精细化学品化学-第五章涂料课件.ppt

第五章,涂,料,?,定义：,一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上，经固,化形成连续性涂膜材料，通过它对物体进行保护、,装饰和其它特殊作用。,?,涂料与油漆：,很久以前，涂料都是用植物油和天然树脂加工而成，,所以通常叫做油漆。随着工业的发展，涂料品种已,不再含有油的成分。所以油漆的名称就显得不确切,了，而代之以涂料来称呼。,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。,?,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。,5.1,涂料的作用,?,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。,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。,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。,5.1,涂料的作用,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,?,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。,表,5-1,涂料的组成,涂料的组成,主要原料,主要成膜物,质,油料,桐油、亚麻仁油、；豆油、棉子油；椰子油等,树脂,天然树脂：松香、沥青、虫胶；,合成树脂：酚醛、醇酸、丙烯酸、过氯乙烯、环氧,、聚氨酯等,次要成膜物,质,颜料,无机：钛白、氧化锌、铬黄、铁蓝、铬绿、氧化铁,红、碳黑等,有机：甲苯胺红、酞菁蓝、耐晒黄等,防锈颜料：红丹、锌铬黄、偏硼酸钡,体质颜料,滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等,辅助成膜物,质,助剂,固化剂、防潮剂、催干剂、稳定剂、防霉剂、防污,剂、乳化剂等,挥发组分,稀释剂,苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、环己酮、丁,醇、乙醇等,?,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。,?,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。,5.2,涂料组成,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。,?,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：基料呈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。,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、,无溶剂型等。,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。,?,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。,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,。,P240,5.3,涂料分类,表,5-2,涂料分类表,序,号,代,号,涂料类别,序,号,代,号,涂料类别,序,号,代,号,涂料类别,1,Y,油脂漆,7,Q,硝基漆,13,H,环氧树脂漆,2,T,天然树脂漆,8,M,纤维素漆,14,S,聚氨酯漆,3,F,酚醛树脂漆,9,G,过氯乙烯漆,15,W,元素有机硅漆,4,L,沥青漆,10,X,乙烯树脂漆,16,J,橡胶漆,5,C,醇酸树脂漆,11,B,丙烯酸树脂漆,17,E,其它漆类,6,A,氨基树脂漆,12,Z,聚酯树脂漆,18,辅助材料,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。