第七章涂料產(chǎn)品的配方設(shè)計(jì)涂料的四個(gè)作用

①保護(hù)作用②裝飾作用③色彩標(biāo)志作用④功能作用

第一節(jié)概述涂料是涂覆在物體上，能對(duì)被涂物起保護(hù)、裝飾或其它作用，由多種組分復(fù)配而成的一類精細(xì)化學(xué)品。主要參考書(shū)1.武利民等編著現(xiàn)代涂料配方設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)出版社2000.32.楊春暉等編著涂料配方設(shè)計(jì)與制備工藝化學(xué)工業(yè)出版社2003.5

一、涂料的分類按成膜物質(zhì)分醇酸樹(shù)脂丙烯酸樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂聚氨酯聚乙烯按涂料劑型分溶液涂料乳膠涂料水基涂料粉末涂料乳液涂料雙組分涂料按被涂物體分木制品涂料汽車涂料建筑涂料船舶涂料金屬用涂料室內(nèi)用室外用木材用金屬用混凝土用按固化涂裝方式分常溫固化高溫固化射線固化刷涂噴涂電泳涂烘涂流化床涂涂料的分類(續(xù))按涂膜外觀分大紅漆有光漆亞光漆半亞光漆皺紋漆錘紋漆按涂料特殊功能分打底漆防銹漆防火漆耐高溫漆防污漆防霉漆絕緣漆熒光漆二、涂料配方技術(shù)的發(fā)展節(jié)約成本、降低能耗、保護(hù)環(huán)境、生產(chǎn)機(jī)械(自動(dòng))化、計(jì)算機(jī)輔助配方設(shè)計(jì)“4E”即:經(jīng)濟(jì)(Economy)、效率(Efficiency)、生態(tài)(Ecology)、能源(Energy)，涂料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)品種向多元化、系列化和高質(zhì)量方向發(fā)展生產(chǎn)和施工向低原料和能源消耗方向發(fā)展溶劑涂料向高固分、水基化、無(wú)溶劑和粉末涂料發(fā)展無(wú)機(jī)類涂料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用不斷擴(kuò)大1、合成樹(shù)脂占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；2、環(huán)保、高性能、省資源、節(jié)能涂料迅速增長(zhǎng)；3、涂料制造技術(shù)廣泛采用不同學(xué)科的互相滲透，結(jié)合以繁衍出新技術(shù)和新涂料尤其是功能性涂料(即特種涂料)的生產(chǎn)和應(yīng)用；4、生產(chǎn)工藝裝備及自動(dòng)化水平顯著提高；5、涂料檢測(cè)技術(shù)趨向現(xiàn)代化；6、涂料應(yīng)用技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展；7、涂膜的使用壽命大大的延長(zhǎng)；8、電子計(jì)算機(jī)在涂料業(yè)的應(yīng)用；9、對(duì)涂料的價(jià)值、地位和技術(shù)含量的確認(rèn)。三、涂料的主要種類⑴油脂漆類⑵天然樹(shù)脂漆類⑶酚醛樹(shù)脂漆類⑷氨基樹(shù)脂漆類⑸硝基漆類⑹纖維素類⑺過(guò)氯乙烯類⑻乙烯基類⑼醇酸樹(shù)脂類⑽丙烯酸樹(shù)脂漆類⑾聚氨酯漆類⑿環(huán)氧樹(shù)脂漆類⒀有機(jī)硅類⒁瀝青類涂料分類表四、涂料的命名(GB2705-81)涂料全名=顏色或顏料名稱+成膜物質(zhì)名稱+基本名稱(-序號(hào))如：紅醇酸磁漆C04-2、鋅黃酚醛防銹漆F81-1、黑色醇酸導(dǎo)電磁漆C04-21、白硝基外用磁漆Q04-4等。其中大些字母代表成膜物質(zhì)類型，緊接著的兩位數(shù)字代表漆類的基本名稱，后續(xù)的數(shù)字代表該生產(chǎn)廠(公司)同類漆種的序號(hào)。見(jiàn)下表漆類基本名稱編號(hào)表(續(xù))第二節(jié)涂料的配方結(jié)構(gòu)與原料特性一、基料基料是涂料的成膜物質(zhì)，具有粘結(jié)涂料中其它組分形成涂膜的功能。通常由一種或幾種樹(shù)脂組成，它是使涂料牢固附著于被涂物面上形成連續(xù)的薄膜，決定著涂料的基本特性，是涂料配方中最重要的組分。