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涂料小结参考资料
第一章
1.涂料:
涂料是保护和装饰物体表面的涂装材料,将其涂布于物体表面,能形成一层薄膜,赋予物体以保护、美化或其他所需的效果。
2.涂料的基本组成:
成膜物、溶剂、颜填料、助剂。
3.涂料的作用:
(1)保护作用,如:
涂布于塑料制品表面的涂料,可防止塑料的光老化和氧化,减少溶剂和其他化学药品对塑料的腐蚀,减低增塑剂的挥发。
(2)装饰作用;(3)功能作用。
4.功能涂料:
是基于涂料的结构组成,并且与光学、声学、力学、电磁学和生物学等性质想结合,发展起来的一种专业性很强的、具有特殊功能的新材料。
(举例:
船舶、声纳等水下设备用的防污材料;火箭壳体表面的烧蚀涂料;卫星内部的温控涂料;信息材料用的磁性涂料国防军事用的迷彩涂料等等。
)
5.涂料的性能:
可分为漆膜性能、施工性能和其他的特殊性能三类。
其中漆膜性能包括柔韧性、冲击强度、附着力、光泽、耐热性、耐温变性、耐水性、保光保色性等;施工性能包括干燥时间、遮盖力、流平性、抗污气性、稀释剂适应性、打磨性、回粘性等;其他特殊性能包括耐候性、三防性(防湿热、防盐雾和防霉)、耐化学药品性、防锈防腐性、电绝缘性等。
6.在聚合物的分子结构中引入极性基团,有助于提高涂料的附着力;在分子链中含有官能团如—OH、—COOH、—NH2等,可提高漆膜的交联密度。
7.涂料用合成树脂的合成方法:
从反应机理看,涂料用合成树脂主要采用逐步聚合反应、自由基聚合反应和共聚合反应合成的,少数合成树脂是用阴离子聚合反应合成的;从实施方法上看,主要采用常规的溶液聚合和乳液聚合法。
有的涂料树脂的合成同时存在着多种反应机理如:
用苯乙烯改性醇酸树脂或丙烯酸聚氨酯树脂,要通过逐步聚合和自由基聚合。
第二章
1.四大合成涂料树脂:
分别是醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯。
2.醇酸树脂是指由多元醇(如甘油)、多元酸(如邻苯二甲酸酐)与植物油制备的改性聚酯树脂。
按改性油的性能分为干性油(碘值>140)、半干性油(碘值100~140)、不干性油(碘值<100)醇酸树脂。
3.醇酸树脂的合成反应与合成工艺:
合成反应:
主反应:
—OH+—COOH→酯化反应,可逆,生成水
副反应:
(1)醇解;
(2)酯化。
合成工艺:
醇解法;酸解法;溶剂法(用的较多);熔融法。
醇解→酯化→降温兑稀→过滤→贮运(原料、溶剂)
4.醇酸树脂的性质:
(1)油的性质的影响:
干燥速率、硬度。
如不同种类的油具有不同的碘值,它表明所含双键的多寡。
碘值低于125时,干燥速率过慢;高碘值油制备的树脂硬度大、光泽较强,但易变色。
(2)脂肪酸含量(油度)的影响;(3)分子量分布:
树脂分子量增大,体系粘度增加;(4)凝胶的影响。
5.醇酸树脂改性:
(1)松香改性醇酸树脂,它可使醇酸树脂易溶于脂肪烃溶剂,增加漆膜的附着力,提高漆膜的光泽,增强漆膜的耐水性和耐碱性,减少漆膜的起皱;
(2)酚醛树脂改性醇酸树脂:
经其改性的醇酸树脂,漆膜的抗水性、抗酸碱性和抗烃类溶剂的性能得到明显改善。
但体系粘度比改性前大得多;(3)乙烯类单体改性:
该改性可提高干燥速率,并可提高漆膜的耐候性和耐水性,常用的方法有:
共聚法和酯化法;(4)有机硅改性醇酸树脂:
漆膜的保光性抗粉化性、耐候性有很大的改性;(5)触变性醇酸树脂:
所谓触变性,是指在静止时表现出很高的粘度,但在剪切力作用下粘度迅速下降,一旦剪切力消除,粘度又逐渐增高的现象。
