精细化工工艺学涂料

关于精细化工工艺学涂料一、概述涂料的定义：涂料是一种可借特定的施工方法涂覆在物体（被保护和装饰的对象）表面上，经固化形成的连续性涂膜的材料。第2页,共87页，2024年2月25日，星期天（一）涂料的作用1、保护作用湿气、酸雨、氧、H2S、COx、NOx、NH3、微生物、紫外线酸、碱、盐、有机溶剂第3页,共87页，2024年2月25日，星期天“人靠衣装，佛靠金装！”“三分长相，七分衣装！”2、装饰作用房屋、家具、日用品等。第4页,共87页，2024年2月25日，星期天3、色彩标志第5页,共87页，2024年2月25日，星期天4、特殊作用如输油管内壁防结蜡涂料、船底防污涂料、示温涂料、“烧蚀涂料”、伪装涂料、防辐照涂料、导电涂料等。第6页,共87页，2024年2月25日，星期天（二）涂料的组成不挥发第7页,共87页，2024年2月25日，星期天何为体质颜料？体质颜料习惯上称为填料。是低折射率的白色和无色颜料，不具有着色和遮盖力，最早的体制颜料的应用时为了增加涂料体积，起到填充作用，降低涂料成本，随着科学技术的发展，体制颜料还可提高涂料各方面的性能，在漆膜中，体制颜料用来改善涂料的流平性、不渗透性、光泽度等，也可起着改善漆膜的力学性能，使漆膜经久坚硬耐磨等作用，体制颜料还可以更有效的提高钛白粉的遮盖力。增加涂料的固体份含量，降低涂料的VOC值。第8页,共87页，2024年2月25日，星期天（三）涂料分类按形态分为固体（粉末）和液体（油性和水性）涂料按施工方法可分为：刷涂涂料、辊涂涂料、喷涂涂料、浸涂涂料、淋涂涂料、电泳涂料按干燥方式分为：常温、加热、湿固化、光固化等按使用层次分为：底漆、腻子、中层漆和面漆按涂膜外观分为：清漆、色漆、哑光漆、亮光漆、锤纹漆、浮雕漆等第9页,共87页，2024年2月25日，星期天底漆底漆是油漆系统的第一层，用于提高面漆的附着力、增加面漆的丰满度、提供抗碱性、提供防腐功能等，同时可以保证面漆的均匀吸收，使油漆系统发挥最佳效果。面漆质量好就可以不用底漆，这种说法不对，因为面漆与底漆的功能不同，面漆更加侧重于最终的装饰与表观效果，而底漆则侧重于提高附着力、防腐功能、抗碱性等。第10页,共87页，2024年2月25日，星期天腻子腻子(填泥)是平整墙体表面的一种装饰凝材料，是一种厚浆状涂料，是涂料粉刷前必不可少的一种产品。涂施于底漆上或直接涂施于物体上，用以清除被涂物表面上高低不平的缺陷。采用少量漆基、大量填料及适量的着色颜料配制而成。所用颜料主要是铁红、炭黑、铬黄等。填料主要是重碳酸钙、滑石粉等。可填补局部有凹陷的工作表面，也可在全部表面刮除，通常是在底漆层干透后，施涂于底漆层表面。要求附着性好、烘烤过程中不产生裂纹。第11页,共87页，2024年2月25日，星期天面漆面漆是涂装的最终涂层，是建筑墙体装修中最后涂抹的一层，装修后所呈现出的整体效果都是通过这一层体现出来。因此对所用材料有较高的要求，不仅要有很好的色度和亮度，更要求具有很好的耐污染，耐老化，防潮，防霉性好，还要有不污染环境、安全无毒、无火灾危险、施工方便、涂膜干燥快、保光保色好、透气性好等特点。具有装饰和保护功能，如颜色、光泽、质感等，还需有面对恶劣环境的抵抗性。面漆主要体现在建筑外墙上。美国、欧洲、日本等发达国家的建筑外墙已经逐步摒弃了瓷砖、马赛克等装饰材料，80%以上使用涂料进行装饰。我国在建筑外墙领域，涂料的使用率很低，只有10%。第12页,共87页，2024年2月25日，星期天清漆清漆(英文名：varnish)是不含着色物质的一类透明涂料，光泽好，成膜快，用途广。主要成分是树脂和溶剂或树脂、油和溶剂。涂于物体表面后，形成具有保护、装饰和特殊性能的涂膜，干燥后形成光滑薄膜，显出物面原有的花纹。清漆作为家庭装修中现场施工的最主要漆种是有其特有的原因的。聚酯漆对于施工环境和施工工艺要求很高，而清漆则不然。以涂刷过程中流坠常产生的漆泪为例，聚酯漆在涂刷过程形成的漆泪一旦凝固很难再溶解，而清漆的流平性很好，出现了漆泪也不要紧，再刷一遍，漆泪就可以重新溶解了。清漆独有的透明属性决定了它一般都用于一些有漂亮纹理的物体表面，如装修中的饰面板造型上，也可以用于家具表面。第13页,共87页，2024年2月25日，星期天色漆为赋予涂膜以颜色，并阻挡光线透过，或为增强涂膜的机械性能、化学性能而在漆料中添加各种颜料及填料制成的涂料，涂于底材时，形成的涂膜能遮盖底材并具有保护、装饰或特殊技术性能，这种涂料称为色漆。它包括厚漆、调合漆、磁漆和可产生具有特殊性能的漆膜如防霉漆、变色漆和夜光漆等。

