涂料基础知识
涂料的基础知识

涂料的基础知识一.涂料的概念1. 定义:涂料一般为粘稠液体或粉末状物质,可以用不同的施工工艺涂覆与物体表面,干燥后能形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜,赋予被涂物以保护、美化和其它预期的效果。
2. 组成:涂料是由主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质三大组成部分。
(1)主要成膜物质。
又称基料,它包含油脂和树脂,能将其它部分粘结成整体,并能与基层材料的表面牢固耐着,形成完整、坚韧的保护膜。
是决定涂膜性能的主要因素。
涂料按能否固结成膜及成膜的快慢分为:①干性油(桐油、梓油、亚麻油、苏子油等)②半干性油(豆油、向日葵油、棉籽油)③不干性油(蓖麻油、椰子油、花生油)树脂常用的有三类:天然树脂、人造树脂、合成树脂。
①天然树脂:松香、虫胶、沥青。
②人造树脂:由天然有机高分子化合物加工制成,如松香甘油酸(酸胶)硝化纤维。
③合成树脂:由单体经聚合反应或缩合反应而制得,如聚氨乙烯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂。
利用合成树脂制成的涂料,性能优异,涂膜光泽好,是现代涂料工业中产量最大,品种最多,应用最广的涂料。
(2)次要成膜物质。
构成涂膜的组成部分,但不能离开主要成膜物质单独成膜,包含颜料和、填料、增韧剂等。
作用:具有色彩、厚度、提高遮盖力、耐久性、耐候性、强度、减少收缩、龟裂。
按所起的作用可分为着色颜料,防锈颜料,体质颜料①着色颜料:主要作用是着色于遮盖物面。
②体质颜料(填充料):着色力和遮盖力都很低,但能增加涂膜的厚度,增强质感,提高涂膜的耐久性。
常用品种:重晶石粉(硫酸钡)、碳酸钙、滑石粉(硅酸镁)、石英粉、云母粉、石棉粉、硅藻土等。
③防锈颜料:防锈主要有红丹、氧化亚铝、氧化锌、氨基氢化钙、锌粉、铬酸锌、碱式铬酸铅、氧化铁红等。
(3)辅助成膜物质。
它包含各种溶剂和助剂。
辅助成膜物质不能单独成膜,只是对涂料形成涂膜的过程或涂膜性能起辅助作用。
溶剂(或水)是调节涂料的粘度及固体份含量。
①溶剂:能挥发的液体,改变涂料的稠度,使之便于施工。
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三、底漆类、面漆类(实色漆)
产品名称 配套固 施工配比 产品特性及使用注意事项 及编号 化剂 JD500 漆 : 固 : 稀 耐黄变性能极佳,透明度 JM5002/4 JMR50 = 1 : 0.5 : 好,易施工。 /6 0.6
JD711 JD721 JC3003/5
JC6003/5
JDR10 漆:固:稀 填充性能好,遮盖力好, JDR20 =1 : 0.5: 打磨性能好,性价比高, 有一定的耐黄变性能。 0.2-0.3 JMR50 极佳的耐黄变性能,保光 漆 : 固 : 稀 保色性好,色泽纯正洁白。 JMR20 = 1 : 0.5 : 色彩效果、手感、耐侯性 好,遮盖力强, 0.8
清 面 漆
刷涂 喷涂
13左右 4-5左右 11左右
同上 同上 同上
2
50左右 28-30
16左右 9-10 9
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白底漆
3
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第五部分 华润漆涂装成本预算
(仅供参考)
品名 实色面漆 地 板 漆 亮光 亚光 一遍涂 刷㎡ /kg 设定 包装 规格 每组漆做好 建议 涂刷 遍数 涂刷面 合几张 积(㎡) 板(张) 2 41左右 16左右 (3+3) kg/组 /L /L 3 3 3 16左右 35-40 90-108 13左右 5 5
亚光漆——光泽度20%—30%
