第四章__色漆的制-溶剂及助剂

Lecture15色漆的基本组成（二）2009.4Lecture15色漆的基本组成1、教学目的及要求：掌握溶剂判定原则；掌握溶剂、助溶剂及稀释剂区别；理解消泡剂的原理；了解溶剂及助剂的种类及作业。2、教学内容：溶剂判定原则；溶剂、助溶剂及稀释剂；溶剂的种类及特点；助剂的种类及特点。3、重点溶剂判定原则；溶剂、助溶剂及稀释剂。4、难点：溶剂判定原则。二、溶剂溶剂solvent---能溶解树脂使之呈均匀、透明溶液的挥发性液体。稀释剂thinner---不溶解树脂，但和溶剂配合能降低涂料粘度的挥发性液体。它用于降低涂料成本，便于涂料施工。助溶剂aidsolvent---不溶解树脂，但和溶剂以一定比例混和，具有一定溶解力并赋予涂料某些性能变化的挥发性液体二、溶剂1.溶剂的作用---改善涂料的贮存稳定性、施工性和涂膜质量。（1）赋予适当粘度，使之与涂料生产,贮存和施工方式相适应；（2）有一定的挥发速度，与涂膜的干燥性相适宜，使之形成理想涂膜，避免出现橘纹、针孔、发白、失光等等涂膜缺陷；（3）增加涂料对物体表面的润湿性，赋予涂膜良好附着力。在选择溶剂时，既要考虑溶剂对涂料用树脂的溶解性及蒸发速率，又要兼顾溶剂的价格、毒性和对人体的刺激性。二、溶剂2.溶度参数SolubilityParameterHildbrand溶度公式：△Hm=Vφ1φ2(δ1-δ2)2溶度参数(δ)定义----δ等于内聚能密度的平方根。自动溶解的条件：△Gm=△Hm–T△Sm≤0溶质和溶剂的溶度参数越接近，越容易发生溶解。溶剂的溶度参数必须处于树脂溶度参数范围内。二、溶剂高分子材料的耐溶剂性判定以△δ=｜δ1－δp｜=2作为聚合物耐溶剂性的划分界线,分为三个等级：△δ＞2.5，耐溶剂△δ=1.7～2.5，有条件的耐或不耐溶剂，或者有轻微溶胀△δ＜1.7不耐溶剂涂料用溶剂，常以△δ＜1作为良溶剂的判别标准。二、溶剂例已知聚氯乙烯δp=9.7，环己酮δ1=9.9，甲醇δ1=14.5，辛烷δ1=7.6。试问哪种溶剂可作聚氯乙烯的良溶剂?例已知丙烯酸树脂的δp=9.0～9.5，聚氨酯的δ=9.8～10.3。试问二甲苯(δ=8.8)、环已酮(δ=9.9)，醋酸乙酯(δ=9.1)，正丁醇(δ=11.4)都是哪些树脂的良溶剂?二、溶剂3.相对蒸发速率-----描述挥发性Em=1.14×10-3ρEv)()(9090试验溶剂乙酸正丁酯ttE二、溶剂脂肪烃溶剂取代烃类溶剂醇醚和醚酯类溶剂酯类溶剂酮类溶剂醇类溶剂萜烯类溶剂芳香烃溶剂1、脂肪烃溶剂脂肪烃类溶剂的化学组成主要是链状碳氢化合物，系由石油分馏的产物。（1）石油醚石油醚是石油的低沸点馏分，为低级烷烃的混合物。不溶于水，能与丙酮、醋酸乙酯、苯、氯仿以及甲醇以上的高级醇类混溶。往往被用作萃取剂和精制溶剂。（2）200号油漆溶剂油溶剂汽油是由含C4～C11的烷烃、烯烃、环烷烃和少量芳香烃组成的混合物，主要成分是戊烷，己烷，庚烷和辛烷等。200号油漆溶剂油是溶剂汽油中的一种，其沸程范围为145～200℃，但很少一部分可达210℃。2、芳香烃溶剂苯甲苯二甲苯溶剂石脑油高沸点芳烃溶剂焦化芳香烃类混合物C9、C10等高沸点馏分的混合物3、萜烯类溶剂松节油松油双戊烯60%～65%的α-蒎烯和30%～38%的β-蒎烯组成主要成分是萜二醇4、醇类溶剂醇类溶剂中常用的有乙醇、异丙醇、正丁醇和二丙酮醇等。