涂料的基本知识

本方案由尚上漆提供，只供参考！涂料的组成组成原料主要成膜物质油料动物油：鱼油、牛油,植物油：桐油、亚麻油树脂各种合成树脂：环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶树脂、乙烯类树脂等次要成膜物质颜料着色颜料：钛白粉、甲苯胺红、铅铬黄等防锈颜料：氧化铁红、锌黄、红丹、铝粉、锌粉等体质颜料滑石粉、碳酸钙、硫酸钡辅助成膜物质助剂催干剂、润湿剂、防结皮剂、增塑剂、稳定剂、防霉剂等挥发性物质溶剂200#溶剂汽油、二甲苯、松节油、醋酸乙酯、丙酮、丁醇等涂料的作用•保护作用---在物体表面涂覆的涂层能阻止或延缓各种腐蚀环境因素对材料的腐蚀作用。这一方面也是涂料最主要的用途。•装饰作用---在被涂物表面形成绚丽多彩的外观，起到外观美化，增强视觉效果的作用。在这一点上，特别在机场、体育场馆等社会化公众场合的钢结构建筑方面扮演了非常重要的角色。•其他作用---比如防火作用，以及标志识别、防静电、军事伪装和电绝缘等功能。基料•基料是主要成膜物质，所以这一词汇通常是指用以提供成膜部分的树脂或树脂混合物。基料和颜料组成了干涂膜。在选择涂料的过程中，最关键的决定很可能即是对基料的选择，因为基料的性能在本质上决定了该种涂料的基本特性。•通常，涂料是按涂料的主要树脂来命名的，例如：环氧树脂涂料、氯化橡胶涂料等，在防锈底漆的命名中，同时也使用颜料名称，例如：环氧富锌底漆或醇酸红丹防锈底漆。•树脂可有天然树脂或合成树脂，但最普遍的还是有机物（即，基于碳的有机化合物）。大多数树脂需要添加溶剂，以便于生产和施工。•为了在底材上形成保护性涂膜，基料树脂必须从柔韧的液体形式（便于施工）转变成黏着的固体形式，以附着在表面上，并保护表面。正是由于这种从一种形式转变成另一种形式的能力，使得树脂适于用作涂料的基料。为了适于在防腐蚀涂料中使用，基料应该具备以下基本功能：•具备良好的润湿性和附着力；•能抵御水蒸气、氧气和离子通过；•能容忍施工过程中的变化；•能耐在使用环境下的化学和物流变化；•在可接受的时间内干燥，以防表面污染；•形成保持其使用特性（柔韧性，抗张强度，硬度等）的稳定涂膜。涂料用的基料可以分为两大类，即非转化型和转化型。基于此，涂料也可以按此机理分为非转化型和转化型两大类。•非转化型基料在涂料成膜过程中组成结构不发生变化，即基料与涂膜的组成结构相同，它们具有热塑性，受热软化，冷却后又变硬，多具有可溶解性，是可溶可熔的物质，属于这类的基料有天然树脂、人工合成树脂以及合成的高分子线型聚合物，即热塑性树脂，如，过氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、氯化橡胶、丙烯酸树脂等。•转化型基料在涂料成膜过程中组成结构发生变化，即基料形成与原来组成结构不同的涂膜。它们具有能起化学反应的官能团，在热、氧或其他物质的作用下能够合成与原来组成结构不同的不溶不熔的网状结构高聚物，即热固型高聚物。属于这类的基料有来源于植物油脂的干性油、半干性油；天然涂料和漆酚；低分子化合物的加成物或反应物，如多异氰酸酯的加成物；合成聚合物，如，酚醛树脂、醇酸树脂、聚氨酯预聚物、热固性丙烯酸树脂等。此外，还有多种新型聚合物，如，基团转移聚合物、互穿网络聚合物等。•现代的涂料，经常是采用几种基料树脂品种互相拼用，互相改性，使涂料性能更加完美，以适应多方面和性能的要求。颜料•在涂料中加入颜料，可以提供防锈、着色和遮盖的作用。颜料能降低涂膜的渗透性，保护涂膜免受紫外线和气候的影响，增强涂膜的力学性能。精心配制的涂料还能有自身清洁和控制粉化的能力。除了可以提供面漆所期望的光泽和颜色外，还能控制光泽，因为不同大小颗粒的颜料可对光泽有着很大影响。增加颜料的尺寸也可增强对现有涂层的附着力。•按化学结构，颜料可以分为无机颜料和有机颜料；按性质可以分为着色颜料、防锈颜料和体质颜料；按其来源又可以分为天然和人造两类。天然颜料多源于天然矿物，如朱砂、石绿等。