目录 第一章涂料工艺半基……… 1,!绪论……………1 1.2基料(熹合物树脂) 2.1转化型涂料基料…………………………………………2 122非转化型涂料基料…………………………14 1,23其它基料·……………………………18 1,2,4.料聚合物的比露…………………………………19 1.3颜料… ……国乱“………20 1.3.1颜料的基本性………………………………………21 1:32着色料………2 133防锈颜料…·………………………………27 1.4填料(体质颜料) ………31 1.5溶剂…………………………………33 15.1烃类溶剂………………………………………36 t5.2醇类和醚类溶剂…7 153类和类溶剂…………………17 1.6·增塑剂·………·…… 38 1.7催干剂……………………………………………40 18防污剂、防腐剂和防寡剂… 19增稠剂、鹪变剂和防沉淀剂… 43 1.10颜料分散剂…………………45 靠二章餘料配方的蔷本念……………………………47 21绪论……………47
22料戟填量…………………………………48 2.1前言………… 48 22.2颜料基料比… …………48 2.2.3颜料体积浓度(P.V.C.)…………………………………49 2.3溶剂 54 23.1前言………………………………………54 2.3.2蒸发速度……………………………………………56 2.33溶解能力………………………………………………58 23,4闪点………………………………… ……59 24粘度………………………,53 2.4.1前言…………………………………………………59 242粘度与施工特性和贮藏稳定性 59 3.4.3触变性 ·····中带·中:+中·甲*;‘甲,申 2.4.4粘度的控制…………………………………63 3.45粘度的测量…………………………:64 25配方的方法…………… 67 2.6顱料分散……… 68 26,1前言………698 2.62颤料分散机理…………………16 26.3表面活性剂和颜料分散性………………69 6.4色漆制造…………………………… 70 265颜料分散程度的评价… …………………74 2.7配色技术……… 74 27,1前言……………………………………… 2.72配色 ……………………174 273主色和着色力…………………………75 274耐光牢度………………………………………………:78 2T稳定性…… 7
第三章途料配方中的数学计算 78 3.1涂料配方中的计量单位… …78 3.2密度………………………………………79 3.2.1混合密度………………80 322从聚合物溶液的密度计算聚合物固体的密度………………80 3.3催干剂的加入量…………… 命·非曲非春非·d·布。中、非非小非 3.4体积固体含量 中↓阝·●命qt+q·,···,◆ 82 35涂料纳浍布面积和涂牒厚度的计算………84 3.6涂料需要量… ··· 85 37颜料基料比的计算……………86 38颜科体积浓度…………………… 86 38.1料比貫的测定…………………………87 382吸油量和临界颜料体积浓度(CPVC)… 88 前四章钢铁和绍制品用涂科的配方…………89 4.1绪盲………………………89 4.2钢铁制品用涂料的分类…………………………90 4.2,1根据施工场所来分类…………0 4.22根据使用条件来分类…………191 4.2,3涂料的防锈蚀作用…………2 43工业涂料…… ……93 4.3.温和条件下使用的工业涂料……………………93 432中等条件下使用的工业涂料……………………………97 4.3,3严酷条件下使用的工业涂料……………104 4.4现场施工的涂料………………………110 4.4.1温和条件下使用的现场施工涂料…… 110 4.42中等条件下使用的现场施工涂料 118 443严酷条件下使用的现场施工涂料……………………120 45锯、廝树上用的涂料…………130 3