常用成膜基料及其分類醇酸樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂氨基樹(shù)脂聚氨酯有機(jī)硅樹(shù)脂油脂和油基樹(shù)脂纖維素衍生物氯化橡膠乙烯類樹(shù)脂丙烯酸酯類樹(shù)脂瀝青類無(wú)機(jī)硅酸類轉(zhuǎn)化型非轉(zhuǎn)化型涂料用樹(shù)脂的要求聚合物分子結(jié)構(gòu)和性能符合涂膜的技術(shù)要求(防銹、耐水、耐候、耐化學(xué)腐蝕等性質(zhì))。分子量要適中。一般來(lái)說(shuō)漆用樹(shù)脂分子量愈高，涂膜的物理機(jī)械性能愈好，但樹(shù)脂的溶解性，混溶性和潤(rùn)濕性也隨之降低。故要求分子量適中。溶解分散性要好，便于涂布。能與其它樹(shù)脂互溶，以便配合使用，提高涂膜性能。成膜性良好，能賦予涂膜良好的防護(hù)性和裝飾性。涂膜具有適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度。穩(wěn)定性要好,樹(shù)脂在儲(chǔ)存和使用中,至少保持半年不壞。對(duì)顏料的濕潤(rùn)性好，便于顏料的分散。樹(shù)脂的“性能”取決于它的“組成”和“結(jié)構(gòu)”。在設(shè)計(jì)樹(shù)脂中必須從組成→結(jié)構(gòu)→性能相互關(guān)系入手。1.醇酸樹(shù)脂醇酸樹(shù)脂是Kienle于1927年提出的，是由多元醇和多元酸(或酐)進(jìn)行酯化反應(yīng)而制得，包括植物油或脂肪酸。醇酸樹(shù)脂涂料價(jià)格低，成膜性好，涂膜缺陷少。但其涂膜的室外耐久性較差。根據(jù)植物油中含脂肪酸的不飽和程度的不同，一般將植物油分成干性油(碘值大于140)、半干性油(碘值為125～140)和不干性油(碘值小于125)。植物油(或脂肪酸)的不飽和程度越高，干性越好，但樹(shù)脂的顏色則愈深。使用具有特定結(jié)構(gòu)的合成脂肪酸部分替代植物油可以獲得某些特殊性能的醇酸樹(shù)脂，從而改進(jìn)漆膜性能。常用油類的化學(xué)及物理常數(shù)見(jiàn)下頁(yè)表。常用油類的化學(xué)及物理常數(shù)醇酸樹(shù)脂的改性植物油改性(短油度、中油度、長(zhǎng)油度)硝基纖維素改性氨基樹(shù)脂改性(脲醛樹(shù)脂改性、三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂改性)氯化橡膠改性酚醛樹(shù)脂改性乙烯基單體或樹(shù)脂改性(苯乙烯類、丙烯酸、聚丁二烯、環(huán)狀烯烴改性)有機(jī)硅改性多異氰酸酯改性環(huán)氧樹(shù)脂改性聚酰胺改性醇酸樹(shù)脂涂料中基料的配方設(shè)計(jì)根據(jù)油度估計(jì)甘油的過(guò)量值，并求出油的投料量，使縮聚反應(yīng)單體的平均官能度小于2；油度/%30～4040～5555～6060甘油過(guò)量/%30～3517～3010～170～10②列出配方，計(jì)算各反應(yīng)物的mol量；計(jì)算臨界凝膠點(diǎn)Pc，確認(rèn)按配方投料不會(huì)發(fā)生凝膠現(xiàn)象。醇酸樹(shù)脂涂料配方中其它原料的選擇溶劑(中長(zhǎng)油度醇酸樹(shù)脂常用石油溶劑，短油度則常用芳香族碳?xì)浠衔?催干劑(鈷、鉛、鎂、鈣、鋅、錳、鋯的環(huán)烷酸鹽，辛酸鹽）防結(jié)皮劑(酚類衍生物如叔丁基酚或酮肟如甲基乙基酮肟，用量為0.5%

～1.5%）防沉劑(熱解硅、硬脂酸處理過(guò)的蒙脫土、氫化蓖麻油）潤(rùn)濕劑(鈣和鋅的環(huán)烷酸鹽，辛酸鹽，脂肪醇硫酸酯、蓖麻油酸衍生物、聚乙二醇醚、低粘度硅油）2.環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂有較好的耐化學(xué)藥品性，尤其是耐堿性；對(duì)各種基材有極好的黏結(jié)性；極好的韌性、硬度和柔軟性；優(yōu)良的耐水性。環(huán)氧樹(shù)脂涂料的特點(diǎn)：突出的附著力良好的耐腐蝕性品種性能的多樣性和應(yīng)用的廣泛性適宜做粉末涂料、高固體分涂料、水性涂料和無(wú)溶劑涂料涂料用環(huán)氧樹(shù)脂的種類雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂熱塑性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂阻燃性環(huán)氧樹(shù)脂雙酚砜型環(huán)氧樹(shù)脂脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂新開(kāi)發(fā)的環(huán)氧樹(shù)脂品種