人造颜料多为无机或有机化学合物，如铁红、铬黄、甲苯胺红等。•有机颜料具有颜色和鲜艳的色泽，但从许多性质上来说不及无机颜料，例如，无机颜料对光的作用和大气的影响较为稳定，并可生成使金属免受腐蚀的涂料薄膜。颜料品种数以百计，颜料的性质随生产商、生产方法和许多其他因素的变化而变化。虽然颜料对人的危险性各不相同，但应将所有颜料都看作是有害的，并采取合适的安全措施，避免摄入或吸入。例如，在将锌粉混入无机富锌涂料时，应佩戴合适的防毒面具。颜料的形状颜料的形状是一个重要特性，它会影响涂料的物理性能。一些常见的形状有：•球状颜料----在实践中，使用最多的是球状颜料。球状颜料是块状的。通常加入颜色（例如，钛白粉）或属牺牲型的颜料（例如，金属锌）。•针状颜料（针形颜料）----针状颜料，例如，氧化锌或玻璃纤维，用于增强和巩固涂膜并提供色彩。过去，经常在涂料中加入石棉纤维，增加强度（内聚力及一些触变性）。虽然现已不再使用，但在进行涂装修补、除去现有涂层时，可能会发现以前使用的石棉颜料。•片状颜料----片状颜料，例如，云母、铝片、玻璃鳞片和云母氧化铁，在涂料干燥时重叠在一起，增加了涂层的紧密度，使潮气不能渗透。同时在面漆中也能对紫外线进行有效的反射，从而提高漆膜的耐老化作用。片状颜料是现代重防腐蚀涂料的主要选用颜料成分之一颜料的功能颜料的主要功能为着色、防锈和填充。着色颜料•着色颜料是涂料中使用品种最多的一类，在涂料中主要起遮盖和装饰作用。除了要求不溶于水、油和溶剂外，在色彩方面要求鲜艳美丽，着色力要强，遮盖力要强，对光、热的稳定性好。着色颜料的分类和种类颜色分类颜料举例白色颜料无机钛白粉、氧化锌、锌钡白、锑白、铅白和碱性硫酸铅红色颜料有机颜料猩红（甲苯胺红）、立索尔红、耐晒红无机氧化铁红、银朱、镉红、钼红、锑红黄色颜料有机耐晒黄（汉沙黄）、联苯胺黄、柠檬黄无机铅铬黄、镉黄、锑黄、铁黄、锶黄紫色颜料有机甲基紫、苄基紫、颜料枣红（紫酱）、茜素紫无机群青紫、钴紫、锰紫、亚铁氰化铜蓝色颜料有机酞青蓝、孔雀蓝、靛蓝无机铁蓝、群青、钴蓝绿色颜料有机孔雀石绿、维多利亚绿、亮绿无机铬绿、锌绿、钴绿、铬翠绿、氧化铬绿、镉绿、铁绿黑色颜料有机苯胺黑，黄化苯胺黑无机炭黑、松烟、石墨珠光颜料有机乙二醇硬脂酸酯、鸟嘌呤无机结晶碱式碳酸铅、云母钛、砷酸铅及磷酸铅、氯氧化铋、纳米级二氧化钛金属光泽颜料铝银粉、铜粉、锌粉防锈颜料•防锈颜料的主要功能是防止金属腐蚀，提高漆膜对金属表面的保护作用。防锈颜料的作用可以分为两类：物理性防锈和化学性防锈，其中，化学性防锈颜料又可以分为缓蚀性和电化学作用型两种颜料。防锈底漆的作用也可以分为物理性、缓蚀型和电化学保护三种。•物理性防锈颜料-------是借助其细密的颗粒填充漆膜结构，提高了漆膜的致密性，起到屏蔽作用，降低了漆膜渗透性，从而起到了防锈作用，最常用，如氧化铁红。结构呈片状的颜料，如铝粉、云母氧化铁、玻璃鳞片等，可以在漆膜中形成薄片相隔，增加漆膜的封闭性，提高了漆膜的抗老化性能。•缓蚀作用的防锈颜料------依靠化学反应改变表面的性质或反应生成特性来达到防锈目的。化学缓蚀作用的防锈颜料能与金属表面发生作用，如钝化，磷化，产生新的表面膜层，钝化膜、磷化膜等。这些薄膜的电极电位较原金属以正，使金属表面部分或全部避免了成为阳极的可能性；另外，薄膜上存在许多微孔，便于漆膜的附着。防锈颜料还可以与某些漆料中的成分进行化学反应，生成性能稳定、耐水性好的、渗透性小的化合物。有些颜色料成膜过程中形成阻蚀型络合物，提高了防锈效果。一般不能用于水下，否则易发生气泡。常用的化学缓蚀颜料有铅系颜料、铬酸盐颜料、磷酸盐颜料等。•起电化学保护的防锈颜料最主要是锌粉，富锌涂料在目前的大气环境下合海洋工程中是最为普遍最为重要的防锈底漆。只有在酸性环境中，腐蚀介质易与锌粉生成氢气，才使用其他涂料。以锌粉为颜料的富锌涂料，在钢铁表面形成导电的保护涂层。锌的化学反应在涂层表面形成锌盐及锌的络合物等，这些生成物是极难溶的稳定化合物，并沉积在涂层表面上，以防止氧、水和盐类的侵蚀，从而起到防锈效果，使钢铁得到保护。