1、涂料技術(shù)基礎(chǔ)涂料技術(shù)基礎(chǔ) 第三章第三章溶劑和溶解理論溶劑和溶解理論英曉光英曉光化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院溶劑的作用及影響因素溶劑的作用及影響因素n涂料溶劑的作用：涂料溶劑的作用：溶解樹脂溶解樹脂降低粘度降低粘度改善加工性能改善加工性能n涂料溶劑影響因素涂料溶劑影響因素粘結(jié)性粘結(jié)性防腐性防腐性戶外耐久性戶外耐久性涂膜表觀性涂膜表觀性n針孔針孔n起泡起泡n泛白泛白n流掛流掛/流平流平n橘皮橘皮n開裂開裂n針孔針孔在漆膜表面出現(xiàn)凹陷透底的針尖細(xì)孔，像在漆膜表面出現(xiàn)凹陷透底的針尖細(xì)孔，像針刺小孔，孔徑在針刺小孔，孔徑在100微米左右微米左右n問題原因：問題原因： （1）板材表面處理不好，）板材表面處理不

2、好，多木毛、木刺，填充困難；多木毛、木刺，填充困難； （2）底層未干透就施第二）底層未干透就施第二遍；遍； （3）油漆粘度高，氣泡沒）油漆粘度高，氣泡沒有消除；有消除； （4）一次性施工過厚；）一次性施工過厚； （5）固化劑、稀釋劑配套）固化劑、稀釋劑配套錯誤；錯誤； （6）固化劑加入量過多；）固化劑加入量過多； （7）環(huán)境溫度濕度高；）環(huán)境溫度濕度高； （8）木材含水率高。）木材含水率高。 n解決對策：解決對策： （1 1）白坯打磨平整，封閉；）白坯打磨平整，封閉； （2 2）重涂時間間隔充分，待下層充）重涂時間間隔充分，待下層充分干燥再施第二遍；分干燥再施第二遍； （3 3）油漆靜置，消除

3、氣泡）油漆靜置，消除氣泡; ;（4 4）油漆的粘度要適合，不要太稠；）油漆的粘度要適合，不要太稠； （5 5）一次性施工不要太厚）一次性施工不要太厚20m 20m ， “薄刷多遍薄刷多遍”; ;（6 6）使用指定的固化劑和稀釋劑，）使用指定的固化劑和稀釋劑，按配比施工按配比施工; ; （7 7）不要在溫度和濕度高的時候施）不要在溫度和濕度高的時候施工工; ; （8 8）施工前木材要干燥至一定含水）施工前木材要干燥至一定含水率，一般為率，一般為10-12%10-12%。起泡起泡漆膜干后在被涂表面與漆膜之間或漆膜干后在被涂表面與漆膜之間或兩層漆膜之間出現(xiàn)大小不等的突起圓形泡兩層漆膜之間出現(xiàn)大小不等

4、的突起圓形泡問題原因問題原因 解決對策解決對策 基基材材含水率較高，未將松脂、木材本身含水率較高，未將松脂、木材本身含有的芳香油清除掉，含有的芳香油清除掉，自然自然揮發(fā)導(dǎo)致起揮發(fā)導(dǎo)致起泡泡干燥至合適的含水率，除去木材中芳香干燥至合適的含水率，除去木材中芳香油或松脂油或松脂油性或水性膩子未完全干燥或底層涂料油性或水性膩子未完全干燥或底層涂料未干時就涂飾面層涂料未干時就涂飾面層涂料待膩子、底層涂料充分干燥，再刷面層待膩子、底層涂料充分干燥，再刷面層涂料涂料木材的接合處及孔眼沒有填實，有空隙木材的接合處及孔眼沒有填實，有空隙口孔眼口孔眼將木材接合處的空隙和木材孔眼用膩子將木材接合處的空隙和木材孔眼用

5、膩子填實、打磨平整，再刷涂油漆填實、打磨平整，再刷涂油漆刷涂時來回拖動刷子，產(chǎn)生的氣泡沒有刷涂時來回拖動刷子，產(chǎn)生的氣泡沒有消除消除先橫理，后豎理，最后順木紋方向理直先橫理，后豎理，最后順木紋方向理直底材表面油污、灰塵、水泡等不潔物周底材表面油污、灰塵、水泡等不潔物周圍沾有水份圍沾有水份清理基材表面的雜物清理基材表面的雜物發(fā)白發(fā)白涂膜含有水份或其它液體，顏色比涂膜含有水份或其它液體，顏色比原來較淡白，涂膜呈現(xiàn)白霧狀。原來較淡白，涂膜呈現(xiàn)白霧狀。問題原因問題原因解決對策解決對策板材含水率過高，日久水份揮發(fā)積留于板材含水率過高，日久水份揮發(fā)積留于漆膜中導(dǎo)致發(fā)白漆膜中導(dǎo)致發(fā)白板材施工前經(jīng)過干燥處理，