,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,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,表,5-3,涂料的基本名称与代号,代号,基本名称,代号,基本名称,代号,基本名称,00,清油,20,铅笔漆,52,防腐漆,01,清漆,22,木器漆,53,防锈漆,02,厚漆,23,罐头漆,54,耐油漆,/55,耐水漆,03,调和漆,30,（浸渍）绝缘漆,60,耐火漆,04,磁漆（面漆）,31,（覆盖）绝缘漆,61,耐热漆,05,粉末涂料,32,（绝缘）磁漆,62,示温漆,06,底漆,33,（粘合）绝缘漆,63,涂布漆,07,腻子,34,漆包线漆,64,可剥漆,08,水性涂料,35,硅钢片漆,66,感光涂料,09,大漆,36,电容器漆,67,隔热涂料,11,电泳漆,37,电阻漆、电位器漆,80,地板漆,12,乳胶漆,38,半导体漆,81,鱼网漆,13,其它水溶性漆,40,防污漆、电阻漆,82,锅炉漆,14,透明漆,41,水线漆,83,烟囱漆,15,斑纹漆,42,甲板漆、甲板防滑漆,84,黑板漆,16,锤纹漆,43,船壳漆,85,调色漆,17,皱纹漆,44,船底漆,86,标志漆,18,裂纹漆,50,耐酸漆,98,胶液,19,晶纹漆,51,耐碱漆,99,其它,?,注：,00-13,代表涂料的基本品种；,14-19,代表美,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。,表,5-3,涂料的基本名称与代号,?,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。,?,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。,5.4,涂料的命名（,GB-2705-81,）,表,5-4,涂料的型号与名称举例,型号,名称,型号,名称,Q01-17,硝基清漆,Q04-36,C04-2,白（红）醇酸磁,漆,H52-98,Y53-31,红丹油性防锈漆,H36-51,A04-81,黑氨基无光烘干,磁漆,G64-1,A04-18,铝粉氨基烘干磁,漆,Z30-12,5.5,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。,?,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,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。,?,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。,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。,?,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,。,表,5-6,涂料组分间的反应过程分类,组分间可,以直接反,应,分罐包装，在使用时现用现配，有配,比要求。在施工时比较麻烦且涂膜质,量与施工人员素质有关。,例如聚氨酯涂料,将两种组分充分稀释，使其相互间的,反应进行的十分缓慢，而当涂料施工,后，溶剂挥发使反应性组分的浓度提,高，反应可很快进行。这种涂料的贮,存期不长。,组分间不,能在常温,下直接反,应,组分间可在高温或辐射下反应。,例如以氨基树脂交联,的热固性醇酸树脂、,聚酯、丙烯酸涂料等。,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,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。,?,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,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。