1、第七章 涂料產(chǎn)品的配方設(shè)計(jì),涂料的四個(gè)作用 保護(hù)作用 裝飾作用 色彩標(biāo)志作用 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,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 2000.3 2. 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,涂料的分類(續(xù)),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)

2、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、無溶劑和粉末涂料發(fā)展 無機(jī)類涂料開發(fā)和應(yīng)用不斷擴(kuò)大,1、合成樹脂占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；2、環(huán)保、高性能、省資源、節(jié)能涂料迅速增長；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；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, 油脂漆類 天然樹脂漆類

3、酚醛樹脂漆類 氨基樹脂漆類 硝基漆類 纖維素類 過氯乙烯類 乙烯基類 醇酸樹脂類 丙烯酸樹脂漆類 聚氨酯漆類 環(huán)氧樹脂漆類 有機(jī)硅類 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

4、 它組分形成涂膜 的功能。通常由 一種或幾種樹脂 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,涂料用樹脂的要求,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。一般來說漆用樹脂分子量愈高，涂膜的物理機(jī)械性能愈好，但樹脂的溶解性，混溶性和潤濕性也隨之降低。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,樹脂在儲(chǔ)存和使用中,至少保持半年

5、不壞。 對(duì)顏料的濕潤性好，便于顏料的分散。 樹脂的“性能”取決于它的“組成”和“結(jié)構(gòu)”。在設(shè)計(jì)樹脂中必須從 組成結(jié)構(gòu)性能相互關(guān)系入手。,1. 醇酸樹脂,醇酸樹脂是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125140)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

6、能的醇酸樹脂，從而改進(jìn)漆膜性能。常用油類的化學(xué)及物理常數(shù)見下頁表。,常用油類的化學(xué)及物理常數(shù),醇酸樹脂的改性,植物油改性(短油度、中油度、長油度) 硝基纖維素改性 氨基樹脂改性(脲醛樹脂改性、三聚氰胺-甲醛樹脂改性) 氯化橡膠改性 酚醛樹脂改性 乙烯基單體或樹脂改性(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)氧樹脂改性 聚酰胺改性,醇酸樹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；, 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。,醇酸樹脂涂料配方中其它原料

7、的選擇,溶劑(中長油度醇酸樹脂常用石油溶劑，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、硬脂酸處理過的蒙脫土、氫化蓖麻油） 潤濕劑(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)氧樹脂,環(huán)氧樹脂有較好的耐化學(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

8、性涂料和無溶劑涂料,涂料用環(huán)氧樹脂的種類,雙酚A型環(huán)氧樹脂 雙酚F型環(huán)氧樹脂 熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂 阻燃性環(huán)氧樹脂 雙酚砜型環(huán)氧樹脂 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂 縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂 新開發(fā)的環(huán)氧樹脂品種 (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)氧樹脂加成物、胺加成物、Mannich堿) 酰胺類固化劑(聚酰胺樹脂、酰胺基胺、改性聚酰胺) 酸酐類固化劑 合成樹脂類固化劑(酚醛樹脂、氨基樹脂、多異氰酸酯) 潛伏性固

9、化劑(咪唑類、雙氰胺、有機(jī)酰肼、某些改性的有機(jī)胺),環(huán)氧樹脂涂料的配方設(shè)計(jì),環(huán)氧樹脂種類對(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,3. 酚醛樹脂,酚醛樹脂是甲醛(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量并用酸催化時(shí)，得到的是熱塑性線型樹脂，而采取醛過量堿催化時(shí)，得到的是熱固性交聯(lián)型樹脂。,線型和醇溶型在油類中溶解性很差

10、，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。,酚醛樹脂在涂料中的應(yīng)用方式,酚醛樹脂用于涂料時(shí)，除了烷基(或苯基) 取代酚制造的“純”酚醛樹脂外，更多的是用 松香或桐油改性的樹脂、醇醚化樹脂；還有 與其它樹脂的合用改性，如與醇酸樹脂拼用 以增加醇酸樹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 化酚醛樹脂與環(huán)氧酯拼用課制成耐酸堿、耐 農(nóng)

11、藥且附著力好的防化學(xué)腐蝕涂料。,4. 氨基樹脂,氨基化合物與醛縮聚，再用醇醚化，形成的樹脂就是氨基樹脂。,涂料用的氨基樹脂有四類： 脲醛樹脂 三聚氰胺甲醛樹脂 苯代三聚氰胺甲醛樹脂 共縮聚樹脂(上述1與2,和2與3共聚兩種),氨基樹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 與醇酸樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯 酸樹脂并用，制成溶劑型和水溶性涂料。,涂料用氨基樹脂的種類,丁醇改性脲醛樹脂 白色黏稠液體，多用于和不干性醇酸樹脂配制氨基醇酸烘漆，以提高醇酸樹脂的硬度和干性，但由于脲醛樹脂耐候性、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脂 應(yīng)用同上，但抗水性、

