涂料技术基础-成膜物质.ppt

2.天然树脂涂料（生漆或大漆）,天然树脂：松香及其衍生物、大漆及其衍生物、石油树脂、动物胶、虫胶等。 大漆特点： 优点：耐久性、耐酸性、耐溶剂性、耐腐蚀性、附着力好、漆膜坚硬光泽。 缺点：不耐碱性和强氧化剂、干燥时间长、造成皮肤过敏，贮存期短，溶剂有毒性。,组成：天然水乳胶；属于W/O型乳液。主要成份是漆酚和漆酶。 漆酚：成膜物。含量在5075，含量越高质量越好。影响漆酚性能的是R结构。R含有单烯、双烯、三烯，双键越多，干燥越快。 漆酶：不到1%，含铜蛋白酶，成膜催化 剂。是生物催化剂，需要水和 氧气才能具有活性。,其它成份,树胶质：多糖类物质。起到稳定、分散作用，主要改进流动性、厚度、硬度等物理性能。 水分：1540，水少质量好，但是水是乳液存在的条件，也是漆酶生存的条件。 微量化合物和微量元素：漆酶生长中的作用元素，机理不明。,生漆干燥,自然干燥：氧化聚合成膜。红棕色的醌式结构。,在漆酶作用下，逐步交联固化，颜色也由乳白变为深褐色到黑色。 整个过程必须有水、氧气参与漆酶才发挥作用。干燥时间需要812h。,烘烤干燥：在70以上，漆酶完全失活。超过100 漆膜发生自由基聚合反应，过程中没有醌式结构出现，在140150 下，经过12h可以固化成膜。 生漆的应用：粘度高，需加溶剂使用，耐热、耐温差变化非常好。 红木家具漆： 油基大漆：木器家具 金属设备防腐漆：主要用于潮湿环境设备。 美术制品漆：亮光漆 无毒防腐漆：提取漆酚与树脂改性制得。,3.酚醛树脂涂料,生产方法：苯酚和甲醛合成产物。热塑性和热固性两种；合成反应分为酸催化和碱催化，均具有乙醇溶解性。 热固性树脂：甲醛过量，碱催化缩聚，可以直接加热固化成膜。 热塑性树脂：苯酚过量，酸催化缩聚，必须借助六甲基四胺交联剂固化，用于防腐涂料、绝缘涂料及木材涂料。 属于：低价位树脂涂料，应用广泛，溶剂型涂料，VOC较大。,按照分子量分类,低分子量：可以溶解于水，可以做水性胶黏剂等，应用较少； 中分子量：可溶于有机溶剂（醇），涂料主要应用； 高分子量：固体树脂，作为固体材料应用较多；,热固性酚醛树脂,制备：在碱性条件下聚合得到。 性质：不适合作涂料（交联密度太高，硬而脆，稳定性差），不溶于植物油，溶于乙醇。必须用松香改性。 改性方法：170180下反应，再用甘油酯化得到红棕色透明的固体树脂。 应用：改性后可以溶解于植物油，制备改性松香酚醛树脂漆，主要用于油墨。 优点：干燥快、光泽度好、硬度高、耐水性好。 缺点：易泛黄，户外耐久性不如甘油松香脂。,热塑性酚醛树脂,性质：100油溶性，称为纯酚醛树脂。 应用：与干性油（桐油、亚麻仔油）混合使用，具有耐久性好、防腐蚀性好的优点。 比较：在耐久性、柔韧性、耐化学腐蚀、光泽性等方面均好于松香改性酚醛树脂。但是成本要高于松香改性酚醛树脂。,酚醛树脂性能特点,极性大，附着力好、耐磨性好； 苯环交联高，刚性和耐热性好，脆性大； 电气绝缘性好； 耐老化、耐水性、耐油性、耐化学性好；但是，耐碱性较差；,酚醛树脂的改性,聚乙烯醇缩醛改性：改善脆性； 聚酰胺改性：提高耐冲击性和粘结性； 环氧改性：发挥环氧的粘结性，有具有酚醛的耐热性，脆性减少，韧性增加； 有机硅改性：优良的耐热和电气性能，有机硅种类不同，性能不同，具有广泛设计性； 硼元素改性：耐热、耐烧蚀、力学性能； 橡胶改性：丁腈橡胶共混，增韧效果很好。,4.天然树脂涂料（松香及其衍生物）,来源：松树皮层分泌的松脂，经过提取出松节油而制得脂松香；松树根部有机溶剂溶出得到木松香。 主要成分：松香酸,天然松香特点：质脆，保光性差，难以直接用于涂料。 改性松香： 酯胶：加热后与甘油或季戊四醇酯化。酸值降低、抗水性好、润湿性好；遇热发粘，分子量较低。价格较低，来源方便，得到广泛应用。 顺酐松香：用顺丁烯二酸酐与松香反应得到。颜色浅、耐光性好、不易泛黄、硬度较高、光泽度好；缺点是耐碱性差，容易增稠。,油度概念,定义：油性树脂漆中，树脂和植物油的比例。 短油度：比例1：2以下的，称为短油度。