色漆应有高的分散性、一定的基料含量、适当的施工黏度和贮存稳定性。第14页,共87页，2024年2月25日，星期天哑光漆又叫“亚光漆”，是油漆的一种。哑光漆和半光漆主要是漆膜的光泽而言。一般来说半光漆的光泽度应在40-60之间（60度角）。哑光漆光泽应在20以下（60度角）。涂刷后半光漆漆膜较素雅，哑光漆漆膜更有质感。不过："亚光漆"应该比较常用，比如有“超音速”和“亚音速”，"亚光漆”的特点是漆面比较柔和，有点雾状。另外一种就是亮光漆。第15页,共87页，2024年2月25日，星期天锤纹漆由改性醇酸树脂、专用色浆、助剂及铝粉等制造而成。花纹清晰、色泽鲜艳，施工方便。适用于室内各种机床设备、豪华门窗、保险柜等表面的装饰。第16页,共87页，2024年2月25日，星期天浮雕漆浮雕漆是一种立体质感逼真的彩色墙面涂装材料。装饰后的墙面酷似浮雕般立体观感效果，所以称之为浮雕效果。浮雕漆不仅是一种全新的装饰艺术涂料，更是装潢艺术的完美表现。用浮雕喷枪喷出花点，然后用光塑滚筒把点压扁，干燥后即可上金属漆或乳胶漆，用透明防尘面漆罩光后效果更好。第17页,共87页，2024年2月25日，星期天按底材类型为：金属漆、皮革漆、塑胶漆、木器漆等按使用对象分为：汽车漆、船舶漆、飞机漆、罐头漆等按功能分为：绝缘、导电、防锈、耐高温、防腐等按成膜物质分为：a.油脂；b.天然树脂；c.酚醛树脂；d.沥青；e.醇酸树脂；f.氨基树脂；g.硝酸纤维等；h.纤维素酯；i.过氯乙烯树脂；j.烯类树脂；k.丙烯酸树脂；l.聚酯树脂；m.环氧树脂；n.聚氨酯树脂；o.元素有机聚合物（有机硅、钛铝）第18页,共87页，2024年2月25日，星期天特种涂料第19页,共87页，2024年2月25日，星期天防火涂料防火涂料就是将其涂覆于物体表面所形成的涂层遇火受热膨胀形成隔热层达到防火阻燃的目的。防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延；或用于非可燃性基材表面，用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用以外，还具有防锈、防水、防腐、耐磨和耐热性能，其涂层具有坚韧性、着色性、黏附性、易干性和一定的光泽。第20页,共87页，2024年2月25日，星期天防污涂料防污涂料一般涂装于海洋水下设施和船底防锈漆之上，位于最外层。它的主要作用是通过漆膜中毒料的水解、扩散或渗出等方式逐步释放毒料，达到防止海洋附着生物附着于海洋水下设施或船底的目的。有毒的海洋防污涂料由于其毒性的危害已慢慢淡出市场(如有机锡防污涂料)，新型的无毒防污涂料主要有：低表面能防污涂料；以导电涂料为表层的电解海水防污技术；生物防污涂料及仿生防污涂料；以可溶性硅酸盐为防污剂的防污涂料；基于离子交换技术的防污涂料。其中应用比较广的是低表面能防污涂料。固体表面自由能越低，附着力就越小。低表面能涂料主要分为有机硅系列和氟化物系列两类。第21页,共87页，2024年2月25日，星期天防水涂料丙烯酸乳液防水涂料；聚氨酯防水涂料；硅橡胶防水涂料；乙烯一醋酸乙烯防水涂料；改性沥青防水涂料。第22页,共87页，2024年2月25日，星期天防腐涂料全世界每年因腐蚀造成的经济损失约在10000亿美元，是地震、火灾、风灾造成损失的总和，涂防腐涂料是最有效、最经济、应用最普遍的防腐方法，已受到国内外广泛关注防腐功能在于涂层的屏蔽作用、电阻效应、湿附着力、化学钝化和阴极保护作用，第23页,共87页，2024年2月25日，星期天目前主要的防腐涂料有：环氧树脂涂料；无机涂料；互穿聚合物网络涂料；无机一有机聚合物涂料；聚硅氧烷涂料；氟碳涂料；钛纳米聚合物涂料。环氧防腐涂料是目前世界上用的最为广泛的防腐涂料，其防腐作用最为突出。第24页,共87页，2024年2月25日，星期天耐高温涂料耐高温涂料是指在一定时限内，一定温度段内，能够经受高温环境氧化腐蚀的涂料，从而保护被涂物能在高温下正常工作。该涂料广泛应用于钢铁制造、冶金、石油工业、天然气开采、航空航天等工业领域。。一般分无机硅系列、有机硅系列。第25页,共87页，2024年2月25日，星期天序号代号成膜物质类别主要成膜物质1Y油性漆类天然动植物油、清油（熟油）、合成油2T天然树脂漆类松香及其衍生物、虫胶、乳酪素、动物胶、大漆及其衍生物3F酚醛树脂漆类改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂4L沥青漆类天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青5C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氨基树脂漆类脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂7Q硝基漆类硝基纤维素、改性硝基纤维素8M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过氯乙烯漆类过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂10X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11B丙烯酸漆类丙烯酸酯树脂、丙烯酸共聚物及其他改性树脂12Z聚酯漆类饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂13H环氧树脂漆类环氧树脂、改性环氧树脂14S聚氨酯漆类聚氨基甲酸酯15W元素有机漆类有机硅、有机钛、有机铝等元素有机聚合物16J橡胶漆类天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物17E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、聚酰亚氨树脂等18辅助材料稀释剂、防潮剂、催干剂、脱漆剂、固化剂第26页,共87页，2024年2月25日，星期天（四）涂料命名命名原则涂料全名＝颜料或颜色名称＋成膜物质名称＋基本名称例如：锌黄酚醛防锈漆、红醇酸瓷漆、白硝基瓷漆对某些具有特殊用途的涂料可以在成膜物质后面加以说明，如：醇酸导电瓷漆第27页,共87页，2024年2月25日，星期天（五）涂料基本作用原理涂料的粘结力和内聚力

