涂料工艺学培训讲义(共36页).ppt

1、涂料工艺学钟俊文课程说明课程说明l上课上课 32学时学时l作业作业l考试考试 第一章第一章 绪论绪论l1.1涂料的根本概念涂料的根本概念l涂料的定义：涂料的定义：l广义：涂料是覆盖于物体外表且能结成坚韧保护膜的广义：涂料是覆盖于物体外表且能结成坚韧保护膜的物料的总称。物料的总称。l 狭义：涂料是一类流体状态狭义：涂料是一类流体状态(大多数大多数)或粉末状态新或粉末状态新近开展的物质，把它涂布于物体外表上，经过自然近开展的物质，把它涂布于物体外表上，经过自然或人工的方法枯燥固化形成一层薄膜，均匀地覆盖和或人工的方法枯燥固化形成一层薄膜，均匀地覆盖和良好地附着在物体的外表上，具有防护和装饰的作用良

2、好地附着在物体的外表上，具有防护和装饰的作用的物质。这样形成的膜我们称之为涂膜或涂层。的物质。这样形成的膜我们称之为涂膜或涂层。l涂料的作用：装饰涂料的作用：装饰 保护保护 标识标识 特殊功能特殊功能l涂料的特点：应用广泛，品种繁多，使用方便，容易涂料的特点：应用广泛，品种繁多，使用方便，容易更新，有一定局限性。更新，有一定局限性。1.1.4 1.1.4 涂料的组成涂料的组成l涂料的组成通常由四个局部组成：成膜物质，色料，涂料的组成通常由四个局部组成：成膜物质，色料，溶剂及助剂。粉末涂料例外。图溶剂及助剂。粉末涂料例外。图l一一 主要成膜物质主要成膜物质l1天然油料：天然油料： 动物油动物油:

3、：鲨鱼油、带鱼油、牛油等：鲨鱼油、带鱼油、牛油等l 植物油：桐油、豆油、蓖麻油等。植物油：桐油、豆油、蓖麻油等。l2天然树脂：虫胶、松香、天然沥青等。天然树脂：虫胶、松香、天然沥青等。l3合成树脂：酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸酯树脂等。合成树脂：酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸酯树脂等。l成膜物质是涂料的根底，起骨架作用。成膜物质是涂料的根底，起骨架作用。1.1.4 1.1.4 涂料的组成涂料的组成涂料的组成涂料的组成组成组成原料原料主要成膜物质主要成膜物质油料油料动物油动物油:：鲨鱼油、带鱼油、牛油等：鲨鱼油、带鱼油、牛油等植物油：桐油、豆油、蓖麻油等植物油：桐油、豆油、蓖麻油等树脂树脂天然树脂：虫胶、

4、松香、天然沥青等天然树脂：虫胶、松香、天然沥青等合成树脂：酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸酯树脂等合成树脂：酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸酯树脂等次要成膜物质次要成膜物质颜料颜料/染料染料无机颜料：钛白粉、氧化锌、铬黄、铁蓝、炭黑等无机颜料：钛白粉、氧化锌、铬黄、铁蓝、炭黑等有机颜料：甲苯胺红、酞菁蓝、耐晒黄等有机颜料：甲苯胺红、酞菁蓝、耐晒黄等防锈颜料：红丹、锌铬黄、偏硼酸钡等防锈颜料：红丹、锌铬黄、偏硼酸钡等体质颜体质颜料料滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等辅助成膜物质辅助成膜物质助剂助剂增塑剂、催干剂、固化剂、稳定剂、防霉剂、防污剂、乳增塑剂、催干剂、固化剂、稳定剂、防霉剂、防污剂、乳化剂、润湿剂、防结皮剂、引