树脂多，干燥快、光泽好、坚硬耐磨、但脆性大，不耐日光，耐候性差，主要用于室内油漆。 长油度：比例1：3以上的，称为长油度。干性油多，漆膜柔韧性好、耐久性好、干燥慢，多用于室外建筑和钢铁涂料。 中油度：比例在1：（23）之间的称为中油度。漆膜坚韧，耐久性介于短长之间，可用于室外漆。,松香树脂和酚醛树脂在涂料中应用,酯胶清漆：油度1：2.53；植物油可采用全桐油；太高的油度会延长干燥时间，降低硬度。 酚醛清漆：主要用于木器清漆。用松香改性酚醛树脂提高硬度和耐水性。油度1：2.53.2。降低油度到1：11.5光泽度和硬度会提高，但柔韧性降低，耐久性不好。 酚醛磁漆：油度1：2.5以上。全桐油配方性能好，纯酚醛树脂和松香改性酚醛树脂各占50，具有很好的抗水性。 调和漆：主要采用甘油松香酯。用于户外建筑漆，耐久性好。填料量大，油度在1：35。 底漆和防锈漆：采用短、中油度。油溶性纯酚醛树脂和松香改性酚醛树脂或甘油松香酯均有采用。具有防锈耐水好的性能，广泛用于湿热带气候。,5.醇酸树脂涂料,合成：脂肪酸与多元醇聚合得到聚酯。 突出优点： 干燥快、光泽好、硬度高、耐久好。 适应于清漆、磁漆、底漆、腻子、水性漆等。 可与多种树脂混合使用，制备各种涂料。,醇酸树脂的合成反应,原料：多元酸：邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸酐；多元醇：甘油、季戊四醇；脂肪酸：植物油。 第一步：醇解。发生邻苯二甲酸酐和甘油酯化。,甘油酯化条件：230250高温，在惰性气体（CO2、N2）保护下进行。 醇解催化剂：氧化钙、氧化铅、氢氧化锂等。 第二步：酯化缩合。溶剂法（二甲苯35%），加入量与温度有关。见表2-3 终点控制：酸值210mgKOH/g。 其它反应：干性油二聚化，要防止凝胶产生，控制好粘度。,醇酸树脂分类：干性醇酸树脂和不干性醇酸树脂。 干性醇酸树脂：常用大豆油、亚麻油，另外也用亚麻仔油、桐油、脱水蓖麻油。 不干性醇酸树脂：常用饱和脂肪酸、蓖麻油、椰子油、棉籽油等。主要是配比在硝基漆中，改进附着力、耐久性、光泽度和丰满度。也可以与氨基树脂合用制造氨基醇酸烘漆。 按油度分类：油脂含量不同的划分。 定义： 油度油脂的质量/（醇酸树脂的质量析出水的质量）,长油度醇酸树脂：含油60以上，刷涂用漆：耐候性好，用于户外漆。 中油度醇酸树脂：含油5060，干燥快、保光好、耐候性好，用途广泛，各种漆料均可使用。 短油度醇酸树脂：含油50以下，与其它树脂相溶性最好、常用于配比其它涂料漆。,油度与漆膜干燥性能： 油度越高，树脂越软（因为含油量大） 油度越低，树脂越硬（因为含油量小） 油度越低，聚酯Tg越高，漆膜干燥越快，硬度高，但脆性也高； 油度越高，聚酯Tg越低，漆膜干燥越慢，但柔韧性好； 一般应用50的油度，可以获得最佳表面干燥性能，同时硬度也较好；但是，中油度粘度高，刷涂难，可以适当增加油度到6065来改善刷涂性能。,醇酸涂料特点,特性：干燥快，漆膜光亮坚硬，耐候性、耐油性好；但是，由于酯链存在羟基和羧基，耐水性不如酚醛树脂。 优点： 价格低； 漆膜质量好，很少出现各种缩边等缺陷； 可以空气干燥和低温干燥，不必使用毒性交联剂； 缺点： 保色性差、户外耐候性有限； 难以达到很大的固含量； 烘烤过程产生空气污染； 耐皂性差；,醇酸树脂的干燥,干性醇酸树脂：侧链不饱和脂肪酸进行氧化聚合；采用金属催干剂，几个小时干燥；在6080烘干需要1小时，120130 烘烤半个小时干燥；但烘烤容易变色； 不干性醇酸树脂：羟基和其它树脂缩合。典型交联树脂是三聚氰胺甲醛树脂（MF），可以交联中油度醇酸树脂，颜色好，户外耐久好。 另外，还可以交联多异氰酸酯，也得到好的性能；,改性醇酸树脂,目的：消除亲水基团（羟基、羧基），提高耐水性、耐酸碱性。 改性方法：用松香树脂、酚醛树脂、苯乙烯、丙烯酸、有机硅改性。,6. 沥青涂料,种类：天然沥青、石油沥青、煤焦沥青；,组成：油分、树脂和沥青质。 应用： 植物油沥青涂料：与干性油混溶。用于自行车、等烘烤漆。