涂料的粘结力是指涂膜与基质间的粘合能力。内聚力是向内的，粘结力是向外的力，具有高度向内的力的物质就不在有更多的粘结力。涂膜收缩与粘结力

涂膜收缩倾向造成薄膜从基质上剥离，如何解决？（提高粘结力、添加体质颜料、增加膜韧性）第28页,共87页，2024年2月25日，星期天涂膜固化机理１、物理机理—干燥２、涂料与空气中的氧反应固化３、涂料的组分间的反应使其交联固化第29页,共87页，2024年2月25日，星期天（六）早期使用的涂料二次世界大战以前，保护性涂料都是用高度不饱和性的天然油，主要有亚麻仁油、鱼油、以及桐油。这些油中含有不饱和双键，具有单体的功能。但是它们并不需要加入过氧化物作为催化剂，而是利用空气中的氧使不饱和酸链上的碳原子过氧化。脂肪酸的铝盐、铭盐和锰盐等可溶性金属化合物，能加速这个过程。亚麻仁油饱和脂肪酸7～11％油酸15～22％亚油酸18～26％次亚油酸49～50％油酸：C17H33COOH，单烯酸；亚油酸：C17H31COOH，双烯酸次亚油酸：C17H29COOH，三烯酸。第30页,共87页，2024年2月25日，星期天加入颜料，可以改善涂膜的保护质量。氧化锌能吸收波长低于360nm的紫外线；阻止微生物(如霉菌)的生长；和油被酶分解后产生的游离酸相作用。亚麻仁油较适合木材、纤维、纸张涂膜。亚麻仁油对金属防腐无效。金属防腐要求(高内聚力、高粘接力），早期使用鱼油作为底漆。第31页,共87页，2024年2月25日，星期天（七）按剂型分类的重要涂料1、溶剂性涂料商业上的溶剂性涂料包含颜料、高聚物和溶于溶剂中的添加剂。溶剂的作用涂料中的溶剂兼有促进涂料的成膜和控制、改善涂料性质及应用的双重作用，归纳涂料中溶剂的具体作用如下：①溶解粘接剂（或称成膜剂）；②使组成粘接剂的组分均一化；③改善颜料和填料的湿润性，减少颜料的漂浮；④延长涂料的存放时间；第32页,共87页，2024年2月25日，星期天