(含酰亞胺基的、含萘酚結(jié)構(gòu)的、含聯(lián)苯酚的、含四官能團(tuán)的)環(huán)氧樹(shù)脂的幾個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)環(huán)氧值A(chǔ)環(huán)氧指數(shù)B環(huán)氧當(dāng)量C羥基值F羥基當(dāng)量H酯化當(dāng)量E環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑胺類固化劑(脂肪族胺、芳香胺、脂環(huán)族胺、叔胺)改性胺類固化劑(胺環(huán)氧樹(shù)脂加成物、胺加成物、Mannich堿)酰胺類固化劑(聚酰胺樹(shù)脂、酰胺基胺、改性聚酰胺)酸酐類固化劑合成樹(shù)脂類固化劑(酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、多異氰酸酯)潛伏性固化劑(咪唑類、雙氰胺、有機(jī)酰肼、某些改性的有機(jī)胺)環(huán)氧樹(shù)脂涂料的配方設(shè)計(jì)環(huán)氧樹(shù)脂種類對(duì)涂膜性能的影響(膜的耐化學(xué)藥品性、膜的有效交聯(lián)密度、膜的玻璃化溫度、膜的滲透指數(shù))固化劑的選擇溶劑的選擇(對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的溶解性、揮發(fā)速度)顏填料的選擇(著色顏料、保護(hù)顏料、功能性顏料、體質(zhì)顏料)助劑環(huán)氧涂料所用助劑的作用和種類作用種類在濕膜里降低黏度液態(tài)碳?xì)錁?shù)脂和苯并呋喃-茚樹(shù)脂減少泡沫聚硅烷和消泡劑促進(jìn)空氣釋放聚硅烷、低濃度的表面活性劑避免顏料沉淀氣相SiO2、氫化蓖麻油、膨潤(rùn)土增加顏料的潤(rùn)濕聚羧酸酯、硅烷提供觸變性氣相SiO2、氫化蓖麻油、膨潤(rùn)土改善流動(dòng)性硅油、硅樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂在干膜里改進(jìn)韌性稀釋劑、乙烯或乙烯-丙烯酸樹(shù)脂改進(jìn)硬度酚醛樹(shù)脂改進(jìn)耐磨性聚合物柔韌劑、石蠟3.酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂是甲醛(或多聚甲醛)與2-3官能度的苯酚及其衍生物加成縮合而成的。它是最早(1909年)工業(yè)化的塑料之一。當(dāng)酚與醛的配比中酚過(guò)量并用酸催化時(shí)，得到的是熱塑性線型樹(shù)脂，而采取醛過(guò)量堿催化時(shí)，得到的是熱固性交聯(lián)型樹(shù)脂。線型和醇溶型在油類中溶解性很差，柔韌性、附著性不太好，除了在耐化學(xué)腐蝕或膠泥方面外而很少應(yīng)用于其它目的。酚醛樹(shù)脂賦予涂料以硬度、光澤、快干、耐水、耐酸堿及電絕緣等性能。用于涂料約占總產(chǎn)量的三分之一，而酚醛類涂料則占總涂料量的五分之一。酚醛樹(shù)脂在涂料中的應(yīng)用方式

