涂料技術與涂料的類型

1、Paint Technology and Generic Types涂料技術和涂料的類型內容什么是涂料涂料的基本組成成膜物質顏填料助劑溶劑涂料的分類和命名涂料的干燥成膜涂料的類型生漆瀝青漆醇酸樹脂涂料氯化烯烴類涂料丙烯酸涂料環(huán)氧樹脂涂料聚氨酯涂料聚脲彈性體有機硅樹脂涂料聚硅氧烷涂料含氟聚合物涂料不飽和聚酯涂料乙烯基酯涂料聚苯胺涂料水性防腐涂料功能性專用涂料磷化底漆車間底漆耐高溫涂料油罐內壁導靜電涂料防火涂料船舶防污漆什么是涂料What is paint涂料是涂覆在被涂物表面，形成牢固附著連續(xù)薄膜的材料色漆 含有顏料的液體或黏稠狀或粉狀的涂層材料施工在底材上，形成不透明薄膜，具有保護、裝飾或特定

2、的技術性特性。清漆 施工在底材上形成固體的透明薄膜，有保護、裝飾或特定的技術性特性。油漆？涂料？早期的主要原材料是動物和植物油脂桐油 生漆 “油漆”什么是涂料涂料的作用防腐作用裝飾作用特殊功能作用防污警示防滑防靜電偽裝耐高溫阻燃減阻涂料的基本組成黏結劑binder主要成膜物質顏填料pigment次要成膜物質助劑additive輔助成膜物質溶劑solvent揮發(fā)性物質涂料的基本組成涂涂 料料顏料顏料著色顏料著色顏料體質顏料體質顏料防銹顏料防銹顏料功能性顏料功能性顏料 烴類烴類溶劑溶劑酮類酮類水水醇類醇類酯類酯類醚類醚類助劑助劑觸變劑觸變劑潤濕劑潤濕劑增塑劑增塑劑防結皮劑防結皮劑催干劑催干劑黏結劑

3、黏結劑天然樹脂天然樹脂干性油瀝青硝化纖維素合成樹脂合成樹脂醇酸樹脂氯化橡膠環(huán)氧樹脂聚酯聚氨酯丙烯酸乙烯黏結劑Binder 主要成膜物質，是涂料的主體和基礎黏結顏填料，提供涂層與底材的附著力黏結劑的性能決定了涂料和涂膜的基本性能干燥固化、耐水性、耐鹽霧、耐候性等等通常用區(qū)別并稱呼涂料的類別名稱環(huán)氧樹脂涂料醇酸樹脂涂料瀝青漆顏填料Pigment防銹顏料著色顏料體質顏料（填料）其它功能性顏料防銹顏料防止金屬腐蝕,提高漆膜對金屬表面的保護作用物理性防銹顏料球狀：氧化鐵紅片狀：鋁粉、玻璃鱗片化學性防銹顏料緩蝕型鉛系：紅丹鉻酸鹽：鋅黃磷酸鹽：磷酸鋅電化學： 鋅粉紅丹的防銹性化學名：四氧化三鉛 Pb3O4優(yōu)

4、異的防銹性能對鋼鐵的表面處理要求不高對殘銹表面仍有良好的防銹性能在水和氧的作用下與油基漆料生成鉛皂，具有緩蝕作用晶格離子交換出Pb 2，有助于吸收腐蝕介質中的硫酸根離子、氯離子和碳酸根離子等，生成不溶于水的PbSO4、PbCl2、PbCO3等鋼鐵表面氧化成Fe2O3的均勻薄膜，使表面鈍化，不使其有更深的銹蝕鋼材表面銹蝕時，很快地氧化成Fe(OH)3沉積在表面，使表面陽極封閉紅丹的危害性急性鉛中毒流涎、惡心、嘔吐，腹絞痛腹瀉、頭痛、血壓升高、多汗少尿慢性鉛中毒神經衰弱、多發(fā)性神經病和腦病腹絞痛、肝炎干擾血紅蛋白合成過程，導致溶血性貧血，循環(huán)系統(tǒng)鉛中毒部分人會引發(fā)高血壓片狀防銹顏料含有玻璃鱗片或鋁