无光漆——光泽度10%以下,基本无光泽。
五、按施工工艺的层次分类:
底层涂料 底漆 面漆
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第三部分 木器涂装常用涂料
一、硝基漆类(NC)
二、聚(氨)酯漆(PU) 三、不饱和聚酯漆(PE) 四、水性涂料 五、紫外光固化涂料(UV) 六、酸固化涂料
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一、硝基漆类(NC)
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A、溶解力
按溶解力分类:1)真溶剂 2)助溶剂 3)稀释剂 B、溶剂的沸点
低沸点溶剂 中沸点溶剂 高沸点溶剂 增韧剂 3)溶剂的毒性 毒性较大类:苯、氯乙烯 低毒类:酮类、醇类、酯类、甲苯、二甲苯等 无毒类:气油、石油精、松节油、矿物油
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三、涂料的种类及特性
PU(聚胺基甲酸酯树脂涂料)
12、重涂性 recoatability
同一种涂料进行多层涂覆的难易程度与效果。
13、贮存稳定性 storage stability
在规定的条件下,涂料产品抵抗其存放后可能产 生的异味、稠度、结皮、返粗、沉底,结块等性 能变化的程度。
14、 粘度 viscosity
液体对于流动所具有的内部阻力。
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6、光泽 gloss
表面的一种光学特性,以其反射光的能力来表示。
7、附着力 adhesion
漆膜与被涂面之间(通过物理和化学作用)结合 的坚牢程度。可用划格法和划圈法测定。
8、硬度 hardness
漆膜抵抗诸如碰撞、压陷、擦划等机械力作用的 能力。一 般用铅笔硬度表示。如:HB、H、2H等。
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四、涂料专业术语解释 1. 表干时间 surface drying time
在规定的干燥条件下,一定厚度的湿 漆膜,表面从液态变为固态但其下信为液 态所需要的时间。 2. 实干时间 hard drying time
在规定的干燥条件下,从施涂好的 一定厚度的液态漆膜至形成固态漆膜所需 要的时间
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3)PU漆的性能特点:
涂料优点: 1.对各种素材表面有优良的附着力,涂膜坚韧,硬度高,具有高
度的耐磨性。 2.涂膜硬化不会再次溶解,受热不会软化,耐化学品性、耐酸碱
涂料应用知识点总结

涂料应用知识点总结一、涂料的分类1. 按用途分:包括墙面涂料、木器涂料、金属涂料、地坪涂料、防腐涂料等。
2. 按溶剂分:包括水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料等。
3. 按成膜物质分:包括有机涂料、无机涂料等。
4. 按涂料膜的功能分:包括外墙涂料、内墙涂料等。
二、涂料的选择1. 要考虑环保指标。
选用无污染、无毒害的环保性涂料。
2. 考虑施工情况。
根据实际施工条件选择适合的涂料类型。
3. 考虑使用场所。
根据使用场所的不同,选择适合的涂料种类。
三、涂料的施工技术1. 室外墙面涂料的施工技术:包括基层处理、底漆施工、中涂施工、面漆施工等。
2. 室内墙面涂料的施工技术:包括基层处理、底漆施工、中涂施工、面漆施工等。
3. 木器涂料的施工技术:包括基层处理、底漆施工、中涂施工、面漆施工等。
4. 金属涂料的施工技术:包括除锈处理、底漆施工、中涂施工、面漆施工等。
四、涂料的常见问题及处理方法1. 脱落、开裂:可通过重新刮腻子、重新施工等方法解决。
