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1、化学化工学院化学化工学院大庆石油学院化学化工学院大庆石油学院化学化工学院 王王 俊（博士俊（博士 教授）教授）第一章第一章 涂涂 料料第一节第一节 概概 述述第二节第二节 涂料的作用原理涂料的作用原理第三节第三节 常用的几种重要涂料常用的几种重要涂料一、涂料的定义和作用一、涂料的定义和作用 第一节第一节 概述概述油漆油漆先期的涂料、植物油、天然树脂加工而成。先期的涂料、植物油、天然树脂加工而成。涂料也是一种材料，涂于物体的表面。涂料也是一种材料，涂于物体的表面。2、作用、作用保护作用保护作用色彩标志色彩标志抗水、抗油、防火、隔热、隔音、防辐射等抗水、抗油、防火、隔热、隔音、防辐射等抗水、抗油、
2、防火、隔热、隔音、防辐射等抗水、抗油、防火、隔热、隔音、防辐射等装饰作用装饰作用特殊作用特殊作用世世界界十十大大公公司司首首位位英英国国ICI、美美国国3家家、匹匹兹兹堡堡玻玻璃璃工工业业公公司司（PPG）、舍舍温温威威廉廉斯斯（sherwin-williams）和）和Du Pont。油性涂料，天然树脂，酚醛树脂，沥青涂料及油性涂料，天然树脂，酚醛树脂，沥青涂料及5 5大系列大系列 （醇酸、丙烯酸、乙烯、环氧、聚氨酯）（醇酸、丙烯酸、乙烯、环氧、聚氨酯）二、涂料的分类二、涂料的分类1.按成膜物质分类按成膜物质分类溶液型、乳胶、粉末涂料溶液型、乳胶、粉末涂料2.按形态分类按形态分类刷涂、喷涂、电
3、泳涂料刷涂、喷涂、电泳涂料3.按涂饰方法分类按涂饰方法分类导电、防蚀、耐热、耐水导电、防蚀、耐热、耐水具体：建筑、车辆、船舶、家具、标志涂料等具体：建筑、车辆、船舶、家具、标志涂料等4.4.按用途分类按用途分类 由挥发成分和稀释剂两部分组成，涂布后，稀释剂挥发，而由挥发成分和稀释剂两部分组成，涂布后，稀释剂挥发，而不挥发成分干结成膜。不挥发成分干结成膜。涂料中没有颜料和体质颜料的透明体涂料中没有颜料和体质颜料的透明体清漆清漆三、涂料的组成（配方技术）三、涂料的组成（配方技术）加了颜料和体质颜料的不透明体加了颜料和体质颜料的不透明体色漆（底漆、调合漆）色漆（底漆、调合漆）加有大量体质颜料的稠厚浆
4、状物质加有大量体质颜料的稠厚浆状物质腻子腻子 体体质质颜颜料料是是基基本本上上没没有有遮遮盖盖力力和和着着色色力力的的白白色色或或无无色色粉粉末末。折折光光率率与与其其基基料料相相近近，不不能能添添加加色色彩彩，能能增增加加涂涂层层的的厚度和体质，提高涂料的物理化学性能，价格低廉。厚度和体质，提高涂料的物理化学性能，价格低廉。（1）成膜物质具有很强的吸附和粘结作用，为涂料的主要成分。成膜物质具有很强的吸附和粘结作用，为涂料的主要成分。（2）成膜物质粘度大，不易涂饰，使用时需加稀释剂成膜物质粘度大，不易涂饰，使用时需加稀释剂溶剂型涂料溶剂型涂料 不加有机溶剂而以水为稀释剂不加有机溶剂而以水为稀释
5、剂水溶性涂料水溶性涂料 没有挥发性的稀释剂没有挥发性的稀释剂粉末涂料粉末涂料 （3）添加剂添加剂部分用量少，作用明显。部分用量少，作用明显。1、清漆、清漆催干剂：催干剂：能够加速漆膜干燥的物质，对干性油膜吸氧聚合能够加速漆膜干燥的物质，对干性油膜吸氧聚合起催化作用。起催化作用。a a 催催干干剂剂的的金金属属被被还还原原到到低低价价原原子子，而而将将抗抗氧氧化化物物质质氧氧化化，从从而加速油的氧化。而加速油的氧化。b b 催干剂能加速漆膜吸氧形成稳定的氧键，油的其他不饱和链催干剂能加速漆膜吸氧形成稳定的氧键，油的其他不饱和链就进行直接聚合，减少所需要的氧量。就进行直接聚合，减少所需要的氧量。c
6、 c 催干剂能吸收空气中的氧，然后将氧给予油膜，减少油膜吸催干剂能吸收空气中的氧，然后将氧给予油膜，减少油膜吸氧的困难。氧的困难。增塑剂增塑剂：增加弹性和附着力的物质。增加弹性和附着力的物质。表面活性剂：表面活性剂：能改善涂料的表面张力，增加涂料对颜能改善涂料的表面张力，增加涂料对颜料的润滑性能，提高研磨效果，改善流动性能。料的润滑性能，提高研磨效果，改善流动性能。例：卵磷脂类和低粘度硅油等。例：卵磷脂类和低粘度硅油等。防霉剂：防霉剂：防止涂料长期暴露在环境中发霉，变质。防止涂料长期暴露在环境中发霉，变质。例：五氯酚例：五氯酚紫外线吸收剂紫外线吸收剂:能在漆膜中吸收日光的紫外线，将其转化为热能
