第二章 涂料的剂型.ppt
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1、第二章第二章 涂料的剂型涂料的剂型南京化工职业技术学院南京化工职业技术学院仓理仓理化学工业出版社第二章第二章 涂料的剂型涂料的剂型 溶剂型涂料溶剂型涂料1 水性涂料水性涂料2 粉末涂料粉末涂料3化学工业出版社一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料大多数涂料含挥发物,它们在施工和成膜时挥发掉。一大多数涂料含挥发物,它们在施工和成膜时挥发掉。一般将挥发性有机物称为溶剂,不管它是否能溶解树脂。般将挥发性有机物称为溶剂,不管它是否能溶解树脂。涂料工业是溶剂工业的最大用户,一半以上是烃类,其涂料工业是溶剂工业的最大用户,一半以上是烃类,其余是酮、醇、乙二醇、醚、酯、硝基直链烷烃以及少量余是酮、醇、乙二醇、醚、酯、
2、硝基直链烷烃以及少量其它物质。溶剂有利于薄膜形成,当溶剂蒸发时,高聚其它物质。溶剂有利于薄膜形成,当溶剂蒸发时,高聚物就互相结合。假如溶剂混合物保持一个适当的蒸发速物就互相结合。假如溶剂混合物保持一个适当的蒸发速率,就会形成平滑和连续的薄膜率,就会形成平滑和连续的薄膜 化学工业出版社溶质和溶剂溶质和溶剂极极极极性性性性非极性非极性非极性非极性弱极性弱极性弱极性弱极性一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料化学工业出版社非极性溶剂非极性溶剂弱极性溶剂弱极性溶剂极性溶剂极性溶剂分子结构对称分子结构对称而又不含极性而又不含极性基团的烃类。基团的烃类。氯仿、苯、液氯仿、苯、液状石蜡、植物状石蜡、植物油、乙醚等油、
3、乙醚等乙醇、丙二乙醇、丙二醇、聚乙二醇、聚乙二醇和丙酮等醇和丙酮等分子结构不对分子结构不对称又含有极性称又含有极性基团的分子则基团的分子则带有极性。水、带有极性。水、甘油、二甲基甘油、二甲基亚砜等亚砜等一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料化学工业出版社一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料极性溶质溶于极性溶剂中,但不溶于非极性溶极性溶质溶于极性溶剂中,但不溶于非极性溶剂中。弱极性溶质则不溶于极性溶剂而溶于非剂中。弱极性溶质则不溶于极性溶剂而溶于非极性溶剂中极性溶剂中(相似相溶相似相溶)极性溶剂分子间互相缔合,粘度要比分子量接极性溶剂分子间互相缔合,粘度要比分子量接近的非极性溶剂的粘度高,沸点、熔点、蒸发近的非极
4、性溶剂的粘度高,沸点、熔点、蒸发潜热也较高。而且内聚能较高,挥发度较低潜热也较高。而且内聚能较高,挥发度较低化学工业出版社一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料真溶剂中,醋酸乙酯、丙酮、甲乙酮属于挥发性真溶剂中,醋酸乙酯、丙酮、甲乙酮属于挥发性快的溶剂;醋酸丁酯属于中等挥发性溶剂;醋酸快的溶剂;醋酸丁酯属于中等挥发性溶剂;醋酸戊酯、环己酮等属于挥发性慢的溶剂。一般说来,戊酯、环己酮等属于挥发性慢的溶剂。一般说来,挥发性快的溶剂价格低挥发性快的溶剂价格低助溶剂一般是乙醇或丁醇。乙醇有亲水性,用量助溶剂一般是乙醇或丁醇。乙醇有亲水性,用量过多易导致涂膜泛白。丁醇挥发性较慢,适宜后过多易导致涂膜泛白。丁醇挥发