⑤在生产中，调整操作粘度，用溶剂来优化涂料，减少问题的发生。⑥在涂刷时，可帮助被涂表面与涂料之间的浸润，特别是对未进行脱油及清洁处理的被涂表面，可增加被涂表面的粘接；⑦当涂刷垂直物体表面时，可校正涂料的下垂性及物理干燥性；⑧减少刷痕、气孔。

涂料工业是溶剂的最大用户，有一半以上是烃类，其余是酮、醇、酯等。第33页,共87页，2024年2月25日，星期天2、水性涂料千百年来，人类一直关心自己周围环境的美化，以各种色彩美化环境，包括以色彩美化自身，染衣服、染皮肤、描眉画眼，也包括以色彩美化自己的家居环境，以多彩的涂料来涂饰墙壁和家具。早期的画家使用的是矿物颜料，是水的悬浮液或是用水或清蛋白来调配。脂肪、滑石、动植物油也可以用来做粘接剂。所以在涂料发展的开始就有水稀释的和低溶剂的涂料存在。最早的商品化水基涂料是在20世纪30年代出现的。当时在加拿大出现了以聚醋酸乙烯胶乳为粘接剂的商品涂料。随着合成树脂技术的不断发展和各种单体不断商品化，出现了多种树脂胶乳，包括聚丙烯酸酯胶乳、苯乙烯丁二烯共聚胶乳、苯乙烯丙烯酸酯共聚胶乳、醋酸乙烯丙烯酸酯共聚胶乳和醋酸乙烯乙烯共聚胶乳等，使得水基涂料配方的选择范围大大扩展，这不但为水基涂料更广泛的应用提供了条件，而且也使其扩展在纺织、造纸和胶粘剂工业上的应用。第34页,共87页，2024年2月25日，星期天水性涂料的分类