酚醛樹(shù)脂用于涂料時(shí)，除了烷基(或苯基)取代酚制造的“純”酚醛樹(shù)脂外，更多的是用松香或桐油改性的樹(shù)脂、醇醚化樹(shù)脂；還有與其它樹(shù)脂的合用改性，如與醇酸樹(shù)脂拼用以增加醇酸樹(shù)脂的耐潮性和耐堿性，與聚乙烯醇縮醛拼用以增加硬度和耐磨性，用作高強(qiáng)度漆包線漆，與聚酰胺拼用以改善光澤和耐磨性，用于涂飾印刷品和紙制品，丁醇醚化酚醛樹(shù)脂與環(huán)氧酯拼用課制成耐酸堿、耐農(nóng)藥且附著力好的防化學(xué)腐蝕涂料。4.氨基樹(shù)脂氨基化合物與醛縮聚，再用醇醚化，形成的樹(shù)脂就是氨基樹(shù)脂。涂料用的氨基樹(shù)脂有四類：脲醛樹(shù)脂三聚氰胺甲醛樹(shù)脂苯代三聚氰胺甲醛樹(shù)脂共縮聚樹(shù)脂(上述1與2,和2與3共聚兩種)氨基樹(shù)脂是水白色熱固性聚合物，多用作模塑材料和膠黏劑；在涂料生產(chǎn)中它常與醇酸樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂并用，制成溶劑型和水溶性涂料。涂料用氨基樹(shù)脂的種類丁醇改性脲醛樹(shù)脂白色黏稠液體，多用于和不干性醇酸樹(shù)脂配制氨基醇酸烘漆，以提高醇酸樹(shù)脂的硬度和干性，但由于脲醛樹(shù)脂耐候性、耐水性稍差，多用作室內(nèi)漆和底漆。丁醇改性三聚氰胺甲醛樹(shù)脂

應(yīng)用同上，但抗水性、抗化學(xué)藥品性、抗酸堿性、電絕緣性和耐電弧性更好。六甲氧基甲基三聚氰胺樹(shù)脂

(HMMM)HMMM的官能度高，具有低黏度和高交聯(lián)活性，廣泛用于水溶性涂料和高固體分涂料中，漆膜的柔韌性抗水性更高，與醇酸樹(shù)脂的相容性更好。5.聚氨酯聚氨酯樹(shù)脂是由多異氰酸酯與多元醇縮合而成的，其分子主鏈含有強(qiáng)極性的氨基甲酸酯基。

聚氨酯樹(shù)脂最顯著的特點(diǎn)是優(yōu)良的耐高低溫性、韌性、耐磨性、柔軟性、耐化學(xué)品性和黏結(jié)性，具體使用時(shí)又有單組份和雙組份之分。單組份聚氨酯單組份聚氨酯氨酯油、氨酯醇酸樹(shù)脂先將干性油與多元醇進(jìn)行酯交換，再與二異氰酸酯反應(yīng)，加入催干劑，通過(guò)油脂的不飽和雙鍵在空氣中干燥而固化潮氣固化聚氨酯這類樹(shù)脂是含-NCO端基的預(yù)聚物，在環(huán)境溫度下與空氣中的水分反應(yīng)固化成膜封閉性聚氨酯由多異氰酸酯和多羥基樹(shù)脂兩部分組成，其中異氰酸酯已被苯酚、己內(nèi)酰胺、或丙二酸酯封閉，使用時(shí)利用不同結(jié)構(gòu)的氨酯鍵的熱穩(wěn)定性差異，置換反應(yīng)而固化。聚氨酯分散體系雙組份聚氨酯多異氰酸酯組份異氰酸酯和多元醇的加成物多異氰酸酯的低聚體多異氰酸酯與水反應(yīng)形成縮二脲多羥基組份(固化組分)聚酯聚醚其它樹(shù)脂丙烯酸樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂蓖麻油或其加工產(chǎn)品一些聚氨酯樹(shù)脂體系的性能影響聚氨酯涂膜性能的因素A、B組分的類型-NCO/-OH的配比催化劑的品種與用量固化條件顏填料的影響溶劑、助劑的使用6.有機(jī)硅樹(shù)脂硅樹(shù)脂是由甲基氯硅烷和苯基氯硅烷經(jīng)水解、縮聚等步驟而制得，通常是線型和體型聚合物的混合物。其中所含甲基和苯基的比例對(duì)涂膜的性能有很大的影響：甲基含量高的硅樹(shù)脂涂膜硬度高，憎水性好，但與顏料和其它樹(shù)脂的混溶性差；苯基含量高的硅樹(shù)脂涂膜熱穩(wěn)定性好，堅(jiān)韌性好，與顏料和其它樹(shù)脂的混溶性好，但耐溶劑性較差。純有機(jī)硅樹(shù)脂只能烘烤成膜，涂膜具有耐熱、耐水和耐候等優(yōu)良性能，但對(duì)底層附著力較差。常與醇酸樹(shù)脂、聚氨酯等并用或共聚來(lái)改性。水解法制備有機(jī)硅樹(shù)脂的工藝流程有機(jī)硅單體不含有機(jī)官能團(tuán)的有機(jī)氯硅烷硅醇酰氧基硅烷烷氧基硅烷氨基硅烷含有機(jī)官能團(tuán)的含不飽和基團(tuán)的硅烷羥基代有機(jī)硅烷環(huán)氧基代有機(jī)硅烷硅樹(shù)脂的固化機(jī)理脫除水或乙醇的縮合反應(yīng)(或消除氫)用過(guò)氧化物引發(fā)雙鍵的自由基反應(yīng)鉑催化氫硅烷與雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)不同固化方式的比較套管，線圈浸漬，層壓板催化劑易中毒，影響固化固化時(shí)形變小，不發(fā)泡，易控制反應(yīng)加成反應(yīng)線圈浸漬，層壓板，膠黏劑空氣妨礙表面固化可在低溫下固化，貯存期長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)溶劑化自由基反應(yīng)涂料,線圈浸漬,層壓板,憎水劑,膠黏劑易發(fā)泡,須控制官能團(tuán)的量耐熱性好,成本低,強(qiáng)度、黏結(jié)性好縮合反應(yīng)應(yīng)用范圍缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)固化方式有機(jī)硅樹(shù)脂配方設(shè)計(jì)的原則R/Si值，即烴基取代程度Ph/R值，即取代基中苯基數(shù)目占全部烴基的比值3.