油漆工艺知识

1油漆工艺知识第一部分油漆基料在涂料工业中，油类(主要是植物油)是一种主要的原料，用来制造各种油料加工产品，如：清油、清漆、色漆、油改性合成树脂漆以及作为增韧剂使用。在目前的涂料生产中，含有植物油的油漆品种，仍占极大的比重。一、油脂根据油料来源可分植物油、动物油、矿物油。动、植物油料属于醑类油，矿物油属于烃类油。酯类油又分为饱和脂肪酸酯及不饱和脂肪酸酯。含不饱和脂肪酸的油脂是涂料制造应用最多的原料油。根据油类干燥的性质，可分为干性油，半干性油及不干性油三类。1·千性油这一类油的涂膜具有较快的干燥性，所谓干燥性，实标上是在涂层表面形成一种不易软化和不易溶解涂膜。其涂膜的形成是由于这种油脂在空气中氧化的结果。形成的涂膜不易溶于常用有机溶剂中。这类油脂有桐油，亚麻仁油，苏籽油等。2·半千性油这一类油的涂膜干燥速度较慢，干燥后的涂膜能重行软化及熔融，比较容易溶解于有机溶剂中。这类油脂有大豆油，玉蜀黍油，葵花籽油等。3．不午性油这类油的涂膜不能自行干燥，不能形成涂膜。这类油脂不适于单独作为防护之用。但可与千性油或树膳混合制造涂料。如蓖麻油，椰子油，花生油，可可油等。在实际应用中，均按碘值高低来鉴别油的千性，即动植物4．油的碘值，一般在140以上者称为千性油，在100以下者称为不干性油，介于二者之间的称为半千性油。这三种油在涂料制造中都有应用。油料所以具有不同的干燥性，主要与它所含不饱和酸的双键数目及其位置有密切的关系。另一方面，具有共轭双健的油分子(即双键与单键相间结合)比以隔离双键的油有着较快的干燥速度，但实际上油类分子中的双键大多以隔离的形式而存在。因之，用化学方法将其脂肪酸的结构转变为共轭双键结台是改善油类干燥性质的主要手段之一。随着我国国民经济的发展，涂料的需要量不断增加，同时对于涂料质量的要求也不断提高。只依靠天然的干性油及半千性油，巳不能满足生产的需要。现已通过下列途径来得到更多性能良好的干性油：(1)在某种催化荆的存在下，将油分子中的隔离双键转变成共轭双键，以提高油的干燥性质。(2)将油进行水解分离出各种不饱和酸，然后根据产品的要求，与甘油及其它多元醇类缩合，以获得需要的产品。(8)将不千性油经过特殊处理，增加油分子中的双键数目，使其变成千性油以扩大原料油的来源。例如蓖麻油中所含的不饱和酸，其中80～87％为蓖麻油酸，其组成为：CI-13一(CH。)。一CI-I—CH2一CH=CI-I(CH2)，C00I-{IOH这种酸的分子只含一个双键，是一种不干性油。脱去一个水分子后变成十八碳9，ll一二烯酸．(CH3(CI-I。)。一CH=CI-I—CI-I=CH(CHz)，COOH)及十八碳9．12一二烯酸(CI-Is(CHl)．CI-I=CH—CH：CI-I=CH一(CH2)，COOH)。成为含有两个双键的不饱和酸，从2而具有干燥的性质，这就是脱水蓖麻油。这种方法已获得广泛的应用。现将几种主要脂肪酸的常数列表1—2所示。二、树脂树脂是有机高分子化合物。它可以是固体，或高粘度胶状体。透明，受热能熔。但没有熔点，只有慢慢变软的软化点。树脂大多数能熔于有机熔剂中。熔化后或溶剂挥发后，能够形成一层覆盖的薄膜。油漆中为什么要用树脂呢?这是因为添加树脂后可制成性注·表中烷酸是饱和，肪酸，烯酸是不饱和脂肪奠。能更好的油性漆，它可改善漆膜在硬度、光泽、抗水性、耐化学酸碱性绝缘，耐高温等方面的性能。很早以前，人们就在油中掺入松香或天然树脂来提高油脂的硬度、光泽、耐水性、耐磨性等。由于生产的发展进一步要求油漆能适应各种特殊的环境。如船底防污漆，要能防止海生生物的侵蚀，高速飞机用漆在高空中应能耐骤冷骤热和极大的摩擦，化工、冶金轻工要求生产性能良好的耐酸碱漆，而这些要求都不是天然油料制成的漆所能满足的。要解决这些特殊问题，必须想法在树脂中选择原料。在涂料工业中，许多改性天然树脂和合成树脂(如醇酸树脂，酚醛树脂，脲醛等树脂)常常在造漆厂中自行制造。自己制造的树脂的优点，是能够控制树脂的成分和规格，以适应不同配方油漆的规格要求。