涂料生产的基础知识

涂料生产的基础知识一、涂料的经济特点：l、选择范围广：涂料是一种多品种的工程材料，服务面广，并可根据应用范围不同，可生产出各种不同性质的涂料产品适应用户需要。（如自干型、光固化型、热固化型等涂料）2、适应性强：除了特种性能涂料外，就被涂物而言，它既能涂于钢铁金属表面，也能涂于各种有色金属（如铜、铝、锌等金属）、混凝土、木材、塑料、橡胶、玻璃及纤维等表面，不受材质、设备、及形状大小限制，亦不会影响被涂物的表面性质。3、使用方便：一般涂料不需用很复杂的工艺设备，较大的场地及大量的基建投资便可使用，可使用各种不同的施工方法进行刷、喷、浸、淋、刮、擦、漆涂以及电泳、静电、高压无空气涂装、流化床或静电粉末喷涂等。4、成本较低：大部分涂料原料来源丰富、价廉易得、生产成本要比电镀、搪瓷、玻璃钢、衬胶、磷化膜等低廉，方便就地取材，起货快等。二、涂料的作用1、保护作用涂料可在被涂物面上形成牢固附着的连续薄膜，使之免受各种腐蚀介质（如大气中的湿气、氧、工业大气、H2S,CO2,NO2,NH3,等和化学液体如酸、碱、盐的水溶液及有机溶剂等）的侵蚀，也能使涂漆物体表面减少或免受机械损伤和日晒雨淋而带来的腐蚀，从而延长其使用寿命。2、装饰作用涂料能使物面带上鲜艳或明显的色彩、能给人们美的感受和轻快之感,并提高产品的使用和商品销售价值。各种轻工产品、木器家具、房屋建筑以至铅笔、玩具等等无一不需用涂料加以装饰。3、标志作用涂料可作色彩广告标志，利用不同色彩来表示警告、危险、安全或停止等信号，在各种管道、道路、容器、机械、设备上涂上各种色彩涂料，能调节人的心理、行动、使色彩功能达到充分发挥。目前应用涂料作标志在国际上已逐渐走上标准化、为人们所承认。4、特殊作用各种专用涂料还具有其特殊作用，尤其在特定较恶劣的环境条件下作用，如电器产品的绝缘，用于湿热带及海洋地区产品要求涂料有三防性能（防湿热、防盐雾、防霉菌），在船舶底部表面要求防污（防海生物附着）抗微生物腐蚀涂料，示温涂料可指示被涂物面的温度变化，保障安全运作,防火涂料可减缓燃烧速度和火势的蔓延，烧蚀涂料的“自我牺牲”可保护宇宙飞船免受高温烧毁，总之，涂料的特殊作用在现代工程技术和国防建设中愈来愈显示它的特殊作用，受到人们的日益重视。三、涂料的组成涂料通常是以树脂或油为主，并加或不加颜、填料，用有机溶剂或水调制而成的粘稠液体，近年也出现了以固体形态存在的涂料新品种如粉末涂料。各类涂料不论涂料品种的形态（液体或固体）如何，至少应由两种或三种基本成分组成。即分为主要成膜物质；次要成膜物质和辅助成膜物质。l、主要成膜物质（或称为成膜基料）它主要由树脂或油料组成，是使涂料牢固附着于物面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本特性，主要成膜中的油料有干性油、半干性油和不干性油。而树脂则有天然树脂和人造树脂（合成树脂）两种。在涂料中用量常在10-30%之间。2、次要成膜物质次要成膜物质是指涂料中使用的颜料、填充料和增塑剂。这些物料本身不能单独成膜。、主要用于着色和改善涂膜性能，增强涂膜的保护、装饰和防锈等功能，亦可降低产品的成本，次要成膜物主要有着色颜料（如大红粉、铬黄、华蓝、钛白、碳黑等等。防锈颜料（如红丹、铁红、锌粉铝粉、磷酸锌等。其次是体质颜料（又称填充料）常用的有滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅等。还有作为增加涂膜的柔韧性的增塑剂如氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等。次要成膜物质中颜、填料在涂料中常用在3-40%之间，由于各种颜料的着色力和吸油量不同，故用量波幅很大。而增塑剂用量一般不超过10％。3、辅助成膜物质（也称为分散介质及助剂）辅助成膜物质主要是分散介质（即溶剂或水）它是挥发的物料，成膜后不留存在涂膜中，其作用在于使成膜基料分散而形成粘稠液体，本身不能构成涂层，但在涂料制造和施工中都不可缺少，平时常将成膜基料和分散介质的混合物称为基料或漆料。常用的辅助成膜物质除水外，溶剂主要有#200溶剂油、二甲苯、松节油、甲苯、丁醇、醋酸丁酯、环已酮等。