,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。,5.8,涂料配方的基本知识,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：,CH,2,OCOR,1,CHOCOR,2,CH,2,OCOR,3,?,其中的脂肪酸大多是,18,碳羧酸，主要有：,硬脂酸,CH,3,(CH,2,),16,COOH,十八碳羧酸,油酸,CH,3,(CH,2,),7,CH=CH(CH,2,),7,COOH,十八碳单烯羧酸,亚油酸,CH,3,(CH,2,),4,CH=CHCH,2,CH=CH(CH,2,),7,COOH,十八碳双烯羧酸,建筑用涂料,?,亚麻酸,CH,3,CH,2,CH=CHCH,2,CH=CHCH,2,CH=CH(CH,2,),7,C,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。,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：,CH=CH-CH=CH,O,2,CH-CH=CH-CH,CH-CH=CH-C*H,O,O,OO*,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,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。,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。,建筑用涂料,干性油与不干性油,?,干性油一般含,6,个双键，如桐油、亚麻油、锌,油等，含,4-5,个双键的油如豆油、葵花油等成,为半干性油，含四个以下双键如蓖麻油成为不,干性油。,?,干性油在空气中氧化成膜，半干性油氧化成膜,性能次之，不干性油不能氧化成膜。,建筑用涂料,碘值,?,脂肪酸中双键能与碘定量加成：,CH,2,=CH,2,+I,2,CH,2,I,CH,2,I,碘值,140,称为干性油；,碘值,125,140,称为半干性油；,碘值,125,称为不干性油；,建筑用涂料,亚麻仁油,?,组成：,饱和脂肪酸,7-11%,，油酸,15-22%,，亚油酸,18-26%,，,次亚油酸,49-50%,。,?,特点：,内聚力及粘合力比较适中；,有一定弹性和伸缩性；,多孔性：透气；,流变性好：易于施工；,抗腐蚀性、耐候性差。,建筑用涂料,油性涂料,?,干性油虽可单独成膜，但因分子量低，干燥速度和涂膜,性能均不能满足要求，故不能直接作为涂料使用。,?,聚合油：干性油要炼制后使用，炼制过程是油脂的聚合,过程，干性油炼制后称聚合油。干性油的炼制方法有两,种，一种是,140,150,下通入空气泡，使油脂氧化聚,合，得到聚合物称为吹制油或厚油。另一种是排除空气，,非共轭干性油在,300,320,，共轭油在,225,240,，,使油脂热聚合，得到聚合物称为定油或热炼厚油。,建筑用涂料,?,清油：在聚合油中加入催干剂后称为清油。可直接,用于涂覆木器表面，主要用于配制厚漆或铅油。,?,油性厚漆或铅油：清油中加入颜料研磨成浆状。油,性厚油使用时还要用清油调释。,?,油性调和漆：油性厚漆与清油调制得当的涂料，可,直接使用。,?,油基树脂漆：在干性油中加入各种树脂后得到的油,漆。油脂与树脂可冷拼，亦可热炼（熬炼）。多数,情况下熬炼。油基树脂漆比纯油基漆缩短干燥时间，,改善涂膜的光泽和硬度。,建筑用涂料,?,清漆：透明的油基树脂漆。,?,漆料：油脂与树脂拼合后未加催化剂时称为漆料。,?,油基树脂漆中由于加入了树脂，需要加入一些溶剂,降低粘度。但因树脂分子量都较低，所以溶剂量不,多，可以说是一种高固体分涂料。,?,油基漆中不加入溶剂，可以说是一种无溶剂涂料。,建筑用涂料,?,抗大气污染腐蚀；,?,抗摩擦撞击；,?,抗微生物；,?,涂布：,基质处理，底漆，面漆（添加防腐蚀颜料）,金属用涂料,5.10,按成膜物质分类的涂料,P250,1,、醇酸树脂涂料,?,醇酸树脂是最重要的涂料用树脂，是由多元醇、多,元酸和一元酸缩聚而成的线性树脂。