03第三章 涂料.ppt

1、第三章 涂料,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 涂料產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè) 第三節(jié) 涂料產(chǎn)品的組成 第四節(jié) 典型涂料簡(jiǎn)介,1、涂料的定義- 涂料工藝一書是這樣定義的：“涂 料是一種材料，這種材料可以用不同的施工工藝涂覆在物 件表面，形成粘附牢固、具有一定強(qiáng)度、連續(xù)的固態(tài)薄膜。 這樣形成的膜通稱涂膜，又稱漆膜或涂層?！?2、涂料與油漆： 我國(guó)在生產(chǎn)和使用涂料方面，有著悠久的歷史，生漆和桐油，是我國(guó)以往制作涂料的主要原料。過(guò)去，由于涂料都是用植物油和天然樹脂熬煉而成的其作用又同我國(guó)的生漆差不多，因此一直被叫做“油漆”。隨著石油化工和有機(jī)合成工業(yè)的發(fā)展，為涂料工業(yè)提供了新的原料來(lái)源，許多新型涂料，不再含有油的成分的。所

2、以油漆的名稱就顯得不確切了，而代之以涂料來(lái)稱呼。,第一節(jié) 概述,一、涂料的基本概念,1.保護(hù)功能: 涂料的保護(hù)功能（耐酸、耐堿、耐水、耐油、耐藥品、防污、防濕、防腐）是其最重要功能之一,它可保護(hù)材料免受或減輕各種損害和侵蝕。也可用于防火與文物保護(hù)等。 物件暴露在大氣之中，受到氧氣、水分、微生物等的侵蝕，造成金屬銹蝕、木材腐朽、水泥風(fēng)化等破壞現(xiàn)象。在物件表面涂以涂料，形成一層保護(hù)膜，能夠阻止或延遲這些破壞現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展，使各種材料的使用壽命延長(zhǎng)。 例如：一座鋼鐵結(jié)構(gòu)橋梁不用涂料只有幾年壽命，如果用涂料保護(hù)并維修得當(dāng)，可以有百年以上的壽命。各種木制品，如果沒(méi)有涂料保護(hù)，很快將被蟲蛀、霉變、腐爛，

3、沒(méi)有使用價(jià)值，而涂覆適當(dāng)，則有幾十到幾百年的壽命。,二、涂料的作用,2、裝飾作用 物件涂上涂料，可得到美觀大方，明快舒暢、五光十色、絢麗多彩的外觀，起到美化人類生活環(huán)境的作用，對(duì)人類的物質(zhì)生活和精神生活做出不容忽視的貢獻(xiàn)。 3、色彩標(biāo)志 目前，應(yīng)用涂料的色彩作為標(biāo)志在國(guó)際上已經(jīng)逐漸標(biāo)準(zhǔn)化。 在交通道路上，通過(guò)涂料各種醒目的顏色制備多種標(biāo)志牌（如警告、危險(xiǎn)、停止、前進(jìn)等信號(hào)）和道路分離線，在黑夜里依然清晰明亮。 在工廠中各種管道、設(shè)備、槽車、容器常用不同顏色的涂料來(lái)區(qū)分其作用和所裝物的性質(zhì)（危險(xiǎn)品等級(jí)等等），使操作工人易識(shí)別，提高操作準(zhǔn)確度，避免事故發(fā)生，如水管涂綠色，蒸汽管涂紅色，空氣管涂蘭色

4、。 在電子工業(yè)上的各種器件也常用涂料的顏色來(lái)辨別其性能。,4、特殊作用 對(duì)現(xiàn)代涂料而言，這種作用與前兩種作用比較越來(lái)越顯示其重要性?，F(xiàn)代的一些涂料品種能提供多種不同的特殊功能，如： 電絕緣、導(dǎo)電、屏蔽電磁波、防靜電產(chǎn)生等作用；例如電子工業(yè)中使用的導(dǎo)電（抗靜電）、導(dǎo)磁涂料；軍事上的偽裝與隱形涂料（隱形飛機(jī)）等等。 防霉、殺菌、殺蟲、防海洋生物粘附等生物化學(xué)方面的作用 耐高溫、保溫、示溫和溫度標(biāo)記、防止延燃、燒蝕隔熱等熱能方面的作用；航空航天工業(yè)上的燒蝕涂料（導(dǎo)彈外殼的涂料在其進(jìn)入大氣層時(shí)能消耗掉自身同時(shí)使摩擦生成的強(qiáng)熱消散）、溫控涂料； 反射光、發(fā)光、吸收和反射紅外線、吸收太陽(yáng)能、屏蔽射線、標(biāo)志