进入90年代，水基涂料发展速度非常快，已形成多品种、多功能、多用途、庞大的体系。

水基涂料可以根据下面几个方面来划分类型：①粘接剂的类型；②应用领域③干燥方法；

比较明确的方法是考虑不同的粘接剂在水中的稳定状态，分成“真溶液”、胶体溶液、分散液和乳液几种。第35页,共87页，2024年2月25日，星期天（八）按成膜物质分类1、醇酸树脂涂料醇酸树脂是由多元醇、多元酸和植物油缩聚而成的线型树脂，属于聚酯树脂。醇酸树脂的问世对涂料工业具有划时代的意义，使人类摆脱了以干性油与天然树脂合熬炼制漆的传统方法，使涂料工业成为一项真正的化学工业。第36页,共87页，2024年2月25日，星期天分类醇酸树脂有许多类型。常用的分类方式有三类，一种分类方式是分为氧化型和非氧化型。氧化型醇酸树脂是由干性油、半干性油和多元醇与多元酸制成的醇酸树脂，靠分子中脂肪酸基上的双健吸取空气中的氧气，产生自动氧化聚合固化成膜。非氧化型醇酸树脂不能在空气中氧化成膜，可与氨基树脂、异氰酸酯等交联剂交联成膜。第37页,共87页，2024年2月25日，星期天另一类分类方式是按油度(0L)分类。涂料工业中习惯用油度来区分醇酸树脂。油度指醇酸树脂中油所占的百分含量，其计算公式为：醇酸树脂按油度多少区分为：短、中、长三种。油度大于60％的是长油醇酸树脂，油度介于40％～60％间的为中油醇酸树脂，油度小于40％的是短油醇酸树脂。第三种分类方式是分为未改性醇酸树脂和改性醇酸树脂。第38页,共87页，2024年2月25日，星期天原料第39页,共87页，2024年2月25日，星期天第40页,共87页，2024年2月25日，星期天第41页,共87页，2024年2月25日，星期天合成原理第42页,共87页，2024年2月25日，星期天第43页,共87页，2024年2月25日，星期天改性醇酸树脂传统的醇酸树脂分子中具有羟基、羧基、双键、酯基等反应性基团，还可以通达化学合成途径引入其他活性基因，使醇酸树脂具有能广泛进行化学改性的基础。醇酸树脂分子中的极性主链和非极性侧链，能够和许多树脂及化合物较好混溶，为醇酸进行各种物理改性提供了前提。将改性剂在合适温度下用机械方法混溶在醇酸树脂中，在混溶和成膜过程中与醇酸树脂并不发生化学反应，这种改性称为物理改性。主要的物理改性剂有硝基纤维素、氯化橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、聚碳酸酯等。化学改性是指在合成及成膜过程中改性剂与醇酸树脂分子中的反应基团起化学反应。化学改性剂分为起羧基作用、羟基作用及利用双键反应三大类。主要改性剂有松香、多异氰酸酯、丙烯酸酯类单体或树脂、有机硅、聚酰胺(改性的醇酸树脂具有触变性)、环氧树脂、氨基树脂、酚醛树脂等。第44页,共87页，2024年2月25日，星期天2、丙烯酸树脂涂料丙烯酸树脂漆是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体在引发剂的作用下，通过加聚反应生成的聚丙烯酸酯树脂及与其他烯类单体如苯乙烯、乙酸乙烯等共聚生成的共聚物树脂。第45页,共87页，2024年2月25日，星期天第46页,共87页，2024年2月25日，星期天丙烯酸树脂涂料特点(1)具有优良的色泽，可制成透明度极好的水白色清漆和纯白的白瓷漆；(2)耐光耐候性好，耐紫外线照射不分解或变黄；(3)保光、保色、能长期保持原有色泽；(4)耐热性好；(5)可耐一般酸、碱、醇和油脂等；(6)可制成中性涂料，可调入铜粉、铝粉，使其具有金银一样光耀夺目的色泽，不会变暗；(7)长期储存不变质。第47页,共87页，2024年2月25日，星期天瓷漆，enamel是以清漆为基料，加入颜料研磨制成的，涂层干燥后呈磁光色彩而涂膜坚硬，常用的有酚醛磁漆和醇酸磁漆两类，适合于金属窗纱网格等。防锈漆有锌黄、铁红环氧脂底漆，漆膜坚韧耐久，附着力好，若与乙烯磷化底漆配合使用，可提高耐热性，抗盐雾性，适用沿海地区及温热带的金属材料打底。

用途：以醇酸树脂为主，按各种品种的要求加入所需的颜料及助剂等，研磨而成；主要特点是：具有良好的光泽、耐候性、耐水性，附着力强，能经受气候的强烈变化。用途：金属、木质，各种车辆机械仪表及水上钢铁构件船舶。

第48页,共87页，2024年2月25日，星期天1、热塑性丙烯酸酯漆热塑性丙烯酸酯漆依靠溶剂挥发干燥成膜；组成除丙烯酸树脂外，还包括溶剂、增塑剂、颜料等；热塑性树脂作为成膜物，其Tg要尽量低些，但不能使树脂结块或成胶；漆膜质量主要取决于所选用的单体、单体配比、分子量和分子量分布等；漆膜附着力、柔韧性、抗冲击性、耐腐蚀性、耐热性等不如热固性树脂；分子量大，物理机械性能和化学性能好些，但不利于溶解和喷漆。第49页,共87页，2024年2月25日，星期天热塑性丙烯酸酯漆可制成清漆、瓷漆、底漆。热塑性丙烯酸清漆配方丙烯酸共聚物（固体份50％）65甲苯16邻苯二甲酸丁苄酯3甲乙酮16热塑性丙烯酸酯瓷漆配方