單體的結(jié)構(gòu)有機(jī)硅樹(shù)脂的改性與其它樹(shù)脂物理冷拼有機(jī)硅樹(shù)脂用量一般為30%左右,根據(jù)改進(jìn)性能要求，選擇不同的拼混樹(shù)脂：丙烯酸、醇酸、乙丁纖維素、環(huán)氧、松香酸酯膠、乙基纖維素、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、硝基纖維素、酚醛、聚苯乙烯、聚乙烯醇丁醛、聚苯乙烯-丁二烯、乙烯基共聚物等化學(xué)聚合改性長(zhǎng)油醇酸樹(shù)脂聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂7.油脂和油基樹(shù)脂根據(jù)油脂在常溫下與空氣反應(yīng)干燥成膜的能力分類不干性油蓖麻油椰子油核桃油橄欖油半干性油豆油葵花籽油紅花油棉籽油干性油桐油亞麻仁油脫水蓖麻油梓油蘇籽油大麻油干性油的氧化成膜能自動(dòng)進(jìn)行,但速度較慢，通常需加入催干劑。油基樹(shù)脂清漆的特性油基樹(shù)脂更多地用來(lái)制作清漆,其硬度、光澤和流平性都很好,漆膜性能不僅取決于油類和樹(shù)脂的品種,也與它們的重量比密切相關(guān)。油基樹(shù)脂清漆的特性外用色漆或清漆干燥慢，涂膜柔軟持久3.0～5.0﹕1長(zhǎng)油度色漆或清漆干燥稍慢，涂膜硬度略低1.5～3.0﹕1中油度膩?zhàn)踊騼?nèi)用清漆干燥快，涂膜硬而脆0.5～1.5﹕1短油度用途特性油﹕樹(shù)脂(重)油度8.纖維素衍生物硝酸纖維素能溶于酯類、醚類、酮類和醇類而成為涂料，它是借助其中的溶劑和稀釋劑揮發(fā)而成膜的，通常要加入增塑劑以改進(jìn)膜的柔軟性和附著力。硝酸纖維素涂料(俗稱蠟克)具有干燥迅速，施工簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，曾作為木器涂料使用，現(xiàn)廣泛用于汽車修補(bǔ)。

乙酸丁酸纖維素的溶解性和成膜機(jī)理與硝酸纖維素相同，但在抗水性、耐候性、柔韌性和溶解性上比硝酸纖維素要好。與熱塑性丙烯酸樹(shù)脂拼用的涂料具有優(yōu)良的耐候性，很適宜作汽車漆。9.氯化橡膠將天然生橡膠精煉后溶于氯仿或四氯化碳中，在80～100℃下通入氯氣進(jìn)行氯化，即得到氯化橡膠，含氯量通?？刂圃?0%～65%。將氯化橡膠溶于芳烴溶劑中即可用作涂料基料，溶劑揮發(fā)后就干固成膜。氯化橡膠涂料的優(yōu)異特性在于它具有優(yōu)良的防腐蝕和耐化學(xué)品性，通常必須加入相當(dāng)多的增塑劑以獲得柔韌的涂膜，還需拼配其它樹(shù)脂如醇酸樹(shù)脂以提高涂膜的抗水性和抗化學(xué)性。10.乙烯類樹(shù)脂在涂料中最常用的乙烯類樹(shù)脂包括聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮醛、過(guò)氯乙烯、偏氯乙烯及其共聚物。聚氯乙烯樹(shù)脂是一種具有耐水、耐酸堿、耐氧化劑及其它化學(xué)品的熱塑性聚合物。因其分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，容易結(jié)晶，溶解性差，僅能溶于某些氯代烴和酮類等極性溶劑。聚氯乙烯基涂料不是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或者溶劑的揮發(fā)而成膜的，而是通過(guò)分散體系中的連續(xù)相(增塑劑)在烘烤下滲入逐漸融化的聚氯乙烯樹(shù)脂，使后者聚結(jié)在一起而實(shí)現(xiàn)的。11.