精细化学品化学第五章涂料

CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7C
OOH
十八碳三烯羧酸
脂肪酸中所含双键的数目和位置不同，其性 能差异很大。各种不同的油在于它们结合有不 同类型的脂肪酸。即使同一种油，由于产地不 同，气候不同，组成也不同。
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•建筑用涂料
不饱和性天然油（干性油：亚麻油、桐油、鱼 油等）含不饱和双键，利用空气中氧使其氧化， 使其聚合：
无溶剂型等。
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•5.3 涂料分类
5、按施工顺序分：面漆和底漆。底漆又分为封闭底漆、腻子或填孔 剂、头道底漆、二道底漆。
封闭底漆（sealer）：用于封闭底材的小孔，防止涂层与底材间 物质的渗透，避免多孔材质吸收液体漆料，使颜料体积浓度升高。
腻子或填孔剂：用于填平和嵌补被涂物表面的凹孔及较深的不平 处，使物体在涂下一道漆时有一个平整的表面。
术漆；20-29代表轻工用漆；30-39代表绝缘漆； 40-49 代 表 船 舶 用 漆 ； 50-59 代 表 防 腐 蚀 漆 ； 60-79代表特种漆；80-99代表其它类型用漆。
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•5.4 涂料的命名（GB-2705-81）
如果涂料中含有多种成膜物质，可选取起主要作用的一 种成膜物质命名。例如，若涂料中的松香改性酚醛树脂 占树脂总重量的50%或更高，称为酚醛树脂漆类；或松 香改性酚醛树脂的含量低于50%，则称天然树脂漆类。 必要时也可选取两种成膜物质命名，其占主要地位的列 在前面，如环氧硝基磁漆。
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•建筑用涂料
上述反应可自发进行，但速度很慢，作为涂料使用，成 膜过程需几天，其中最慢的一步便是过氧化物的分解。 为了使这一反应过程加快，需要加入催化剂。 1、催干剂：干性油中的催化剂又称催干剂。加入催干 剂后可使漆膜在一天内干燥。催干剂又分为主催干剂(又 称表干剂，主要是钴盐、锰盐等，含量占油重的 0.005—0.2%)；和助催干剂（又称透干剂，主要是铅、 锆、钙、锌、钡盐等，含量占油重的0.6%）。 2、主催干剂与ROOH组成氧化还原体系，使ROOH分 解活化能降低。 同时钴盐还可以影响油的吸氧和过氧化氢物的生成。
涂料在物体表面涂覆后，其挥发组分逐渐挥发 掉，留下不挥发组分干后成膜，所以不挥发组 分称为成膜物质，也称固体分。
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•表5-1 涂料的组成
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•5.2 涂料组成
主要成膜物质可以单独成膜，也可以与粘结颜料等次 要成膜物质共同成膜，它是涂料组成的基础，简称基 料。
标志作用（交通标志、路标、广告、化学品容器标 识）： 目前，应用涂料的色彩作为标志在国际上已经逐渐 标准化。在交通道路上，通过涂料各种醒目的颜色 制备多种标志牌（如警告、危险、停止、前进等信 号）和道路分离线，在黑夜里依然清晰明亮。在工 厂中各种管道、设备、槽车、容器常用不同颜色的 涂料来区分其作用和所装物的性质（危险品等级等 等）。在电子工业上的各种器件也常用涂料的颜色 来辨别其性能。
向低公害、高性能方向发展。 水性涂料和固体组成的粉末涂料及辐射固化 涂料
保护性、装饰性、功能性→精细化发展
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•5.6 涂料的粘结力和内聚力
粘结力：向外的力； 内聚力：向内的力
低极性、高内聚力的物质（如聚乙烯）有很 好的机械性能，但粘结力很差。
低内聚物质有低度薄膜强度及薄膜完整性。 如压敏粘合剂。
涂料组份间的反应使其交联固化 涂料在贮存期间必须保持化学上的稳定，要求固化反应发生在 涂料施工以后进行。为了达到这个目的，可以分两种情况。见 表5-6。
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•表5-6 涂料组分间的反应过程分类
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•5.8 涂料配方的基本知识
配方设计的内容： 在涂料制造过程中，首先要正确选择合适的
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•5.3 涂料分类
涂料的分类方法有很多种，例如 1、按是否有颜色分：清漆、色漆； 2、按用途分类：建筑、车辆、船舶、家具、标志、绝缘、
塑料、纸张、油墨、导电、防火、杀虫等； 3、按施工方法分：刷用、喷漆、烘漆、电泳漆等； 4、按形态分：溶剂型、水溶型、乳胶、粉末、高固体分、