5、顏色等光學(xué)性能方面的作用； 防滑、自潤(rùn)滑、防碎裂飛濺等機(jī)械性能方面的作用； 還有防噪聲、減振、衛(wèi)生消毒、防結(jié)露、防結(jié)冰等各種不同作用等。用于紙張、衣料、塑料薄膜、皮革等上面，使它們能抗水和抗油，以及賦予服裝抗皺等性能。 高科技的發(fā)展對(duì)材料的要求愈來(lái)愈高，涂料是最便宜最簡(jiǎn)便的改性方法，涂料科學(xué)對(duì)高科技的發(fā)展具有重要作用。,三、涂料的分類,轉(zhuǎn)換型涂料在成膜過(guò)程中伴有化學(xué)反應(yīng)，一般均形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此，成膜物相當(dāng)于熱固型聚合物，,氣干型的，在常溫下可交 聯(lián)固化，如醇酸樹脂涂料,烘烤型的，需在高溫下完 成反應(yīng)，如氨基漆等。,非轉(zhuǎn)換型或揮發(fā)型涂料：僅僅是溶劑揮發(fā)，成膜過(guò)程中聚合物不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，

6、成膜物是熱塑型聚合物，如硝基漆、氯化橡膠漆等。,轉(zhuǎn)換型或 反應(yīng)型涂料,按成膜機(jī)理,按涂料的作用分：絕緣漆、防銹漆、 防腐漆、防火漆、耐高溫漆、防污漆、防腐蝕漆等； 按其有否顏料分：清漆、色漆等； 按其形態(tài)分:水性涂料，溶劑型涂料、粉末涂料、高固體分涂料、無(wú)溶劑涂料等； 按其用途分:建筑涂料，汽車涂料，飛機(jī)涂料，家電涂料、木器涂料、橋梁涂料、塑料涂料、紙張涂料 按其施工方法分：刷涂涂料、噴涂涂料、輥涂涂料、浸涂涂料、電泳涂料等； 按其施工工序分：底漆，膩?zhàn)?、二道漆、面漆、罩光漆等?按固化方式分：常溫固化涂料，高溫固化涂料,射線固化涂 料； 按成膜物質(zhì)分十八類：P59表3.1,1、涂料的命名原則

7、 1）全名=顏料或顏色名稱+成膜物質(zhì)名稱+基本名稱 如：紅醇酸磁漆：指顏色為紅色，主要成膜物質(zhì)為醇酸樹脂的磁漆。 又如鋅黃酚醛防銹漆、白硝基外用磁漆、黑醇酸導(dǎo)電磁漆等。 2、涂料的型號(hào)： 醇酸樹脂 磁漆 序號(hào) 成膜物質(zhì)基本名稱序號(hào) ，如 C04-2,四、涂料的命名及型號(hào),舉例： X1 硝基稀釋劑 G4 鈷錳催干劑 ； F1 硝基漆防潮劑 X5 丙烯酸漆稀釋劑； H1 環(huán)氧樹脂漆固化劑,3、輔助材料型號(hào)： 第一部分為種類，P61，第二部分為序號(hào),涂膜的固化機(jī)理有三種類型，一種是物理機(jī)理，另兩種是化學(xué)機(jī)理。 物理機(jī)理干燥（揮發(fā)性機(jī)理）： 只靠涂料中液體（溶劑或分散相）蒸發(fā)而得到干硬涂膜的在干燥過(guò)程

8、稱為物理機(jī)理干燥。包括溶劑揮發(fā)型、乳液凝聚型。 特點(diǎn)： 1、成膜物質(zhì)有足夠高分子量，涂膜中的聚合物為線型。 2、干燥過(guò)程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 3、干燥成的膜仍會(huì)溶于原來(lái)溶劑。 如硝酸纖維、乳膠涂料均屬這一類,五、涂膜的固化機(jī)理,化學(xué)機(jī)理干燥 1）涂料與空氣間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的交聯(lián)固化：氧氣與干性植物油和其它不飽和化合物反應(yīng)而產(chǎn)生游離基并引起聚合反應(yīng)而固化，水分也能與異氰酸酯發(fā)生縮聚反應(yīng)得到交聯(lián)涂膜而固化。 故這類涂料，在貯存期間，涂料罐必須密封良好，與空氣和水隔絕。否則互相交聯(lián)，易于形成凍膠。 特點(diǎn)： 涂料成膜物質(zhì)一般為低分子量的聚合物（10005000）或分子量較大的簡(jiǎn)單分子，形成的涂膜中的聚合物為