5、性较慢,适宜后期作粘度调节期作粘度调节 此外,对溶剂还要求色浅、透明、化学性质此外,对溶剂还要求色浅、透明、化学性质稳定、无刺激性气味、毒性小稳定、无刺激性气味、毒性小化学工业出版社一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料主要品种主要品种有机硅和氟化树脂有机硅和氟化树脂醇酸树脂醇酸树脂聚氨酯类聚氨酯类环氧树脂和环氧脂类环氧树脂和环氧脂类聚酯类树脂聚酯类树脂丙烯酸类树脂丙烯酸类树脂化学工业出版社醇酸树脂醇酸树脂目前用量最大的一类树脂,主要优点如下目前用量最大的一类树脂,主要优点如下:v价格较低价格较低v应用较为简单应用较为简单 表面张力比较低,受涂膜缺陷的表面张力比较低,受涂膜缺陷的影响最小,很少出现缩边、
6、缩孔以及其他因表面影响最小,很少出现缩边、缩孔以及其他因表面张力驱动流动或表面张力差驱动流动所造成的缺张力驱动流动或表面张力差驱动流动所造成的缺陷问题。相当容易进行颜料分散。陷问题。相当容易进行颜料分散。v具有通过自动氧化进行交联的能力具有通过自动氧化进行交联的能力 可以采用空可以采用空气干燥或低温烘烤干燥,不需使用具有潜在毒性气干燥或低温烘烤干燥,不需使用具有潜在毒性危害的交联剂危害的交联剂化学工业出版社聚酯类树脂涂料聚酯类树脂涂料主要用来替代三聚氰胺甲醛树脂主要用来替代三聚氰胺甲醛树脂(MF)交联烘烤瓷漆中的交联烘烤瓷漆中的醇酸树脂,也广泛使用于聚氨酯涂料中。与其他树脂相醇酸树脂,也广泛使
7、用于聚氨酯涂料中。与其他树脂相比,聚酯树脂比,聚酯树脂v成本一般比氧化醇酸树脂略高些成本一般比氧化醇酸树脂略高些v其颜色、保色性、户外耐久性以及抗脆化性要好于大多其颜色、保色性、户外耐久性以及抗脆化性要好于大多数醇酸树脂数醇酸树脂v其户外耐久性和耐皂化性一般不及涂装于不含底漆、清其户外耐久性和耐皂化性一般不及涂装于不含底漆、清洁、处理过的钢和铝底材上的丙烯酸类聚酯涂料;洁、处理过的钢和铝底材上的丙烯酸类聚酯涂料;v其附着力和耐冲击相似于醇酸树脂而优于丙烯酸树脂其附着力和耐冲击相似于醇酸树脂而优于丙烯酸树脂化学工业出版社丙烯酸类树脂涂料丙烯酸类树脂涂料作为基料的涂料主要优点是价格相当适中、颜色浅
8、、保作为基料的涂料主要优点是价格相当适中、颜色浅、保色性、抗脆化性以及户外耐久性优良等。它们的表面张色性、抗脆化性以及户外耐久性优良等。它们的表面张力和对涂膜缺陷的敏感度介于醇酸树脂涂料和聚酯类树力和对涂膜缺陷的敏感度介于醇酸树脂涂料和聚酯类树脂涂料之中,对金属表面的附着力低于醇酸树脂涂料和脂涂料之中,对金属表面的附着力低于醇酸树脂涂料和聚酯类树脂涂料,因此它们常用在底漆之上作为面漆聚酯类树脂涂料,因此它们常用在底漆之上作为面漆化学工业出版社环氧树脂和环氧酯类涂料环氧树脂和环氧酯类涂料主要用做底漆。基于其一般对金属有优良的附着力主要用做底漆。基于其一般对金属有优良的附着力(特特别是在水汽存在下
9、别是在水汽存在下)以及耐皂化性,它们一般作单道涂以及耐皂化性,它们一般作单道涂料使用,其主要的缺点是的户外耐久性差,可以作为啤料使用,其主要的缺点是的户外耐久性差,可以作为啤酒或软饮料罐衬里之类使用。用多元酸交联的环氧官能酒或软饮料罐衬里之类使用。用多元酸交联的环氧官能丙烯酸树脂类能产生的涂膜具有优良的户外耐久性丙烯酸树脂类能产生的涂膜具有优良的户外耐久性化学工业出版社聚氨酯类树脂涂料聚氨酯类树脂涂料由于异氰酸酯能低温固化,故广泛用作交联剂,以获得由于异氰酸酯能低温固化,故广泛用作交联剂,以获得耐溶剂溶胀性和耐磨性俱佳的固化膜。当使用耐溶剂溶胀性和耐磨性俱佳的固化膜。当使用MF树脂树脂时,其涂