B-04-6B-04-12B-04-6B-04-12丙烯酸树脂11磷酸三甲酚0.0160.03三聚氰胺甲醛树脂0.1250.054钛白粉0.440.39苯二甲酸二丁酯0.0160.03溶剂4.704.50第50页,共87页，2024年2月25日，星期天2、热固性丙烯酸酯漆第51页,共87页，2024年2月25日，星期天第52页,共87页，2024年2月25日，星期天3、环氧树脂涂料环氧树脂是指分子主链中包含两个以上环氧基团的高分子化合物。环氧树脂本身是热塑性树脂，分子量在300～700之间。环氧树脂按化学结构可分为三类：（1）缩水甘油醚型环氧树脂第53页,共87页，2024年2月25日，星期天（2）缩水甘油酯型环氧树脂（3）氨基环氧树脂第54页,共87页，2024年2月25日，星期天环氧树脂涂料的优点：(1)漆膜具有优良的附着力，特别是对金属表面的附着力更强。耐化学腐蚀性好，这是因为环氧树脂涂料结构中含有脂肪族羟基，醚基和很活泼的环氧基，由于羟基和醚基的极性使环氧树脂分子和相邻表面之间产生引力，而且环氧基能和含活泼氢的金属表面形成化学键，所以大大提高了其附着力。(2)环氧树脂涂料在苯环上的羟基能形成醚键，漆膜保色性、耐化学药品及耐溶剂性能都好；另外，结构中还含有脂肪族的羟基，与碱不起作用，因而耐碱性也好。环氧村脂漆耐碱性明显优干酚醛树脂和聚酯树脂。(3)环氧树脂有较好的热稳定性和电绝缘性。第55页,共87页，2024年2月25日，星期天环氧树脂涂料缺点：(1)耐候性差、易粉化、涂膜丰满度不好，不适合作户外用干高装饰性涂料；(2)环氧树脂中具有羟基，如处理不当，涂膜耐水性差；(3)环氧树脂徐料中有的品种是双包装，制造和使用都不方便；(4)环氧树脂固化后．涂层坚硬，用它制成的底漆和腻子不易打磨。第56页,共87页，2024年2月25日，星期天环氧树脂涂料分类(1)以施工方式分类喷涂用涂料，滚徐用涂料，浸涂用涂料，静电用涂料，电泳涂料等。(2)以用途分类建筑涂料，汽车涂料，舰船涂料，木器涂料，机器涂料，标志涂料，电气绝缘涂料，导电及半导体涂料，耐药品性涂料，防腐蚀涂料，耐热涂料，防火涂料，示温涂料．润滑涂料，食品罐头涂料和阻燃涂料等。(3)以固化方法分类自干型涂料有单组分、双组分和多组分液体涂料；烘烤型涂料有单组分和双组分固体或液体涂料；辐射固化涂料。(4)以固化名称分类胺固化型涂料，酸酐(或酸)固化涂料，合成树脂固化型涂料。(5)以涂料状态分类溶剂型涂料，无溶剂型(液态和固态)涂料以及水性(水乳化型和水溶型)

涂料第57页,共87页，2024年2月25日，星期天环氧树脂涂料用途第58页,共87页，2024年2月25日，星期天4、聚氨酯涂料一、主要原料二、聚氨酯涂料的类别和性能1、聚氨酯改性油漆第59页,共87页，2024年2月25日，星期天2、湿固化型聚氨酯漆此漆是端基含有一NCO基的分子结构，能在湿度较大的空气中与水分反应，生成脲键而固化成膜。它是一种使用方便的自干性涂料，漆膜坚硬强韧、致密、耐磨、耐化学腐蚀并有良好的抗污染性和耐特种润滑油。可用于原子反应堆临界区域的地面，墙壁和机械设备作核辐射保护涂层，可制成清漆或色漆。第60页,共87页，2024年2月25日，星期天3、封闭型聚氨酯漆所谓封闭型，是将二异氰酸酯的游离一NCO基用苯酚等含活泼H原子的化合物暂时封闭起来，这样可以和带有羟基的聚酯或聚醚等配合后单包装，在室温下不反应，而在使用时，漆膜烘烤到150℃苯酚挥发，使游离出来的－NCO基与-OH基反应而固化成膜。该漆主要应用作电绝缘漆，具有优良的绝缘性、耐水性、耐溶剂和耐磨性。第61页,共87页，2024年2月25日，星期天4、羟基固化型聚氨酯漆（多包装）这类涂料一般为双组分，分别贮存在两个容器中，甲组分含有异氰酸酯基，乙组分含有羟基。涂料工业中常用的二异氰酸酯多是挥发性的有毒液体，因此，必须将其转化成低挥发性的低毒产品才能作为甲组分使用，加工成不挥发性多异氰酸酯有三种类型：

①加成型多异氰酸酯

它是通过二异氰酸酯与多元醇加成，形成低挥发性的多异氰酸酯，最常用的是三分子TDI与一分子三羟甲基丙烷的加成物，其产量大，多用做木器漆、耐腐蚀漆和地板漆．第62页,共87页，2024年2月25日，星期天②缩二脲型异氰酸酯