6、控制含水率板材施工前經(jīng)過干燥處理，控制含水率在在12%以下以下環(huán)境濕度過高，稀釋劑揮發(fā)太快環(huán)境濕度過高，稀釋劑揮發(fā)太快不在濕度高時施工，必要時可加入適當(dāng)不在濕度高時施工，必要時可加入適當(dāng)慢干水；慢干水；底層漆膜中含有的水分沒有清除干凈底層漆膜中含有的水分沒有清除干凈清潔表面清潔表面對于黑胡桃木等深色板材使用透明性較對于黑胡桃木等深色板材使用透明性較差的油漆，因為透明性問題發(fā)白差的油漆，因為透明性問題發(fā)白深色板材要選用透明性較好的油漆施工深色板材要選用透明性較好的油漆施工油漆施工過厚油漆施工過厚油漆施工不要一次性厚涂油漆施工不要一次性厚涂固化劑配套錯誤，與油漆不相容而發(fā)白固化劑配套錯誤，與油漆不

7、相容而發(fā)白使用指定的稀釋劑和固化劑使用指定的稀釋劑和固化劑流掛流掛在被涂面上或線角的凹槽處，涂料產(chǎn)生流在被涂面上或線角的凹槽處，涂料產(chǎn)生流淌，使漆膜厚薄不均；輕者如串珠淚痕，重者如漆淌，使漆膜厚薄不均；輕者如串珠淚痕，重者如漆幕下垂。幕下垂。問題原因問題原因解決對策解決對策稀釋劑過量，使粘度低于正常施工要求，稀釋劑過量，使粘度低于正常施工要求，漆料不能附在物體表面而下墜流淌漆料不能附在物體表面而下墜流淌選用優(yōu)良的油漆材料和適量的稀釋劑。選用優(yōu)良的油漆材料和適量的稀釋劑。施工場所溫度太低，涂料施工場所溫度太低，涂料干燥速度干燥速度過慢，過慢，且在成膜中流動性較大。且在成膜中流動性較大。 施工環(huán)境

8、溫度和濕度適宜施工環(huán)境溫度和濕度適宜選用的漆刷大、毛長、軟或刷油時蘸油選用的漆刷大、毛長、軟或刷油時蘸油太多，使漆面厚薄不一，較厚處就流淌。太多，使漆面厚薄不一，較厚處就流淌。選用有彈性的漆刷、刷毛，根粗而梢細(xì)，鬃厚而選用有彈性的漆刷、刷毛，根粗而梢細(xì)，鬃厚而口齊，油刷蘸油應(yīng)少蘸勤蘸口齊，油刷蘸油應(yīng)少蘸勤蘸刷涂面刷涂面凸凹不平凸凹不平或物體的棱角、轉(zhuǎn)角、或物體的棱角、轉(zhuǎn)角、線角的凹槽處，容易造成刷涂不均、厚線角的凹槽處，容易造成刷涂不均、厚薄不一，較厚處要流淌。薄不一，較厚處要流淌。施工中盡量使基層平整，磨去棱角。刷涂時，用施工中盡量使基層平整，磨去棱角。刷涂時，用力刷勻，先豎刷，后橫刷，不要

9、橫涂亂抹。線角、力刷勻，先豎刷，后橫刷，不要橫涂亂抹。線角、棱角處要用油刷輕輕按一下，將多余的油漆蘸起棱角處要用油刷輕輕按一下，將多余的油漆蘸起刷開，以免漆膜過厚而流淌。刷開，以免漆膜過厚而流淌。 被刷涂表面不潔，有油、水等污物，刷被刷涂表面不潔，有油、水等污物，刷涂后不能很好地附著而流淌。涂后不能很好地附著而流淌。徹底清理干凈被涂表面的磨屑、油、水等雜物。徹底清理干凈被涂表面的磨屑、油、水等雜物。溶劑的類型溶劑的類型n按氫鍵強弱及形式：按氫鍵強弱及形式：弱氫鍵溶劑弱氫鍵溶劑(I)；氫鍵接受型溶劑氫鍵接受型溶劑(II) ；氫鍵授受型溶劑氫鍵授受型溶劑(III) 類型類型特點特點種類種類舉例舉例