丙烯酸酯類樹(shù)脂涂料中所用的丙烯酸酯類樹(shù)脂通常是多種單體經(jīng)自由基共聚而得。常用的單體有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯等，有時(shí)還加入少量的甲基丙烯酸或丙烯酸共聚以提高對(duì)底材的附著力和對(duì)顏料的潤(rùn)濕性。也還可以配加苯乙烯、丙烯腈等以降低成本。熱塑性丙烯酸酯涂料具有優(yōu)良的光學(xué)性能(涂膜顏色淺、光澤高、保光保色性好)和耐候性。如果在共聚物中含有活性基團(tuán)能與其它樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)，可轉(zhuǎn)化為熱固性系統(tǒng)，完善涂膜性能。12.瀝青類瀝青涂膜具有耐水、耐酸堿和高電氣絕緣性，在其涂料中加入酚醛、環(huán)氧、聚氨酯等樹(shù)脂改性后能大大提高涂膜的各種性能。環(huán)氧瀝青涂料是一種耐海水性能極好的重防腐涂料。13.無(wú)機(jī)硅酸鹽無(wú)機(jī)硅酸鹽是由二氧化硅和碳酸鈉或碳酸鉀共熔后而成的。將鋅粉和氧化鋅或氧化鈣加入無(wú)機(jī)硅酸鹽的水溶液中就組成無(wú)機(jī)硅酸鹽富鋅涂料。向其中加入磷酸鉀或硅酸鋰之類的化合物能加快固化速度。無(wú)機(jī)硅酸鹽富鋅涂料具有優(yōu)良的耐久性、耐溫性和耐腐蝕性但不耐酸和強(qiáng)堿，通常用作海上設(shè)施的防銹底漆。常用基料的相對(duì)密度基料聚合物相對(duì)密度基料聚合物相對(duì)密度油脂0.95改性醇酸樹(shù)脂1.0瀝青1.0有機(jī)硅樹(shù)脂1.1環(huán)氧樹(shù)脂1.2乙烯樹(shù)脂1.2丙烯酸樹(shù)脂1.2酚醛樹(shù)脂1.2氨基樹(shù)脂1.25硝基纖維素1.7氯化橡膠1.7無(wú)機(jī)硅酸鹽2.7二、顏料顏料是涂料的一個(gè)重要組成部分，其作用是賦予涂膜以遮蓋、色彩、力學(xué)性能的能力。它們本身不能單獨(dú)成膜,主要用于著色和改善涂膜性能，增強(qiáng)涂膜的保護(hù)、裝飾、防銹和特種功能作用，亦可降低涂料成本。它是不溶于涂料基料的微細(xì)粉末。大多數(shù)顏料是結(jié)晶體，其晶型對(duì)顏料的特性有很大的影響。質(zhì)點(diǎn)的大小和形狀對(duì)顏料的可潤(rùn)濕性及涂膜的光澤有直接影響。相對(duì)密度、色澤、著色力、色牢度、遮蓋力也是顏料的重要性能指標(biāo)。分散性和機(jī)械強(qiáng)度對(duì)顏料的應(yīng)用也至關(guān)重要。涂料對(duì)顏料的要求顏色盡可能符合要求；遮蓋力、著色力高；分散性好；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(耐光、耐熱、耐水、耐候性好)；5.盡可能無(wú)毒、無(wú)害。1.常用的無(wú)機(jī)顏料常用的無(wú)機(jī)顏料白色黃色藍(lán)色黑色紅色綠色氧化鐵紅Fe2O3二氧化鈦TiO2氧化鋅ZnO銻白Sb2O3鋅鋇白(立德粉)ZnS·BaSO4鉛白PbCO3·Pb(OH)2鉻黃PbCrO4鋅鉻黃ZnCrO4氧化鐵黃Fe2O3·H2O鎘黃CdS氧化鉻綠Cr2O3鉛鉻綠PbCrO3·KFe[Fe(CN)6]氧化鐵黑Fe3O4炭黑群青3Na2O·3Al2O3·6SiO2·2Na2S鐵藍(lán)KFe[Fe(CN)6]2.常用的有機(jī)顏料甲苯胺紅大紅粉耐曬黃聯(lián)苯胺黃酞菁藍(lán)酞菁綠常用的有機(jī)顏料黃色藍(lán)色紅色綠色3.常用的防銹顏料常用的防銹顏料鉻酸鋅堿式硅鉻酸鉛PbO·CrO3·SiO2磷酸鋅四鹽基鉻酸鋅ZnCr2O4·4Zn(OH)2鋅粉鋁粉不銹鋼粉二氧化鈦包覆的鱗片狀云母珠光顏料魚(yú)鱗片和堿式碳酸鉛氧氯化鉍發(fā)光顏料磷光顏料自發(fā)光顏料熒光顏料反光玻璃微珠三、填料填料亦叫體型顏料，也是不溶于涂料基料(和溶劑)的微細(xì)粉末，著色作用和遮蓋力比上述的顏料差，但能影響涂料的流動(dòng)性和涂膜的機(jī)械性能、滲透性、光澤度和流平性。常用的有5種重晶石粉BaSO4填料云母粉瓷土(高嶺土)Al2O3·2SiO2·2H2O滑石粉碳酸鈣四、溶劑涂料用溶劑是既能溶解基料樹(shù)脂，又能控制涂料黏度和流變性，使之適合貯存和涂裝施工的揮發(fā)性液體。