涂装材料与工艺复习题

1.涂料和涂装的定义是什么？目的？涂料的主要作用？涂料是一类流体状态或粉末状态的物质，把它涂布于物体表面上，经过自然或人工的方法干燥固化形成一层薄膜均匀地覆盖和良好的附着在物体表面上，具有防护和装饰的作用。涂装是指将涂料涂布到清洁的被土表面上，经过干燥形成漆膜的工艺。由漆前表面处理，涂料涂布，涂料干燥三个基本工序组成。1)装饰作用：美观2）保护作用：耐腐蚀3)标志作用：通过涂料醒目颜色可以制各种标志牌和道路分离线。4）特殊作用：导电导磁涂料，军事上伪装涂料等。2．涂料有哪几部分组成？各起什么样的作用？涂料由主要成膜物质，颜料，溶剂和助剂四部分组成。主要成膜物质：有助于成膜，并赋予涂膜一定的保护和装饰性能。颜料：赋予涂料颜色和遮盖力，还能提高涂料力学性能，改善涂料流变性增强涂料的防锈保护效果，降低涂料成本。溶剂：用来溶解或分散主要成膜物质使它成为流体。助剂：助剂在涂料中的用量很少，主要用于显著改善涂料生产加工，存储，涂布，成膜过程中某些方面的性能。3室温固化热固性涂料的玻璃化温度是如何影响漆膜形成的？热固性漆膜的干燥和交联有什么区别？热固性涂料中的官能团需要发生交联反应。固化时的温度远高于漆膜的Tg时，官能团在漆膜中可以自由移动，相互之间的反应速率取决与官能团的浓度和反应的动力学参数。但反应温度远低于漆膜的Tg时，官能团在漆膜中不能自由移动，这时的反应速率受官能团移动速度的控制。区别：漆膜的干燥和交联不是一个概念，漆膜的干燥意味着用手接触是否发黏而漆膜的交联要靠测定漆膜耐溶剂溶胀程度来评价。4常见的挥发型涂料有哪几类？各有什么特色？(1)纤维素聚合物涂料：如硝酸纤维素涂料,常作汽车修补用修补喷漆，因为它们较易打磨，漆膜比室温干燥的丙烯酸喷漆光泽好。硝基纤维素清漆主要仍使用于木器漆，因为它们比任何其他涂料更大程度地提高木纹外观。（2）卤化聚合物涂料(a)溶液型热塑性氯化物聚合物：如氯化橡胶，由于其涂层是水通透性能最低的品种之一，它的漆膜具有很好的屏蔽性能，用于制备化学稳定性高，耐水性，抗渗透性好的高效防腐涂料，用于重防腐维修面漆。（b）聚氯乙烯塑溶：它的抗石击性好，并可密封焊缝，但膜较厚，报废后造成的污染大。(c)氟化聚合物：聚偏氟乙烯（PVDF）烧结温度较低，PVDF是作为丙烯酸树脂溶液的似塑溶胶状分散体用于卷材涂料的，户外耐久性突出，但价格高且只可能是低光泽涂料。（3）热塑性丙烯酸涂料：耐大气老化性能优越，在建筑方面，涂装时无法烘烤干燥，可用其进行涂饰。平均分子量高的热塑性丙烯酸树脂保光性好。5.油基涂料的干燥机理？油度的长短对涂料性能有什么影响？油基涂料的干燥属于“气干”的干燥类型，是指涂膜吸收空气中的氧气进行氧化聚合而形成网状结构的干膜。以亚麻仁油为例，它的交联成膜分为三个阶段,（a）导入期，天然氧化剂被消耗（b）快速氧化期，伴随着增重10%，氧分子与脂肪酸中双键附近碳原子上活泼的氢反应生成过氧化氢基团（c）复杂的自催化反应，消耗过氧化氢基团，产生自由基引发双键聚合并交联成膜。油度表示脂肪酸与聚酯的比例，以醇酸树脂漆为例，长油度醇酸树脂含油量在60%以上，通常采用刷涂，其耐候性优良，亦制作外用装饰漆，船舶漆和金属保护漆等。中油度醇酸树脂含油量在50%~60%之间，其干燥快，保光耐候性较好使用范围广。其缺点为“口紧”刷涂性稍差。低油度醇酸树脂含油量在50%以下，与其他树脂的混溶性最好。6解释：环氧涂料，聚氨酯涂料，醇酸涂料，丙烯酸酯涂料，分析漆膜特点，固化剂选择，使用场合。了解其他种类涂料特征，使用场合？环氧涂料：它是针对环氧重防腐涂料所存在的耐候差，易粉化的不足，以中外公认的长寿型氯磺化聚乙烯橡胶作主要改性剂，通过加入特种添加剂、助剂等，经先进工艺制备而成的双组分重防腐涂料。