以设计各种不同聚合度和比例的均聚和共聚物，省去重新熔化加工的热能消耗。缺点是批量不大，有时不能充分利用设备，品种多及设备清洗麻烦等。用于涂料的树脂品种及分类如表1—8所示·此外，虫胶树脂品种有数种：粒胶，有普通粒胶，精制颗粒虫胶，片胶，有热滤法虫胶片，溶剂法虫胶片，凛白胶，有普通漂白虫胶，精制漂白虫胶。颗粒虫胶，简称粒胶。是由原胶经破碎，洗涤，脱水和干燥等工序而制成的粒状半成品，为各种片胶和漂白胶生产的原料，其质量优劣直接影响到片胶、漂白胶的生产工艺和产品质量。作为涂料采用的仅是片胶的酒精溶液(虫胶清漆)它应用于机械设备，电器绝缘，木制品封闭隔离及家具木器的涂饰等。三、颜料不溶于粘合剂(或称成膜物质，如油类、清漆等)中的有色矿质或有机物质即称为颜料。颜料分矿物颜料和有机颜料(仅烛红溶于热油和苯类溶剂中)。矿物颜料又可分为天然颜料和用合成方法制成的人造颜料。矿物颜料的化学组成是金属的氧化物或者是结构很复杂的盐类(络合物)。在涂料工业中，矿物颜料和有机颜料都用来制造各种不同的色漆，但是以使用矿物颜料较受欢迎。虽然有机颜料具有丰富的颜色和鲜艳的色光，但从许多性质上来看均不及矿物颜料。例如矿物颜料对光的作用和大气的影响较为稳定，并可生成保护金属免受腐蚀的涂料薄膜等。有机颜料的应用也很广泛。饲如用来制造印刷油墨及铅笔等。对颜料的要求是很严格的，着色颜料应当控制检查下列一些项目：颜色、比重、分散度、吸油量、着色力、遮盖力，含水量，耐光性、杂质、纯度、水溶性盐、酸碱度。着色颜料按其在造漆工业中使用时所显的色彩，可分为黄、红、橙、紫，蓝、绿、白、黑及金属光泽颜料等9类。体质颜料又称填充颜料，是一种没有遮盖力和着色力的粉状物质。共同特点是大多耐化学药品性、耐候性、耐磨性均良好，价格便宜。大部分是天然产品和工业t的副产品。因其折光率接近油膜，在漆内不能阻止光线的透过，也不能给油漆以美丽的色彩。但它可以增加潦3膜的厚度，加强漆膜的体质，使漆膜经久坚硬，耐磨，因此得到体质颜料的名称。有些体质颜料本身比重轻、悬浮力好，可以防止比重大的颜料沉底。有些体质颜料体质细腻，可以改善油漆的平润性，还有许多i立酸盐类颜料能组成紧密的结构和改善漆膜的老化程度。除了油漆中不常用的镁、铝轻金属的化合物和所用的石膏、碳酸钙之外，它们差不多都是中性颜料，可以同任何漆料混合都不会引起皂化。其次，在使用着色力和遮盖力很高的颜料时，利用它们遮盖力和着色力有余，也可以加入部分体质颜料来补充颜料应有的体积，节省好而贵的颜料，而仍旧能保持油漆品质，甚至还可以提高耐磨性，耐水性和稳定性。所以体质颜料在油漆配方中，不只是为了降低成本，同时还有提高质量的作用。1．碱±金盐类包括钙、钡等金属的碳酸盐、硫酸盐等。①童晶石粉，天然者系选取好的重晶石矿，加以初碎后，加水磨细、水漂，选取极细粉粒，用少许盐酸或硫酸水汽加热，除去铁质，用水洗使失去酸性，得到纯白色产品，含硫酸钡85—95％，为中性体质颜料。耐酸，耐碱、比重大、吸油量低，能和任何漆料颜料共用。加在漆内，能使漆膜坚硬，不透紫外线，与少量氧化锌合用，能提高耐磨性。缺点是比重太大，容易沉底，不易调开。填泥打底漆、防锈漆、耐酸漆、地板漆中均采用之。②碳酸钙：分天然的与人造的两种。石粉：又名重碳酸钙、大白粉、胡粉、白垩、俗称老粉，系天然石灰石的粉末。原料为海中有孔虫或贝壳沉积而成的石灰岩。大理石、方解石亦可使用。沉淀碳酸钙t也是由天然石灰石加工制得的。将石灰石煅烧成为氧化钙。浸入水中，生成氢氧化钙。再将煅烧石灰石时得到的二氧化碳气体通入，仍旧生成碳酸钙。沉淀碳酸钙是碳酸钙中品质最纯粹者。体质轻，颗粒细，在水粉漆中着色力和遮盖力比石粉高，其它性能与天然石粉相同。多用在平光漆，水粉漆中。2．硅酸盐类系稳定性很高的天然矿产，主要是含硅的氧化物。①滑石粉。又叫硅酸镁，是天然的滑石和透闪石矿的天然混合物(或石笔石，冻石，皂石等)磨细水漂而成。加入油漆中，可防止其它颜料沉底、防止油漆垂流，减低漆膜的光亮度。