涂料溶劑必須具備的條件：溶解能力好；揮發(fā)速度適當(dāng)，閃點(diǎn)安全；毒性低微，氣味溫和；價(jià)格低廉。涂料常用的溶劑有:水、烴類混合物、芳烴、醇類、醇醚類、酮類、酯類、萜烯類、氯化烷烴和硝基烷烴。涂料用溶劑的要求溶解力強(qiáng)a、極性相似原則—極性相近的物質(zhì)可以互溶。b、溶劑化原則—溶劑分子對(duì)溶質(zhì)分子相互產(chǎn)生的作用力，大于溶質(zhì)分子間的內(nèi)聚力，使溶質(zhì)溶解于溶劑中。c、溶度參數(shù)相近原則—溶劑（是混合溶劑）的溶解度參數(shù)和聚合物參數(shù)的相近或相等就可互溶?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解。溶劑自身粘度要小，顏色淺，無(wú)難聞的氣味。有合適的揮發(fā)梯度和速率，不應(yīng)殘留在涂膜中。較低的表面張力。合適的電阻率。低毒、安全。常用的溶劑種類烴類二甲苯200#溶劑油甲苯醇類和醚類乙醇丙二醇醚類丁醇酯類和酮類丁酮甲基異丁基酮丙酮環(huán)己酮乙酸乙/丁酯常用涂料溶劑的性能溶劑相對(duì)密度沸點(diǎn)/℃蒸發(fā)速度閃點(diǎn)/℃丙酮0.7956944-18乙酸丁酯0.8812510023丁醇0.811183635乙酸乙酯0.9077480-4.4乙醇0.797925312丙二醇乙醚0.901324943丁酮0.8180572-7甲基異丁基酮0.8311616413甲苯0.871112144.4200#溶劑油0.80145～200～18≥38二甲苯0.87138～1447317～25環(huán)己酮0.951582543五、增塑劑涂料中常用的增塑劑有：鄰苯二甲酸二丁酯(DBP);鄰苯二甲酸二辛酯(DOP);氯化石蠟根據(jù)增塑劑與基料樹(shù)脂的混溶性差異可分為主增塑劑和助增塑劑。涂料用增塑劑的增塑作用是通過(guò)降低基料樹(shù)脂的玻璃化溫度實(shí)現(xiàn)的。增塑劑對(duì)涂膜的許多性能如抗張強(qiáng)度、柔韌性、延伸性、滲透性和附著力都有一定影響。六、催干劑催干劑是加速涂膜氧化、聚合交聯(lián)、干燥速度的一種油溶性有機(jī)金屬皂。與固化劑不同，催干劑不參與涂料成膜。主要用于油性涂料。常用的催干劑是鉛、鈷、錳的環(huán)烷酸鹽、辛酸鹽、松香酸鹽和亞油酸鹽。鉛鹽能使涂膜內(nèi)部干燥，而鈷鹽的作用主要是表面干燥，油溶性鈣鹽雖沒(méi)有催干作用，但它能減少涂膜的起霜現(xiàn)象。涂料中催干劑的用量須嚴(yán)格控制。典型用量是每一份樹(shù)脂固體加0.25%～0.5%的鉛和0.025%～0.05%的鈷。七、防污劑、防腐劑和防霉劑八、增稠劑、觸變劑和防沉淀劑九、顏料分散劑第三節(jié)涂料配方的設(shè)計(jì)原理一、涂料配方設(shè)計(jì)的步驟了解所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途、技術(shù)要求、涂裝條件、被涂物基材、干燥方式、使用環(huán)境、價(jià)位等情況，初步確定漆基、顏基比范圍(做摸底試驗(yàn))。對(duì)漆基類型比較、選擇。對(duì)顏、填料類型、比例進(jìn)行比較、選擇。對(duì)溶劑類型、比例進(jìn)行比較、選擇。對(duì)各種助劑類型、比例進(jìn)行比較、選擇。對(duì)所有原料相對(duì)比例進(jìn)行選擇、要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、檢測(cè)(涂膜檢測(cè))、調(diào)整配方、試驗(yàn)這樣多次循環(huán)直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。制定標(biāo)準(zhǔn)配方。制定生產(chǎn)配方(根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備確定)。二、涂料配方中各組分的確定1、顏填料量的確定在色漆涂膜中,成膜物與顏填料之間的固-固相分散體系是以體積形式分布的。在干漆膜中,成膜物質(zhì)填滿顏料顆粒之間的空隙后所富余的成膜物體積占多少,是判斷涂膜性能的重要數(shù)據(jù)。