填料•填料，又称体质颜料，不是有着色和遮盖力。•最早体质颜料的应用是为了增加涂料体积，起到填充作用，降低涂料成本。随着涂料技术的发展，体质颜料还可以提高涂料各方面的性能，在漆膜中，体质颜料用来改善涂料的流平性、不渗透性、光泽度等，也起着改善涂膜的力学性能，是漆膜经久、坚硬、耐磨等作用。体质颜料可以更有效地提高钛白粉的遮盖力，增加涂料的固体分含量，降低涂料的VOC值。填料的种类种类颜料碱土金属盐类硅酸盐类铝、镁等轻金属类轻质硅酸钙、重质硅酸钙、沉淀硫酸钡（重晶石粉）等二氧化硅、滑石粉、高岭土、硅灰石粉、云母粉、硅藻土等碳酸镁、氧化镁、氢氧化铝等助剂•助剂也称添加剂，在现代涂料生产中，广泛使用助剂改善涂料的生产、贮存、施工性能，以及涂膜性能等。一种涂料中可以使用多种不同的助剂，以发挥其不同的作用。助剂的种类•流平剂---其作用主要是改善涂层的平整性，包括防止缩孔，防止橘皮及流挂性等。•增稠剂---它实质上是一类流变助剂，使涂料形成触变型流体或分散体，防止涂料在贮存过程中的沉淀和聚集，防止在涂装过程中产生流挂。在溶剂型涂料中它被称为触变剂，在水性涂料中被称为增稠剂。•表面活性剂---主要应用于水性涂料的颜料润湿，它和颜料的分散剂协同作用，提高颜料的分散效果。•颜料分散剂---作用机理是改变固体颜料与液体边界相和固体与气体之间的表面张力，也使颜料在分散过程中表面性和能量发生变化。•增韧剂---它可以改善漆膜的柔韧性，降低成膜温度。比如氯化橡胶就必须加入氯化石蜡或醇酸树脂作增塑剂。•催干剂---加速漆膜的氧化、聚合交联，主要用于油性涂料。常用的催干剂为环烷酸锰、环烷酸钴、环烷酸铅、环烷酸锌等，它们可以加快氧打开油性漆料分子结构中双键的速度，加速其固化干燥。•稳定剂---稳定剂一般是能够吸收紫外线的化合物，通常用于清漆层中，以改善漆膜的耐老化性能。常用防腐涂料品种沥青涂料•沥青是防腐蚀涂料中重要的原材料，主要有天然沥青、石油沥青和煤焦沥青三种。前两种沥青在埋地管道中使用较广泛，在现代防腐蚀涂料中使用的是主要煤焦沥青。煤焦沥青耐水性强，有良好的表面润湿性，可以单独作为热溶性沥青瓷漆，适用于水下环境。在船舶涂料方面，曾发展有沥青防锈漆和沥青铝粉船底漆。煤焦沥青涂料价格低廉，具有如下优点：•耐水，浸入水中10年其吸水率仅0.1%-0.2%；•耐一些化学介质的侵蚀；•对未充分除锈的钢铁表面仍有良好的润湿性；•固体含量高，可获厚膜；•价格低廉。•沥青的缺点是寒冬发脆，夏暑发软，曝晒后有些成分挥发逸出会使漆膜龟裂。与其他树脂拼用，可以改善这些缺点，与氯化橡胶拼用可提高干性，改善冬脆夏软的缺点；与环氧树脂拼用得到的环氧沥青涂料，兼具沥青涂料和环氧涂料的优点，在防腐蚀中获得非常满意的效果。醇酸树脂涂料•醇酸树脂是多元醇和多元酸的酯为主链，以脂肪酸或其他一元酸为侧链构成。用于涂料配制的醇酸树脂主要有纯干性油醇酸树脂、改性的干性油醇酸树脂和非干性醇酸树脂。•用中油度到长油度的亚麻油改性的醇酸树脂，可以配制海洋环境下使用的涂料。中油度的非干性油醇酸树脂，常与氨基树脂配合使用，配制成烤漆，用于电器和汽车。醇酸树脂涂料性能与脂肪酸含量（油度）有很大关系，醇酸树脂的油度可以分为：•长油度，油含量超过60%；•中油度，油含量在50%-60%；•短油度，油含量低于50%；不同种类的醇酸树脂的应用•短油度醇酸树脂主要和氨基树脂一道用于工业烘干面漆；•中油度醇酸树脂主要用于强迫干燥型或者气干性的机械涂料和工业涂料，也用于汽车、货车等的修补漆；•长油度醇酸树脂主要通过豆油改性，用于防腐蚀涂料和建筑色漆。应用现状•与以往的油性涂料相比，醇酸树脂涂料的干性、保色性、耐候性、附着力等均有很大程度的提高。醇酸树脂涂料主要用于户内外钢结构的干燥环境中。醇酸树脂涂料耐酸碱性差，耐水性差，不能用于水下结构。如果用于弱腐蚀性的乡村或室内干燥环境，醇酸涂料系统可以达到10-20年使用寿命。•醇酸树脂在现代重防腐蚀涂料应用之前，是防腐蚀主要最为主要的涂料品种，目前也仍然应用广泛