由3摩尔HDI和1摩尔水反应可生成具有三官能度的缩二脲多异氰酸酯，其结构式如下：第63页,共87页，2024年2月25日，星期天③三聚异氰酸酯型多异氰酸酯

这是由5摩尔TDI在三丁基膦催化下三聚合而成的，其结构式如下：第64页,共87页，2024年2月25日，星期天5、催化固化型聚氨酯漆（多包装）这类涂料的结构与湿空气固化型相似，但采用双包装。其中甲组分为过量的二异氰酸酯与端羟基化合物反应生成端-NCO基的预聚物，乙组分为催干剂溶液，常用的催干剂为二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、环烷酸铅和钴等。第65页,共87页，2024年2月25日，星期天聚氨酯涂料特点1、优点：(1)漆膜坚硬耐磨

是各类涂料中最突出的，因而可以用以特殊的场合，例如，船舶甲板、地板、超音速飞机等表面用漆，漆膜可承受高速气流冲刷。(2)漆膜光亮丰富

可用于高级木器，钢琴和大型客机等表面涂装。(3)漆膜具有优异的耐化学腐蚀性能

包括酸、碱、盐、石油产品、溶剂、水等介质。因此可广泛用于化工设备的防腐涂料及溶剂贮罐，油罐等的涂料。(4)漆膜的弹性及其成分配比可以据需要而调节

可以从极坚硬到极柔韧，而一股的涂料(如环氧、聚酯等)则没有这种性能。(5)良好的耐热性和附着力

其耐热性仅次于有机硅漆，对各种物体(如金属、木材、水泥、橡胶、塑料等)均有良好的附着力。能在高温烘干，也能在低温固化，可在0℃正常固化。(6)可制取耐－40℃的低温品种

利用游离异氰酸基可以对醇酸、环氧、酚醛、丙烯酸、不饱和聚酯等树脂改性，制得多种性能优异的涂料。第66页,共87页，2024年2月25日，星期天2、缺点(1)保光保色性差

由甲基二异氰酸酯为原料制成的聚氨酯涂料不耐日光，也不宜于制浅色漆。(2)有毒性

异氰酸基及其酯类对人体有害，生产中要加强劳动保护，其中芳香族异氰酸酯的毒性更大。(3)稳定性差

异氰酸酯十分活泼，对水分和潮气敏感，易吸潮，遇水则贮存不稳定。(4)施工麻烦

有些聚氨酯涂料品种是多包装的，因此，施工时较麻烦。第67页,共87页，2024年2月25日，星期天涂料添加剂1、用于提高涂膜性能的添加剂①增稠剂、防流挂剂

在实际进行涂料施工时，常会出现颜料沉降分离、流挂、流平的问题。待别是进行厚层施涂时，更需要使用能够调整流变性能的添加剂，如无机类的膨润土，超细粒碳酸钙，有机类的金属皂，氢化蓖麻油蜡等。②防沉降剂

颜料粒子的沉降、分离、结块，是造成涂膜色差、发花和光泽差的原因。常用的防沉降剂也可用与增调剂相同的化合物；另外还普遍采用氧化聚乙烯。③防浮色剂和防花剂

涂料施工后，由于多种颜料分布不均而显出条纹的现象称为“发花”；而混合颜料中的一种或几种发生分离，在表面呈现出上层和下层颜色不同的层状色差现象称为“浮色”。防止这类现象的添加剂是一种浸润分散剂。目的是使颜料粒径达到相互接近的程度，并形成胶体结构以限制颜料的活动。

第68页,共87页，2024年2月25日，星期天④流平剂

使涂料流动并形成光滑涂面的辅助添加剂。它能改善浸润性和分散性。如碱敏性丙烯酸聚合物增稠剂和聚环氧乙烷骨架的缔合性增调剂，均对乳胶漆的施工性能和成膜性能有很大的改进。⑤粘弹性调整剂

又称流变性改性剂。目的是使涂料适应于进行施涂作业以防止流挂、提高流平性和颜料悬浮体的稳定性等。⑥浸润分散剂

能加快浸润速度，缩短分散过程的添加剂。它能使亲水性的、难以分散的颜料变得易分散于亲油性的载色剂中，并使分散稳定；同时还能取得光泽、遮盖性，着色力、降低粘度等辅助效果，又能起防止沉降相流挂的作用。一般为表面活性剂。第69页,共87页，2024年2月25日，星期天2、用以提高涂膜功能的添加剂①增滑剂和防擦伤剂

用于涂料的这类添加剂主要是石蜡类产品，如聚乙烯蜡、聚丙烯蜡；此外，还采用脂肪酸酰胺、有机硅类和四氟乙烯蜡。添加的目的是防止漆膜擦伤，提高漆膜的平滑性，特别是对常温干燥型的涂料。②催干剂