其次是助剂，它的作用是改善涂料生产或施工过程中出现的问题，同时又可提高和改进涂膜的性能，它用量虽少，但作用很大。涂料常用的助剂主要有：催干剂、湿润分散剂、消泡剂、流平剂、增调剂、防霉剂、防沉剂、结皮剂、防浮色发花剂及消光剂等。辅助材料在涂料中除粉末涂料不用溶剂外，液态涂料常用为30-50%之间。而助剂用量一般不超过50%.四、部分涂料生产工艺流程：聚合油（定油）、桐油、改性松香（硬树脂）混合热炼后加入溶剂稀释，然后过滤制成半成品（漆料）1、油改性醇酸树脂ａ、一步法生产（脂肪酸法），用蓖麻油改性也可用此法。将脂肪酸或蓖麻油、甘油、苯酐和回流溶剂逐次投入反应釜中进行酯化反应，当中控指标达到所需指标时用溶剂稀释，而后过滤制成半成品。ｂ、二步法生产（醇解法）先将植物没油和季戊四醇或甘油（多元醇）并在要求的条件下加入催化剂进行醇解反应，当醇解终点达到时，稍降温后加入苯酐（多元酸）、回流溶剂，升温进行酯化反应，当指标达到中控指标时，降温进行溶剂稀释，过滤制成树脂半制品。2、溶剂型清漆及色漆ａ、油基或醇酸清漆将漆料（油基或醇酸树脂）加入催干剂和溶剂进行拌合，而后过滤制成清漆。ｂ、色漆将颜料、填料和漆料（油基或醇酸树脂）进行拌合（配料），而后进行研磨（分散），当达到所求指标时加入催干剂和溶剂用其它色浆进行调漆（调色），过滤后制成色漆。3、氨基烘干磁漆将甲醛、三聚氰胺进行羟化（缩合）反应，反应达到一定的程度后加入丁醇进行醚化（缩聚）反应，进行分水（脱水）到一定的程度时制成二聚氰胺甲醛树脂。将醇酸树脂、颜料进行拌合、研磨，达到所要求的指标时加入二聚氰胺甲醛树脂，用色浆调色，而后过滤制成成品。4、乳胶漆将水和部分助剂（增稠剂）进行溶解（搅拌），而后加入颜料及填料、部分助剂进行研磨（高速分散）到一定的程度后，加入乳液，用色浆进行调漆，达到所需色度时过滤制成乳胶漆。五、涂料生产的主要原材料l、主要成膜物；组成涂料三大部分之主。a、油料（油脂）油料是主要成膜物质之一，主要来源于植物的种子和动物脂肪，其组成是脂肪酸三甘油脂。油脂可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，一般按油脂的饱和程度分三类：即干性油、半干性油、不干性油。干性油有：桐油、亚麻油（或称亚麻仁油、胡油）、梓油等。（碘值140以上，最高可达208）半干性油有；豆油（大豆油）、葵花子油、棉子油等（碘值100－140之间）不干性油有：蓖麻油、椰子油、棕榈油、米糠油、等（碘值100以下）油脂除上述干性、半干性和不干性植物油外，其脂肪酸亦可使用，其它如鱼油、松浆油、合成脂肪酸也可用于涂料中。b．树脂树脂是多种有机高分子化合物互相溶和而成的混合物。它可以是固体，也可以是高粘度胶体。涂料用的树脂从来源可分为：自然界的天然树脂、用天然高分子化合物加工制得的人造树脂、用化工原料合成的树脂三类。在涂料中使用树脂的品种以合成树脂为最多，而且在不断发展新品种，以下分类介绍树脂品种；（１）天然树脂：松香（土松香、松脂）、虫胶（士呖片）大漆（生漆）干酪素、达玛树脂，天然沥青等。（2）、人造树脂：松香衍生物包括；石灰松香、甘油松香、酚醛松香、季戊四醇松香、顺丁烯二酸酐松香等。纤维衍生物；硝酸纤维酯（硝化棉）醋酸纤维酯、醋酸丁酸纤维酯（CAB）、乙基纤维、苄基纤维等。橡胶衍生物；氯化橡胶、环化橡胶。氧茚树脂、萜烯树脂、石油树脂等。（3）、合成树脂：缩合型有：酚醛树脂、脲醛树脂、二聚氰胺甲醛树脂、·苯代三聚氰胺甲醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、有机硅、聚酯树脂、钛酸酯树脂等。聚合型有：聚氯乙烯树脂、过氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚乙烯醇缩醛类树脂、聚丙烯酸树脂及其共聚树脂、氯乙烯醋酸乙烯共聚树脂等。2、次要成膜物：主要是颜料、是构成漆膜组分之一，离开主要成膜物质它不能单独成膜。颜料是不溶于水的无机物，金属及非金属元素的氧化物、硫化物及盐类。在涂料中有时使用某些不溶于水的有机颜料和溶于水及醇类的有机颜料。一般分为着色颜料、防锈颜料和体质颜料三种。a、着色颜料：是颜料品种最多的一种，它不溶于水和油，具有美丽的颜色、良好的遮盖力和附着力,在涂料中起着色作用，并能提高涂膜的耐久性、耐候性和耐磨性。