4.5.1概述………30 4.5.2铝材用涂料…………………………………I32 453锌表面上用的涂料……………………………………132 第五章木材衰面用涂料的配方……………………135 5.1绪论…… ……135 52木材用涂料概述 ………137 5.3建筑用木材涂料………… 138 5.3.I建筑用木材涂料的要求和类型……………………………138 5.32乳胶底漆………439 533乳胶型木材面漆……………………………………139 5.4木器涂料………………………………143 541前言…………143 542壤孔剂和封闭底漆………………………………143 543罩光清漆的要求和种类………146 54.4硝酸纤维素和丙烯酸酯木器清漆………………………148 5.45酸固化氮基醇酸木器涂料…………………………………150 54.6不饱和聚和光面化木器滴漆……… 547聚氨酯木器清漆………………………………154 第六章霆筑涂料的配方 ……156 6.1绪论……………………………………156 6.2外墙涂料……………………………………156 621外墙涂料的性能妥求和品种………………………156 622适用于刚施工的潮湿外墙的涂料………………159 623适用于施工后未干透外墙的涂料……………159 62,4适用于干燥新墙面的外墙涂料…………………………165 625旧墙面用的外墙涂料……………………………72 6.3内墙涂料……………………175 63.1述
.3.2乳胶类内墙涂料………4768 633聚乙烯醇类内墙涂料 180 6.3.4平光和蛋壳光醇酸内墙涂料……… 专·中看专看导、中 182 算七拿血料用涂料的配方…………………………183 7.1绪论…………………………183 72塑料涂装的特点……………4 7.3适用于塑料表面的涂料品种…………………………186 7.3.1氯乙烯塑料用涂……………………………………137 732不饱和聚酯玻璃纡维增强塑料用涂料………………188 7.33ABS塑料用涂料………………………………89 734HIPS塑料用涂料…… 寺·命·自甲●在币中中、甲甲帝+ 附录一、重要图表索引…………………………194 附录二、主要参考书目…………………197 后记………………………… 199 5
第一章涂料工艺学基础 1.1绪论 涂料是涂覆在各种物体上,能对被涂物起到保护作用、装饰 作用或其它作用,或者是几种作用兼面有之的一种成膜物质 从化学组成上来看,涂料可分为无机涂料和有机涂料两大类。 但从涂料工业的实际情况来看,不论在产品品种产量和应用面 上都以有机涂料占绝对优势因此,在本书中我们也以叙述有 机涂料的配方为主 涂料的配方主要是由涂料的使用条件所决定的。也就是 说,我们要根据涂料应用在什么底材上,在什么环境条件下使用 来确定涂料中各种组分的原料和相互之间的比例因此适于 在金属、木材、建筑材料(如水泥)等各种不同材料上使用的涂料 系统多数都采用不同的配方,它们的配方彼此间可能有很大的 差异。而对主要用来起保护作用的涂料和主要起装饰作用的涂 料,我们应当采用不同的配方方法。关于涂料配方的一些主要 因素,我们将在以后几章中进行讨论 涂料主要由基料(又称成膜聚合物或树脂)、颜料、溶剂和各 种添加剂所组成。涂料添加剂又称涂料助剂,它们在涂料中的 加入量一般很少,但对涂料的性能却有很大的作用涂料助剂 有增稠剂、催干剂防结皮剂、表面活性剂、防霉剂等等 , 由于本书的重点是讨论涂料的配方,即涂料组分之间的相 互关系,而有关涂料组分如基料(树脂)颜料和溶剂的物理和化
学已有许多专著详绷论述因此,在本章中我们仅对涂料配方中 佯用的一些较重要原料的性能和作用略加介绍,以利于读者对 涂料配方的基本原理的理解 12基料(聚合物树脂) 涂料基料就是涂料的成膜物质,它是涂料配方中最重要的 个组分,没有它,涂料就不可能形成一层连续的涂膜。可用作 涂料基料的物质主要是各种各样的聚合物(树脂),但某些在涂 料成膜过程中能通过化学反应转化成來合物的低分子量化合 物,如不饱和聚酯涂料中的活性单体苯乙烯及无溶剂环氧涂料 中的活性稀释剂等,我们也应当把它们看成是基料组分。基料 不仅是涂料的必不可少的基本组分,而且基料的化学性质还决 定了涂料的主要性能和应用方式,因此我们可以说基料(树脂) 是整个涂料配方的基础 涂料基料(树脂)按它们的成膜机理来分,可分成转化型和 非转化型两大类。转化型涂料的基料在成膜之前处于未聚合或 部分聚合的状态,而当它们被施工在底材上之后,通过化学反 应(聚合反应)而形成固态的涂膜。非转化型涂料的基料是分子 量较高的聚合物,它们可以溶解在溶剂中或分散在分散介质中 而构成涂料。当涂料施工后,溶剂或分散介质挥发,留下的基料 就在底材上形成一层连续均匀的涂膜,因而非转化型涂料也称 为挥发型涂料。 下面我们将要简要介绍的转化型涂料基料有油脂、油基树 脂、醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨基甲酸酯树 脂和有机硅树脂;非转化型基料有纤维素衍生物,氯化橡胶、热 塑件丙烯酸酯树脂和乙烯类树脂等。 1.2.1化型涂料蔷料
