92涂料

7涂料7.1概述（1）涂料定义是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化使物体表面形成美观而有一定强度的连续性保护膜、或者形成具有某种特殊功能涂膜的一种精细化工产品。（2）涂料的作用①保护作用②装饰作用③色彩标志作用④功能作用或特殊用途⑤其它在日常生活中，涂料用于纸、塑料薄膜、皮革等表面，使它们能抗水、抗油、抗皱等功能。（3）涂料的组成涂料成膜物质(不挥发成分)稀释剂主要物质辅助成膜物质次要成膜物质油料（动物油和植物油）树脂（天然和合成树脂）颜料（无机、有机、防锈颜料）体质颜料助剂如催干剂、增塑剂、乳化剂、防结皮剂等。稀释剂，如石油溶剂、甲苯、醋酸乙酯、水等。（3）涂料的分类国家标准GB/T2705-2003对涂料产品的分类和命名方法。序号代号发成膜物别主要成膜物质1Y衣油性漆类天然动植油、清油（熟油）、合成油2T特天然树脂漆类松香及其衍生物、虫胶、乳酷素、动物胶、大漆及其衍生物3F佛酚醛树脂漆类改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂4L肋沥青漆类天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬质酸沥青5C雌醇酸树脂漆类甘油醇酸树脂、季戊四醇醇酸树脂、其他改性醇酸树脂6A阿氨基树脂漆类脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂7Q欺硝基漆类硝基纤维素、改性硝基纤维素8M模纤维素漆类乙基纤维素、苄基纤维、羟甲基纤维、醋酸纤维、醋酸丁纤维、其他纤维酯及醚类9G哥过氯乙烯漆类过氯乙烯聚脂、改性过氯乙烯树脂10X希乙烯漆类过氯乙烯共聚树脂、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇缩醛树脂11B玻丙烯酸漆类丙烯酸酯树脂、丙烯酸共聚物及其改性树脂12Z资聚酯漆类饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂13H喝环氧树脂漆类环氧树脂、改性环氧树脂14S思聚氨酯漆类聚氨基甲酸酯15W吴元素有机漆类有机硅、有机钛、有机铝等元素有机聚合物16J基橡胶漆类天然橡胶及其衍生物，合成橡胶及其衍生物17E额其他漆类未包括在以上所列的其他成膜物质，如无机高分子材料、聚酰亚胺树脂等18辅助材料稀释剂、防潮剂、催干剂、脱漆剂、固化剂①按涂料的形态可分:水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料等。②按施工方法可分为:刷涂涂料、喷涂涂料、辊涂涂料、浸涂涂料、电泳涂料等；③按涂料的作用来分:如打底漆、防锈漆、防腐漆、防火漆、耐高温漆、头度漆、二度漆等。此外还有按漆膜的外观来分类，如大红漆。有光漆、无光漆、半光漆。皱纹漆、锤纹漆等。④按功能可分为:装饰涂料、防腐涂料、导电涂料、防锈涂料、耐高温涂料、示温涂料、隔热涂料等；⑤按用涂可分为:建筑涂料、罐头涂料、汽车涂料、飞机涂料、家电涂料、木器涂料、桥梁涂料、塑料涂料、纸张涂料等；即使对于同一类涂料品种，其性能和用途也各不相同。