常用于以常温干燥的醇酸树脂，干性油为主体材料的氧化聚合型涂料中，以促进漆膜均匀干燥固化，并提高漆膜强度。常用的催干剂的主要成分为可溶于溶剂的脂肪酸金属皂。第70页,共87页，2024年2月25日，星期天3、具有特殊功能的添加剂①导电剂

加入导电剂使涂料具有导电性，这使绝缘体的基材获得导电性，在某些场合很有用。例如抗静电、印刷电路、电磁屏蔽、电接头等、常用金属类、金属氧化物、导电炭黑与石墨等。②荧光颜料

含有荧光物质的荧光涂料应用十分广泛，从飞机到招牌，广告画、路标以及仪器仪表，儿童玩具等。可施涂的基材可以是金属、塑料、玻璃、木材、纤维、纸张、道路等。荧光涂料品种很多，但价格一般都较贵，耐候性也差些。第71页,共87页，2024年2月25日，星期天粉末涂料粉末涂料是一种新型的不含溶剂100%固体粉末状涂料。具有不用溶剂、无污染、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点。

三大类：热塑性粉末涂料（PE）、热固性粉末涂料、建筑粉末涂料。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。

第72页,共87页，2024年2月25日，星期天特性1、该产品不含毒性，不含溶剂和不含挥发有毒性的物质，故无中毒、无火灾、无“三废”的排放等公害的问题，完全符合国家环保法的要求。2、原材料利用率高，一些知名品牌的粉末供应商生产的粉末，其过喷的粉末可回收利用，最高的利用率甚至能达99％以上。3、被涂物前处理后，一次性施工，无需底涂，即可得到足够厚度的涂膜，易实现自动化操作，生产效率高，可降低成本。4、涂层致密、附着力、抗冲击强度和韧性均好，边角覆盖率高，具有优良的耐化学药品腐蚀性能和电气绝缘性能。5、粉末涂料存贮、运输安全和方便。第73页,共87页，2024年2月25日，星期天粉末涂料施工(1)为使粉末涂装的特性能充分发挥和延长涂膜使用寿命，被涂物表面首先严格进行表面前处理

(2)喷涂时，被涂物须完全接地，以增加粉末涂装的喷着效率。

(3)对有较大表面缺陷的被涂物，应涂刮导电腻子，以保证涂膜的平整和光滑感。

(4)喷涂后物件物件需进行加热固化、固化条件以粉末产品技术指标为准但必须充分保证其固化温度和时间，避免固化不足造成质量事故。

第74页,共87页，2024年2月25日，星期天涂料工业发展现状第75页,共87页，2024年2月25日，星期天发达国家涂料产品结构涂料品种（按成膜物分类）市场份额醇酸涂料25%丙烯酸涂料20%乙烯基涂料15%聚氨酯涂料14%聚酯涂料10%环氧涂料8%氨基涂料4%其它4%合计100%第76页,共87页，2024年2月25日，星期天世界十大涂料生产商序号公司名称总部所在地涂料销售额（亿美元）市场份额1AkzoNobel荷兰609%2ICI英国548%3Sherwin-Williams美国518%4DuPont美国487%5PPG美国467%6BASF德国406%7Kansai日本284%8NipponPaint日本223%9Valspar美国183%10RPM美国152%第77页,共87页，2024年2月25日，星期天世界涂料主要消费领域

建筑涂料工业涂料特种涂料美国46%39%14%西欧54%32%14%日本26%54%20%全世界45%40%15%第78页,共87页，2024年2月25日，星期天环保型涂料发展现状第79页,共87页，2024年2月25日，星期天我国涂料工业发展现状“十一五”是涂料行业超常规发展的五年，我国涂料行业在高速成长的房地产、汽车、船舶、运输、交通道路、家电等行业的带动下，生产总量每年以两位数的增速发展，呈现出产量连连攀升，发展势头强劲的特点。2008、2009年尽管受到全球金融危机和经济衰退的影响，仍保持较高的增速，产量从2005年的383万吨/年增长至2010年的966.63万吨，成为世界第一大涂料生产和消费大国。第80页,共87页，2024年2月25日，星期天品牌据不完全统计，目前全国8000多家涂料企业主要集中在长三角、珠三角和环渤海地区。其中，“洋品牌”和国内较大规模的生产厂家，市场定位在中高档产品，处于市场领导地位，引导涂料消费趋势。