一、油和油基树 在涂搿配方中,油脂的使用已有很长久的历史。在本世纪 中期之前用油脂制成的涂料使用得极其广泛,这也就是过去我 们把涂料称为油漆的原因。但是随着性能较好的合成树脂的出 现,油脂在涂料中的使用量越来越少。用油脂熬炼成的聚合油 在国外除了有时还少量用作钢铁或木材表阿使用的底漆的基料 外.已很少使用。我国由于涂料工业的发展水平与国外先进国 家相比还有相当距离,用油脂制成的涂料产量仍占有相当的比 重。油脂在国外除了少量用于制备油基树脂漆之外,主要用于 制造油改性的醇酸树脂,而油改性醇酸树脂在当代涂料工业中 是使用得最广泛的一种合成树脂 油脂主要是指植物油(某些动物油如鱼油等也可制造涂 料)。檀物油根据它们在常温下能否与空气反应干燥成膜的能 力可分为干性油、半干性油和不干性油三种。桐油、亚麻仁油和 梓油是三种典型的干性油,它们的干燥性能都较好。豆油,葵花 油和棉紆沺是半干性油,它们也能干燥,但干燥速度较慢。蓖麻 油、椰子油和橄榄油是不干性油,它们在空气中不能自行干燥。 某些不干性油经过化学处理后也可以变成干性油。如蓖麻油在 酸性催化剂存在下加热到270℃左右能使它的分子脱去一分水 而变成脱水蓖麻油脱水蓖麻油是一种干性较好的千性油 油脂的干燥过程是一个复杂的氧化反应过程,它的机理主 要是干性油结构中脂肪酸链上的双键受空气中氧的作用,发生 的游离基聚合作用。由于反应中有氧的参与,所以常称为氧化 聚合反应或动氧化反应。虽然于性油的氧化成膜能自动进 行,但它们的反应速度还是比较慢的,人们通常用加入催于剂 如环烷酸或环烷酸铅)的办法使于燥速度加快。 天然的植物油脂中常含有各种杂质。如亚麻仁油是从亚麻
的种料中提取出来的。粗亚麻仁油遷常是浑浊不清的,因为它 里面含有各种杂质,如游离脂肪酸蜡质以及亚麻籽的机被杂质 等.这些杂质的存在会大大影响油脂制漆的质量。因此必须用 定的方法将它们除去,即对粗油进行猾制。习惯上我们将油 脂的精制过程称为漂油。漂油的方法中有碱漂、酸深和用白土 进行脱色(土漂)几种。我们可以根据油类在涂料中的不同用途 而采用不同的精制方法。如油脂用来制备油基清漆及醇酸树脂 时,希望油脂有较低的酸价,我们就可采用碱漂法;如油脂用于 制备某些油性色漆时则可采用酸漂法,因酸漂法得到的油脂酸 价较高对颜料的分散有利;如希望涂膜的颜色较浅,我们就将 经过碱漯(或未漂)后的油脂再经过土漂将其中的有色杂质除 去 在漂油中碱瀑是最常用的方法。碱漂时,一般采用氢氧化 钠来中和油脂中的游离脂肪酸,氢氧化钠的加入量根据油脂的 酸价高低而计算。酸价是涂料工业中常用的表征涂料产品或各 种涂料原料中所含酸性的度量.其数值为中和1克样品所消耗 的氢氧化钾的毫克数。氢氧化钠的加入使油脂中的游离酸变成 了钠皂,在吸附了其它杂质之后,钠皂能发生沉淀而可用沉淀法 或离心法除去。然后再用水洗去残留的碱性物质,就得到了神 制的油脂 精制干性油如精制亚麻仁油的粘度通常较低,经过加热 炼后,油脂脂肪链中的双键发生了热聚合,因而分子量变大,它 的粘度大大增加而成粘稠状,称为聚合油或厚油。煞炼的温戌 一般为270~300℃,憝炼时间的长短根据所要求的粘度而控制 合油涂膜的柔韧性、耐久性和流平性比熬炼前的制干性油 所形成的涂膜要好得多但干燥时间稍有增加。 干性油经加热并加入體干剂,可制清油之外,还可用于制
浊基树脂擦。油树脂漆的基料由油和树脂所组成。使用的抽 类主要是干性油,如亚麻仁油、桐油、梓油或脱水蓖麻油。所用 的树脂由于软化点通常较高,常温下大多是固体,因而常称为硬 树脂.可用的硬树脂有天然树脂和合成树脂两类。天然树脂中 过去有瑞理树脂贝壳松脂等,现在已很少使用。现在常用的是 经过一定化学合成的天然树脂或纯的合成树脂,如松香酯胶(甘 油松香),氧茚-茸(古马隆)树脂、松香改性酚醛树脂和纯酚 隆树脂.油基树脂漆的制备方法根据所用的树脂和油的种类的 不同而有所不同,典型的方法是将油和树脂一起加热,或先将 油加热到一定的温度后将树脂慢慢地加入,然后继续加热到树 与油成均相,待漆料达到一定粘度后,迅速降温并用适当的溶 剂,如200号溶剂汽油稀释。在油基树脂漆中较重要的是由阶 醛类树脂与捐油或亚麻仁油所组成的品种 油基树臘滚中也应加催干剂,但它们的干燥速度往往比清 油快得多,其硬度光泽和流平性也很好。油基树脂漆的性能不 仅决定于组分中油类和树脂的品种,并且决定于油类和树脂的 重量比。这个重量比常称为油度(见表11),短油度的和含松香 类树脂的油基树脂漆的耐久性较差 11迪著树鹰 油度|油树脂(工量比)|柠性 用逛 短抽E 干燥快,涂 作腻子和内 0.5~15:1,0 而跪 用清漆 干燥稍慢,涂 中油度|1.5~3。:10 色漆和清藻 度略凭 干燥慢,涂虞 外用色涂和 长抽度 s,0~5,0*10 柔敦,爾久