5、粉的涂層，潮氣、氧氣等腐蝕蝕氣體到達鋼材表面的路徑更長，時間也更長水、氧氣含有玻璃鱗片或或鋁粉的漆膜鋼鐵富鋅底漆的電化學保護作用無機鋅底漆無機鋅底漆第第2道有機面漆道有機面漆優(yōu)異的附著力使損傷處不會繼續(xù)擴大潮氣將首先使鋅腐蝕,而保護鋼鐵不受侵蝕鋼材表面涂層的損傷處當表面涂層損壞時無機硅酸鋅底漆發(fā)生化學反應以當表面涂層損壞時無機硅酸鋅底漆發(fā)生化學反應以保護鋼鐵底材不受腐蝕保護鋼鐵底材不受腐蝕鋼材鋼材Zn2+著色顏料主要作用是著色和遮蓋物面 具有良好的著色力和遮蓋力不溶于水、油和溶劑色彩鮮艷美麗對光、熱穩(wěn)定性好體質顏料不具備著色力和遮蓋力，習慣上稱之為填料增加涂料的固體含量和降低涂料成本改善涂料各

6、方面的性能：光澤流動性和流平性透氣性耐水性機械耐磨性 常用體質顏料沉淀硫酸鋇barium sulfate輕質碳酸鈣Calcium carbonate滑石粉talcum powder高嶺土Kaolin云母mica powder特殊功能顏料耐高溫顏料鋁粉、鋅粉耐高溫涂料防污顏料氧化亞銅防污漆導靜電顏料碳黑、導電云母粉導靜電涂料助劑Additives又稱為添加劑分別在涂料的生產、貯存、施工和成膜階段發(fā)揮不同的作用改進涂料或涂膜某一特定方面的性能用量小，作用明顯涂料輔助成分，不能單獨成膜助劑流變劑改善涂料的流變性,增加液體的觸變性,防止流掛和沉降氣相二氧化硅、氫化蓖麻油和改性膨潤土催干劑用于氧化和聚合

7、的涂料，如油性漆、醇酸樹脂涂料等，對漆膜有加速干燥的作用潤濕劑和分散劑潤濕劑在顏料的潤濕過程中發(fā)生作用，降低液固之間的界面張力，提高顏料的分散效率，縮短研磨時間分散劑在顏料的分散過程中發(fā)揮作用，吸附在顏料粒子表面，使分散處于穩(wěn)定狀態(tài)溶劑Solvent用來溶解樹脂,降低黏度以改善加工制造性能，影響涂料施工性能影響涂料的黏結性、防腐性、戶外耐久性以及涂膜的表觀性能，如起泡、流掛和流平性溶劑型涂料水性涂料溶劑主溶劑溶解樹脂，制成樹脂溶液助溶劑不能單獨溶解樹脂，與某種良溶劑混合可以獲得相同或更大的溶解能力，也稱潛溶劑稀釋劑主要用來稀釋涂料，調節(jié)涂料的黏度，達到便于施工的目的涂料含有溶劑都可能作為該涂料

8、的稀釋劑，但有的稀釋劑不一定可以作為溶劑使用常用的溶劑脂肪烴：200溶劑汽油芳香烴：甲苯、二甲苯萜烯類：松節(jié)油、雙戊烯醇類：乙醇、異丙醇和丁醇酮類：甲乙酮、丙酮、環(huán)己酮酯類：醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯醇醚類 與溶劑含量緊密關聯(lián) 對涂料的品種影響很大0 100 200 300 400 500 克/公升環(huán)氧、聚氨酯醇酸氯化橡膠、乙烯、丙烯酸水性涂料揮發(fā)性有機物含量 VOC涂料分類：干燥成膜的機理物理干燥物理干燥化學固化化學固化氯化橡膠氯化橡膠丙烯酸丙烯酸瀝青瀝青乙烯乙烯乳膠漆乳膠漆氧氣固化氧氣固化油性、醇酸、環(huán)氧酯油性、醇酸、環(huán)氧酯固化劑固化固化劑固化環(huán)氧、聚氨酯環(huán)氧、聚氨酯水汽固化水汽固化醇溶