2. 颜色不均匀:可通过调色、重新施工等方法解决。
3. 发霉、长虫:可通过防霉、防腐等处理方法解决。
五、涂料的保养和维护1. 定期清洁:保持涂料表面清洁,防止灰尘、污垢沉积。
2. 及时修补:发现涂料出现问题,及时进行修补维护。
3. 防止外部损伤:尽量避免涂料表面受到物理损伤。
六、涂料的新技术和发展趋势1. 水性涂料的应用越来越广泛,满足了环保要求。
2. 耐候性更好的新型涂料得到了广泛应用。
3. 无溶剂涂料的研发和应用逐渐增多,满足了环保要求。
总之,涂料的选择与施工技术非常重要,对于建筑物的外观和使用寿命有着直接影响。
因此,了解涂料的分类、选择、施工技术、常见问题及处理方法、保养维护以及新技术发展趋势是非常有必要的。
希望以上内容能对大家有所帮助。
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C、合成树脂 用各种化工原料经缩合、聚合等化学反应而合成的。 如醇酸树脂、丙烯酸树脂等。
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2、次要成膜物质(颜料、填料)
颜料可分为无机颜料、有机颜料、体质颜料。
A、无机颜料:大部分品种化学性质稳定、耐光、耐高温、 不易变色、退色和渗色、遮盖力强、填充性好,但色调少、 色彩不鲜艳 。
1.调漆不便,双组分,使用时间有限。(4小时) 2.施工环境要求高,对水敏感,漆膜损坏不易修复。 3.漆膜干燥后重涂时需要砂磨,否则会影响附着力。 4.涂料易发生针孔起泡,尤其高温涂装时需注意。 5.稍具有毒性,注意排气良好。
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2、NC漆
1)硝基漆的组成
硝基漆是以硝化纤维素为主体,加入树脂、增塑 剂、溶剂和助剂配制而成。硝基漆是挥发性涂料,漆 的组成分为挥发分和不挥发分两部分,溶剂是挥发组 分部分,不挥发组分(成膜物质)为硝基纤维素、树 脂及增塑剂。硝化棉是以木棉屑、纸浆、棉毛短纤维 等纤维素原料,浸于硝酸、硫酸混合液中,使酯化制 成。纤维素衍生物具有速干性、平坦性,易修补作业 等其它涂料用合成树脂所没有的特点,此外更具有纤 维素特有的质感与触感,与其它树脂有广泛的相溶性, 并与各种颜料有优良的分散性。
常
见
木
NC(硝化纤维素涂料)
器
涂
料
PE(不饱和聚酯树脂涂料)
种
类 UV(紫外光硬化涂料)
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1、 PU漆
1)PU漆的组分:主漆、固化剂、稀释剂,实 际参加反应的是主漆和固化剂。所以PU 漆是双组分漆。
2)PU漆成膜原理:带-OH基团的树脂(主 漆)与带-NCO基团的树脂(固化剂)在 常温下交联反应成膜。稀释剂起溶解树脂 和辅助成膜作用。
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7.颜色的轻重感关系
一般来讲,浅色使人感觉轻,深色使人感觉重。通常房间的处理大多是自上而下,由浅到深,如房间的顶 棚及墙面采用白色及浅色,墙裙使用白色及浅色,踢脚线使用深色,就会给人一种上轻下重的稳定感,相 反,上深下浅会给人一种头重脚轻的压抑感。 8.如何根据房间的形状来选择颜色? 颜色能在一定的程度上改变人们对房间形状的感觉。例如冷色可使较低的天花板看上去变高了,使狭窄的 房间变宽了。在房间远端墙上用深色度的颜色,会使那堵墙产生前移的效果。类似的效果可改变任何房间 的外观。 9.房间选择颜色还要关注房间的每一个细部。
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2、 流平剂
*流平助剂经过降低涂膜表面张力改善流动方式取得良好旳涂 膜外观,部分特殊旳助剂同步能提供滑爽、增硬、抗划伤、防 粘连旳效果.