例如，大家熟知的建筑涂料可以进一步分为内墙涂料（包括平光涂料、半光涂料、有光涂料、防结露涂料、多彩涂料、喷塑涂料、仿瓷涂料、复层涂料）、外墙涂料（包括平光涂料、半光涂料、复层涂料、防水涂料）和地板涂料。除涂料类型（溶剂型、水乳型、粉末型等）的不同，其组成各异。高分子树脂或油料是涂料的主要成膜物质，任何涂料中都不可少。颜料和体质颜料（填料）是次要成膜物质。涂料组成中没有颜料和填料的透明体称为清漆，加有颜料和填料的不透明体则称之为色漆（磁漆、调合漆、底漆）；加有大量填料的稠厚浆状体叫腻子；涂料组成中没有挥发性烯释剂者为无溶剂漆；呈粉末状是粉末涂料；以有机溶剂作稀释剂的称溶剂型漆，以水作稀释剂的则称之水性漆。（4）涂料的命名原则我国对涂料的命名原则规定如下：①全名=颜料或颜色+成膜物质名称+基本名称。例如红醇酸磁漆，锌黄酚醛防锈漆等。②对于某些有专业用途及特性的产品，必要时在成膜物质后面加以说明。例如醇酸导电磁漆，白硝基外用磁漆。涂料的型号由三个部分组成：第一部分是成膜物质；第二部分是在基本名称；第三部分是序号，以表示同类品种间的组成、配比或用途的不同。例如：C04-2,C代表成膜物质醇酸树脂，04代表基本名称磁漆，2是这类漆序号（表2）表2基本名称编号表代号代表名称代号代表名称代号代表名称00清油22木器漆53防锈漆01清漆23罐头漆54耐油漆02厚漆30（浸渍）绝缘漆55耐水漆03调合漆31（覆盖）绝缘漆60防火漆04磁漆32绝缘（磁、烘）漆61耐热漆05粉末涂料33粘合绝缘漆62变色漆06底漆34漆包绝缘漆63涂布漆07腻子35硅钢片漆64可剥漆09大漆36电容器漆66感光涂料11电泳漆37电阻漆、电位器漆67隔热涂料12乳胶漆38半导体漆80地板漆13其他水溶性漆40防污漆、防蛆漆81渔网漆14透明漆41水线漆82锅炉漆15斑纹漆42甲板漆、甲板防滑漆83烟囱漆16锤纹漆43船壳漆84黑板漆17皱纹漆44船底漆85调色漆18裂纹漆50耐酸漆86标志漆、路线漆19晶纹漆51耐碱漆98胶液20铅笔漆52防腐漆99其它表3辅助材料分类序号代号发音名称1X希稀释剂2F佛防潮剂3G哥催干剂4T特脱漆剂5H喝固化剂（5）发展状况及趋势涂料施工中，特别是涂料烘烤固化过程中，有数十万吨有机溶剂挥发到大气中，严重污染环境。另外，市场上销售的聚氨酯涂料，游离单体异氰酸酯含量严重超标，施工时散发到大气中，污染环境，危害人类健康。发展趋势①向集团化、规模化、专业化方向发展，当今世界涂料工业发展的最显著特点，是一些世界级的大公司通过相互收购、合资合作、技术转让等方式，使涂料生产向集团化、规模化、专业化方向发展，以强化其在某一产品市场领域的竞争能力，从而达到全球化、合理化经营的目的。荷兰阿克苏公司与瑞典Nobel公司合并组建的Akzo-Nobel公司，成为世界上最大的涂料公司之一，最引人注目。②重视环保，发展“绿色涂料”传统的低固含量溶剂型涂料约含50％的有机溶剂。这些有机溶剂在涂料的制造及施工阶段排入大气，污染环境，危害人类健康。随着经济的发展和人类生活质量的提高，人们要求保护自我生存空间的呼声也越来越高，环保法规也越来越严格。美国已从“66法规”发展到现在的“1113法规”。该法规规定：建筑平光涂料的VOC在2001年降至100g/L，2008年降到50g/L；工业涂料的VOC已从1990年的420g/L降至1993年的340g/L，2000年将继续降至250g/L以下。