(6)水性醇酸树脂:
可分为自干型和烘干型两类。
6.环氧树脂:
是指分子中含有两个以上环氧基团的高分子化合物。
按化学结构,环氧树脂可分为:
(1)缩水甘油型环氧树脂,它又分为缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、氨基环氧树脂;
(2)环氧化烯烃;(3)元素改性环氧树脂。
7.环氧树脂的物理性质:
它是一种粘稠的液体或固体,贮存稳定性好。
(1)溶解性;
(2)混容性:
环氧树脂与芳香族聚合物是混容的,但不与脂肪族聚合物混容。
8.环氧树脂的特性指标:
是控制树脂性能、保证树脂质量的重要指标。
其意义如下:
(1)环氧值:
100克环氧树脂中所含环氧基团的物质的量称为环氧值。
(2)环氧当量:
含有1摩尔环氧基的树脂克数称为环氧当量。
它可用环氧值来换算:
Q1=100/E,式中Q1为环氧当量,E为环氧值。
(3)羟值:
树脂分子量越高,其羟值也越大。
(4)羟基当量:
含有一个摩尔羟基的树脂克数称为羟基当量。
Q2=100/H,式中Q2为羟基当量,H为羟值。
(5)酯化当量;(6)软化点。
9.环氧树脂固化剂:
固化剂也叫交联剂。
利用固化剂中的官能团与环氧树脂中的羟基或环氧基反应,可使环氧树脂扩链、交联,从而达到固化的目的。
常用的固化剂有:
(1)有机胺类固化剂:
如脂肪族胺、芳香族胺;
(2)有机酸酐固化剂:
如苯酐、马来酸酐等;(3)低分子类聚酰胺;(4)潜固化剂:
如双氰胺、丁酮亚胺等
10.环氧树脂可根据分子量分为三类:
高分子量(室温下是固体)、中分子量、低分子量(室温下是液体)。
分子量的控制主要看BPA和ECH的比例。
低分子量树脂多采用两步加碱法生产,它可以最大限度的避免环氧氯丙烷的水解。
中分子量多采用一步加碱法直接合成。
其后处理有水洗和溶解萃取法两种。
11.双酚A环氧树脂的合成:
一低分子量为例.原料为双酚A(BPA)、环氧氯丙烷(ECH)、液碱。
碱性条件下,ECH易发生水解,要分两次投入碱。
第一次投入后,主要发生加成反应和部分闭环反应,第二次加碱主要发生α氯醇基团的闭环反应。
12.环氧树脂的应用:
(1)涂料。
(2)粘合剂:
分为溶剂型和无溶剂型。
(3)复合材料。
13.高分子五大类材料:
塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂。
14.聚氨酯树脂是由多异氰酸酯(主要是二异氰酸酯)与多元醇聚合而成。
因该聚合物的主链中含有氨基甲酸酯基,故称为聚氨基甲酸酯,简称聚氨酯。
结构为:
-RNHCOOR’OOCNH-.
15.异氰酸酯与含活性氢的化合物反应:
RNCO+R’OH→RNHCOOR’(氨基甲酸酯)
RNCO+R’NH2→RNHCONHR’(脲)
RNCO+R’COOH→RNHCOR‘(酰胺)+CO2
16.活性氢组分主要是指多元醇、蓖麻油、聚酯和聚醚。
活性氢组分的亲核型越大,与异氰酸反应的活性就越大。
因此,斥电子基团有利于提高活性氢组分的反应活性。
活性氢的反应活性顺序为:
脂肪族胺>芳香族胺>一级羟基>水>二级羟基>三级羟基>酚羟基>羧基;
RNHCONHR>RCONHR>RNHCOOR。
17.在聚氨酯涂料中,最广泛使用的催化剂是叔胺和有机锡。
叔胺类催化剂的碱性越强、体积效应越小,则催化作用越强。
18.聚氨酯涂料溶剂的选择:
由于活性氢能与-NCO反应,故醇类和醚醇类溶剂是不可取的。
烃类溶剂虽稳定,但溶解能力差,故常与其他溶剂混合使用。
