涂装工艺课后习题答案

涂料和涂装的定义是什么？涂料涂装的目的是什么？涂料的主要作用是什么？答：1）涂料是一类流体或粉末状态的物质，把它涂布于物体表面上，经过自然是人工的方法干燥固化形成一层薄膜，均匀的覆盖和良好的附着在物体表明上，具有防护和装饰作用。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。2)使涂料形成漆膜，发挥应有的价值。3）装饰与保护作用。涂料由哪几部分组成，各起什么作用？答：涂料由主要成膜物质，颜料，溶剂和助剂四部分组成。1）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。2）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。3）溶剂：用来溶解或分散主要成膜物质使它成为流体。4）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。常见的挥发性涂料有哪几类，各有什么特色？涂料中常用的卤化聚合物有哪几类？答：有纤维素聚合物，卤化聚合物，热塑性丙烯酸酯1）纤维素聚合物：有较好的溶解性，耐水性，耐候性和力学性能，可制备常温干燥的耐高温漆。2）卤化聚合物：透水性低，用于防腐蚀面漆。有的在聚烯烃塑料中有足够的可溶性。3）热塑性丙烯酸酯：耐大气老化，方便翻新修补，无需烘烤干燥。常见的卤化聚合物有：1）溶液型热塑性氯化聚合物（包括氯化橡胶，过氯乙烯，氯乙烯偏二氯乙烯共聚树脂漆，氯醋共聚物）2）聚氯乙烯塑溶胶，3）氟化聚合物。(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。油基涂料的干燥机理是什么？油度的长短对涂料性能有什么影响？催干剂和抗结皮剂各起什么作用？答：油基涂料的干燥属于“气干”类型，是指漆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，它的交联成膜分三个阶段：1）导入期，天然抗氧化剂被消耗；2）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；3）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，特点是1）耐候性优良，宜制作外用装饰漆、墙壁漆、船舶漆等2）混容性差中油度含油量在50%--60%之间，特点是：1）干燥快、保光及耐候性较好，使用范围广泛。短油度含油量在50%以下，混容性最好。催干剂：催化植物油干燥的功能。抗结皮剂：防止涂料在贮存期间发生氧化交联，增加涂料的贮存稳定性。氨基树脂可以直接用来形成漆膜吗？它在涂料中对漆膜性能起什么作用？答：不可以。因为氨基树脂单独加热固化所得的涂膜硬而脆，且附着力差。与其它树脂混合时，它作为交联剂使用，提高与之交联的基体树脂的硬度、光泽、耐化学性及烘干速度，而基体树脂则克服了氨基树脂的脆性，改善了附着力。热固性丙烯酸涂料有什么主要特性？答：有较高的固含量，还有更好的光泽和外观，更好的抗化学，抗溶剂及抗碱，抗热性等，缺点是不能长时间贮存。环氧-胺涂料使用的胺有哪几类，各有什么特点？答：常使用的有环氧胺-加成物和聚酰胺。1）环氧胺加成物分子量大，沸点和黏度高，对人的皮肤和黏膜的刺激性大幅度减小。同时由于加成反应生成羟基，提高了固化反应活性。2）聚酰胺添加量的容许范围比较宽，固化物的力学性能比较均衡，耐热冲击性优良，其性能随固化温度的提高而提高。涂料为什么有许多应用形态，如双组分涂料、单组分涂料、辐射固化涂料、粉末涂料等？答：根据涂料对高分子的特殊要求，不同的涂料有不同的应用机制，所以涂料有许多应用形态。