* 主要品种有: 有机硅系流平剂:聚醚改性、聚酯改性…. 丙烯酸酯流平剂:氟改性丙烯酸酯流平剂 纯丙烯酸酯流平剂 其他类型流平剂:高沸点溶剂
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3、消泡剂 *分为抑泡剂和破泡剂。抑泡剂主要是控制泡沫旳产生并将产
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4、硝基纤维素
*硝基漆:主要成膜物是以硝化棉为主,配合醇酸树脂、 改性松香树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂等软硬树脂共同 构成。
*优点:是装饰作用很好,施工简便,干燥迅速,对涂装环 境旳要求不高,具有很好旳硬度和亮度,不易出现漆膜 弊病,修补轻易。
*缺陷是固含量较低,需要较多旳施工道数才干到达很好旳 效果;耐久性不太好,尤其是内用硝基漆,其保光保色 性不好,使用时间稍长就轻易出现诸如失光、开裂、变 色等弊病;漆膜保护作用不好,不耐有机溶剂、不耐热、 不耐腐蚀。
*用途:不饱和聚酯漆主要用于家具、木制地板、金属防腐 等方面。
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9、乙烯树脂、橡胶树脂 *品种:涉及氯醋共聚树脂、聚乙烯醇缩丁醛、
偏氯乙烯、过氯乙烯、氯磺化聚乙烯漆、氯化 橡胶等品种。
*优点:主要是耐候、耐化学腐蚀、耐水、绝 缘、防霉、柔韧性佳。
*缺陷:主要体现在耐热性一般、不易制成高 固体涂料、机械性能一般,装饰性能差等方面。
*用途:硝基漆主要用于木器及家具旳涂装、家庭装修、一 般装饰涂装、金属涂装、一般水泥涂装等方面。
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5、环氧树脂 *种类:环氧漆旳主要品种是双组分涂料,由环氧树脂和
固化剂构成。 *优点:是对水泥、金属等无机材料旳附着力很强;涂料本
身非常耐腐蚀;机械性能优良,耐磨,耐冲击;可制成 无溶剂或高固体份涂料;耐有机溶剂,耐热,耐水;涂 膜无毒。 *缺陷:是耐候性不好,日光照射久了有可能出现粉化现象, 因而只能用于底漆或内用漆;装饰性较差,光泽不易保 持;对施工环境要求较高,低温下涂膜固化缓慢,效果 不好;许多品种需要高温固化,涂装设备旳投入较大。
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涂料培训课件标题:涂料培训课件一、引言涂料作为现代工业和日常生活中不可或缺的材料,具有防腐、保护和美观等多种功能。
本课件旨在为涂料行业从业者、技术人员及对涂料有兴趣的人员提供系统、全面的涂料知识培训,帮助大家了解涂料的基本概念、分类、组成、性能、应用及发展趋势,从而提高涂料行业整体水平。
二、涂料的基本概念1. 涂料的定义涂料是一种涂覆于固体表面,形成连续、均匀、坚韧保护膜的液态或粉末状物质。
涂料主要由成膜物质、颜料、填料、助剂和溶剂(或水)组成。
2. 涂料的作用涂料具有防腐、保护、装饰、标识、隔热、导电、绝缘、防滑、防火等功能。
三、涂料的分类1. 按照成膜物质分类(1)油脂类涂料:以干性油、半干性油、不干性油等为主要成膜物质。
(2)树脂类涂料:以天然树脂、合成树脂等为主要成膜物质。
(3)橡胶类涂料:以天然橡胶、合成橡胶等为主要成膜物质。
2. 按照分散介质分类(1)溶剂型涂料:以有机溶剂为分散介质。
(2)水性涂料:以水为分散介质。
(3)粉末涂料:不含溶剂,直接以粉末形式应用。
3. 按照干燥方式分类(1)氧化干燥涂料:通过空气中的氧气与涂料中的不饱和键发生反应,实现干燥。
(2)热塑性涂料:通过加热使涂料中的树脂熔融流动,冷却固化。