使用的最多的是酯类溶剂,如乙酸乙酯和乙酸丁酯。
19.聚氨酯涂料的主要来类型:
(1)聚氨酯改性油涂料:
简称聚酯油,由甲苯二异氰酸酯与干性油的单甘油酯或双甘油酯反应值得。
在生产聚酯油时,-NCO/-OH的摩尔比控制为0.9到1.0。
比值过高,其贮存稳定性差;比值过低,形成的漆膜耐水性变差。
(2)湿空气固化型聚氨酯涂料(单组分):
它是一种含端-NCO基的预聚物。
(3)封闭型聚氨酯涂单组分):
如,OCNRNCO+2C6H5OH→C6H5OCONHRNHCOOC6H5.(4)羟基固化型聚氨酯涂料(双组分)这种涂料一般为双组分,分别贮存在两个容器中。
甲组份含异氰酸酯基,乙组分含羟。
20.聚氨酯涂料的应用:
聚氨酯分子间存在氢键,聚合物具有高强度、耐磨、耐溶剂等特点,同时还可以通过改变多羟基化合物的结构、分子量等,在较大范围内调节聚氨酯的性能,使其在塑料、橡胶、涂料、粘合剂和合成纤维中得到广泛的应用。
聚氨酯涂料形成的漆膜附着力强,耐磨性、耐高低温、耐化学药品性能均较好,且具有良好的装饰性。
21.丙烯酸酯涂料的应用:
它已广泛应用于汽车装饰和维修、家用电器、钢制家具、铝制品、卷材、机械、仪表电器、建筑、木材、造纸、粘合剂和皮革等生产领域。
22.烯类单体制备的涂料的优点:
色浅,一般可达到水白程度,且透明度极高;耐光、耐候、户外曝晒耐久性好;在紫外光照射下涂膜不易分解或变黄;长期使用仍可保持原有光泽和色泽;使用的温度范围宽。
23.合成丙烯酸酯的方法:
由联碳公司开发的丙烯氧化合成丙烯酸工艺,是目前世界各国合成丙烯酸的是要方法:
CH2=CHCH3+3/2O2→CH2=CHCOOH+H2O.此外,还可用直接酯化法和酯交换法合成各种丙烯酸酯单体。
(1)直接酯化法:
CH2=C(R1)COOH+R2OH→CH2=C(R1)COOR2+H2O(R1为H或CH3,R2为烷基)
(2)酯交换法:
CH2=C(R1)COOR2+R3OH→CH2=C(R1)COOR3+R2OH(R1、R2同上,R3为比R2碳原子数更多的烷基)
24.丙烯酸酯单体的化学性质:
(1)与不饱和基团的反应:
丙烯酸酯可与共轭二烯烃进行反应,形成环状脂肪酸酯;在自由基或碳阴离子作用下,可发生自由基型或阴离子型的聚合反应。
(2)加成反应:
卤素、卤化氢和氰氢酸极易与丙烯酸酯反应,形成相应的饱和酯:
CH2=CHCOOCH3+Cl2→CH2ClCHClCOOCH3;CH2=CHCOOCH3+HCl→CH2ClCH2COOCH3
CH2=CHCOOCH3+HCN→CNCH2CH2COOCH3。
在长期贮存或升温条件下,丙烯酸可发生二聚合反应:
2CH2=CHCOOH→CH2=CHCOOCH2CH2COOH(可逆);硫醇可对丙烯酸酯的双键发生加成反应,形成3-烷硫基丙酸酯:
RSH+CH2CHCOOH→RSCH2CH2COOR等。
25.丙烯酸酯单体的贮存:
丙烯酸酯单体在光、热或混入的水分以及铁的作用下,极易发生聚合反应。
为了防止丙烯酸酯在运输和贮存过程中聚合,常添加阻聚剂。
常有的阻聚剂有各种酚类化合物,如对苯二酚、对甲氧基苯酚等。
氧的存在可使阻聚剂的阻聚效果得到充分发挥,所以贮存期间贮槽不宜过满,必要时可有意鼓入空气。
(注:
加入的阻聚剂必须在单体进行聚合前除去。
)
26.丙烯酸酯的毒性:
丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯具有特殊臭味,是毒性最大的两种单体。
27.聚合物链组成的影响:
涂料中使用的丙烯酸酯树脂,主要由聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸酯组成。
以下因素对涂膜的性质有重大影响:
(1)α碳原子上取代基的影响:
α碳原子上存在甲基时,聚合物链的σ旋转受阻。
故与聚丙烯酸酯比较,聚甲基丙烯酸酯的抗张强度较大,玻璃化温度Tg高,伸长率下降。
(2)侧链上集基团的影响:
酯侧链基团增大,则侧基链段的运动能力也相应增加。
引起比容增加,抗张强度低,延伸率增加。
另外酯基的碳链长则极性小,故其亲水性变小,耐油性变差,反之亦然。
(3)聚合物主链的组成:
丙烯酸酯涂料的宏观漆膜性质与聚合物组成间的关系可用以下两种物理性质描述:
玻璃化温度Tg和溶度参数δ。
树脂的硬度和柔韧性与Tg有关。
提高Tg会使漆膜的硬度、抗张强度和耐擦伤性提高,但柔韧性和抗冲击强度下降。
采用共聚的方法可调节Tg。
Tg<25℃的聚合物在室温下是较软的柔性物质,Tg>25℃的聚合物则逐渐变成硬而脆的材料。
在高于Tg的条件下引入交联剂可明显增加漆膜的硬度。
28.溶剂型丙烯酸酯树脂的主要类型:
(1)热塑性丙烯酸酯树脂:
它是以甲基丙烯酸甲酯或一定数量的苯乙烯为主体,配以丙烯酸乙酯、丁酯等单体聚合而成。
这类涂料具有优良的耐候性、保光性、耐化学药品性和耐水性,抛光性好,附着力强。
单由于分子量高,粘度较大,故施工性能较差。
(2)热固性丙烯酸酯树脂:
是一类具有反应性的聚合物,通过具有反应官能团的单体和丙烯酸酯单体工具和的方法制备的。
根据官能团单体的类型,可分为酸型、羟基型、环氧型和酰胺型四种。
29.影响溶液聚合的主要因素:
(1)引发剂和聚合反应速度:
溶剂型丙烯酸酯树脂常用过氧化物和偶氮类化合物做引发剂。
在工业上,为了提高单体的转化率,常采用分批投加引发剂。
(2)单体:
随着乙烯基上取代基的碳原子数的增加,丙烯酸酯类单体的聚合也逐渐变难。
(3)溶剂:
溶剂的存在有助于反应热的排除,从而使聚合温度易于控制。
对聚丙烯酸甲酯而言,二氯乙烷是良溶剂,使聚合物体系的粘度增加;丙酮是不良溶剂,使体系粘度降低。
(4)链转移剂:
常用的有十二烷基硫醇、四氯化碳和异丙苯等。
(5)氧气:
低温条件下,氧气是自由基聚合反应的阻聚剂。
30.涂料工业中所使用的丙烯酸酯树脂多是采用釜式法间歇生产的。
31.水乳型丙烯酸酯树脂的合成中乳液聚合的组成:
(1)单体,主要单体有醋酸乙烯、苯乙烯和丙烯酸酯等乙烯基单体。
(2)乳化剂(表面活性剂):
常用的是阴离子型和非离子型的。
阴离子型乳化剂的乳化效率高,一般为单体用量的2%,但制得的乳液稳定性较差,所以常用非离子型乳化剂改性。
常用的乳化剂有OP-10、OP-18等非离子型乳化剂和MS-1阴离子型乳化剂。
(3)引发剂乳液聚合中常用水溶性无机过氧化物如过硫酸钾、过硫酸铵等。
(4)PH调节剂:
纯丙烯酸酯或丙烯酸酯-苯乙烯共聚乳液的PH约为3,为提高乳液的稳定性,可用氨水将PH调到9-10,醋酸乙烯-苯乙烯共聚乳液用NaHCO3做PH调节剂。
32.丙烯酸酯类单体的乳液聚合大体可分为两类:
(1)单体后添加法:
即将单体以外的添加物在反应前全部投入釜中,然后根据聚合反应程度,将单体逐步加到反应釜中。
所添加的单体,可先乳化后添加,亦可直接将单体加入釜中。
(2)间歇法:
即反应开始时将单体一次加完,然后进行乳液聚合。
第八章
1.涂料一般由不挥发分(成膜物质)和挥发分(稀释剂)两部分组成。