挥发性涂料因溶剂含量很高，使用越来越少。工业上重要的涂料都是热固性的。热固性的分子量低，达到同样黏度需要溶剂较少。施工后溶剂挥发，漆膜中的不挥发成分要发生聚合反应进行交联，形成立体网状结构，这样的漆膜不溶不熔，具有良好的性能，如热固性粉末涂料。热固性涂料要求涂料贮存时稳定性尽可能提高，施工后涂膜的交联反应又要在尽可能低的温度下快速进行，以缩短固化时间，为达到这个目的，从而引入了双组份涂料和单组份涂料。在增加涂料贮存稳定性的同时，为节约能源，引入了辐射固化涂料，即使用紫外线辐射或电子辐射照在漆膜上，漆膜内产生的自由基引发涂料中的双键聚合来交联涂料中的高分子，代替加热进行交联的反应等。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？答：赋予涂料颜色和遮盖力，起到装饰和保护的作用。因为颜料是不溶性精细粒子尺寸材料，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。涂料的颜料体积浓度是怎么影响涂料的性能的？答：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，漆膜光泽下降。比例体积浓度Δ=PVC/CPVCΔ=1高分子树脂恰好填满颜料紧密堆积所形成的空隙.Δ1漆膜内就开始出现空隙，高分子树脂的量少，部分颜料颗粒没有被粘住，漆膜的透过性大大增加，防腐，防污能力明显下降。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，力学性能以及附着力下降。比较砂磨机、球磨机、三昆机的原理和特点？答：（1）砂磨机的原理：最初砂磨机研磨用介质为直径约0.7mm的砂，现常用的是粒径1~3mm的玻璃珠。常规的立式砂磨机由带夹套的筒体和分散轴、分散盘、平衡轮等组成。筒体中盛有适量的玻璃珠或砂子等研磨介质。分散轴上安装数个分散盘。经预分散的漆浆用送料泵从底部输入，送料泵的流量可以调节。底阀是个特制的单向阀，防止停泵后玻璃珠倒流入管道和送料泵。当漆浆送入后，启动砂磨机，分散轴带动分散盘高速旋转，分散盘外缘圆周速度达到10m/s左右。靠近分散盘面的漆浆和玻璃珠受粘度阻力作用，随着分散盘运转，抛向砂机的筒壁，又返回到中心区。这是形成的湍流总体流型可大体描绘为双环形滚动方式。这种双环状运动产生良好的分散效果，特别是在靠近分散盘表面处，以及分散盘外缘与筒壁之间的区域。特点：砂磨机的投资和运转成本较低，需另行预混合，并需独立调稀成漆工序，批量可大可小。生产能力高、分散精度好、能耗低、噪声小、溶剂挥发少、结构简单、便于维护、能连续生产，因此，在多种类型的磁漆和底漆生产中获得广泛的应用。（2）球磨机的原理：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，强劲的剪切力和冲击施加在颜料聚集体上，颜料得到分散。特点：钢球的优点密度大，因而剪切力也大，运转时间较短，但有些磨损，卵石的优点磨损较小，不会产生变色问题。球磨投资较高，但运转费用低，不需预混合，并且运转时不需照管。球磨不易清洗。在运转中没有挥发损耗。（3）三辊机的原理：三辊磨的主要部件为安装在机架上的三个辊筒。开动机器并在后辊与中辊中间加入漆浆后，由于辊筒向内转动，漆浆被拉向加料缝处，由于间隙越来越小，大部分漆浆都不能通过，被迫回到加料沟顶部中心，然后再一次被向内转动的辊筒带下去，形成在加料沟内不断翻滚，做循环流动。加料沟内这种循环流动产生相当强的混合和剪切作用。而强烈的剪切作用发生在通过加料缝的瞬间，因为加料缝的间隙小，且相邻的两辊筒有一个速度差。