10、料可以单罐包装,且无游离异氰酸酯毒性的危时,其涂料可以单罐包装,且无游离异氰酸酯毒性的危险。与聚酯相比较,费用要高,但具有水解稳定性,因险。与聚酯相比较,费用要高,但具有水解稳定性,因此其户外耐久性就更优良。但是,聚氨酯基团的分子间此其户外耐久性就更优良。但是,聚氨酯基团的分子间氢键较强,与同分子量、同浓度的聚酯树脂溶液相比粘氢键较强,与同分子量、同浓度的聚酯树脂溶液相比粘度较高,可用低分子量羟基官能的聚氨酯与其他类型羟度较高,可用低分子量羟基官能的聚氨酯与其他类型羟基官能树脂混合对涂料性能进行改性基官能树脂混合对涂料性能进行改性化学工业出版社有机硅和氟化树脂涂料有机硅和氟化树脂涂料对热降解和
11、光氧化的抵抗作用最强。价格很高,对热降解和光氧化的抵抗作用最强。价格很高,尤其是氟化树脂类。对气干型涂料来说,有机硅尤其是氟化树脂类。对气干型涂料来说,有机硅醇酸树脂达到的户外耐久性要比醇酸树脂高。从醇酸树脂达到的户外耐久性要比醇酸树脂高。从价格中等、户外耐久性优异的角度看,有机硅树价格中等、户外耐久性优异的角度看,有机硅树脂改性聚酯和丙烯酸树脂使用相当广泛。而用脂改性聚酯和丙烯酸树脂使用相当广泛。而用MF树脂或脂肪族异氰酸酯交联的氟化共聚体树树脂或脂肪族异氰酸酯交联的氟化共聚体树脂具有突出的户外耐久性脂具有突出的户外耐久性化学工业出版社一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料由于热塑性树脂涂料的由于热塑
12、性树脂涂料的VOC含量很高,其用量必将持续含量很高,其用量必将持续下降,转而使用热固性树脂的溶剂型涂料。常规热固性下降,转而使用热固性树脂的溶剂型涂料。常规热固性涂料的体积固体分涂料的体积固体分(NVV)大约为大约为25%35%。高固体分。高固体分涂料并无单一的定义,对于金属闪光汽车面漆涂料并无单一的定义,对于金属闪光汽车面漆(或底色或底色层层),其高固体意指,其高固体意指45NVV左右;而对高颜料分的底漆左右;而对高颜料分的底漆来说,高固体可能是来说,高固体可能是52NVV;对于清漆或高光泽着色涂;对于清漆或高光泽着色涂料则为料则为75NVV,甚至可能更高。涂料的,甚至可能更高。涂料的VOC
13、难于精确难于精确测定,甚至难于去定义测定,甚至难于去定义配制低配制低VOC的溶剂型涂料的溶剂型涂料化学工业出版社一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料涂料体积含固量涂料体积含固量(NVV%)v涂料中不挥发物形成干涂膜,一般用不挥发物的涂料中不挥发物形成干涂膜,一般用不挥发物的质量百分比或体积百分比表示质量百分比或体积百分比表示(体积含固量体积含固量)v较高含固率的涂料,可获得较厚的、密实的涂层。较高含固率的涂料,可获得较厚的、密实的涂层。涂膜强度较强涂膜强度较强v涂料体积含固量计算式涂料体积含固量计算式NVV=(V颜料颜料+V填料填料+V乳液乳液)/100 配制低配制低VOC的溶剂型涂料的溶剂型涂料化学