10、弱氫鍵弱氫鍵(I)不易形成氫鍵不易形成氫鍵價低價低脂肪烴脂肪烴溶劑油溶劑油芳香烴芳香烴三氯乙烷三氯乙烷氯代烴氯代烴甲苯甲苯氫鍵接受型溶劑氫鍵接受型溶劑(II)接納接納成鍵氫原子成鍵氫原子酮酮甲基異丁基酮甲基異丁基酮酯酯醋酸乙酯醋酸乙酯氫鍵授受型溶劑氫鍵授受型溶劑(III) 提供提供成鍵氫原子成鍵氫原子脂肪醇脂肪醇異丙醇異丙醇聚醚醇聚醚醇1-丙氧基丙氧基-2-丙醇丙醇聚酯醇聚酯醇乙二醇丁醚醋酸酯乙二醇丁醚醋酸酯溶劑揮發(fā)的快慢溶劑揮發(fā)的快慢相對揮發(fā)率相對揮發(fā)率(度度)n揮發(fā)度揮發(fā)度：溶劑在蒸汽中的分壓與其平衡液相中摩：溶劑在蒸汽中的分壓與其平衡液相中摩爾分率之比：爾分率之比：UA=PA/XA ；n

11、相對揮發(fā)度相對揮發(fā)度：以以醋酸正丁酯醋酸正丁酯（90%、99%）的揮發(fā)度為）的揮發(fā)度為1，其他溶劑，其他溶劑與其比值稱為相對揮發(fā)度；與其比值稱為相對揮發(fā)度；或：相對揮發(fā)度或：相對揮發(fā)度=(yA/yB)/(xA/xB)，其中，其中nyA= 氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；nyB= 氣相中難揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；氣相中難揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； nxA= 液相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；液相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；nxB= 液相中難揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。液相中難揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。n測定相對揮發(fā)度的實驗條件：測定相對揮發(fā)度的實驗條件：醋酸正丁酯（醋酸正丁酯（90%）；）；T=25oC；

12、相對濕度相對濕度5%；空氣流動速率空氣流動速率=25L/min；容器采用圓盤狀鋁盤或濾紙；容器采用圓盤狀鋁盤或濾紙；常見溶劑的相對揮發(fā)度常見溶劑的相對揮發(fā)度(醋酸正丁酯參照法醋酸正丁酯參照法)n弱氫鍵溶劑弱氫鍵溶劑(I) ：溶劑溶劑相對揮發(fā)度相對揮發(fā)度沸點沸點(oC)正已烷正已烷7.868.74三氯乙烷三氯乙烷6.087.1苯苯3.580.1甲苯甲苯2110.6 正辛烷正辛烷1.6125.8 乙苯乙苯0.82136.2 二甲苯二甲苯0.77137140200#溶劑汽油溶劑汽油0.1160200n氫鍵接受型溶劑氫鍵接受型溶劑(II)溶劑名稱溶劑名稱 相對揮發(fā)度相對揮發(fā)度沸點（沸點（oC）丙酮丙酮

13、5.756.05四氫呋喃四氫呋喃 4.865.4 醋酸乙酯（醋酸乙酯（97%）477甲乙酮甲乙酮3.879.6甲基異丙基酮甲基異丙基酮2.9116.8醋酸正丙酯醋酸正丙酯 2.1100103甲基正丁基酮甲基正丁基酮0.98127醋酸戊酯（醋酸戊酯（85%-88%）0.68149.3環(huán)已酮環(huán)已酮0.3155.6n氫鍵授受型溶劑氫鍵授受型溶劑(III) 溶劑名稱溶劑名稱 相對揮發(fā)度相對揮發(fā)度沸點（沸點（oC）甲醇甲醇3.565乙醇乙醇1.482正丙醇正丙醇0.8997.19仲丁醇仲丁醇0.8399.5正丁醇正丁醇0.62117.72-丁氧基乙醇丁氧基乙醇0.07169173丙二醇丙二醇0.0118

14、8.2乙二醇乙二醇0.01197.85聚合物溶液的相行為n上臨界溶液溫度（上臨界溶液溫度（upper critical solution temperature, UCST）體系溫度（體系溫度（T1）在）在UCST以上時，以上時，聚合物完全溶解；聚合物完全溶解；體系溫度（體系溫度（ T2 ）在）在UCST以下以下時，聚合物體積分?jǐn)?shù)在時，聚合物體積分?jǐn)?shù)在2A至至2B之間完全溶解之間完全溶解n下臨界溶液溫度（下臨界溶液溫度（lowerer critical solution temperature, LCST）LCST太高，對涂料無實際意義太高，對涂料無實際意義LCSTUCSTT0T2T12A2B