此时，浆中的颜料团里破裂，被分散到漆料中，通过加料缝的漆料，小部分粘黏附在后辊上，并回到加料沟，大部分黏附在中辊上，进入中辊与前辊之间的刮漆缝。在刮漆缝，由于间隙更小，且前辊与中辊的速度差更大，故漆浆受到更为强烈的剪切作用，颜料团料又一次被分散。通过刮漆缝的漆浆，小部分回到中辊，大部分转向前辊，最后被刮刀刮至刮刀架，最后流入漆浆罐。若细度未达到要求，可再次循环操作。特点：三辊机投资和运转成本较高，需要熟练操作工，需要预混合，调稀成漆要另外进行，优点是剪切速率高，所以可以操作难以分离的颜料，批量随意，容易清洗，目前大多用在无溶剂或含挥发性小的溶剂而黏度高的分散中。解释乳液的最低成膜温度、成膜助剂。答：1）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。2）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。电泳涂装的原理是什么？超滤和隔膜极罩各起什么作用？答：分为电解、电泳、电沉积、电渗四个过程。1)电解：阴阳极间的电压相当大，两极上同时发生电解水的反应。阴极上放出氢气，使阴极表面PH上升，阳极上放出氧气，使其表面PH下降。水的电解反应改变电极表面的PH值，使树脂的沉积成为可能。2)电泳：树脂的胶体粒子在直流电场的作用下，移向带异种电荷的电极3）电沉积：电泳涂料在电极上沉积析出4）电渗：刚沉积到工件表面的涂膜是多孔的疏松结构，含水量很高。在电场的持续作用下，电极反应产生的离子通过这种疏松结构的膜，向槽液中移动，并在漆膜的表面与树脂发生反应，生成新的沉积膜。同时，漆膜内部的水与离子一起从涂膜中渗出来，使涂膜脱水，形成致密的漆膜。超滤是将槽液在0.3—0.5MPa压力下通过有特定孔径的半透膜，使槽液中颜料、高分子树脂不透过半透膜，而水、有机溶剂、无机离子和低分子树脂部分通过半透膜被滤去。维护槽液的稳定，延长槽液的使用寿命。隔膜极罩是由不导电的半透膜制作的，在罩内注入去离子水以除去HAc(或NH3),以达到调节槽液PH值的目的。常用的粉末涂料有哪几类，各有什么特性？交联固化机理各是什么？热固性和热塑性涂料热塑性：树脂分子量较高，有较好的耐化学性、柔韧性和弯曲性，但熔融时是黏稠的，在高温烘烤时，流动和流平性仍然不好，而且热塑性涂料难于粉碎成细粒度，这样仅能施工为较厚的涂膜，且与金属的附着力差，需要涂底漆或用改性树脂来改进。热固性：由较低聚合度的预聚体树脂，在固化剂存在下经一定温度烘烤或光辐射固化，交联成网状结构的聚合物。由于预聚体树脂分子量低，所以有较好的流平性、润湿性，能牢固地黏附于金属工件表面，并且固化后有较好的装饰性和防腐蚀性。1.热固型粉末涂料是指以热固性树脂作为成膜物质，加入起交联反应的固化剂经加热后能形成不溶不熔的质地坚硬涂层。温度再高该涂层也不会像热塑性涂层那样软化，而只能发生分解。由于热固性粉末涂料所采用的树脂为聚合度较低的预聚物，分子量较低，所以涂层的流平性较好，具有较好的装饰性，而且低分子量的预聚物经固化后，能形成网状交联的大分子，因而涂层具有较好防腐性和机械性能。故热固性粉末涂料发展尤为迅速。1.1环氧粉末涂料。由于具有优异的与金属粘合力、防腐蚀性、硬度、柔韧性和冲击强度，所以是热固性粉末涂料中首先应用的品种。环氧粉末涂料的配制是由环氧树脂(EpoxyResin）、固化剂(curingagent）、颜料(pigment）、填料(filler）和其它助剂(assistant）所组成。这几种组分对所形成的粉末涂层性能的贡献是互相制约和影响的，一个适宜的配方，实际上是各种组分协调的结果。1.2聚酯粉末涂料。聚酯粉末涂料与其它类型粉末涂料相比，具有独特性质。表现在耐候性、耐紫外旋光性能比环氧树脂好。另外由于聚