在漆膜中能减小伸缩应力，防止室外用漆漆膜的坼裂，并能加强耐洗、耐磨性。③磁土：又名高岭土、白土。系天然产高岭石、正长石等风化构成的白色粘土层。经采掘、水漂、干燥而制得。大量应用于打底漆、水粉漆及高粘度低颜料份的油漆中。③石棉粉：由石棉粉碎而得。质轻而松，吸油量大，漆内不能多用。耐酸、耐碱、耐热、稳定性极高。常作为耐酸漆、耐热漆、耐火漆的加强特殊性能的颜料使用。能防止涂膜破裂，不传热，用在隔热涂料中。来源：油漆加盟④云母粉：系带棕绿色光的透明的大件层迭体。弹性很大，能使漆膜增高韧性。耐火、耐化学药品性强，能阻止紫外线和水分穿透。尚能防止龟裂，延迟粉化。增加室外漆的耐久性和耐候性。可以作防火漆、防水漆料。使用在银粉漆中可增加展平性，对着色颜料可提高其光彩，而不影响颜色。在沥青漆中用得最多，可以显著地防止沥青坼裂。在水粉漆中也可防止坼裂和改善涂刷性。⑤石英粉：是天然的氧化硅。分布很广，品种很多，为地球上最多的组成成分。石英为其中一种形态。选出杂质，加热熔炼后声粗碎机中而碎成粉末，经水漂或风漂而成。用于填泥、打底漆、地板漆中(耐磨性强)。硅藻土是氧化硅的另一种形态，系由古代单细胞动物尸体沉积而成。耐化学药品性强，悬浮性好。在油漆中使用较广，制造防火漆，无光漆及制造群青和水玻璃时多用之。4四、溶剂(一)溶剂及其特性在油漆制造工艺中，凡能溶解脂肪，蜡、树脂、沥青、油类、熟油、硝化纤维及其它产品的易挥发的有机物质均称为溶剂。溶剂的溶解能力愈高(即被溶于其中的物质浓度愈大)，溶剂的活性也就愈高。溶剂的蒸发速度及沸点是溶剂最重要的性质。我们在涂料施工过程中，首先应当了解到溶剂的性能，以便发挥溶剂应有的作用。溶剂是一些能挥发的液体，能溶解和稀释树脂或油料，改变其粘稠度以便于施工。它在油漆配方中占很大比例，在油漆于结成膜过程中而全部挥发到空气中去。溶剂的溶解力与其分子结构有关，溶剂与溶质分子结构越相似溶能力越强。一般植物油难溶于醇类，而蓖麻油能溶于丁醇中，则是因为蓖麻油中含有羟基的蓖麻油酸，和醇的结构相似的缘故。如松节油是油料松香的溶剂，而不能溶解硝酸纤维。在施工中对硝基涂料需用香蕉水来稀释(并能溶解)。调合漆和油脂涂料用松节油稀释。醇酸磁漆用苯类、或松香水稀释。溶剂的挥发率，即溶剂的挥发速度，它能控制漆膜处于流体状态的时间。挥发率必须适应漆膜的形成，太快会影响流平、回刷的时间，太慢造成针孔起泡、流挂、指触千时期太长。有极性的溶剂，例如醇类，其沸点虽不很高，但分子问相互吸引，牵联结合，就减低了它的挥发速度，没有极性的溶剂，例如苯，它挥发时，内部不互相牵制，所以就容易挥发。现将几种溶剂的挥发速度和沸点列表如表l一7所示：例如；硝基喷漆在应用时，挥发部分逐次挥发，其过程可分为四阶段：①最初在喷雾时，溶剂挥发约,与25．．．35o／。②漆膜处于完全流动状态，与前所挥发溶剂的和约占235～75％。．以上二个阶段内挥发的速度与喷漆的泛自性、流动性关系很大，如降低此阶段内的挥发速度，则将有利于抗泛白性和流动性的改善。⑨在漆膜己趋稳定，而尚未干透前，溶剂挥发累计约占75～90％。如降低此阶段内的挥发速度，对提高抗泛白性与增加表面光泽也稍能超些作用。④在漆膜已经完全干燥时，挥发掉最后的10％，这阶段内挥发速度的快慢，与潦膜的硬固程度关系很大。综合上述，就流动性、抗泛白性和硬固性等方面而论，混合溶剂在前75％部分的挥发速度愈慢愈好，而在后25％部分则应挥发得愈快愈好。挥发速度的快慢对漆膜质量的影响有下列几种情况：在溶剂挥发时在漆面造成璇涡，如果速度太快，往往漆膜尚未流平，这就会使漆膜留下斑纹、针孔、麻点、桔皮等缺点。烘漆的表面挥发过快，下面溶剂被表层封闭而造成鼓泡毛病。如果溶剂先挥发，稀释剂后挥发，会使硝酸纤维或树脂沉淀出来。挥发太快，膜面温度降低；也招致潮气凝结，形成漆膜泛白。假若挥发太慢，则影响漆膜的干燥。如果便于结膜氧化聚合的速度，则溶剂会被完全封闭，使漆膜干后受热发生鼓泡和坼裂。