醇酸树脂自,1927,年发明以来，使涂料工业开始了新纪元，涂料,工业从此摆脱了以干性油与天然树脂并合熬炼制漆,的传统旧法。,?,由多元醇和多元酸缩聚而不用一元酸（植物油）改,性的树脂称为聚酯树脂，也称无油醇酸树脂。多元,酸中含部分不饱和单元的聚酯叫不饱和聚酯。二者,均属醇酸树脂的重要品种。,由一元酸、多元醇和多元酸聚合而成的线性树脂。,?,一元酸：桐油、锌油、亚麻仁油等水解得一元脂肪酸,RCOOH,。,?,多元醇：甘油，季戊四醇；,?,多元酸，主要是邻苯二甲酸酐。,一元酸的作用：终止缩聚分子链的增长，限制树脂的分,子量，从而改善多元醇和多元酸缩聚而得到的纯醇酸,树脂的不熔不溶性，使其能作为涂料使用。,醇酸树脂涂料,醇酸树脂结构（甘油：苯酐：脂肪酸,3,：,3,：,1,）,?,以多元醇和多元酸的酯为主链、以脂肪酸（或其它一,元酸）为侧链构成。分子中具有酯基、羧基、羟基和,脂肪酸的双键。,醇酸树脂特点,?,干燥后形成网状结构，不易老化，耐候性好；,?,漆膜柔韧坚牢，耐摩擦；,?,抗矿物油、抗醇类溶剂性好；,?,干结膜快，但完全干燥的时间长；,?,耐水性差；,?,属脂肪酸衍生物范围，对防湿热、防霉和盐雾等三方,面仍有一些问题。,醇酸树脂分类,1,、按油品种不同分类,（,1,）干性油醇酸树脂：由干性油、半干性油为主改性制得的醇酸树脂，,碘值大于,125,。优点：干燥快、硬度大、光泽好。缺点：易变色。,（,2,）不干性油醇酸树脂：由不干性油为主改性制得的醇酸树脂，碘值,小于,125,。不能在室温下固化成膜，需与其它树脂经加热发生交联,反应才能固化成膜。其主要用途是与氨基树脂拼用，制成各种氨基,醇酸漆，具有良好的保光、保色性，用于电冰箱、汽车、自行车、,机械电器设备，性能优异；其次可在硝基漆和过氯乙烯漆中作增韧,剂以提高附着力与耐侯性；醇酸树脂加入硝基漆中，还可起到增加,光泽，漆膜饱满，防止漆膜收缩等作用。,2,、按油含量不同分类：根据醇酸树脂中油脂含量多少或,苯二甲酸酐含量多少分类，见表,5,7,。,表,5,7,醇酸树脂按油含量不同分类,醇酸树脂名称,油度,苯二甲酸酐含量,短油度醇酸树脂,35,45%,35%,以上,中油度醇酸树脂,46,60%,30,34%,长油度醇酸树脂,60,70%,20,30%,超长油度醇酸树脂,70%,以上,20%,以下,醇酸树脂分类,油度的定义：醇酸树脂组分中油所占的百分含量称为油,度（,OL,）：,油的用量,OL,（,%,）,=,100%,树脂理论产量,油的用量,=,100%,多元醇,+,多元酸,+,油量,-,酯化反应水,油度,P251,?,醇酸树脂的性能主要决定于所用油类与油度。不同,油度的醇酸树脂涂料，一般地说，油度越高，涂膜,表现出油的特性越多，比较柔韧耐久，漆膜富有弹,性，适用于涂装室外用品，长中油度树脂溶于脂肪,烃、芳香烃和松节油中。油度越短，涂膜表现出树,脂的特性越多，比较硬而脆，光泽、保色、抗磨擦,性能较好，易打磨，但不耐久，适用于室内用品的,涂装。,醇酸树脂分类,?,短油度醇酸树脂：烘干干燥快，可用作烘漆，硬度、光泽、保色、,抗摩擦性能好，用于汽车、玩具、机器部件等方面作面漆。,?,中油度醇酸树脂：是最主要的品种，可以刷涂或喷涂，干燥很快，,有极好的光泽、耐侯性、弹性，用于自干或烘干磁漆、底漆、金,属装饰漆，建筑用漆，车辆用漆，家具用漆等。,?,长油度醇酸树脂：漆膜富有弹性，有良好的光泽，保光性和耐侯,性好。硬度、韧性和抗摩擦性能不够好，这种漆具有良好的刷涂,性，用于钢铁结构的涂料和户室内外建筑用漆。,?,超长油度醇酸树脂：其干燥速度慢，易刷涂，一般用于油墨及调,色基料。,醇酸树脂分类,醇酸树脂制备,?,醇酸树脂是由多元醇和多元酸及脂肪酸通过酯化反,应及缩聚而制得的合成树脂。,?,直接使用脂肪酸为原料合成醇酸树脂的方法称脂肪,酸法。直接用植物油为原料的合成方法先经醇解反,应，然后再酯化聚合，称醇解法。,醇酸树脂制备,?,脂肪酸法：所用原料是从植物油中制得的脂肪酸或合成脂肪酸，制,备时，将脂肪酸、多元醇、多元酸一起投入反应釜中加热酯化，可,获得均相的醇酸树脂。