5、发剂等化剂、润湿剂、防结皮剂、引发剂等稀释剂稀释剂石油溶剂（如石油溶剂（如200号油漆溶剂）、苯、甲苯、二甲苯、氯号油漆溶剂）、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、松节油、环戊二烯、醋酸丁酯、丁醇、乙醇等苯、松节油、环戊二烯、醋酸丁酯、丁醇、乙醇等涂料的组成涂料的组成l二二 色料色料l1颜料：无机，有机颜料颜料：无机，有机颜料l2染料：酸性，碱性等染料：酸性，碱性等l3体质颜料：碳酸钙，硫酸钡等体质颜料：碳酸钙，硫酸钡等l色料在涂料中起显色作用及特殊功能。色料在涂料中起显色作用及特殊功能。涂料的组成l三 溶剂：通常指水、矿物油及有机溶剂包括l1脂肪烃：正己烷等l2芳香烃：苯，甲苯，二甲苯等l3醇：甲醇，

6、乙醇，异丙醇等l4酯：乙酸乙酯，正丁酯等l5醚：乙二醇单丁醚l6酮：丙酮，环己酮，丁酮等l溶剂大作用主要溶解成膜物质，赋予涂料流动性及施工性能，会挥发，有污染。涂料的组成涂料的组成l四助剂四助剂l1作用：对涂膜某方面的性能起改性作用。生产中根据涂作用：对涂膜某方面的性能起改性作用。生产中根据涂料的性能要求来选择助剂。料的性能要求来选择助剂。l2种类种类l对涂料生产过程发生作用的助剂。如：消泡剂、润湿剂、对涂料生产过程发生作用的助剂。如：消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等。分散剂、乳化剂等。对涂料贮存过程发生作用的助剂。对涂料贮存过程发生作用的助剂。如：防桔皮剂、防沉淀剂等。如：防桔皮剂、防沉淀剂

7、等。l对涂料施工成膜过程发生作用的助剂。如：催干剂、固对涂料施工成膜过程发生作用的助剂。如：催干剂、固化剂、流平剂、防流挂剂等。化剂、流平剂、防流挂剂等。l对涂料性能发生作用的助剂。如：增塑剂、防霉剂、阻对涂料性能发生作用的助剂。如：增塑剂、防霉剂、阻燃剂、防静电剂、紫外线、吸收剂。燃剂、防静电剂、紫外线、吸收剂。5制成特殊效果涂料。制成特殊效果涂料。涂料的组成涂料的组成l一般涂料的配方组成一般涂料的配方组成l树脂树脂 1030%l色料色料 130%l溶剂溶剂 4070%l助剂助剂 0.15%涂料的组成涂料的组成l涂料配方：涂料配方：TC-2黑色水性木器漆黑色水性木器漆l材材 料料%1TC-2

8、 PUA83.42消泡消泡剂剂0.13基材湿润剂基材湿润剂24外表湿润剂外表湿润剂0.25平滑剂平滑剂0.16腊乳液腊乳液67流流平剂平剂0.28水性碳黑色浆水性碳黑色浆8特性：快干，特性：快干，较好硬度，色彩均匀，用于实色木纹板材较好硬度，色彩均匀，用于实色木纹板材装修。装修。1.21.2涂装的根本概念涂装的根本概念l涂装即时我们常称为施工，就是将涂料涂涂装即时我们常称为施工，就是将涂料涂在承涂物件外表上的过程。在承涂物件外表上的过程。l涂装一般分为四个根本工序：涂装一般分为四个根本工序：1前处前处理，理，2涂装，涂装，3枯燥，枯燥，4整理整理l施工的方法有：施工的方法有：1刷涂刷涂 2空气

9、喷空气喷涂，涂，3静电喷涂，静电喷涂，4粉末喷涂等粉末喷涂等涂料的作用1.3涂料的分类与命名原那么l涂料的分类涂料的分类l一按涂料形态分类：溶剂性涂料，高固含涂料，水性涂料，一按涂料形态分类：溶剂性涂料，高固含涂料，水性涂料，粉末涂料等粉末涂料等l二方法是按用途来分类：如建筑用漆、船舶用漆、电气绝缘二方法是按用途来分类：如建筑用漆、船舶用漆、电气绝缘漆、汽车用漆等。漆、汽车用漆等。l三按施工方法分类：如刷用漆、喷漆、烘漆、流态床涂装用三按施工方法分类：如刷用漆、喷漆、烘漆、流态床涂装用漆等。漆等。l四按涂料的作用分类：如打底漆、防锈漆、防腐漆、防火漆、四按涂料的作用分类：如打底漆、防锈漆、防腐

