第十二章 涂料配方原理.ppt

第十二章 涂料配方设计 12.1 概述 涂料是一个多组分的配方产品。由于基材和使用环境不同，对涂膜的性能也提出种种不同的要求，涂料配方中各组分的用量及其相对比例又对涂料的施工性能(如流平性、干燥性等)和涂膜性能(如光泽、硬度等)产生极大的影响，对涂料必须进行配方设计方能满足各方面要求。 涂料配方设计是指根据基材、涂装目的、涂膜性能、使用环境、施工环境等条件进行涂料各组分的选择并确定相对比例，并在此基础上提出合理的生产工艺、施工工艺。涂料配方设计需要考虑的因素包括：基材、目的、性能、施工环境、应用环境、安全性、成本等。 由于影响因素众多，相互耦合，建立一个符合实际使用要求的涂料配方是一个复杂的课题，需要进行大量的试验才能得到符合使用要求的涂料配方。 12.2涂料基本组成 涂料一般由成膜物、颜（填）料、溶剂（或稀释剂）和助剂组成。涂料施工后，随着溶剂和稀释剂的挥发，成膜物干燥成膜。成膜物可以单独成膜，也可以粘结颜（填）料等物质共同成膜，所以也称粘结剂，它是涂料的基础物质，常称为基料、漆料和漆基。 表12-1 涂料的基本组成 组 成 原 料 成膜物 油料 鲨鱼肝油、带鱼油、牛油、油、豆油、蓖麻油等 树脂 天然树脂：虫胶、松香、天然沥青等 合成树脂：醇酸树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、氟碳树脂等 颜料 颜料 无机颜料：钛白、氧化锌、铬黄、铁蓝、铬绿、氧化铁红、炭黑等 有机颜料：甲苯胺红、酞菁蓝、耐晒黄等 填料 滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、石英粉等 助剂 增塑剂、催化剂、稳定剂、流平剂、消泡剂、乳化剂、分散剂、防结皮剂、引发剂等 溶剂和稀释剂 石油溶剂、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、丙酮、环己酮、丁醇、乙醇、卤代烃等 12.2.1成膜物质（树脂） 随着石油工业的发展，合成树脂已经取代油料和天然树脂广泛应用于涂料工业。常用的合成树脂包括环氧树脂，聚氨酯树脂，醇酸树脂，丙烯酸树脂，氨基树脂、有机硅树脂 氟碳树脂等，选择涂料用树脂主要基于树脂的结构和性能，还要考虑基材性质、使用环境、施工环境、成本等因素。 2常用溶剂及应用 常用溶剂按照沸点分为低沸点溶剂（沸点100℃）、中沸点溶剂（沸点100-150℃）、高沸点溶剂（沸点150℃）,按照化学组成分为烃类溶剂、醇类溶剂、 酮类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂等。 12.2.3颜料 颜料是分散在涂料中从而赋予涂料某些性质的粉体材料，包括颜色、遮盖力、耐久性、力学强度、对金属底材的防腐性、特殊功能如导电、导热性能等。按照其在涂料中的功能和作用分为着色颜料、体质颜料、防腐颜料、功能颜料。 色泽、着色力、遮盖力、耐光性、耐侯性是颜料的基本特性，它们与颜料的结构和组成有关，而颜料结晶形态、粒径和外形对漆膜的光泽、颜料的润湿分散性以及涂料贮存期间颜料的稳定性有较大的影响，在涂料工业中，通常采用研磨或高速分散的方法使颜料均匀地分散在涂料体系中，并使其保持稳定悬浮状态或者沉降后容易被分散。 （1）白色颜料 涂料中使用的白色颜料主要包括二氧化钛、立德粉、氧化锌、铅白、锑白等，其中钛白粉应用最为广泛。 （2）红色颜料 红色颜料主要有氧化铁红、钼铬红、镉红等。 （3）黄色颜料 主要的黄色颜料有铬酸铅、氧化铁黄、镉黄等。 （4）绿色颜料 绿色颜料有铅铬绿、氧化铬绿、钴绿等。 （5）蓝色颜料 铁氰化铁钾又称铁蓝，有较高的着色力，色坚牢度好，并有良好的耐酸性，但遮盖力差。群青为天然产品，色坚牢度好，耐光、热和碱，但可被酸分解，着色力和遮盖力低． （6）黑色颜料 用量最大的黑色颜料是炭黑，其吸油量大，色纯，且遮盖力强，耐光，耐酸碱，但较难分散，此外还有氧化铁黑(Fe3O4)，它们主要用做底漆和二道漆的着色剂。 （7）有机颜料 有机颜料的色泽鲜艳，着色力较强，但遮盖力、耐高温性、耐候性较差，常用的有机颜料有耐晒黄、联苯胺黄、酞菁绿、酞菁蓝、甲苯胺红、大红粉等． （8）防腐颜料 防腐颜料用于保护金属底材免受腐蚀，按照防腐蚀机理可分为物理防腐颜料、化学防腐颜料和电化学防腐颜料三类。物理防腐颜料具有化学惰性，通过屏蔽作用发挥防腐功能，如铁系和片状防腐颜料，化学防腐颜料具有化学活性，借助化学反应发挥作用，如铅系化合物、铬酸盐、磷酸盐等，电化学防腐颜料通常是金属颜料，具有比金属还低的电位，起到阴极保护作用，如锌粉。 （9）填料 填料亦称体质颜料，大多是白色或稍有颜色的粉体，不具备着色力和遮盖力，但具有增加漆膜的厚度、调节流变性能、改善机械强度、提高漆膜的耐久性和降低成本等作用，主要是碱土金属盐类、硅酸盐类和铝镁等轻金属盐类。 碳酸钙是涂料用的主要填料，包括重质碳酸钙(天然石灰石经研磨而成）和轻质碳酸钙（人工合成）两类，广泛用于各类涂料。 滑石粉