该法优点：生产工时短，和醇解法比，树脂,分子量分布窄，并且分布均匀，其分子側链排列也比较规整，对称,性增加，同样反应程度下，树脂粘度小，因而涂膜耐久性提高。缺,点：用油制备脂肪酸，增加工序，提高成本。,?,醇解法：直接用植物油作原料合成醇酸树脂，可以降低成本。油、,甘油、苯二甲酸酐直接混合加热，分层，而且甘油和苯二甲酸酐易,反应生成凝胶，油仍然浮在上面，不能很好地参加反应。所以一般,将油与甘油先进行醇解，生成甘油的不完全脂肪酸酯，再与苯二甲,酸酐反应，形成均相系统进行酯化反应，得到醇酸树脂。,几点解释：,（,1,）醇解是醇解法的关键步骤，决定醇酸树脂的分子量分布与结构，,醇解作用的目的是制成甘油的不完全脂肪酸酯，特别重要的是甘油,一酸酯。,（,2,）采用精制油和碱性催化剂可使醇解易于进行，催化剂常用,PbO,，,LiOH,，,CaO,等，用量占油量的万分之,2,10,。,（,3,）甘油一酸酯在醇解平衡体系中的含量标志醇解反应的深度，至少,占,25%,左右才可得到透明均一的醇酸树脂溶液。甘油一酸酯含量高，,不仅醇酸树脂的透明度好，而且分子量分布窄，涂膜耐水性好，硬,度提高。催化剂能加快醇解平衡时间，但不能改变醇解深度。,醇酸树脂制备,(4,）影响醇解深度的因素：见表,5,8,。,（一般醇解产物中甘油一酸酯含量在,50,65%,。）,表,5,8,影响醇解深度的因素,影响因素,影响结果,反应温度,有催化剂存在下，一般在,200,250之间进行醇解反应，其,它条件不变，温度升高反应加快，醇解深度增加，但树脂颜,色深。,反应时间,其它条件不变，反应时间延长，甘油一酸酯含量增加，到达,反应平衡后保持一段时间，然后甘油一酸酯含量缓缓下降。,CO,2,气,如不通,CO,2,气，树脂颜色深，且因氧化作用使油的极性下降，,使多元醇与油的混溶性降低，醇解反应时间延长。,油中杂质,油未精制，所含蛋白质、瞵脂、游离酸影响催化作用，也影,响醇解深度。,油的不饱,和度,在相同条件下，油的不饱和度增加，醇解速度增快，深度增,加。,I,、溶解度法原理：油是非极性的，醇是极性的，油不溶于甲醇或乙,醇，随着醇解作用的进行，油逐渐转变为甘油一酸酯、甘油二酸,酯，极性增大，与醇类的混容度也随之增大，甘油一酸酯含量越,多，与醇类的混容度越大。,溶解度法方法：取,1ml,醇解物于试管中，在规定温度下（一般,为,25,）以一定浓度的乙醇（,85%,左右）或无水甲醇进行滴定，,至开始混浊作为终点。所用乙醇或甲醇的毫升数即为容忍度。在,实际工作中一般是取一定量甲醇与一份试样现场实验，若溶液澄,清则表示已达终点。或拿试样与液体苯酐混合，若能互溶，则表,示已达终点。对于不同的醇酸树脂品种，容忍度要求不同。油度,短，甘油多，容忍度大。反之，则小。,II,、电阻法原理：反应物料在醇解过程中电阻值逐渐下降到最低点，,然后达到平衡，指示出醇解终点。该法不需取样，适用性强，并,可用电脑控制。,（,5,）醇解终点的控制：分为溶解度法和电阻法。,3,、酯化聚合工艺：主要有熔融法和溶剂法两种。,?,熔融法是将反应物热炼，通惰性气体鼓泡把酯化聚合反应生成的,水带出液面，由反应器出口处排气装置带出，并经扑集器回收带,出的苯酐。由于固体苯酐易升华，易随气体带出反应器。优点：,设备简单，投资少。缺点：树脂颜色深，苯酐损失量大，难以按,预定的配方制得所要求醇酸树脂，性能不稳定。该法适合于制备,长油度醇酸树脂，因苯酐含量低，物料损失少，仍在应用。,?,溶剂法：用二甲苯与反应水形成共沸物蒸出的方法除去反应水。,优点：反应温度低，酯化速度快，减少苯酐损失，能按设计的配,方制得预定性能的醇酸树脂，树脂分子量分布比熔融法均匀，颜,色浅。该法适合于制备要求严格的配方，产品质量有保证。目前,生产醇酸树脂以溶剂法为主。,醇酸树脂制备,2,、丙烯酸树脂涂料,?,由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的共聚物制成,丙烯酸酯单体：,?,丙烯氧化：,CH,2,=CHCH,3,+3/2O,2,CH,2,=CHCOOH+H,2,O,酯化,R,1,R,1,CH,2,=CCOOH,R,2,OH,CH,2,=CCOOR,2,H,2,O,酯交换,CH,2,=CCOOR,2,R,3,OH,CH,2,=CCOOR,3,H,2,O,R,1,R,1,丙烯酸树脂涂料特点,?,原料由石化产品生产，价格低廉、资源丰富；,?,可与一定比例烯烃单体共聚，如丙烯腈，丙烯酰胺、,醋酸乙烯、苯乙烯等，制得多种品种。