范围300385nm。与树脂相容性良好，色浅，应用较广。第88页/共111页 3.增塑剂 用于增加涂膜柔韧性的助剂。常用的有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯及氯化石蜡等。第89页/共111页4.催干剂 是指能提高氧化交联型涂膜固化速度的物质，起加速固化的作用，俗称干料。主要是油溶性的有机酸金属盐类，常用的有铅、钴

44、、锰的环烷酸盐、辛酸盐、松香酸盐和亚油酸盐。第90页/共111页 5.其他助剂 触变剂加入涂料中，在没有剪切力的情况下会形成胶冻状的结构，受到较高剪切力时则有较好的流动性，剪切力取消又会恢复成胶冻状态。这种现象称为触变，加入触变剂的涂料，在施工时能避免发生流挂和流淌现象，贮存时可减少或消除颜料沉淀现象。第91页/共111页 防霉剂，用于防止常用涂料特别是水性乳胶涂料受细菌或霉菌生长的添加剂。常用的防霉剂有有机汞化合物，有机锡化合物，偏硼酸钡，氧化锌等。增稠剂可增加涂料的粘度，降低流动性。第92页/共111页概念：涂料的辅助材料组分，用量很少，能改概念：涂料的辅助材料组分，用量很少，能改善涂料或

45、涂膜的某些性能。善涂料或涂膜的某些性能。种类：种类：催干剂、增塑剂、固化剂、润湿剂、悬催干剂、增塑剂、固化剂、润湿剂、悬浮剂、流平剂、消泡剂、消光剂、稳定剂、防浮剂、流平剂、消泡剂、消光剂、稳定剂、防结皮剂、紫外光吸收剂、分散剂、乳化剂等。结皮剂、紫外光吸收剂、分散剂、乳化剂等。催干剂：亦称催干剂：亦称“干料干料”，俗称燥液或燥油等，俗称燥液或燥油等，是一些能加速油类及油性漆涂层干燥速度的材是一些能加速油类及油性漆涂层干燥速度的材料，对于干性油的吸氧、聚合反应起着类似催料，对于干性油的吸氧、聚合反应起着类似催化剂的促进作用。化剂的促进作用。助剂章节总结第93页/共111页催干剂种类：钴、锰、铅

46、、铁、锌、钙等金属的氧化物和金属的环烷酸盐，如氧化铅、二氧化锰、环烷酸钴、环烷酸锰、环烷酸铅等。催干剂加入量：漆的2%。增塑剂：又称增韧剂、软化剂，赋予涂膜柔韧性，提高附着力和抗冲击强度，制漆时加入。增塑剂作用：削弱成膜高聚物分子间的作用力；降低玻璃化温度；增加流动性；改善制漆性能；克服某些涂料硬脆易开裂脱落的缺点。增塑剂种类：邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、氯化石蜡、蓖麻油等。第94页/共111页1-11 1-11 涂料的分类涂料的分类涂料的分类方法很多从环保角度分：环境友好型、溶剂型涂料环境友好型涂料：高固体分与无溶剂涂料、辐射固化涂料、粉末涂料、水性涂料等。其

47、他分类方法：按成膜物分类按施工方法、具体用途等方面划分就应用领域分：工业涂料、建筑涂料、专用与特种涂料等曾用过按成膜物、和用途两个分类标准。第95页/共111页按成膜物来分（表按成膜物来分（表1-11-1）（1 1）转换型或反应型涂料：在成膜过程中伴有）转换型或反应型涂料：在成膜过程中伴有化学反应，一般均形成网状交联结构，成膜物化学反应，一般均形成网状交联结构，成膜物为热固型聚合物。此类又分为热固型聚合物。此类又分气干型：在常温下可交联固化，如醇酸树脂涂气干型：在常温下可交联固化，如醇酸树脂涂料。料。烘烤型：需在高温下完成反应，如氨基漆等。烘烤型：需在高温下完成反应，如氨基漆等。（2 2）非转

48、换型或挥发型涂料：其成膜仅是溶剂）非转换型或挥发型涂料：其成膜仅是溶剂的挥发，成膜过程中聚合物未发生任何化学反的挥发，成膜过程中聚合物未发生任何化学反应，成膜物是热塑型聚合物，如硝基漆、氯化应，成膜物是热塑型聚合物，如硝基漆、氯化橡胶漆等橡胶漆等第96页/共111页性 质热 塑 性热 固 性n 在涂刷粘度下的固体含量（包括颜料）n 主要溶剂n 漆干的条件n 漆膜的性质n 单位面积（相同厚度）的漆膜需用量比较n 低（20%-30%）n 酯类、酮类，价格较贵n 可自然干燥，也可高温进行，条件要求不严n 对溶剂敏感，可重新溶解；损坏后易于修复；需用抛光的办法才能取得高光泽n 2-3n 较高（-50%

49、-70%）n 烃类，价格便宜n 条件比较严格，可能要求特殊条件和催化剂，可气干或烘干n 漆膜不再可溶，修补困难，不需要抛光就可得到高光泽的漆面n 1表1-1 两类涂料的比较第97页/共111页按溶剂分按溶剂分（1 1）有溶剂涂料：又可分为水性涂料和溶剂型）有溶剂涂料：又可分为水性涂料和溶剂型涂料，其中，溶剂含量低的又称高固体份涂料。涂料，其中，溶剂含量低的又称高固体份涂料。（2 2）无溶剂涂料：包括粉末涂料、光敏涂料及）无溶剂涂料：包括粉末涂料、光敏涂料及干性油等。干性油等。按颜料分按颜料分 无颜料的清漆无颜料的清漆 加颜料的色漆：又可按颜料的品种及颜色分类。加颜料的色漆：又可按颜料的品种及颜

50、色分类。第98页/共111页按用途分按用途分 建筑涂料、汽车涂料、卷材涂料、罐头涂料、建筑涂料、汽车涂料、卷材涂料、罐头涂料、塑料涂料、纸张涂料、油墨等。塑料涂料、纸张涂料、油墨等。按销售角度为按销售角度为 国外分为工业涂料和外售涂料。国外分为工业涂料和外售涂料。按施工顺序分按施工顺序分 面漆（包括罩光漆）和底漆。底漆又分为封闭面漆（包括罩光漆）和底漆。底漆又分为封闭底漆、腻子或填孔剂，头道底漆，二道底漆等。底漆、腻子或填孔剂，头道底漆，二道底漆等。第99页/共111页封闭底漆封闭底漆概念：是一层薄涂层，用于防止涂层与底材概念：是一层薄涂层，用于防止涂层与底材间物质的渗透，一些多孔材质很容易吸