如红醇酸磁漆、白硝基外用磁漆、锌黄酚醛防锈漆
等。
涂料型号：
醇酸树脂 磁漆 序号
成膜物质＋基本名称＋序号 ，如 C04-2
辅助材料型号：
第一部分为种类（表7-4）P241，第二部分为序号
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•表5-3 涂料的基本名称与代号
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•表5-3 涂料的基本名称与代号 注：00-13代表涂料的基本品种；14-19代表美
对某些专门用途和特性的产品，必要时可以在成膜物质 后面加入说明。例如醇酸导电磁漆、白硝基外用磁漆等。
对于试制产品暂不命名，待正式投入生产后，应报有关 单位命名。
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•表5-4 涂料的型号与名称举例
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•5.5 涂料的发展状况
世界总产量2000万吨，其中美、日、俄、得英 和法国占65%，量已基本饱和。
•建筑用涂料
其中的脂肪酸大多是18碳羧酸，主要有： 硬脂酸 CH3(CH2)16COOH
十八碳羧酸 油酸 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
十八碳单烯羧酸 亚油酸
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 十八碳双烯羧酸
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•建筑用涂料
亚麻酸
具有高度向内的力的物质就不具有更多的粘 合力。
膜的收缩，可能会引起膜的剥离破坏。
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•5.7 涂膜的固化机理
物理机理干燥： 涂料中的液体蒸发而得到干硬涂膜。在干燥过程中，高聚 物不发生化学反应。
涂料与空气中的氧反应： 氧与干性植物油或其它不饱和化合物交联固化，产生游离 基引起聚合反应，水份也能和异氰酸酯发生聚合反应。
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•5.9 按用途分类早期使用的涂料
1、建筑用涂料： 动植物油现在仍然是涂料中最重要的原料
之一，其中干性油（如桐油和亚麻油）是历史 上最早作为涂料的天然产物。
动植物油一般是甘油的三 脂肪酸酯，其结构表示如 下：
•CH2OCOR1 •CHOCOR2 •CH2OCOR3
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色漆(包括磁漆、调和漆和底漆在内)：是加入适量的颜料和体质 颜料的不透明体。
罩光清漆：就是没有颜料和体质颜料的透明体； 腻子：是加入大量体质颜料的不透明体； 无溶剂涂料：由低粘度的液体树脂作基料、不加入挥发稀释剂的
涂料； 粉末涂料：基料Hale Waihona Puke Baidu粉状而又不加入溶剂的涂料； 水性涂料：水作稀释剂的涂料。 高固体分涂料：溶剂含量低的涂料。
头道底漆：直接涂在底材（或经过嵌填的表面）的涂料，它可以 增加面漆对底材的粘附力，提供适当弹性。
二道底漆（中间涂层）：二道底漆的颜料组分含量很高，容易用 砂纸打磨，可增加涂膜厚度，为施工提供光滑平整的表面。
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•5.3 涂料分类
6、按成膜物质分类：以上分类方法不能反映不同 品种涂料的基本差别。目前，我国采用以成膜物质 为基础的分类方法。若主要成膜物质由两种以上树 脂组成，则以在成膜物质中其决定作用的一种树脂 为分类依据。共分18大类，其中最后一类为辅助材 料；每一大类有一字母为代号 。涂料分类见表7-2。 P240
溶剂和稀释剂。 (3)决定是否需要加入其它助剂，需要什么样
的助剂。
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•5.8 涂料配方的基本知识
几点说明：
(1) 当前，涂料工业已得到极大的发展，据不完全统计，现有涂料 品种已逾万种，而新的涂料品种还在不断涌现与开发之中，要逐 一讨论所有的涂料配方是不可能的，主要是掌握配方设计的基本 原理。 (2)由于底材的使用环境不同，故对涂膜的性能也提出种种不同的 要求（如防锈要求、耐酸耐碱要求、装饰要求等）。而涂料配方 中各组分的用量及其相对比例又对涂料的使用性能（如流平性、 干燥性等）和涂膜性能（如光泽、硬度等）产生极大影响。所以， 建立一个符合使用要求的涂料配方是一个复杂的课题。根据一些 基本知识、原理所设计的配方，还需进行必要的实验，才能找出 真正符合使用要求的涂料配方。
次要成膜物质即填料和颜料，是色漆的重要组成部分， 它不能离开主要成膜物质而单独成膜。