7.2涂料的基本作用原理7.2.1涂料的粘结力和内聚力一般来说，低极性、高内聚力的物质（如聚乙烯）有很好的机械性质，但粘结力很差。这种物质由于不能粘附在基质上，不能作为涂料的材料。有低度的内聚就有低度的薄膜强度和薄膜完整性。例如压敏粘合剂可以粘附于任何基质，但这种粘附膜对摩擦没有任何抵抗力，不具有硬度的张力强度，没有溶剂抵抗力和冲击抵抗力，而且对气体是可渗透的。也不能作为涂料的材料。内聚力是向“内的力”，粘合力是向“外的力”。具有高度内向力的物质就不再有更多的粘合力。另一个相关的问题是收缩，当溶剂如水、有机溶剂等蒸发时，高分子薄膜必须收缩，即高分子固化时伴随着收缩，收缩引起了张力，破坏了粘和，造成薄膜从基质上剥离。如果薄膜有一定的伸缩性，即使内聚力较小，收缩也少，例如环氧树脂的粘合力强，收缩很少；而不饱和聚酯的收缩则较多。7.2.2涂料的固化机理涂料被涂于物件表面后形成了可流动的液态薄层，通称为“湿膜”，湿膜按照不同的机理，通过不同的方法才可能形成连续的“干膜”。这个由“湿膜”变为“干膜“的过程通常称为干燥或固化。在干燥或固化的过程中首先发生了形态的变化，就是说是流动性和粘度变化，一般通常在施工时粘度约在0.051Pa.S之间，而涂膜全干后，粘度至少需达到107Pa.S以上。任何一种液态涂料的干燥或固化都经历粘度变化的过程，就连粉末涂料也要发生形态的变化，既从分散的粒子凝聚为连续的涂膜。在由湿膜转化为干膜的过程中，涂料中的主要成膜物在结构上的变化情况，被称为成膜机理。一般将成膜机理分为两大类，既物理方式成膜和化学方式成膜。涂料成膜固化是一个复杂的物理化学过程，根据成膜机理不同，可将涂料分为物理固化（溶剂挥发型、乳液凝聚型）和化学机理（氧化聚合型、缩合反应型等）。（1）溶剂或分散物质的挥发成膜溶剂挥发型涂料的成膜特点是成膜过程中不发生显著的化学反应，溶剂挥发后残留涂料组分形成涂膜。主要成膜物质在湿膜和干膜中结构未发生变化，涂膜的干燥速度和干燥程度直接与所用溶剂或分散介质的挥发力相关，同时也与溶剂在涂膜中的扩散程度及成膜物质的化学结构分子量和玻璃化温度有关。例如：硝基漆,热塑性丙烯酸漆,橡胶漆等。这类涂料都可自干，其干燥速度取决于溶剂的挥发速度，多采用自然干燥法。（2）乳胶凝聚型乳胶是聚合物粒子在水中的分散体系，它的干燥就是这些聚合物粒子凝聚成膜的过程。随着分散合质（主要是水和共溶剂）的挥发，同时产生聚合物粒子的接近、接触、挤压变形而凝集，最后由粒子状态的聚集变成为分子状态的凝聚而形成连续的涂膜。（3）氧化聚合型氧化聚合型涂料主要指油或油改性涂料，它们是通过与空气中的氧发生氧化交联反应，生成网状大分子结构而成膜的。（4）缩合反应型由大分子量的具有线型分子链结构的树脂通过缩合反应形成交联网状结构而固化成膜，这就是缩合反应型成膜过程。属于这一类型的有酚醛树脂涂料、氨基醇酸树脂涂料、脲醛树脂涂料等。7.2.3涂料配制基础涂料品种中除透明喷漆、清漆和以低粘度树脂或粉末状树脂混合物为基础的无溶剂涂料外，绝大部分的涂料都是由颜料、填料，一种或几种基料、添加剂和混合剂所组成的复配混合物。各组分的绝对用量和相对比例决定涂膜特性和施工性能。了解颜料及其他组分加入量基本原则，对配制一种适合施工性能要求的涂料十分重要。思考题1.什么叫涂料？涂料的作用有哪些方面？2.涂料的组成包括哪些物质？CO—2CO1—23.目前涂料工业发展的方向如何？4.涂膜固化机理如何？