9、性無機硅酸鋅醇溶性無機硅酸鋅輻射固化輻射固化環(huán)氧丙烯酸酯環(huán)氧丙烯酸酯熱固化熱固化有機硅、氨基有機硅、氨基物理干燥經涂裝后，溶劑或水揮發(fā)到大氣中，就完成漆膜干燥的過程。涂料類別氯化橡膠，高氯化聚乙烯，丙烯酸，瀝青 物理干燥型涂料溶劑型涂料，溶劑的揮發(fā)，涂膜干燥成膜物理干燥型涂料溶劑型涂料的共性可逆性溶劑敏感性漆膜成型不依賴于溫度熱塑性重涂性能比較好物理干燥型涂料水性分散型涂料，在水的揮發(fā)過程中，聚合物粒子彼此接觸擠壓成形，由粒子狀聚集變?yōu)榉肿訝顟B(tài)的聚集而形成連續(xù)的漆膜。 物理干燥型涂料水分散型涂料的共性在一定溫度下的可逆性對溶劑敏感漆膜成型對溫度有依賴熱塑性重涂性能比較好氧氣干燥型涂料氧氣固化氧

10、氣進入漆膜氧氣進入漆膜開始反應開始反應聚合物分子互相結合聚合物分子互相結合 溶劑揮發(fā)溶劑揮發(fā)固化劑固化雙組份固化劑固化溶劑揮發(fā)溶劑揮發(fā)= 聚合物聚合物= 固化劑固化劑 (hardener)聚合物和固化劑的分子相反應，形成新的化學物質聚合物和固化劑的分子相反應，形成新的化學物質化學固化型涂料潮氣固化：醇溶性無機硅酸鋅濕固化單組分聚氨酯涂料二氧化碳固化水性硅酸鈉/硅酸鉀富鋅底漆高溫固化有機硅、氨基輻射固化共性不可逆性耐溶劑成膜速度依靠溫度非熱塑性嚴格的重涂間隔防腐蝕涂料的防腐機理屏蔽作用緩蝕作用電化學保護作用以上的聯(lián)合作用防腐蝕涂料的防腐機理屏蔽作用鋼鐵的腐蝕需要氧氣、水、電解質和電路涂膜阻止了腐

11、蝕介質與鋼鐵的接觸， 隔斷了腐蝕電池的通路，增大了電阻片狀顏料，如云母粉、鋁粉、云鐵、玻璃鱗片等能增強涂膜的屏蔽性防腐蝕涂料的防腐機理緩蝕作用化學防銹顏料對鋼鐵起到緩蝕作用鉛系顏料，紅丹鉻酸鹽，鋅黃磷酸鹽，磷酸鋅、三聚磷酸鋁涂料基本類型生漆瀝青漆醇酸樹脂涂料含氯聚合物涂料丙烯酸涂料環(huán)氧樹脂涂料聚氨酯涂料聚脲彈性體有機硅樹脂涂料聚硅氧烷涂料含氟聚合物涂料不飽和聚酯涂料乙烯基酯涂料聚苯胺涂料生漆大漆、國漆主要成分漆酚漆膜堅硬富有光澤耐油、耐水、耐溶劑和化學品長期耐150，短期200漆膜脆，柔韌性和沖擊強度差耐堿性差耐候性不好過敏性皮炎：漆瘡瀝青漆瀝青天然瀝青石油瀝青煤焦瀝青常用產品瀝青清漆 （水羅