环氧树脂涂料：以环氧树脂为主要成膜物的涂料，比类似成分的醇酸树脂制成的涂料色浅，耐久性、保光性差，易粉化，对许多物体表面的结合力强，有显著弹性，适合作为底漆环氧聚氨酯树脂涂料：具有较好的耐化学性，涂膜的柔韧性好，颜色浅，光泽度高，适于医疗器械、仪器设备、汽车驾驶室中涂、发动机的底漆等丙烯酸聚氨酯涂料：固化温度较低，涂膜丰满且有较高的硬度、耐候性、保光性、保色性、柔韧性和耐化学医药性，特别在汽车涂装中用量很大聚氨酯涂料：聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分醇酸涂料：以醇酸树脂为主要成膜物质的合成树脂涂料丙烯酸酯涂料：丙烯酸酯涂料是以纯丙烯酸酯共聚物或纯丙酸酯乳液，加入适量优质填料、助剂配置而成，属合成树脂类单组分涂料7简介常见的环境友好型涂料水性涂料：以水作为溶剂安全无污染，根据成膜物的粒子尺寸范围分为水溶性，水乳化和水分散三类，但价格较贵。粉末涂料：通常由树脂，固化剂，颜料和助剂组成，把固态高分子熔融，将颜料和其他组分分散在其中并粉碎制备的。粉末涂料以粉末状进行涂装，然后加热熔融流平，固化成膜。光固化涂料：在光敏化剂的存在下，以紫外线引发成膜，光敏化剂产生自由基使聚合反应进行得非常迅速，涂料可在几分钟类固化成膜。高固体份涂料：有效地减少了有机溶剂的用量减少污染。8选用溶剂的原则？了解常用的溶剂？溶剂的选择原则：相似者相溶和溶度参数.常用的溶剂1)甲苯，C6H5CH3：使用于空气干燥乙烯,氯化橡胶涂料以及稀释剂硝化棉涂料中的一种芳香烃用混合溶剂2)二甲苯C6H4(CH3)2：广泛使用在短油醇酸树脂,乙烯,氯化橡胶,聚氨酯中的一种芳香烃溶剂，有良好的溶解能力和适中的蒸发速度，经常用来喷雾凹陷涂层,以及烘焙固化型涂料.3）丁醇C4H9OH：一种挥发率比较底的溶剂,应用于各种油类及树脂特别是氨基酸及丙烯酸树脂;并可以作为溶剂来组合硝化棉树脂.4)甲基异丁基酮，快挥发性强溶剂，在混合溶剂中添加量少，快挥发速率及强溶解性将有易于液态涂料和成膜特性。9颜料的主要作用是什么？为什么颜料不能溶解在涂料的基料中？（1）颜料使涂料具有着色,遮盖，保护等基本功能。（2）除装饰作用外，颜料能够显著改善漆膜的性能和功能，如提高漆膜对表面的附着力，提高漆膜的机械强度，防腐能力，抗老化能力等。因为颜料是在涂料中使用的不溶性精细粒子尺寸材料，所以作为胶体分散体的材料，，是分散于基料中的。而且颜料的物理性质和化学性质基本上不因分散介质而改变。在漆膜中颜料依靠树脂粘结在一起。10涂料的颜料体积浓度（PVC）是怎样影响涂料的性能的？PVC与漆膜的性能有很大的关系如遮盖力，光泽，透过性，强度等，当PVC达到CPVC时各种性能都有一个转折点。当PVC增加时，漆膜的光泽下降。当PVC达到CPVC时，高分子树脂恰好填满颜料紧密堆积所形成的空隙，若颜料用量继续增加漆膜内就开始出现空隙，这时高分子树脂的量太少，部分颜料颗粒没有被粘住，漆膜的透过性大大增加，因此防腐，防污能力明显下降。但是由于漆膜里有了空气，增加了光的漫散射，使漆膜光泽下降，遮盖力迅速增加，着色力也增加，但和漆膜有关的力学性能以及附着力却明显下降。11简单介绍涂料的生产过程和设备？1、漆料的生产：高分子树脂需要溶解于溶剂中成为漆料。将树脂加入溶解釜内，搅拌下即可常温也可以加热升温是树脂溶解，然后经过净化，贮存于贮罐中备用。2、色漆的生产：a预分散将颜料在带有搅拌器的设备中先于部分漆料混合，制得属于半成品的拌合色浆，简称拌和浆。b研磨分散将拌和浆通过各种研磨设备进行分散，得到颜料色浆。c调漆在带有搅拌器的调漆罐中，向颜料色浆中加入余下的漆料及其他助剂，溶剂，必要时进行调色以达到色漆质量要求。d净化包装通过不同过滤设备除去机械杂质及粗粒，然后包装为成品。1、高速分散机：高速分散机的主轴下端装有分散叶轮，在垂直放置的圆柱形桶中主轴带动叶轮高速旋转，进行混合和分散。2、球磨机：球磨机是一个圆柱形的容器，水平地架着，部分装载钢球或卵石。将研磨料各组分加入球磨后，旋转时使球在一边抬起，然后向较低的一边瀑布似的滚下，当球相互滚过它们间的研磨料薄层时，强劲的剪切和冲击施加在颜料聚集体上。