,?,色泽好，耐光，耐候性好，保光、保色，耐热性好。,?,可耐一般酸、碱、醇和油脂等。,?,可制成中性涂料，可调入铜粉、铝粉、使之具有金属,般色泽；,?,长期贮存不变质。,热塑性丙烯酸酯漆,P256,?,依靠溶剂挥发干燥成膜。,?,组成：,丙烯酸树脂，溶剂，增塑剂，颜料等,?,配方,?,性能（柔韧性、强度、耐腐蚀性、耐热性）不如热固,性丙烯酸酯。,热固性丙烯酸酯漆,?,溶剂挥发后，需要加热（烘烤），或与其他官能团反,应成膜。,?,加热（加催化剂），活性官能团之间交联，形成网状,结构；,?,加入交联剂发生固化。,?,漆膜丰满而硬、强度高、耐腐蚀、耐热。,3,、环氧树脂涂料,P257,?,既可作为粘合剂，也可作为涂料。,?,涂料工业消费量约占一半。,?,属于结构性涂料（网状结构）性能优良,?,附着力强；,?,耐化学腐蚀性好；,?,保色性强；,?,热稳定性好，电绝缘性高。,?,耐候性差、易粉化、涂膜丰满度不好。双包装，使用,不方便。,环氧树脂涂料的应用,P258,?,防腐涂料,?,舰船涂料,?,电气绝缘涂料,?,食品罐头内壁涂料,?,水性涂料,?,地下设施防护涂料,?,特种涂料,环氧树脂涂料的分类,P259,?,胺固化环氧树脂漆,多元胺固化环氧树脂漆,胺加成物固化环氧树脂漆,聚酰胺固化环氧树脂漆,?,合成树脂固化的环氧树脂漆,酚醛树脂固化的环氧树脂漆,氨基树脂固化的环氧树脂漆,环氧,-,氨基,-,醇酸漆,多异氰酸酯固化的环氧树脂漆,?,酯化型环氧树脂漆,4,、,聚氨酯涂料,?,含有异氰酸酯或其反应产物。其漆膜中含有氨酯,键,NH-COO-,，,它,是,由,羟,基,OH,和,异,氰,酸,酯,NCO,反应生成的。,?,分子中除氨酯键外，还含有许多酯键、醚键、脲键、,脲基甲酸酯键等。,?,高强度。耐磨、耐溶剂、固化温度范围宽、附着力,强。,聚氨酯涂料的分类和性能,P263,?,聚氨酯改性油漆,?,湿固化型聚氨酯漆,?,封闭型聚氨酯涂料,?,羟基固化型聚氨酯漆,?,催化固化型聚氨酯漆,5,、粉末涂料,?,粉末状涂料，它是随各种粉末涂装方法的开发，在粉,末塑料的基础上发展起来的。,?,粉末涂料由特制树脂、颜填料、固化剂及其它助剂，,以一定的比例混合，再通过热挤塑和粉碎过筛等工艺,制备而成。它们在常温下，贮存稳定，经静电喷涂、,摩擦喷涂（热固方法）或流化床浸涂（热塑方法），,再加热烘烤熔融固化，使形成平整光亮的永久性涂膜，,达到装饰和防腐蚀的目的。,?,无溶剂的挥发飞散，减低了大气污染公害；,?,不用担心有机溶剂的中毒和引起火灾；,?,涂料利用率可接近,100%,；,?,涂装工艺易自动化；,?,角边的覆盖性优良，漆膜性能优良。,?,调色困难，闪光型面漆的光泽较差，烘烤温度比一般,的要高，有些场合漆膜较厚，更换颜色时清扫工作量,大。,?,需要防止粉末爆炸和卫生措施。,粉末涂料优缺点,6,、涂料的添加剂,P256,?,增稠剂、防流挂剂；,?,防沉淀剂；,?,防浮色剂和防花剂；,?,流平剂；,?,粘弹性调整剂；,?,浸润分散剂；,?,催干剂；,?,导电剂，荧光颜料,7,、涂料工业的特点,?,广泛性和专用性；,?,投资少、见效快；,?,带有加工工业性质；,?,技术密集性高、涉及学科多,8,、涂料工业的发展趋势,?,原料来源多样化；,?,涂料结构变化、品种增加；,?,发展省溶剂、省资源、低污染涂料：,?,水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料；,?,施工应用技术、生产和监测逐步自动化；,?,生产效率提高,?,什么是涂料？它有哪些主要作用？,?,涂料组成有哪些内容？,?,我国涂料的分类方法有哪几种？命名原则是什么？,?,涂料的发展方向是什么？,?,涂料有哪几种固化机理？,?,干性油的表征方法及定义。,?,什么是催干剂？助催干剂的作用是什么？,?,请解释以下名词：聚合油，厚油，清油，铅油，油性调合油漆，,油性树脂漆，清漆，漆料。,思考题,