12、松） 瀝青防銹漆 煤焦瀝青瓷漆冷底子油 環(huán)氧煤瀝青涂料（焦油環(huán)氧）為什么限制瀝青的使用接觸皮膚會有紅斑，重者水腫水皰及滲液致癌物REACH法規(guī)黑色偷光醇酸樹脂Alkyd醇酸樹脂是用油料，多元醇如甘油和季戊四醇等，多元酸如苯二甲酸酐等，制備而成的一種聚酯.醇酸樹脂之父： KienleAl（Alcohol醇） Acid（酸）AlcidAlkyd醇酸樹脂醇酸樹脂漆的脂肪酸含量（油度）短油度60%醇酸樹脂涂料優(yōu)點容易施工，刷涂/滾涂 單組分良好的耐候性適當?shù)臐櫇裥院玫目筛餐啃院玫谋９夂捅Ｉ阅透蓽刈罡呖蛇_120 成本較低局限性耐化學品性差耐水性差（使用在浸水區(qū)域）有限的耐溶劑性單涂層膜厚受限制與丙烯酸

13、的附著力差與環(huán)氧間的附著力差 絕對不要使用在富鋅涂層上長期使用后易變脆 / 剝落在炎熱，多風的天氣條件下易易結皮冬季干燥較慢（除了苯乙烯和氨酯改性的醇酸）含氯聚合物含氯聚合物：含有大量氯原子的聚合物作為主要成膜物質阻燃自熄，防霉耐水、鹽、酸、堿，防腐蝕性能良好涂膜不耐高溫，受熱后易析出氯化氫氣體而降解，性能變壞，故使用溫度受到限制，一般不超過60揮發(fā)型含氯涂料，干燥迅速，能在低溫下成膜，這種涂料不耐有機溶劑交聯(lián)固化型含氯涂料，固化成膜隨具體的樹脂結構，固化成膜的速度則隨具體的樹脂結構、固化劑及施工條件而定高VOC，一次成膜較低含氯防腐蝕涂料乙烯類樹脂涂料聚氯乙烯樹脂涂料聚氯乙烯樹脂涂料過氯乙烯

14、樹脂涂料氯醋共聚樹脂涂料偏氯乙烯共聚樹脂涂料氯化乙烯醋酸乙烯共聚物涂料橡膠涂料氯化橡膠涂料氯化橡膠涂料氯磺化聚乙烯涂料氯磺化聚乙烯涂料氯丁橡膠涂料氯化氯丁橡膠涂料氯化橡膠Chlorinated Rubber氯化橡膠蒙特利爾議定書：2010年完全停止四氯化碳的使用水相法氯化橡膠非四氯化碳溶劑型氯化橡膠氯化橡膠涂料氯化橡膠鋁漆防銹漆氯化橡膠鐵紅防銹漆氯化橡膠云鐵防銹漆氯化橡膠面漆氯璜化聚乙烯由氯和二氧化硫混合氣體對聚乙烯進行氯化和璜化而制得耐臭氧，抗老化；耐酸堿；耐油耐水；抗寒耐濕熱；耐化學品固體分低，單道成膜低，干膜厚度1020微米左右；固化劑組分中的硫化劑含有重金屬Pb丙烯酸樹脂Acrylic