15、2吉布斯（Gibbs）自由能原理n吉布斯混合自由能吉布斯混合自由能GM可表示為：可表示為：nGM=HM-TSM；GM0有利于混合有利于混合（混合過程混合過程SM始終為正始終為正）：H0，-TSM0，則，則GM0，過程有利于混合；，過程有利于混合；0H TSM，則，則GM0，過程有利于混合（在某，過程有利于混合（在某2范范圍內(nèi)）；圍內(nèi)）；TSM 0，過程有利于分相；，過程有利于分相；Gibbs混合自由能隨涂料組分關(guān)系n1）GM0，HM TSM 0，聚合物不溶于溶劑；，聚合物不溶于溶劑；n2）GM0，HM TSM ，聚合物不溶于溶劑；聚合物不溶于溶劑；n3） GM0， HM、SM隨隨組分比例變化（

16、不為常組分比例變化（不為常數(shù)），聚合物不完全溶于數(shù)），聚合物不完全溶于溶劑；溶劑；GMGM=0212301混合焓變（HM）的重要意義n大多數(shù)常溫下使用的涂料，盡可能使混合焓變降到最大多數(shù)常溫下使用的涂料，盡可能使混合焓變降到最低，是低，是選擇溶劑選擇溶劑的實際有效方法的實際有效方法n焓變與混合能變的關(guān)系為：焓變與混合能變的關(guān)系為： HM= EM+RTnEM與摩爾蒸發(fā)能與摩爾蒸發(fā)能EV有關(guān)：有關(guān)：21/21/221 21 212121/2VVMMMVEEEVVVVEV1、2體積分?jǐn)?shù)；體積分?jǐn)?shù)；VM平均摩爾體積；平均摩爾體積；EV/V 內(nèi)聚能密度；內(nèi)聚能密度；組分的溶解度參數(shù)組分的溶解度參數(shù)常見溶

17、劑的溶解度參數(shù)n為了使為了使HM盡量小，則須使盡量小，則須使1與與2盡量接近；盡量接近；n令令1為溶劑的溶解度參數(shù)，則為溶劑的溶解度參數(shù)，則1可由手冊查得；可由手冊查得；n令令2為聚合物（涂料樹脂）的溶解度參數(shù)，則為聚合物（涂料樹脂）的溶解度參數(shù)，則2可由可由化學(xué)結(jié)構(gòu)法化學(xué)結(jié)構(gòu)法求得；求得；部分溶劑的性質(zhì)數(shù)據(jù)表氫鍵類型氫鍵類型溶解度參數(shù)溶解度參數(shù)表面張力表面張力 Dyne/Cm四氫呋喃四氫呋喃I(xiàn)I9.526.4丙酮丙酮II9.822.3乙酸異丁酯乙酸異丁酯II8.523.7乙酸甲酯乙酸甲酯II9.225.2乙酸異丙酯乙酸異丙酯II8.622.1乙酸乙酯乙酸乙酯II8.823.9丁酮丁酮II9.

18、124.6環(huán)己酮環(huán)己酮II8.622.1甲基正丙酮甲基正丙酮II8.926.6正乙酸丙酯正乙酸丙酯II8.624.3甲基異丁基酮甲基異丁基酮II8.123.6乙酸異丁酯乙酸異丁酯II9.627.7化學(xué)結(jié)構(gòu)法計算化學(xué)結(jié)構(gòu)法計算聚合物（涂料樹脂）的溶解度參數(shù)聚合物（涂料樹脂）的溶解度參數(shù)n聚合物總的溶解度參數(shù)值聚合物總的溶解度參數(shù)值可通過物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)計算可通過物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)計算求得：求得：n其中：其中：G代表重復(fù)單元中各原子、基團吸引力常數(shù)之和；代表重復(fù)單元中各原子、基團吸引力常數(shù)之和；代表樹脂密度；代表樹脂密度；M代表重復(fù)單元摩爾質(zhì)量；代表重復(fù)單元摩爾質(zhì)量；V即重復(fù)單元的等效密度；即重復(fù)單元的等效密度；1GGMV25oC下常見基團的吸引力常數(shù)下常見基團的吸引力常數(shù)G基團基團G基團基團G基團基團G基團基團G-CH3214-Ph