辅助成膜物质也不能单独成膜，它用来提高与改善涂 料的施工性能与成膜性能，故称其为助剂。
挥发组分为稀释剂，其作用是将成膜物质调成液体状， 方便施工。
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•5.2 涂料组成
表中组成是对一般色漆而言，由于涂料的品种不同，有些组分可 以省略。
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•表5-2 涂料分类表
17类例如：聚酰亚胺树脂、无机高分子材料等。 18类例如：稀释剂、防潮剂、催干剂、脱漆剂、固化剂。
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•5.4 涂料的命名（GB-2705-81）
命名原则：
涂料全名＝颜色或颜料名称＋成膜物质名称＋基本
名称；涂料的基本名称与代号见表7-3。 P241
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•5.1 涂料的作用
装饰作用（色彩、光泽、模样、平整性、立体感、舒 适感）： 涂料将世界装扮得五彩缤纷。房屋、家具、日常用品 涂上涂料使人感到美观舒适，焕然一新。各种交通工 具、道路栏杆、城市雕塑等等通过涂料的装饰令人感 到赏心悦目，美化了生活。
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•5.1 涂料的作用
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•建筑用涂料
3、助催干剂本身不是反应催化剂，但可增加主催干剂 的效率，并可使漆膜表里干燥均匀，消除起皱和使主 催干剂稳定。
4、催干剂一般采用Co—Pb—Mn体系，但在美国因为 铅盐的毒性被禁止使用（法律规定漆膜中铅不得超过 0.06%），因此用锆代替铅。催干体系中有时加入一 定量的钙盐或铁盐。
～CH=CH-CH=CH～ ＋O2→ ～CH-CH=CH-CH～ → ～CH-CH=CH-C*H～
O
O
OO*
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•建筑用涂料
C-C交联
～CH-CH=CH-C*H～ ＋ ～CH＝CH—CH＝CH～→ OO*
～CH-CH=CH-CH～ ～CH-CH=CH-CH～ ～CH-CH=CH-CH～
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•5.1 涂料的作用
其它作用： 涂料可用于纸张、衣料、塑料薄膜、皮革等上面， 使它们能抗水和抗油，以及赋予服装抗皱等性能。
涂料的应用十分广泛，因此涂料的品种繁多，必 须使生产性能和规格满足各种不同使用性能的要 求。
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•5.2 涂料组成
涂料一般由不挥发组分和挥发组分两部分组成， 涂料的组成见表5-1。P240
组分，使每种组分本身的性能均能满足涂料的 使用要求，然后要拟定各组分的相对比例，这 就是配方设计的内容。
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•5.8 涂料配方的基本知识
配方设计的步骤： 着手进行配方设计时，一般将采取三个步骤： (1)先根据涂料的使用要求选定基料树脂和颜
料。 (2)根据施工要求和已选定的基料树脂来确定
精细化学品化学-第五章 涂料
2020/11/30
精细化学品化学第五章涂料
•5.1 涂料的作用
保护作用（耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐药品、防污、防湿、防 腐） ： 涂料可以保护材料（金属、木材等）免受或减轻各种损害和侵 蚀。例如：金属的腐蚀是世界上最大的浪费之一，有机涂料的 使用可将这种浪费大大地降低。各种汽车、机器及钢铁桥梁的 涂覆保护不仅保证其使用性能良好，而且延长了使用寿命。一 个机器在恶劣的环境中很快就不能正常使用，良好的涂覆保护 能够使其长期正常工作。一座钢铁结构桥梁不用涂料只有几年 寿命，如果用涂料保护并维修得当，可以有百年以上的寿命。 各种木制品，如果没有涂料保护，很快将被虫蛀、霉变、腐烂， 没有使用价值，而涂覆适当，则有几十到几百年的寿命。
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•5.1 涂料的作用
特殊功能(防声、防尘、防火、防虫、防霉、防腐、电 绝缘)： 涂料可以赋予物体一些特殊的功能。例如电子工业 中使用的导电（抗静电）、导磁涂料；航空航天工 业上的烧蚀涂料（导弹外壳的涂料在其进入大气层 时能消耗掉自身同时使摩擦生成的强热消散）、温 控涂料；军事上的伪装与隐形涂料（隐形飞机）等 等。高科技的发展对材料的要求愈来愈高，涂料是 最便宜最简便的改性方法，涂料科学对高科技的发 展具有重要作用。