15、以丙烯酸酯或/和甲基丙烯酸酯，以及苯乙烯為主的乙烯系單體共聚而成碳-碳鍵主鏈，對光、熱、酸和堿十分穩(wěn)定熱塑性主要用作防腐面漆：丙烯酸面漆熱固性通過聚合物鏈上的功能基團進行交聯(lián)羥基丙烯酸樹脂的固化氨基樹脂多異氰酸酯：丙烯酸聚氨酯面漆環(huán)氧樹脂丙烯酸面漆熱塑性自干型丙烯樹脂面漆單組分干燥迅速優(yōu)異的覆涂性能低溫（零下）環(huán)境下施工相對較好的耐水性相對較好的耐化學品性能與剛施工的環(huán)氧漆附著力良好良好的的保色保光性耐溶劑性差相對較差的潤濕性 低固體分/ 高溶劑含量溫度高于50C時會產生熱塑性耐干溫最高只有70C左右高成本（相對于單組分的油漆）中等的保光性在剛剛施工的醇酸漆易“起皺”不可在其上施工醇酸油漆環(huán)氧

16、樹脂Epoxy環(huán)氧樹脂主要指含有兩個以上環(huán)氧基團的高分子聚合物 O CH CH2雙酚A環(huán)氧樹脂雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉的催化下合成雙酚F環(huán)氧樹脂雙酚F（2分子苯酚和1分子甲醛的縮合物）和環(huán)氧氯丙烷反應合成酚醛環(huán)氧樹脂苯酚和甲醛反應生成酚醛樹脂，再與環(huán)氧氯丙烷反應制得環(huán)氧酯樹脂Epoxy Ester 雙酚A環(huán)氧樹脂與脂肪酸反應，生成環(huán)氧酯樹脂單組分氧氣干燥型涂料常溫干燥烘烤干燥附著力很好，涂膜堅韌、耐沖擊性好性能優(yōu)于醇酸樹脂涂料 環(huán)氧酯鐵紅底漆環(huán)氧酯鋅黃底漆環(huán)氧樹脂的固化環(huán)氧樹脂本身為熱塑性線型低聚物，入固化劑，轉變?yōu)轶w形網狀結構的過程稱為固化過程環(huán)氧樹脂的反應基團：環(huán)氧基羥基羧基環(huán)氧樹脂涂

17、料固化劑環(huán)氧樹脂的固化劑大約有300多種，常用的也有40多種 聚酰胺Polyamide多元胺固化劑Polyamine脂肪族胺、芳香族胺和脂環(huán)胺胺加成物Amineadduct異氰酸酯Isocyanate腰果殼油酚胺基醇固化劑 Phenalkamine環(huán)氧樹脂涂料固化劑聚酰胺固化劑常溫固化最常用的固化劑多種底材良好的附著力涂膜良好的韌性良好的耐水性、耐堿性與胺固化劑相比，耐酸性、耐化學品和耐溶劑性能稍差施工時需要的熟化期(Sigma的產品有例外)多元胺固化劑良好的附著力優(yōu)良的耐化學品性能易揮發(fā)有刺激性氣味施工時需要熟化期施工期短要求較高的施工溫度胺加成物固化劑漆膜不易泛白施工期短環(huán)氧樹脂涂料固化劑

18、異氰酸酯固化劑良好的耐水性、耐溶劑性和耐化學品性可以用作低溫固化劑腰果殼油酚胺基醇固化劑優(yōu)異的底材潤濕性和附著力良好的耐水耐鹽水性能良好的耐堿性能良好的低溫固化性能涂膜見光泛黃速度較快環(huán)氧樹脂涂料的特點優(yōu)異的附著力 良好的耐水性 良好的耐化學品性能 不耐紫外線照射，易粉化施工的溫度依賴性最大重涂間隔的限制 固化時間，天數(shù)固化時間，天數(shù)溫度溫度 C C0 010102020303040402 24 47 714142828環(huán)氧樹脂涂料的粉化粉化的原因由于紫外線的影響，涂料中的樹脂份老化和填充料失去粘結力。特別是環(huán)氧樹脂涂料表現(xiàn)尤為嚴重。粉化的修補高壓水清理，去除失去結合力的顏料和填充料；重新噴涂