各种主色分类如下；红色；有机的有：大红粉（立素尔红）、甲苯胺红等。无机的有：镉红、锑红、银未等。黄色：有机的有：耐晒黄（汉沙黄）、联苯胺黄等。无机的有：铅铬黄（铬黄）、锑黄、锶黄等。蓝色：有机的有：酞青蓝、孔雀蓝等。无机的有：铁蓝（华蓝）、群青、钴蓝等。白色：全是无机的有：钛白、锌钡白（立德粉）氧化锌、锑白、硫酸铅等。黑色：有机的有；苯胺黑、磺化苯胺黑等。无机的有；碳黑、松黑（乌烟）、石墨等。绿色：有机的有：有机淡绿、酞菁绿等。无机的有：铬绿、铬翠绿（美术绿）、镉绿、钴绿等。紫色；有机的有：甲基紫、苄基紫、枣红等。无机的有；群青紫、钴紫、锰紫等。氧化铁系颜料：人造的有：氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁绿、氧化铁棕等。天然的有：红土、棕土、黄土、煅棕土等。金属颜料：铝粉、铜粉、锌粉等。b、防锈颜料：它主要具有特殊的防锈能力，用在涂料中，涂在金属表面上，可阻止金属氧化锈蚀，甚至漆膜略为擦破也不至于生锈，有些如锌粉还可以防电化腐蚀，防锈颜料一般分为物理性防锈和化学活性防锈颜料两种。物理性防锈颜料有：氧化铁红、铝粉、石墨。氧化锌、碱性碳酸铅和碱性硫酸铅等。化学活性防锈颜料有红丹、锌铬黄、钡钾铬黄、．铅酸钙、磷酸锌、锌粉等。C、体质颜料：它又称填充料、是一种没有遮盖力和着色力的无色粉状物质，大多具有良好的耐化学性、耐候性、耐磨性、价格便宜，大部分是天然产品和工业上的副产品。因其折光率接近油膜，不能阻止光线的通过和给涂膜以美丽的色彩。但它可以增加漆膜的厚度，加强漆膜的体质，使涂膜坚硬、耐磨；还可以防止比重大的颜料沉底或改善涂膜的平滑性，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。常用的有：钡、钙、镁、铝及硅的化合物5类。（l）钡化合物—一天然硫酸钡（重晶石粉）、沉淀硫酸钡。（2）钙化合物—一重体碳酸钙（石粉、福粉）、沉淀碳酸钙（轻质碳酸钙）（3）镁化合物—一滑石粉。（４）铝化合物—一高岭土、云母粉（5）硅化合物—一石英粉（白碳黑）硅藻土等。3、辅助成膜物：在涂料组成中主要是指各种稀释剂和助剂，这两种物料它本身不能成膜，但对涂料成膜过程和涂膜性能都有很大的影响，又是生产、贮存、施工和使用过程中必不可少的材料。没有溶剂，涂料的生产施工都成为不可能；助剂用量很少，但对涂料的某些关键性能却可起决定性的影响。”a、溶剂部分：其作用是溶解成膜物．、降低涂料粘度，增加流动性，有利施工，同时可增加被涂物表面的润湿性，以提高涂膜的附着力。它们都全属有机溶剂，按其组成和来源的不同而分为下列各类：（l）、脂肪烃：＃200溶剂油、石油醚、汽油、煤油等，其中200号溶剂油用量最大，又称松香水，是石油分产物，沸点范围为150－200℃，随生产工艺和原油来源不同，其组成尤其是芳烃的含量相差很大，故其溶解力亦有差异。（２）、芳香烃：纯苯、甲苯、二甲苯、董芳烃、重质苯等。此外，煤焦＃200也是以芳烃成分为主的一种混合物，它们来自炼焦副产物。亦可通过铂重整将脂肪烃转化而取得。（３）植物性烃类溶剂：本类溶剂也称萜烯类溶剂，绝大多数来自松树分泌物，主要有：松节油、双戊烯，樟脑油等。（4）、醇类：甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、戊醇、二丙酮醇等。（5）酯类：醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、乳酸丁酯等。（６）酮类：丙酮、甲乙酮（丁酮）、环己酮、甲基异丁酮等。（７）醚类：乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二乙醚等。（８）氯化物类：氯苯、氯仿、四氯化碳，三氯乙烯等。b、助剂部分：涂料辅助材料中除溶剂外，根据其功能来区分，主要有增塑剂、催化剂、润湿剂、防霉剂、杀菌剂、防结皮剂等等，它在涂料工业应用很广，但用量很小，在总配方中只不过占百分之几，甚至只有千分之几。但在涂料组分中却占有重要的地位，是涂料生产、贮存、施工和使用过程中必不可少的材料。以下分别介绍部分助剂的品种。（l）、