9、交聯(lián)型。這類涂料有裝飾性漆、單罐裝聚氨酯。,R-NCO + H2O R-NHCOOH R-NH2 + CO2 R-NCO + RNH2 R-NHCONH-R,2）涂料組分間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的交聯(lián)固化： 氨基樹酯與含羥基的醇酸樹酯、聚酯和丙烯酸樹脂通過(guò)醚交換反應(yīng)成膜，環(huán)氧樹酯與多元胺交聯(lián)成膜等都是利用化學(xué)反應(yīng)方式成膜的。 特點(diǎn)： 涂料中成膜物質(zhì)的分子量低或很低，形成的涂膜中的聚合物為交聯(lián)型，這類涂料有聚氨基甲酸脂涂料，酸催化漆。 涂料在貯存期間必須保持化學(xué)上的穩(wěn)定，要求固化反應(yīng)發(fā)生在涂料施工以后進(jìn)行。為了達(dá)到這個(gè)目的，可以分兩種情況。,涂料組分間的反應(yīng)過(guò)程分類,六、涂料的有害性及使用安全,大多數(shù)涂料

10、、溶劑及其輔料，不但易燃，還有毒性。 -途徑：呼吸、皮膚滲入。 -后果：對(duì)眼、鼻、喉、肺的刺激作用，并能引發(fā)呼吸、神經(jīng)、造血系統(tǒng)疾病。 通常燃料氣體密度小于空氣，而溶劑蒸氣的密度則大于空氣，揮發(fā)后便往低處流，停滯在地面低洼的地方。所以通風(fēng)口要靠近地面。 措施：盡量避免皮膚接觸涂料，不可用溶劑洗手，戴防溶劑手套和防毒面具。,1）品種趨于多樣化 2）功能趨于人性化、功能化：如：防火，防繡，絕緣，導(dǎo)電涂料； 3）工藝趨于零污染：水性涂料，固體分涂料； 4）生產(chǎn)趨于自動(dòng)化：生產(chǎn)檢測(cè)、產(chǎn)品包裝、計(jì)算機(jī)配漆、施工固化自動(dòng)化等。,七、涂料的發(fā)展趨勢(shì),第二節(jié) 涂料產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè),一、涂料產(chǎn)品性能的檢測(cè) 1、物

11、理形態(tài)的檢測(cè)項(xiàng)目 外觀；細(xì)度；粘度；比重。 1）外觀： 外觀是檢查涂料的形狀，顏色和透明度的。 清漆：應(yīng)具有足夠的透明度，清澈透明，無(wú)任何機(jī)械雜質(zhì)和沉淀物。清漆顏色越淺越好。真正水白透明無(wú)色的清漆很難達(dá)到，多數(shù)清漆都帶有微黃色。 色漆：呈現(xiàn)的顏色應(yīng)與其顏色名稱一致，純正均勻。在日光照射下，經(jīng)久不褪色。 2）細(xì)度： 細(xì)度是檢查色漆中顏料顆粒大小或分散均勻程度的標(biāo)準(zhǔn)，以微米()表示之。 細(xì)度越小的涂料，其涂膜越平滑，反之則粗糙。面漆的細(xì)度一般要求2040微米，底漆，防銹漆則可以粗一點(diǎn)，大約4060微米，視品種不同而異。,3）粘度：粘度即流體內(nèi)部阻礙其相對(duì)流動(dòng)的一種特性，也稱粘（滯）性或內(nèi)摩擦，也就

12、是液體涂料的粘稠或稀薄的程度。 不同涂裝方法要求不同的涂料粘度： 1、手工刷涂、高壓無(wú)氣噴涂、淋涂、輥涂可使用粘 度高些的涂料； 2、空氣噴涂法要求涂料粘度較低。 涂料的粘度分為：原始粘度（出廠粘度）和施工粘度（工作粘度）。 粘度測(cè)定的方法很多。常用粘度計(jì)有兩種，一是涂一1粘度計(jì)，主要用來(lái)測(cè)定粘度大的硝基漆。另一種是涂一4，用于測(cè)定大多數(shù)涂料產(chǎn)品的粘度。 該儀器特點(diǎn)：涂料中通常是在一定溫度下，測(cè)量定量的涂料從儀器孔流出所需的時(shí)間，以秒表示。 4）比重： 測(cè)定單位體積涂料的重量。,2、涂料組成的檢測(cè)項(xiàng)目,1）固體份 固體份是涂料中除去溶劑(或水)之外的不揮發(fā)物占涂料重量的百分比。一般固體份低，涂