成膜物质由可分为主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质三类。
其中主要成膜物质可单独成膜,也可粘结颜料等共同成膜,所以也叫粘结剂。
它是涂料的基础,也常称为基料、漆料和漆基,主要有油料和树脂;次要成膜物质包括颜料和体质颜料,如钛白、氧化锌、氧化铁红(均为无机颜料)、甲苯胺红、酞菁蓝等(有机颜料)、红丹、锌铬黄等(防锈颜料);辅助成膜物质包括各种助剂,如增塑剂、固化剂、乳化剂、防污防霉剂引发剂等。
2.涂料组成中不含颜料和体质颜料的透明体称为清漆;含有颜料和体质颜料的不透明体称为色漆(瓷漆、调和漆、底漆);加油大量体质颜料的稠厚浆状体称为腻子。
不含挥发性稀释剂的涂料称为无溶剂漆;呈粉末状的涂料称为粉末涂料。
以一般有机溶剂做稀释剂的涂料称为溶剂型漆;以水做稀释剂的涂料称为水性漆(包括乳胶漆)。
3.颜料和体质颜料是分散在涂料中能给涂料以某些性质的特殊固体。
这些性质包括颜色、遮盖力、耐久性、力学强度以及对金属底材的防腐性等。
颜料可分为无机颜料和有机颜料两类。
在涂料配方中,主要使用无机颜料,而有机颜料多用于装饰性涂料。
体质颜料多是白色粉末状,没有实际功能(着色力和遮盖力),但有增加漆膜的厚度,提高漆膜的耐久性和降低成本等作用。
4.色泽、色坚牢度、着色力和遮盖力是颜料的固有特性。
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的分散在涂料体系中,并使其保持悬浮状态或者发生沉降后容易被分散的状态。
5.着色颜料:
(1)白色颜料:
用的最多的是钛白粉TiO2,它是一种无毒、白度高、遮盖力强的合成涂料。
它具有两种晶形,即金红石型和锐钛型。
前者有较高的稳定性和耐久性,多用于制备户外涂料;后者在光照下易粉化,多用于制备室内涂料。
锌钡白(BaSO4.ZnS)俗称立德粉,耐碱、遇酸分解放出H2S,其遮盖力强,但遇光易变暗,涂膜的耐候性差,多用于制备耐碱涂料。
铅白毒性大,使用受到限制。
(2)黄色涂料:
主要是铬酸铅,也叫铬铅黄。
其着色力高,色坚牢度好且不透明,但有毒。
另黄色氧化铁(Fe2O3.H2O)也称铁黄,着色力高,价廉,多用于户外漆。
(3)绿色涂料:
氧化铬又称铬绿,对酸碱有较好的稳定性,但遮盖力低。
另外还有蓝色颜料、红色颜料、黑色颜料和有机颜料。
6.防腐颜料:
有盐类和金属类两种类型。
无机盐类具有缓蚀性,含有用水可浸出的阴离子,能钝化金属表面或影响腐蚀过程。
它们主要是含铅和铬的盐类。
但有毒性和污染问题。
(1)铅系颜料:
有碱式硅铬酸铅,碱式硫酸铅,铅酸钙;
(2)锌类涂料:
主要有铬酸钾锌、磷酸锌和四盐基铬酸锌。
铬酸钾锌耐碱不耐酸。
磷酸锌是无毒的中型颜料。
(3)其他颜料:
主要有磷酸镁、磷酸钙、铬酸钡以及滑石粉和云母;金属类:
有四种金属可做涂料用颜料,即铝、不锈钢、铅和锌。
7.体质颜料是不溶于粘结剂和溶剂的涂料助剂。
它可提高漆膜的厚度,改进液体涂料的流动性以及漆膜的机械性、渗透性、光泽性和流平性。
主要的体质颜料有:
重晶石(BaSO4),其稳定性好,耐酸碱,广泛用作调和漆、底漆和腻子;瓷土(,也称高岭土,具有消光作用;云母(,呈薄片状,能过明显降低漆膜的透气、透水性,减少漆膜的开裂和粉化,多用于户外涂料配方;滑石粉能提高漆膜的柔韧性,降低其透水性;碳酸钙可分为两类:
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),广泛用作户外和室内的乳胶漆。
8.溶剂的作用及选择:
溶剂的作用不仅是溶解树脂,而且对涂料的施工性能、干燥时间和最终漆膜性能都有很大影响,因此在选择涂料溶剂时,既要考虑溶剂对涂料用树脂的溶解性及其蒸发速率,又要兼顾溶剂的价格、毒性和对人体的刺激性。
目前,涂料用溶剂主要有各种醇类、酮类、酯类,以及脂肪烃类、芳香烃类等有机溶剂。
9.树脂的溶解特点:
速度慢,粘度高。
当ΔGm=ΔHm-TΔS<0时,溶解才能进行。
(ΔS>0)
10.溶剂的应用:
(1)烃类溶剂:
溶剂汽油简称溶剂油,主要是烷烃,其挥发性低,能溶解大多数天然树脂、油性树脂及中至长油度醇酸树脂,常用作涂料的主溶剂;甲苯是硝基漆稀释剂中用量较大的一种溶剂;二甲苯具有良好的溶解性能和中等蒸发速率,广泛用作醇酸树脂、乙烯基树脂、氯化橡胶和聚氨酯的溶剂,是涂料中用量较大的一种溶剂。
(2)醇类和醚类溶剂:
乙醇能溶解天然树脂虫胶制成清漆,也能用作聚乙烯醇缩丁醛或硝基漆的混合溶剂;正丁醇蒸发速率低,是多种油类和树脂的溶剂;乙二醇-乙醚即2-乙氧基乙醇,属挥发性慢的溶剂,荣用于不能加入烷烃(如溶剂油)的涂料配方中。
(3)酯类和酮类溶剂:
丙酮是挥发快、溶解力强的溶剂,多用做乙烯基共聚物和硝酸纤维素溶剂,也可适量与多种溶剂掺合,以改进施工和漆膜性能;甲乙酮是蒸发速率快的强溶剂,常与溶解力低的溶剂掺合,以改进涂料的施工性能和成膜性能;乙酸乙酯是蒸发速率较快的酯类溶剂,有令人愉快的水果香味,有优于有刺激性气味的酮类溶剂,其溶剂力低于酮类溶剂。
11.辅助材料的划分:
按功能分,辅助材料主要有催干剂、增塑剂、防霉剂、生物活性添加剂、抗结皮剂、抗紫外线剂、流变性改进剂、抗沉降剂、颜料分散剂等。
12.催干剂也叫干燥促进剂,俗称干料。
催干剂能提高漆膜的固化速度,其用量极少,但效果显著。
使用最广泛的催干剂是环烷酸、辛酸、松香酸和亚油酸的铅盐、钴盐和锰盐。
增塑剂的作用是提高漆膜的韧性,主要用于产生脆性漆膜的涂料配方中。
增速作用可通过内增塑或外增塑的方法来达到。
所谓内增塑,就是利用共聚法来提高漆膜的弹性和附着力。
但往往采用外增塑法。
所谓外增塑法就是采用相容性好的非挥发性液体(称增塑剂)或柔性高分子量树脂来增塑另一种树脂的方法。
醇酸树脂就是一种性能良好的增塑剂。
增塑剂的作用是降低树脂的玻璃化温度,从而影响漆膜的抗张强度、韧性、伸长率、渗透性和附着力的作用。
在涂料中加入增塑剂,可使漆膜的抗张强度下降,伸长率、韧性和附着力提高。
常用的增塑剂有氯化石蜡、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯。
流变性改进剂也成粘度改进剂,其主要目的是改进涂料的流动性能。
用于溶剂性漆配方的中的流变性改进剂称为触变剂。
颜料分散剂属于表面活性剂,其主要作用是颜料分散剂中的亲水基团或亲油基团被吸附在固体颜料的粒子表面,产生离子间的排斥或空间阻碍效应,以防止粒子因布朗运动引起的相互接触而导致的结块或絮凝。
13.ABS:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
14.配方设计定义:
根据涂料的性能,确定涂料组成,并提出相应的生产工艺和施工工艺。
15.涂料的颜料体积浓度是涂料最重要、最基本的表征。
在早期的涂料工业中,普遍采用颜粘比来描述涂料配方中的颜料含量。
颜粘比是指涂料配方中颜料(包括体质颜料)与粘结剂的质量比。
如果粘结剂用量过少,就不可能在大量存在的颜料粒子周围想成连续的漆膜。
所以,对于要求具有较好耐久性的涂料,不易采用高颜粘比的配方。
16.颜料堆砌系数(Φ):