14、工业出版社一、溶剂型涂料一、溶剂型涂料改进施工方法降低改进施工方法降低VOC,如使用更高粘度的涂料、热喷,如使用更高粘度的涂料、热喷涂、高速静电盘和超临界流体喷涂都是实例涂、高速静电盘和超临界流体喷涂都是实例v当固体分增加时,就更容易产生颜料絮凝。当固体分增加时,就更容易产生颜料絮凝。v当固体分增加时,表面张力效应增大。当固体分增加时,表面张力效应增大。大多数涂料官能团高度极性,使用时需要使用氢键受电大多数涂料官能团高度极性,使用时需要使用氢键受电子溶剂,会产生较高的表面张力,增加了施工时涂料膜子溶剂,会产生较高的表面张力,增加了施工时涂料膜缺陷的概率缺陷的概率配制低配制低VOC的溶剂型涂料的
15、溶剂型涂料化学工业出版社二、水性涂料二、水性涂料水性涂料作为涂料的一种产品,其溶剂是水或者水性涂料作为涂料的一种产品,其溶剂是水或者水性溶剂。水性涂料由于安全无毒、节约资源、水性溶剂。水性涂料由于安全无毒、节约资源、保护环境,成为涂料发展的主要方向之一,也将保护环境,成为涂料发展的主要方向之一,也将是涂料品种变革的最终归宿是涂料品种变革的最终归宿化学工业出版社二、水性涂料二、水性涂料苯乙烯丁二烯胶乳是苯乙烯丁二烯胶乳是“水性化革新水性化革新”的开始。它的价的开始。它的价格低,薄膜耐碱性好。格低,薄膜耐碱性好。聚醋酸乙烯聚醋酸乙烯(PVA)薄膜很硬而且有些发脆,带有一点酸薄膜很硬而且有些发脆,带
16、有一点酸性,颜色能保特不变,对油脂和油的抵抗力也很好。性,颜色能保特不变,对油脂和油的抵抗力也很好。丙烯酸胶乳,价格较高,能提供坚韧的有伸缩性的薄膜,丙烯酸胶乳,价格较高,能提供坚韧的有伸缩性的薄膜,具有耐久不变色和优良的抗气候性能。对碱、油、油脂、具有耐久不变色和优良的抗气候性能。对碱、油、油脂、湿气都有抵抗力,而且在使用后很短时间内就有很好的湿气都有抵抗力,而且在使用后很短时间内就有很好的抗水性能抗水性能化学工业出版社二、水性涂料二、水性涂料水性涂料用于外墙配方时,存在几个问题水性涂料用于外墙配方时,存在几个问题难于得到高光泽度。在美国并不追求高光泽度,所以这难于得到高光泽度。在美国并不追
17、求高光泽度,所以这个问题不大。而在欧洲内墙和外墙的光泽度都重要个问题不大。而在欧洲内墙和外墙的光泽度都重要缺乏溶剂性涂料中提供的薄膜的完整性。加入聚合剂和缺乏溶剂性涂料中提供的薄膜的完整性。加入聚合剂和低分子量的增塑剂溶剂能改善这种性能低分子量的增塑剂溶剂能改善这种性能乳化剂和胶体稳定剂会降低抗水性乳化剂和胶体稳定剂会降低抗水性粘结性不佳,但在多孔隙内墙上应用,不成问题粘结性不佳,但在多孔隙内墙上应用,不成问题化学工业出版社水性涂料水性涂料特点特点水来源丰富,成水来源丰富,成本低廉,净化容易本低廉,净化容易在施工中无火灾在施工中无火灾危险危险无毒无毒工件经除油、除工件经除油、除绣、磷化等处理后
18、,绣、磷化等处理后,可不待完全干燥即可不待完全干燥即可施工可施工涂装的工具可用涂装的工具可用水进行清洗水进行清洗可采用电沉积法可采用电沉积法涂装,实现自动化涂装,实现自动化施工,提高工作效施工,提高工作效率率用电沉积法涂出用电沉积法涂出的涂膜质量好的涂膜质量好二、水性涂料二、水性涂料化学工业出版社二、水性涂料二、水性涂料存在问题存在问题以水做溶剂,蒸发潜热高,干燥时间较长使用有机胺做中和剂,对人体有一定的毒性,排除的污水会造成污染采用电沉积法时,对底材表面处理要求较高化学工业出版社19701980年年1980年至今年至今19301940年年聚乙烯工业化生聚乙烯工业化生产以后,人们发产以后,人们
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