13、膜薄，光澤差，保護(hù)性欠佳，施工時(shí)易流掛。固體份與粘度互相制約，控制在適當(dāng)?shù)谋壤秶鷥?nèi)，既便于施工，又有較厚的涂膜。 2）酸價(jià) 中和1克涂料產(chǎn)品中所含游離酸所需氫氧化鉀的毫克數(shù)稱為酸價(jià)(或酸值)，以mgKOHG(毫克氫氧化鉀克)表示之。 酸價(jià)高的涂料產(chǎn)品，很容易和堿性顏料皂化，輕者粘度增大，涂刷性能不好，重者膠化。 3）稀釋劑的水分 稀釋劑含水量不能超過(guò)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，否則會(huì)使涂膜發(fā)白，產(chǎn)生針孔，故應(yīng)嚴(yán)格控制其含水量。 同樣涂料中也不能含水 。,3、涂料貯存性能的檢測(cè)項(xiàng)目,1）結(jié)皮性：涂料在儲(chǔ)存或生產(chǎn)過(guò)程中，由于受表面空氣氧化或油漆表面粘度增高，形成一層油皮。 結(jié)皮因素： -涂料中干性油含量太高。

14、-涂料表面與空氣接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 -涂料本身粘度過(guò)高。 測(cè)定方法尚未統(tǒng)一。 2）穩(wěn)定性：常以年月表示之。貯存穩(wěn)定性越好，貯存期就越長(zhǎng)。 有些一年；有些二年。 自包裝之日起到開始使用這段時(shí)間，在正常貯存運(yùn)輸條件下，要求它質(zhì)量穩(wěn)定，不產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)皮、變色、變稠、沉淀、渾濁等現(xiàn)象，更不應(yīng)出現(xiàn)干化、膠凝等重大質(zhì)量變化，能達(dá)到不發(fā)生以上變化的時(shí)間，稱為貯存期或質(zhì)量保證期。,二、涂料施工性能的檢測(cè),1、粘度： 如前已述。 2、遮蓋力： 色漆涂布于物體表面，能遮蓋物面原來(lái)底色的最小用量，稱為遮蓋力。以每平方米用漆量的克數(shù)表示(克米2)。一般說(shuō)來(lái)高檔品種比低檔品種遮蓋力好，深色的品種比淺色的品種遮蓋力好。 3、使

15、用量： 涂覆單位面積所需要的數(shù)量稱為使用量。不同類型和不同顏色的涂料，其使用量各有不同，被涂物面的質(zhì)量和施工方法也是決定使用量的重要因素。 4、涂刷性：涂料使用時(shí)的性能指標(biāo)，好的產(chǎn)品應(yīng)該容易涂刷。劣質(zhì)產(chǎn)品涂刷有干澀的感覺，不容易涂刷平整。與漆料性質(zhì)、粘度和溶劑等有關(guān)。,5、流平性：涂料施工后形成平整涂膜的能力稱為流平性。涂料流平性與其粘度、所含溶劑的沸點(diǎn)高低、表面張力、涂料本身溫度有關(guān)。影響流平性的因素很多，改換溶劑，加入硅油或其它流平劑等均可改善其流平性。 6、干燥時(shí)間： 涂料施工以后，從流體層到全部形成固體涂膜這段時(shí)間，稱為干燥時(shí)間，以小時(shí)或分鐘表示。一般分為表干時(shí)間和實(shí)干時(shí)間。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)