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，称之助溶剂。5、酮类溶剂涂料用重要的酮类溶剂有丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环已酮和异佛尔酮。环已酮的挥发性最慢，常用于改善流平性6、酯类溶剂涂料中常用的酯类溶剂大多数都是醋酸酯（或称乙酸酯）。也有少量其他有机酸的酯类。醋酸丁酯的挥发性适中，用量大；乳酸乙酯的沸点高、挥发慢，用于改善流平性。7、取代烃类溶剂取代烃类溶剂通常仅在特殊场合下才能独立使用，其中有价值的为氯化烃及硝基烃。三、助剂催干剂消泡剂防结皮剂防沉剂湿润剂和分散剂流平剂防浮色发花剂增塑剂1、催干剂能加快氧化干燥型涂料干燥速度的助剂称作催干剂。最常用的是环烷酸（萘酸）和异辛酸（2－乙基己酸）的金属皂钴干料是表干催干剂，铅干料是内催干剂2、湿润剂和分散剂湿润剂和分散性分为阴离子型、阳离子型、非离子型、电中性、高分子型和偶联型6种类型，种类繁多。3、防沉剂在漆料中进行膨润分散的防沉剂聚乙烯蜡和酰胺蜡类以及气相二氧化硅有机膨润土、蓖麻油衍生物、金属皂类使体系形成分散性胶体构造的防沉剂4、防结皮剂可用作防结皮剂的有酚类（如邻甲氧基苯酚、邻异丙基苯酚等）和肟类，常用的为后者（丁醛肟，环己酮肟，甲乙酮肟等）。5、防浮色发花剂浮色是指颜料在涂膜中产生垂直方向的分离，即涂膜表面颜料均匀，但上下层颜色存在较大差别。发花是涂膜表面出现不一致的斑纹。常用的有低粘度硅油以及部分润湿、分散剂。5、防浮色发花剂6、流平剂获得一个光滑、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、气孔和针孔、橘纹、刷痕等与界面张力相关的表面缺陷，特别在聚氨酯漆、环氧树脂漆、粉末涂料、乳胶漆中，尤为明显，必须添加流平剂来防止缩孔和改善流平性，提高装饰性。6、流平剂6、流平剂（1）涂料干燥时的流动现象表面张力差引起的表面流动示意6、流平剂6、流平剂（2）流平问题当涂料施工时表面就不平整，干燥过程中亦不能使其平整的情况属流平问题。底材表面张力/10-3N·m-1树脂表面张力/10-3N·m-1铝33～3565%豆油醇酸37镀锌钢板30～40聚甲基丙烯酸丁酯41磷化钢板45～60环氧树脂45玻璃70氨基树脂586、流平剂(3)涂料流平剂分类溶剂型流平剂（如高沸点芳烃、酮、酯、醇混合物等）、醋丁纤维素、聚丙烯酸酯类和有机硅类。其中以后两者应用居多。7、消泡剂一、消泡原理泡沫是在外力的作用下，不溶性气体进入液体，形成被液体所隔离的非均相体系。泡沫的消除要经过三个过程：气泡的再分布、气泡膜的减薄及膜的破裂。7、消泡剂消泡剂与体系相容性对泡沫的影响关系消泡剂的作用机理缩孔7、消泡剂当涂料粘度小时，气泡易上升到涂膜表面，可用消泡剂消除。在涂料粘度大时，小气泡易滞留在湿涂膜内部，应采用专用的脱泡剂，使小气泡破裂转变成大气泡，并加速移向涂膜表面而破裂。7、消泡剂目前使用的有，非硅化合物类消泡剂、聚硅氧消泡剂（如201系列甲基硅油）、改性有机硅类消泡剂、有机硅＋破泡物质、聚合物型消泡剂等。8、增塑剂增塑剂---用于增加脆性涂膜柔韧性的有机添加剂。内增塑和外增塑实现增塑。如：氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)