12、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，與醇酸樹脂的相容性更好。,5. 聚氨酯,聚氨酯樹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，通過油脂的不飽和雙鍵在空氣中干燥而固化,潮氣

13、固化聚氨酯 這類樹脂是含-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,一些聚氨酯樹脂體系的性能,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)硅樹脂,硅樹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

14、量 高的硅樹脂涂膜硬度高，憎水性好，但與顏 料和其它樹脂的混溶性差；苯基含量高的硅 樹脂涂膜熱穩(wěn)定性好，堅(jiān)韌性好，與顏料和 其它樹脂的混溶性好，但耐溶劑性較差。,純有機(jī)硅樹脂只能烘烤成膜，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。常與醇酸樹脂、聚氨酯等并用或共聚來改性。,水解法制備有機(jī)硅樹脂的工藝流程,有機(jī)硅單體,硅樹脂的固化機(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),有機(jī)硅樹脂配方設(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)硅樹脂的改性,7. 油脂和油

15、基樹脂,根據(jù)油脂在常溫下與空氣反應(yīng)干燥成膜的能力分類,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。,油基樹脂清漆的特性,油基樹脂更多地用來制作清漆,其硬度、 光澤和流平性都很好,漆膜性能不僅取決于油 類和樹脂的品種,也與它們的重量比密切相關(guān)。,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

16、和溶解性上比硝酸纖維素要好。與熱塑性丙烯酸樹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80100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，還需拼配其它樹脂如醇酸樹脂以 提高涂膜的抗水性和抗化學(xué)性。,10. 乙烯類樹脂,在涂料中最常用的乙烯類樹脂包括 聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮 醛、過氯乙烯、偏氯乙烯及其共聚物。,聚氯乙烯

17、樹脂是一種具有耐水、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化學(xué)反應(yīng)或者溶劑的揮發(fā)而成膜的，而是通過分散體系中的連續(xù)相(增塑劑)在烘烤下滲入逐漸融化的聚氯乙烯樹脂，使后者聚結(jié)在一起而實(shí)現(xiàn)的。,11. 丙烯酸酯類樹脂,涂料中所用的丙烯酸酯類樹脂通常 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

18、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. 無機(jī)硅酸鹽,無機(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機(jī)硅酸鹽的水 溶液中就組成無機(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

19、用作 海上設(shè)施的防銹底漆。,常用基料的相對(duì)密度,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

20、熱、 耐水、耐候性好)； 5.盡可能無毒、無害。,1. 常用的無機(jī)顏料,氧化鐵紅Fe2O3,2. 常用的有機(jī)顏料,酞菁藍(lán),酞菁綠,3. 常用的防銹顏料,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,四、溶劑,涂料用溶劑是既能溶解基料樹脂， 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

21、、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。 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解。 溶劑自身粘度要小，顏色淺，無難聞的氣味。 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,常用涂料溶劑的性能,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

22、劑與基料樹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降低 基料樹脂的玻璃化溫度實(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 量是每一份樹脂固體加0.25%0.5%的鉛和 0.0

23、25%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、

24、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(Pigment Volume Concentration，PVC) 來進(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,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來表示。

25、,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

26、性能決定的。影響CPVC的重要因素 是基料潤濕顏料(填料)的能力以及顏料(填料)被 基料潤濕的難易程度。一般說來，易于被基料潤 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),無需知道其CPVC； 但配方的PVC較高時(shí)(接近CPVC),如果在配制過程 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 系來說,其CPVC值在50%60%范圍內(nèi)。 而配方的CPVC值的確切資料, 只

27、能通 過試驗(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。可以通過顏填料的吸油量來計(jì)算CPVC.,顏填料的吸油量代表著顏填料的 潤濕特性，可以用亞麻仁油和調(diào)墨刀 來測(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

28、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(),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()：,當(dāng)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)1，即PVC低于CPVC時(shí)，涂膜中有分離存在的顏料，而不完全是密實(shí)的由顏料與漆基構(gòu)成的涂膜。,對(duì)比顏料體積濃度()值的意義,對(duì)不同用途和性能要求的色漆確定涂膜配 方時(shí),隨著新的顏料和漆基,特別是助劑的應(yīng)用, 僅用PVC值來考核已經(jīng)是不確切了。現(xiàn)已認(rèn)識(shí) 到色漆配方設(shè)計(jì)的重要參數(shù)不單是PVC值,而是 PVC與CPVC的比值,即對(duì)比顏料體積濃度()