16、目的檢查，可以看出油基性涂料所用油脂的質(zhì)量和催干劑的比例是否合適，雙組分漆的配比是否適當(dāng)。 7、打磨性： 測(cè)定涂膜干后，用砂紙打磨成平坦表面時(shí)的難易程度。 與涂膜結(jié)構(gòu)、硬度、韌性等有關(guān)。不僅是底漆，膩?zhàn)拥闹匾獧z測(cè)項(xiàng)目，而且也是裝飾性轎車漆、木器漆等的重要檢驗(yàn)項(xiàng)目之一。,三、一般使用性能的檢測(cè)項(xiàng)目,1、涂膜外觀：漆膜干燥后得到的外觀狀態(tài)，好的外觀應(yīng)該平整，無(wú)氣泡、流掛、嚴(yán)重涂刷痕跡等現(xiàn)象。按規(guī)定指標(biāo)測(cè)定涂膜外觀，要求表面平滑、光亮，無(wú)皺紋，針孔、刷痕、麻點(diǎn)、發(fā)白、發(fā)污等弊病。 2、光澤： 光澤是指漆膜表面對(duì)光的反射程度，決定一個(gè)表面光澤高低的主要因素是該表面粗糙不平的程度。檢驗(yàn)時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)板光澤作為

17、100，被測(cè)定的漆膜與標(biāo)準(zhǔn)板比較，用百分?jǐn)?shù)表示。 某些裝飾性涂料，涂膜的光澤是最重要的質(zhì)量指標(biāo)。 分三檔：有光漆的光澤70以上， 半光澤為2040，如室內(nèi)乳膠漆。 無(wú)光漆不應(yīng)高于10，如底漆,3、涂膜厚度：它將影響涂膜的各項(xiàng)性能，因此測(cè)定涂膜性能時(shí)都必須在規(guī)定的厚度范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，可見厚度是一個(gè)必測(cè)項(xiàng)目。 測(cè)定涂膜厚度的方法很多，玻璃板上的厚度可用千分卡測(cè)定 4、硬度：硬度是材料的一種機(jī)械性質(zhì)，是材料抵抗其它物質(zhì)刻畫、碰撞或壓入其表面的能力。測(cè)定的方法很多。 漆膜硬度并非越高越好，過(guò)硬的漆膜柔韌性差，容易脆裂，抗沖擊強(qiáng)度低也影響附著力。 5、彈性：漆膜彈性是指涂膜經(jīng)過(guò)一定的彎曲后，不發(fā)生破裂的

18、性能，所以亦稱柔韌性或彎曲性。軸棒的直徑有1、3、5、10，15、20毫米六種，彎曲的直徑越小，涂膜的彈性越大，一般要求涂膜彈性為1-3毫米。,6、沖擊強(qiáng)度： 沖擊強(qiáng)度是指涂膜受到機(jī)械沖擊時(shí)，涂膜不發(fā)生破損或起皺的承受強(qiáng)度。 沖擊強(qiáng)度的測(cè)定，是用一公斤的重錘，從一定高度上沖擊涂膜，以不破壞涂膜的最大高度的乘積(公斤*厘米)表示之。一般要求通過(guò)50公斤厘米。 7、附著力： 涂膜附著力是指它和被涂物表面牢固結(jié)合的能力。附著力的測(cè)定方法有劃圈法，劃格法和扭力法等， 以劃圈法最常用，它分為7級(jí)，1級(jí)圈紋最密，通常比較好的底漆附著力應(yīng)達(dá)一級(jí)，面漆的附著力是二級(jí)左右。 提高附著力應(yīng)使成膜物質(zhì)分子充分流動(dòng)，

19、鋪展，使基材表面能被成膜物質(zhì)溶液充分潤(rùn)濕。 8、耐磨性：漆膜在一定的摩擦力作用下，成顆粒狀脫落的難易程度。 耐磨性測(cè)定方法：采用漆膜磨耗儀。以一定負(fù)載下不露白的研磨轉(zhuǎn)數(shù)與漆膜在規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)（一般100轉(zhuǎn)）下的失重克數(shù)表示，以此來(lái)評(píng)定漆膜耐磨性等級(jí)。,四、特殊使用性能的檢測(cè)項(xiàng)目,1、耐水性：涂膜抵抗水解的性能稱為耐水性。 耐水性的檢查，根據(jù)不同要求，有耐蒸餾水、耐鹽水，耐海水，耐熱水、耐冷水的不同檢驗(yàn)方法。 2、耐熱性：涂膜對(duì)熱的穩(wěn)定性稱為耐熱性，以溫度和時(shí)間表示之。如果涂膜不耐熱，就極易變軟，發(fā)粘，起泡、破裂，剝落，炭化等。 涂料的耐熱性取決于所用的樹脂和顏料。 3、耐寒性：涂膜受冷凍作用后的穩(wěn)定性稱為耐寒性。 若涂膜不耐寒，遇冷便發(fā)生龜裂。,4、耐光性： 涂膜對(duì)光(主要是紫外光)作用的穩(wěn)定