3、砂磨机：砂磨机避开了球磨机对批量的限制，是当前最主要的研磨分散设备。最初研磨介质用的是直接约0.7mm的砂，故称为砂磨机。现在仍有用砂的，但常用的是粒径1~3mm的玻璃珠。经过多年的发展，已有立式和卧式两大类。4、三昆机：它的主要部件为安装在机架上的三个昆筒，三个昆筒的排列可以平放，斜放或立放，以平放居多。两个昆筒间的距离可以调节，一般是中昆固定不动，前昆和后昆都可以分别在机身的导轨上前后移动，进行调节。3个昆筒以不同的速度作相反方向的转动。前昆为快昆，后昆为慢昆，前昆，中昆，后昆的速度比过去采用1:2:4，现代大多采用1:3:9。12解释乳液的最低成膜温度，成膜助剂？一个特定乳液发生足够聚结形成连续膜的最低温度叫做最低成膜温度。挥发性增塑剂又被称作成膜助剂。成膜助剂溶解在聚合物粒子中，降低了玻璃化温度，使漆膜在较低温度时形成。在成膜后，成膜助剂缓慢的从漆膜中扩散并蒸发。13常见的乳胶漆有哪几类，各有什么特点？解释热塑性乳胶漆漆膜形成的机理（1）丙烯酸类乳胶：对颜料的黏结力大，耐水性和耐碱性，耐光性比较好，施工性良好，而且弹性，延伸性能好，特别适于在温度变化剧烈和膨胀系数相差很大的场合使用。但其存在“热粘冷脆”现象，耐溶剂型，耐湿差性和耐磨性都较差。（2）醋酸乙烯酯乳胶：PVAc乳胶在光化学稳定性和耐水解方面都比丙烯酸类乳胶差。PVAc乳胶主要用于不暴露在高湿度下的户内涂料(3)偏氯乙烯共聚物乳胶：偏氯乙烯，氯乙烯，丙烯酸丁酯，用乳液聚合法制得的三元共聚水乳胶可，制成地板漆，涂于地板表面，光色泽均匀，耐水性，耐磨性，防潮性和阻燃性得很好。(4)热固性乳胶：热固性乳胶是双组分的，主要用于工业涂装。机理：水和水溶性溶剂蒸发后使乳液粒子紧密堆积；粒子在紧密堆积过程中发生变形，导致形成或多或少的连续却柔软的膜；在经过一个较慢的凝结过程中粒子内和离子间的聚合物分子相互扩散，跨越粒子边界且高分子之间缠卷形成增强薄膜。这种成膜机理称为粒子凝聚成膜机理14解释：电泳涂装，粉末涂料电泳涂装是近三十年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺，有阳极电泳和阴极电泳两种。粉末涂料：通常由树脂，固化剂，（在热塑性粉末涂料中不需要），颜料和助剂组成，把固态高分子熔融，将颜料和其他组分分散在其中并粉碎制备的。粉末涂料以粉末状态进行涂装，然后加热熔融流平，固化成膜。15分析空气喷涂，高压无气喷涂，静电喷涂的特点空气喷涂的特点为：(1)涂装效率高，每小时可涂装150~200m2，尤其适用于大面积涂装（2）正确操作，空气喷涂能够获得美观，平整，均匀的高质量涂膜（3）适应性强，对缝隙，小孔及倾斜，曲线，凹凸等各种形状的物体表面部位均可施工，特别适合快干涂料的施工。高压无气喷涂的特点为：（1）喷涂效率高(2)涂料回弹少（3）可喷涂低，高黏度的涂料(4)形状复杂工件适应性好16根据表面张力理论，回缩和缩孔是怎样产生的，如何克服？回缩：涂料施工时的机械作用力能把表面张力高的涂料涂覆于表面张力较低的底材上，但涂料并不能润湿底材表面，湿漆膜就倾向于收缩成球状，而溶剂挥发造成湿漆膜黏度增大，在被拉成球之前，黏度已高到使流动基本停止，这样就形成厚度不均的漆膜为消除漆膜回缩，得到厚度均匀一致的漆膜，涂料涂布前通常需要对工件进行预处理。金属等材料的表面张力大，需要清除其表面的有机污物，这称为除油。塑料等材料本身的表面张力小需要在它们的表面上引进极性大的基团，以增加其表面张力。缩孔：缩孔是由低表面张力的小颗粒或小液滴产生的。这些低表面张力物质存在于底材上，涂料中或飞落在刚涂布好的湿膜上，就产生表面张力梯度，低表面张力的部分流动试图去覆盖周围高表面张力的部分，而溶剂的挥发增大黏度，阻碍流动，最终低表面张力处形成凹缩孔，外观是小圆形，像火山口。在缩孔的中心一般可看到杂质颗粒。1、增加湿漆膜厚度(2)增大湿漆膜的黏度（3）低表面张力的涂料较少形成缩孔，因