(3)双组分涂料:由两个组分组成,分别储存,混合后通过化学反应实现干燥。
四、涂料的组成1. 成膜物质:是涂料中起主要作用的部分,决定了涂料的基本性能。
2. 颜料:用于改善涂料的颜色、遮盖力、耐候性等性能。
3. 填料:用于提高涂料的机械强度、耐磨性、耐热性等性能。
4. 助剂:用于改善涂料的生产、储存、施工、性能等各方面。
5. 溶剂(或水):用于调节涂料的粘度、干燥速度等性能。
五、涂料的性能1. 外观性能:包括颜色、光泽、透明度等。
2. 物理性能:包括硬度、附着力、柔韧性、耐磨性、耐冲击性等。
3. 化学性能:包括耐水、耐酸碱、耐溶剂、耐候性等。
4. 施工性能:包括施工方法、干燥速度、重涂间隔等。
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涂料基础知识一、涂料的发展史涂料的应用开始于史前时代,我国使用生漆和桐油作为涂料至少有4000年以上的历史,秦皇岛墓的兵马俑已使用了彩色的涂料,在马王堆出土的汉代文物中更有精美的漆器。
埃及也早已知道用阿拉伯胶、蛋白等来制备色漆,用于装饰。
11世纪欧洲开始用亚麻油制备油基清漆,17世纪含铅的油漆得到发展,而且在1762年的波士顿就开始了用石磨制漆,此后工业制漆得到较快的发展。
尽管涂料的应用与生产有漫长的历史,但它只能以一种技艺的形式相传,而不能进入科学的领域。
这种情况至今还影响着不少人对涂料的看法,认为涂料是靠经验传授的工艺。
另一方面,涂料所有原料主要是天然的油和树脂,因此被称为油漆。
自然,现在的涂料已不是旧时的模样了,它已进入了科学的时代,涂料第一次和科学的结合是20年代杜邦公司开始使用硝基纤维素作为喷漆,它的出现为汽车提供了快干、耐久和光泽好的涂料。
30年代W.H.Carothes以及其后他的助手P.J.lory对高分子化学和高分子物理的研究,为高分子科学的发展奠定了基础,也为现代涂料的发展奠定了基础,此后涂料工业便和高分子科学的发展结下不解之缘。
二、涂料化学的研究尽管高分子科学的发展是涂料科学最重要的基础,但单是高分子科学并不能使涂料成为一门独立的科学。
涂料不仅需要有聚合物,还需要各种无机和有机颜料以及各种助剂和溶剂的配合,藉以取得各种性能。
为了制备出稳定、合用的涂料及获得最佳的使用效果,还需要有胶体化学、流变学、光学等方面理论的指导。
因此,涂料科学是建立在高分子科学、有机化学、无机化学、胶体化学、表面化学和表面物理、流变学、力学、光学和颜色学等学科基础上的新学科,正因为涂料科学涉及如此多学科的理论,因此,长期以来不能发展成为一门学科。
当然,涂料并不是各种相关学科的简单并合,而是以它们为基础建立起具有本身特点的独立学科,包括涂料的成膜理论、表面结构与性能、涂布工艺及各种分析测试手段和理论,以及各种应用品种的有关理论。
自从80年代以来,能源、材料与环境已成为具有时代特征的三大课题。
使用涂料是保护材料的重要手段,也是对各种材料进行改性以赋予新性能的最简便的方法。
涂料中大量使用溶剂,它们是大气污染的重要来源,因此,发展低污染的涂料是环境保护的需要;另一方面,又由于有涂料的保护,从而减轻了材料的破坏所引起的环境污染;涂料更是美化环境的重要材料。
自然,涂料的使用也和能源有一定的关系。
现在,涂料已经和国民经济的发展,人民生活水平的提高,国家高科技和军事技术的发展有着密切的关系。
可以说涂料工业的水平是国家现代化标志之一。
三、涂料的功能1、最早的油漆主要用于装饰,并且经常和艺术品相联系。
现代涂料更是将这种作用发挥得淋漓尽致。
涂料将我们周围的世界,包括城市市容、家庭环境乃个人装点得五彩缤纷。
2、涂料的另一个重要功能是保护作用,它可保护材料免受或减轻各种损害和侵蚀。
金属的腐蚀是世界上的最大浪费之一,有机涂料的使用可将这种浪费大大地降低。