涂料是包括粘结剂和颜料的分散体。
在未加入粘结剂时,颜料堆砌系数Φ定义为:
Φ=Vp/(Vp+Va0)式中Vp为颜料的体积,Va0为颜料粒子间空隙的体积。
17.颜料的体积浓度(PVC):
在颜料和粘结剂的总体积中,颜料所占的体积分数称为颜料体积浓度,用PVC表示。
即:
PVC=Vp/(Vp+Vb),Vb为粘结剂的体积(不包含溶剂等挥发组分)。
18.临界颜料体积浓度(CPVC):
当粘结剂逐渐加入到颜料体系中,颜料粒子堆砌空隙中的空气将逐渐被粘结剂所取代。
粘结剂恰好填满全部空隙时的亚尿体积浓度定义为临界颜料体积浓度,用CPVC表示。
19.在颜料、粘结剂和空隙组成的体系中,颜料堆砌系数可表示为:
Φ=Vp/(Vp+Vb+Va),式中Va为粒子间尚未被填满的空隙中空气的体积。
(Vp+Vb+Va)为体系的总体积。
(1)当PVC=CPVC时,颜料粒子间的空隙恰好被粘结剂填满,则Va=0,有PVC=CPVC=Φ,这时Vb=Va0
(2)当PVC
(3)当PVC>CPVC时,有Va≠0,PVC≠Φ.
20.CPVC是涂料性能的一想重要表征。
一般来说,要求高性能或户外使用的涂料,不能制定超过CPVC的涂料配方。
相反,对于在温和条件(如室内)下使用的涂料,可以制定超过CPVC的涂料配方。
21.颜料体积浓度对漆膜的物理机械性质的影响:
(1)漆膜密度:
在CPVC处,漆膜密度为极大值。
(2)抗张强度和粘结强度:
在CPVC处,漆膜的抗张强度和粘结强度达到最大值。
当PVC
对漆膜的渗透性质的影响:
与涂料的渗透性质有关的漆膜性能主要有生锈、起泡、抗是擦性、抗污性和光泽维持性,孔隙率随PVC的增加而增加。
(1)生锈;
(2)起泡:
随PVC的增加,漆膜会出现严重起泡到不起泡的突变。
(3)抗湿擦性是指漆膜所能忍受的水清洗的擦洗次数。
随PVC的增加,抗湿擦性明显下降。
而在CPVC以后,下降趋势明显变小。
(4)抗污性:
在污染的环境下,漆膜会发生消光或变色等现象。
PVC增加时,抗污性下降。
,污染趋于严重。
(5)光泽维持性。
22.比颜料体积浓度:
颜料体积浓度与临界颜料体积浓度之比称为比颜料体积浓度,改值常用λ表示。
λ=PVC/CPVC
23.颜料的吸油值:
是指一定质量的干颜料形成颜料糊时所需的精亚麻仁油的量,常用100克颜料形成颜料糊时所吸收的精亚麻仁油的克数表示。
该值是颜料润湿特性的一种量度,并用OA表示。
第十章
1.牛顿流体:
在一定的温度下和较宽的剪切速率范围内,粘度值保持不变的液体称为牛顿流体。
这种流动行为称牛顿流动。
2.非牛顿流体:
当一种液体的粘度值随剪切速率的变化而变化时,则称为非牛顿流体。
,其流动行为称为非牛顿流动。
非牛顿流体又可分为假塑性流体、胀流性流体和触变性流体。
前两种流体的流动行为与时间无关,而后一种流体的流动与时间有关。
3.假塑性流体和胀流性流体:
随着剪切速率的增加,粘度减小的流体称为假塑性流体(即切力变稀的流体);反之,随着剪切速率的增加,粘度增大的流体称为胀流性流体(即切力增稠的流体)。
大多数涂料属于假塑性流体。
4.屈服值:
流体发生流动之前必须克服的最低剪切盈利陈伟屈服值。
当剪切应力低于屈服值时,流体表现出弹性固体的性质,即只能形变而不能流动。
5.宾汉流体:
当剪切应力炒股屈服值时,流体的流动行为呈现牛顿性,即称为宾汉流体。
6.表观粘度:
在非牛顿流体中,粘度和施加的剪切应力有关,即τ与D的比值
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