19、新的涂料。正確的混合比率良好的攪拌：機械攪拌 罐內壽命 熟化時間 正確的預處理 充分的通風 最大覆涂間隔固化溫度低溫高濕下的固化健康和安全（皮膚過敏和強溶劑）常用環(huán)氧樹脂涂料環(huán)氧清漆環(huán)氧富鋅底漆環(huán)氧鐵紅防銹漆環(huán)氧磷酸鋅防銹漆環(huán)氧云鐵防銹漆環(huán)氧鋁粉防銹漆環(huán)氧面漆無溶劑環(huán)氧環(huán)氧煤瀝青涂料環(huán)氧玻璃鱗片涂料酚醛環(huán)氧碳氫樹脂改性低表面處理環(huán)氧樹脂涂料聚氨酯Polyurethane在分子結構中含氨基甲酸酯重鏈( NHCOO)的高分子化合物，稱為聚氨基甲酸酯，簡稱聚氨酯 由異氰酸酯和含活潑氫的化合物反應生成在20世紀30年代初期由德國的拜耳（Otto Bayer）等人首先發(fā)明 異氰酸酯Isocyanate芳

20、香族耐化學品好，漆膜堅韌；不耐紫外線照射，漆膜易失光，易泛黃；主要用于底漆，中間漆，戶內或埋地水下結構TDI甲苯二異氰酸酯甲苯二異氰酸酯MDI二苯基甲烷二異氰酸酯XDI苯二亞甲基二異氰酸酯脂肪族突出的耐候性和保色保光性、裝飾性；戶外耐候性和裝飾性優(yōu)良的面漆HDI己二異氰酸酯己二異氰酸酯（六亞甲基（六亞甲基-1,6-二異氰酸酯）二異氰酸酯）IPDI異佛爾酮二異氰酸酯丙烯酸聚氨酯面漆含羥基丙烯酸樹脂與脂肪族異氰酸酯固化反應良好的柔韌性突出的戶外耐候性能，保色保光性，裝飾性耐紫外線老化性能0102030405060708090100400800120016002200 脂肪族聚氨酯脂肪族聚氨酯 醇酸

21、醇酸純環(huán)氧純環(huán)氧光澤光澤加速老化試驗加速老化試驗有機硅樹脂以硅氧鍵（SiO）連接成主鏈的無機高聚物以有機硅氯烷進行水解縮聚而成有機硅樹脂涂料優(yōu)良的耐候性、保色性耐沾污，憎水耐化學品，耐礦物油和植物油耐高溫通常需要高溫固化（150200）有機硅樹脂涂料有機硅耐熱漆200；350 ；400 ；700 有機硅鋁粉漆：540600 有機硅耐候漆有機硅醇酸漆有機硅丙烯酸有機硅聚氨酯玻璃鱗片涂料片狀玻璃鱗片在涂層中重疊排列有效地阻緩水和化學物質的滲透減少體積收縮提高內聚力附著強度減小殘余應力的影響鱗片排列呈不規(guī)則，有一定的傾角松馳應力增加強度，減少裂紋產生的可能性厚膜型施工5001000微米主要的玻璃鱗片涂料環(huán)氧樹脂玻璃鱗涂料水下、儲罐、污水池聚酯玻璃鱗片涂料海洋工程、甲板通道乙烯基酯玻璃鱗片涂料儲罐，污水池脫硫裝置耐酸地板富鋅涂料鋅的標準電極電位：-0.76鐵的標準電極電位：-0.44常用富鋅涂料環(huán)氧富鋅溶劑型水性無機富鋅醇溶性無機硅酸鋅水性無機富鋅表面不能用油性漆、醇酸樹脂涂料覆涂，防止皂化漆膜剝落富鋅涂料的防腐機理 涂層破損直至鋼材表面當有機面漆受損時，無機鋅底漆起反應來保護鋼材表面濕氣使鋅粉離子化，對鋼材起電化學保護作用富鋅底漆有機面漆超強附著力使防止銹蝕在涂層下蔓延鋼鋼 材材Zn2+富鋅涂料表面不能用油