3、涂料的第三个作用是标志,特别是在交通道路上,通过涂料醒目的颜色可以制备各种标志牌和道路分离线,它们在黑夜里依然清晰明亮。
4、除此之外,涂料还可赋予物体一些特殊功能,例如,电子工业中使用的导电、导磁涂料;航空航天工业上的烧蚀涂料、温控涂料;军事上的伪装与隐形涂料等等,这些特殊功能涂料对于高技术的发展有着重要的作用。
四、涂料的基本组成及其作用一般涂料由三个组分组成,它们是成膜物、颜料和溶剂。
除三个主要组分外有时还加有各种添加剂。
成膜物也称粘结剂或基料,它是涂料中的连续相,也是最主要的成分,没有成膜物的表面涂覆物不能称之为涂料。
颜料一般是0.2—10μm的无机或有机粉末。
颜料主要起遮盖和赋色的作用。
溶剂通常为能溶解成膜物的易挥发有机液体,涂料在涂覆于表面后,溶剂应该基本上挥发尽,因此溶剂只是用来改善涂料的可涂布性,帮助成膜物/颜料混合物转移到被涂物表面上,而对最终的涂膜的性质没有重要的影响。
涂料的上述三个组分中溶剂和颜料有时可被除去,没有颜料的涂料被称为清漆,而含有颜料的涂料被称为色漆。
溶剂和成膜物相结合在制漆过程中又被称为漆料或载色剂。
没有溶剂的涂料称为无溶剂涂料。
除上述3个主要组分外,涂料中一般都加有添加剂,例如催干剂、抗沉降剂、防腐剂防结皮剂、流平剂等等。
五、膜的形成用涂料的目的在于在基材表面形成一层坚韧的薄膜。
一般说来,涂料首先是一种流动的液体,在涂布完成之后才形成固体薄膜,因此有一个玻璃化温度不断升高的过程。
成膜方式主要有下列几种。
1、溶剂挥发和热熔的成膜方式:一般聚合物只在较高的分子量下才表现出较好的物理性质,但分子量高,玻璃化温度也高,为了使它们可以涂布,必须用足够的溶剂将体系的玻璃化温度降低,使T—Tg的数值大到足够使溶液可以流动和涂布。
当溶液在室温下接近0.1Pa·s左右时,可以用于喷涂。
在涂布以后溶剂挥发,于是形成固体薄膜,这便是一般可塑性涂料的成膜形式。
为了使漆膜平整光滑,需要选择好溶剂。
如果溶剂挥发太快,浓度很快升高,表面的涂料可因粘度过高失去流动性,结果漆膜不平整;另外,挥发太快,由于溶剂蒸发时失热过多,表面温度有可能降至零点,会使水凝结在膜中,导致漆膜失去透明性而发白或使漆膜强度下降;溶剂不同会影响漆膜中聚合物分子的形态。
如前所述,在不良溶剂中的聚合物分子是卷曲成团的,而在良溶剂中的聚合物分子则是舒展松弛的。
溶剂不同,最后形成的漆膜的微观结构也有很大差异,前者分子之间较少缠绕而后者是紧密缠绕的,前者往往有高得多的强度。
这种成膜方式可以用罐头内壁氯乙烯漆来说明,将聚氯乙烯溶于丁酮和甲苯混合溶剂中,使所得聚氯乙烯溶液25℃时粘度达到0.1Pa·s左右。
涂布以后溶剂逐渐挥发,Tg不断上升。
三天以后,Tg可达室温左右,即T-Tg=0,这意味着自由体积已达最低,不能充分提供分子运动的孔穴,溶剂不易再从膜内逸出,但此时大约还有3-4%的溶剂束缚在膜内,这些溶剂必须在180℃加热(亦即增加T-Tg数值)2min以上才能被除去。
为了使聚合物成膜,除了加溶剂降低体系的Tg 外,也可用升高温度的办法来增加T-Tg(即增加自由体积),使聚合物达到可流动的程度,亦即加热使聚合物熔融。
流动的聚合物在基材表面成膜后予以冷却,便可得到固体漆膜,这也是热塑性涂料成膜的另一种形式,即热熔成膜,例如涂在牛奶纸瓶上的聚乙烯就是用这种方法成膜的。
粉末涂料也是热熔成膜的:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯等可塑性聚合物都可被粉碎成粉末,然后用静电或热的办法将其附在基材表面上,并被加热至熔融温度以上,熔融的聚合物粘流体流平后,冷却即得固体漆膜。
粉末涂料中主要是热固性粉碎末涂料,它在加热熔融成膜过程中还伴有交联反应,有关粉末涂料的内容以后还要讨论。
2、化学成膜方式分子量的聚合物涂覆在基材表面以后,在加温或其它条件下,分子间发生反应而使分子量进一步增加或发生交联而成坚韧的薄膜的过程。