10、漆、防火漆、耐高温漆、头度漆、二度漆等。耐高温漆、头度漆、二度漆等。l五按漆膜外观分类：如大红漆、有光漆、无光漆、半光漆、五按漆膜外观分类：如大红漆、有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆、锤纹漆等。皱纹漆、锤纹漆等。l六按成膜物质分类：见表六按成膜物质分类：见表12。这也是目前使用最广泛的。这也是目前使用最广泛的分类方法。分类方法。 l七按成膜机理分类：转化型及非转化型七按成膜机理分类：转化型及非转化型涂料的分类与命名原那么涂料的分类与命名原那么序序号号代号代号（汉语（汉语拼音字拼音字母）母）发发音音成膜物质成膜物质类别类别主要成膜物质主要成膜物质1Y Y衣衣油性漆类油性漆类天然动植物油、清油（熟油

11、）、合成油天然动植物油、清油（熟油）、合成油2T T特特天然树脂漆类松香及其衍生物、虫胶、乳酪素、动物胶、松香及其衍生物、虫胶、乳酪素、动物胶、大漆及其衍生物大漆及其衍生物3F F佛佛酚醛树脂酚醛树脂漆类漆类改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂涂料的分类与命名原那么4L肋沥青漆类天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬质酸沥青5C雌醇酸树脂漆类甘油醇酸树脂、季戊四醇醇酸树脂、改性醇酸树脂6A啊氨基树脂漆类脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂7Q欺硝基漆类硝基纤维素、改性硝基纤维素8M模纤维素漆类乙基纤维、苄基纤维、羟甲基纤维、醋酸纤维、醋酸丁酯纤维、其它纤维及酯类9G哥过氯乙

12、烯漆类过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂10X希乙烯漆类氯乙烯共聚树脂、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇缩醛树脂、聚二乙烯乙炔树脂涂料的分类与命名原那么11B玻丙烯酸漆类丙烯酸酯树脂、丙烯酸共聚物及其它改性树脂12Z资聚酯漆类饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂13H喝环氧树脂漆类环氧树脂、改性环氧树脂14S思聚氨酯漆类聚氨基甲酸酯15W吴元素有机漆类有机硅、有机钛、有机铝等元素有机聚合物16J基橡胶漆类天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物17E额其它漆类未包括在以上所列的其它成膜物质，如无机高分子材料、聚酰亚胺树脂等18辅助材料稀释剂、防潮剂、催干剂、脱漆剂、固化剂涂料的命名l按国家标准GB/T2705

13、-92l我国对涂料的命名原那么规定如下:l (1) 全名=颜料或颜色名称+成膜物质+根本名称。如红醇酸磁漆、锌黄酚醛防锈漆等。l (2) 对于某些有专业用途及特性的产品，必要时在成膜物质后面加以说明。如醇酸导电磁漆、白硝基外用漆等。l涂料的型号分三个局部，第一部是成膜物质，第二局部是根本名称，第三局部是序号,以表示同类产品间的组成、配比或用途的不同。如C042，C代表成膜物质醇酸树脂,04代表根本名称磁漆(见表1-3)，2那么是序号。 l辅助材料型号分两个局部，第一局部是种类；第二局部是序号。例如，F2，代表防潮剂，2那么代表序号。 涂料的命名-根本名称及代号代号代表名称代号代表名称代号代表名

14、称00清油22木器漆53防锈漆01清漆23罐头漆54耐油漆02厚漆 55耐水漆03调合漆30（浸渍）绝缘漆 04磁漆31（覆盖）绝缘漆60防火漆05粉末漆料32绝缘（磁、烘）漆61耐热漆06底漆33粘合绝缘漆62变色漆07腻子34漆包线漆63涂布漆 35硅钢片漆64可剥漆09大漆36电容器漆 37电阻漆、电位器漆66感光涂料11电泳漆38半导体漆67隔热涂料12乳胶漆 涂料的命名-根本名称及代号13其它水溶性漆40防污漆、防蛆漆80地板漆14 透 明 漆41 水 线 漆81 渔 网 漆15 斑 纹 漆42 甲 板 漆、甲 板 防 滑 漆82 锅 炉 漆16 锤 纹 漆43 船 壳 漆83 烟