涂料中使用的各種顏料、填料和基料的密度差異很大，因此，在討論涂料配方時(shí)采用顏料體積濃度(PigmentVolumeConcentration，PVC)來(lái)進(jìn)行涂料配方設(shè)計(jì)以及對(duì)涂料性能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。顏料基料比涂料類型顏料基料比面漆0.25～0.9:1.0底漆2.0～4.0:1.0外用乳膠漆2.0～4.0:1.0內(nèi)用乳膠漆4.0～7.0:1.0顏料體積濃度在色漆配方組成中,最重要的因素之一是選擇漆基與顏料之間的比例關(guān)系,而這種關(guān)系中主要是漆基與顏料兩者體積的比例關(guān)系。一般稱為“顏料體積濃度”,用PVC來(lái)表示。色漆配方的PVC值由低變高時(shí),其涂膜性能在起泡性、光澤、滲透性及生銹性等方面均有變化,其趨勢(shì)為：涂膜起泡性降低；光澤由高光澤向半光及無(wú)光變化;透氣性與透水性由低到高;底層生銹性逐漸嚴(yán)重。常用顏料的PVC范圍臨界顏料體積濃度

涂膜的許多性能如抗張強(qiáng)度、耐磨性，特別是那些與涂膜的多孔性有關(guān)的性能如滲透性、抗起泡性和耐腐蝕性會(huì)隨著涂料的PVC變化而逐漸變化，當(dāng)PVC超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，這些性能就會(huì)發(fā)生突變，這一特定的PVC值稱為臨界顏料體積濃度(CPVC)。CPVC是色漆配方中的一個(gè)重要參數(shù)。CPVC的意義一個(gè)涂料配方的CPVC數(shù)值是由所選取的顏料、填料和基料的性能決定的。影響CPVC的重要因素是基料潤(rùn)濕顏料(填料)的能力以及顏料(填料)被基料潤(rùn)濕的難易程度。一般說(shuō)來(lái)，易于被基料潤(rùn)濕的顏料能降低配方的CPVC，另外，顏料微粉的形狀和粒徑及其分布對(duì)CPVC也有很大影響。在涂料配方的PVC較低時(shí),無(wú)需知道其CPVC；但配方的PVC較高時(shí)(接近CPVC),如果在配制過(guò)程的配方或加料工序中發(fā)生了少量的物料偏差,就可能導(dǎo)致PVC超過(guò)CPVC,使漆膜的質(zhì)量變壞。

要統(tǒng)一規(guī)定色漆配方的CPVC值是很困難的,因?yàn)镃PVC值是根據(jù)配方所采用顏料的用量求出的。對(duì)于許多體系來(lái)說(shuō),其CPVC值在50%～60%范圍內(nèi)。而配方的CPVC值的確切資料,只能通過(guò)試驗(yàn)積累的經(jīng)驗(yàn)和涂膜性能檢測(cè)數(shù)據(jù)方能準(zhǔn)確測(cè)定。因此,CPVC值有關(guān)的PVC值對(duì)設(shè)計(jì)配方是有參考價(jià)值的,是最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。CPVC的確定實(shí)驗(yàn)測(cè)試一種涂料配方系統(tǒng)的CPVC是很復(fù)雜、費(fèi)時(shí)的?？梢酝ㄟ^(guò)顏填料的吸油量來(lái)計(jì)算CPVC.

顏填料的吸油量代表著顏填料的潤(rùn)濕特性，可以用亞麻仁油和調(diào)墨刀來(lái)測(cè)定：將亞麻仁油一滴滴地加入到100克的顏填料中,用調(diào)墨刀不斷調(diào)和,使顏料由松散狀態(tài)變成粘連均勻的一團(tuán)時(shí)所耗用的亞麻仁油的克數(shù)就是該顏料的吸油量。顏料的吸油量大小與顏料的質(zhì)點(diǎn)大小和形狀有關(guān)。顏填料的吸油量常用顏填料的相對(duì)密度和吸油量常用顏填料的相對(duì)密度和吸油量(續(xù))CPVC的計(jì)算此式中的吸油量是以每毫升顏填料耗用的亞麻仁油的毫升數(shù)。如果配方中使用了多種顏填料，該吸油量則取它們各自吸油量的加權(quán)和。對(duì)比顏料體積濃度(Λ)Panter將顏料體積濃度PVC與臨界顏料體積濃度CPVC的比值定義為對(duì)比顏料體積濃度(Λ)：當(dāng)Λ>1，即PVC高于CPVC時(shí)，涂膜內(nèi)存在許多由空氣構(gòu)成的孔隙；當(dāng)Λ<1，即