这种成膜方式是热固性涂料包括光敏涂料、粉末涂料、电泳漆等的共同成膜方式。
其中如干性油和醇酸树脂通过和氧气的作用成膜,氨基树酯与含羟基的醇酸树脂、聚酯和丙烯酸树脂通过醚交换反应成膜,环氧树酯与多元胺交联成膜,多异氰酸酯与含羟基低聚物间反应生成聚氨酯成膜以及光敏涂料通过自由基聚合或阳离子聚合成膜等等,这些内容将在以后逐个讨论。
需要指出的是在发生化学反应之前或同时,一般也包含一个溶剂的挥发过程。
3、乳胶的成膜在讨论乳胶成膜之前要明确区分一下乳胶与乳液之不同:乳胶是固体微粒分散在连续相水中,而乳液则是液体分散在水中。
一般乳胶是通过乳液聚合剂制备的。
乳胶的特点是其粘度和聚合物的分子量无关,因此当固含量高达50%以上时,即使分子量很高也有较低的粘度。
乳胶在涂布以后,随着水分的蒸发,胶粒互相靠近,最后可形成透明的、坚韧的、连续的薄膜,但是也有的乳胶干燥后只得到粉末而得不到坚韧的薄膜。
乳胶是否能成膜和乳胶本身的性质特别是它的玻璃化温度有关,也和干燥的条件有关。
由于乳胶在涂料和其它方面用途极广,而且大都需要乳胶成膜,因此了解乳胶成膜机理是非常重要的。
乳胶成膜的过程比较复杂,目前的看法也不甚相同,这里仅作简单介绍。
乳胶在涂布以后,乳胶粒子仍可以以布朗运动形式自由运动,当水分蒸发时,它们运动逐渐受到限制,最终达到乳胶粒子相互靠近成紧密的堆积。
由于乳胶粒子表面的双电层的保护,乳胶中的聚合物之间不能直接接触,但此时乳胶粒子之间可形成曲率半径很小的空隙,相当于很小的“毛细管”,毛细管中为水所充满。
由水的表面张力引起的毛细管力可对乳胶粒子施加很大的压力,其压力(P)的大小可由Laplace公式估计:P=η(1/r1+1/r2)式中η为表面张力(或界面张力),r1和r2分别为曲面的主曲率半径。
水分再进一步挥发,表面压力随之不断增加最终导致克服双电层的阻力,使乳胶内的聚合物间直接接触。
聚合物间的接触又形成了聚合物-水的界面,界面张力引起新的压力,此种压力大小也各曲率半径有关,同样可用Laplace公式计算。
毛细管力加上聚合物和水的界面张力互相补充,这个综合的力可使聚合物粒子变形并导致膜的形成。
压力的大小和粒子的大小相关,粒子越小,压力愈大。
上述讨论只说明了促使乳胶成膜的力的来源,乳胶粒子在此种力的作用下是否能成膜还决定于乳胶粒子本身的性质。
如果乳胶粒子是刚性的,具有很高的玻璃化温度,即使再大的压力,它们也不会变形,更不能互相融合。
粒子间的融合需要聚合物分子的相互扩散,而这便要求乳胶粒子的玻璃化温度较低,使其有较大的自由体积供分子运动。
扩散融合作用又称自粘合作用,通过这种作用最终可使粒子融合成均匀的薄膜,并将不相溶的乳化剂排除表面。
因此,一方面,乳胶是否成膜取决于由表面(或界面)张力引起的压力,而这种力是和粒子大小相关的;另一方面,又要求粒子本身有较大的自由体积,如果成膜时的温度为T,乳胶粒子的玻璃化温度为Tg,T-Tg必须足够大,否则不能成膜。
例如聚氯乙烯乳胶在室温下便不能成膜。
为使其成膜,必须加热至某一温度,此温度称最低成膜温度;也可在乳胶中加增塑剂,使乳胶的Tg降低,这样可将“最低成膜温度”降至室温。
在涂料中往往是加一些可挥发的增塑剂(溶剂)来降低最低成膜温度,此种可挥发的增塑剂又称助成膜剂,它们在乳胶成膜后可挥发掉,使薄膜恢复到较高的Tg。
六、涂料中的流变学与表面化学在涂料的涂布及成膜过程中出现的问题很多都是流变学与表面化学的基本问题。
因此有必要结合涂料的特点来予以介绍。
1、涂料中的流变学问题流变学是研究流动和变形的科学。
涂料的制备和应用与流变学关系很大。
流变学的内容很广,流动现象非常之复杂,分析它需要复杂的数学。
我们这里只简要介绍和涂料有关的内容。
流体的类型—粘度的定义与牛顿型流体:所谓粘度就是抗拒液体流动的一种量度。