15、囱 漆17 皱 纹 漆44 船 底 漆84 黑 板 漆18 裂 纹 漆 85 调 色 漆19 晶 纹 漆50 耐 酸 漆86 标 志 漆、 路 线 漆20 铅 笔 漆51 耐 碱 漆98 胶 液 52 防 腐 漆99 其 它涂料的原理涂料的原理l涂料涂布于物体外表上后，由液体或不连续的粉末状态转涂料涂布于物体外表上后，由液体或不连续的粉末状态转变为致密的固体连续薄膜的过程，称为涂膜的枯燥，或固变为致密的固体连续薄膜的过程，称为涂膜的枯燥，或固化。涂膜枯燥是涂料施工的主要内容之一。由于这一过程化。涂膜枯燥是涂料施工的主要内容之一。由于这一过程不仅占用很多时间，而且有时能耗很高，因而对涂料施工不仅

16、占用很多时间，而且有时能耗很高，因而对涂料施工的效率和经济性产生重大的影响。的效率和经济性产生重大的影响。l 涂膜的固化机理有三种类型，一种是物理机理，其余涂膜的固化机理有三种类型，一种是物理机理，其余两种是化学机理。两种是化学机理。l 第一，物理机理固化。只靠涂料中液体溶剂或分散相第一，物理机理固化。只靠涂料中液体溶剂或分散相)蒸发而得到干硬涂膜的枯燥过程称为物理机理固化。高聚蒸发而得到干硬涂膜的枯燥过程称为物理机理固化。高聚物在制成涂料时已经具有较大的分子量，失去溶剂后就变物在制成涂料时已经具有较大的分子量，失去溶剂后就变硬而不粘，在枯燥过程中，高聚物不发生化学反响。硬而不粘，在枯燥过程中

17、，高聚物不发生化学反响。涂料的原理涂料的原理l第二，涂料与空气发生反响的交链固化。氧气能与干性植第二，涂料与空气发生反响的交链固化。氧气能与干性植物油和其它不饱和化合物反响而产生游离基并引起聚合反物油和其它不饱和化合物反响而产生游离基并引起聚合反响，水份也能和异氰酸酯发生反响，这两种反响都能得到响，水份也能和异氰酸酯发生反响，这两种反响都能得到交联的涂膜，所以在贮存期间，涂料罐必须密封良好，与交联的涂膜，所以在贮存期间，涂料罐必须密封良好，与空气隔绝，通常用低分子量的聚合物分子量空气隔绝，通常用低分子量的聚合物分子量10005000)或分子量较大的简单分子，这样，涂料的固体份可以高一或分子量较

18、大的简单分子，这样，涂料的固体份可以高一些。些。l 第三，涂料之间发生反响的交联固化。涂料在贮存间第三，涂料之间发生反响的交联固化。涂料在贮存间必须保持稳定，可以用双罐装涂料法或是选用在常温下互必须保持稳定，可以用双罐装涂料法或是选用在常温下互不发生反响，只是在高温下或是受到辐射时才发生反响的不发生反响，只是在高温下或是受到辐射时才发生反响的组份。组份。涂料的原理涂料的原理l三种机理之间的比较见表14。l表14 涂膜固化机理干燥机理（1）涂料中液体的 挥发（2）涂料和空气之间的交联反应（3）涂料组分之间的交联反应涂料中成膜物质的分子量高低低或高涂料的固体分a.（溶液型涂料）低，1035b.（乳

19、液型涂料）中到高，4070中到高25100中到高 30100涂料的原理涂料的原理涂膜中聚合类型线型交联型交联型抛光性、修补性、再流平性好可或差可或差不加热时的干燥速度快慢到适中较快最低干燥温度无实际限制（对溶液型而言）在冷天很慢不一定，一般为1015贮运情况好涂料罐必须密封良好除烘干和辐射固化型之外，必须双罐装举例硝酸纤维素和其它挥发性漆某些乳胶漆某些有机溶胶漆装饰性（建筑）漆某些烘漆单罐装聚氨酯工业烘漆酸催化漆聚氨基甲酸酯涂料不饱和聚酯木器涂料1.4 涂料的应用及行业开展状况1.4 涂料的应用及行业开展状况l古代：天然油脂，天然树脂古代：天然油脂，天然树脂l近代：改性天然树脂，少量合成树脂近

20、代：改性天然树脂，少量合成树脂l现代：合成树脂现代：合成树脂l将来：？考虑环保及功能。将来：？考虑环保及功能。l涂料的大量生产及使用造成环境问题。北涂料的大量生产及使用造成环境问题。北京奥运使用数十亿元涂料。京奥运使用数十亿元涂料。1.4 涂料的应用及行业开展状况l20年代：硝基纤维素年代：硝基纤维素l30年代：醇酸树脂年代：醇酸树脂l40年代：环氧树脂年代：环氧树脂l50年代：聚丙烯酸酯年代：聚丙烯酸酯l60年代：聚氨酯年代：聚氨酯l70年代：粉末涂料年代：粉末涂料l80年代：高固分涂料年代：高固分涂料l90年代：功能性涂料年代：功能性涂料l现在：环保、纳米涂料现在：环保、纳米涂料1.4 涂

21、料的应用及行业开展状况l国外著名涂料公司：国外著名涂料公司：l1德国把斯夫德国把斯夫BASFl2日本关西涂料日本关西涂料l3PPG涂料涂料l4英国帝国化学英国帝国化学ICIl国内著名涂料公司：国内著名涂料公司：l1华润涂料华润涂料l2嘉宝涂料嘉宝涂料l3雅士利雅士利l4多乐士多乐士l5立邦涂料立邦涂料l近两年来，世界近两年来，世界10大涂料公司全部登陆中国。大涂料公司全部登陆中国。1.4 涂料的应用及行业开展状况l2021年世界十大涂料品牌排名：年世界十大涂料品牌排名： l1.AKZONOBEL(NED) 阿克苏诺贝尔阿克苏诺贝尔(荷兰荷兰) 170.5亿美元亿美元2.PPG Industri

22、es(U.S.) PPG工业工业(美国美国) 125.4亿亿美元美元3.Sherwin-Williams(U.S.) 宣威宣威-威廉姆斯海洋保护威廉姆斯海洋保护(美国美国) 78.4亿美元亿美元4.DUPONT(U.S.) 杜邦杜邦(美国美国) 50.5亿美元亿美元5.BASF(GER.) 巴斯夫巴斯夫(德国德国) 45.3亿美元亿美元6.RPM Inc(U.S.) RPM 国际国际(美国美国) 34.1亿美元亿美元7.Diamond Paints(U.S.) 钻石涂料钻石涂料(美国美国) 33.2亿美元亿美元8.SACAL(U.K.) 三彩国际三彩国际(英国英国) 32.8亿美元亿美元9.V

23、ALSPAR (U.S.) 威士伯威士伯(美国美国) 32.2亿美元亿美元10.Nippon Paint(JPN) 立邦涂料立邦涂料(日本日本) 26.3亿美元亿美元1.4 涂料的应用及行业开展状况1.4 涂料的应用及行业开展状况l中国涂料现状分析中国涂料现状分析l1995年年 4544家其中乡镇企业家其中乡镇企业3118l2021年年8000家其中华东家其中华东45%中南中南30%华北华北15%其他其他10%l2021年年1-4月我国涂料总产量月我国涂料总产量193万吨其中工业万吨其中工业涂料涂料137.8万吨建筑涂料万吨建筑涂料54.2万吨。集中在长三万吨。集中在长三角和珠三角地区，年产角和珠三角地区，年产5000T以上的有以上的有27家，家，10000T以上的有以上的有14家，超家，超20000T的有的有8家，立家，立邦涂料最大占全国总量的邦涂料最大占全国总量的9.7%1.4 涂料的应用及行业开展状况l2021年年17月我国涂料产量超过月我国涂料产量超过660万吨，万吨，同比增长同比增长10.59%。l广东省：广东省：128.27万吨，增长万吨，增长17.39%，占，占总量总量20%。1.4 涂料的应用