7、，以减少对能在漆膜中吸收日光的紫外线，将其转化为热能，以减少对漆膜的损害。漆膜的损害。例：二苯酮类衍生物例：二苯酮类衍生物防结皮剂防结皮剂：防防止止油油膜膜表表面面结结皮皮，减减少少油油漆漆损损失失，施施工工麻烦，避免破坏漆膜外观。麻烦，避免破坏漆膜外观。例：甲乙酮肟例：甲乙酮肟抗静电剂：抗静电剂：可使带电荷的漆膜迅速放电，防止静电的聚集。可使带电荷的漆膜迅速放电，防止静电的聚集。例：长碳链季铵盐例：长碳链季铵盐除此之外，除此之外，增稠剂、固化剂、消光剂、增稠剂、固化剂、消光剂、防沉淀剂、流平剂防沉淀剂、流平剂等。等。颜颜料料通通常常是是固固体体粉粉末末，本本身身不不能能成成膜膜，但但它它始始
8、终终留留在在涂涂膜膜中，赋予涂抹许多特殊性质。中，赋予涂抹许多特殊性质。例例：呈呈现现色色彩彩，增增加加涂涂层层厚厚度度，提提高高机机械械强强度度，耐耐磨磨性，附着力和耐腐蚀性能等。性，附着力和耐腐蚀性能等。2、颜料、颜料颜料主要有无机和有机颜料颜料主要有无机和有机颜料无机颜料：无机颜料：钛白（白色颜料）钛白（白色颜料）红丹、铬黄、铁红、炭黑（彩色颜料）红丹、铬黄、铁红、炭黑（彩色颜料）铅粉、铜粉、铜锌合金粉（金属颜料）铅粉、铜粉、铜锌合金粉（金属颜料）有机颜料：有机颜料：钛菁蓝、钛菁绿等钛菁蓝、钛菁绿等对于有些有专用用途的特殊产品，在成膜物质名称后说明对于有些有专用用途的特殊产品，在成膜物质
9、名称后说明例：醇酸例：醇酸 导电导电 磁漆磁漆四、涂料的命名四、涂料的命名涂料全名涂料全名=颜色或颜料名称颜色或颜料名称+成膜物质成膜物质+基本名称基本名称例：例：红红 醇酸醇酸 磁漆磁漆成膜物质代号汉语拼音成膜物质代号汉语拼音如：如：Y Y油性漆类油性漆类 F F酚醛树脂漆类酚醛树脂漆类 H H环氧树脂环氧树脂 C C醇酸树脂醇酸树脂 C是是成成膜膜物物质质（醇醇酸酸树树脂脂）；04是是基基本本名名称称（磁磁漆漆）；2 是是序序号号（表表示示同同类类产产品品的的组组成成、配配比比或或用用途途的的不同）不同）例：例：C04-200代表清油代表清油 01代表清漆代表清漆 02代表厚漆代表厚漆 0
10、3代表调和漆代表调和漆 04代表磁漆代表磁漆 07代表腻子代表腻子 23罐头漆罐头漆 80代表地板漆代表地板漆 84黑板漆黑板漆 99其他（共其他（共99个）个）涂料基本名称编号原则：涂料基本名称编号原则：0099两位数表示。两位数表示。0009基本品种基本品种 1019美工漆美工漆 2029轻工漆轻工漆 3039绝缘漆绝缘漆 4049船舶漆等船舶漆等 磁磁漆漆：是是指指干干燥燥后后漆漆膜膜表表面面如如釉釉面面般般的的光光洁洁平平整整，按按基基料料树树脂脂不不同同有有一一些些不不同同种种类类，如如醇醇酸酸磁磁漆漆，聚聚氨氨酯酯磁磁漆漆，通常磁漆用于各类木器、金属等表面。通常磁漆用于各类木器、金
11、属等表面。乳胶漆：以乳液为基料的一类涂料的总称。乳胶漆：以乳液为基料的一类涂料的总称。(内墙和外墙涂料内墙和外墙涂料)第二节第二节 涂料的作用原理涂料的作用原理由于粘合材料和被粘合物表面分子之间的距离小到一由于粘合材料和被粘合物表面分子之间的距离小到一定程度就会产生一种附着力，即分子间的引力。定程度就会产生一种附着力，即分子间的引力。一、涂料的物理性能一、涂料的物理性能1.附着力附着力 条条件件是是涂涂料料必必须须“润润湿湿”物物质质表表面面，使使空空气气或或是是其其他他杂杂物被取代出来。物被取代出来。砂纸打磨砂纸打磨涂料的润湿性能与被润湿表面的性质有关涂料的润湿性能与被润湿表面的性质有关粗糙
12、表面粗糙表面杂质脏物杂质脏物2.硬度、韧性、柔软性和耐光性硬度、韧性、柔软性和耐光性3.耐候性耐候性4.易修补性、表面整新性和抗溶剂性易修补性、表面整新性和抗溶剂性1.1.物理干燥机理物理干燥机理依靠涂料中溶剂的蒸发而得到干燥涂膜的过程依靠涂料中溶剂的蒸发而得到干燥涂膜的过程物理机理干燥物理机理干燥二、涂膜的固化机理二、涂膜的固化机理属于该机理的涂料有挥发漆和乳胶漆属于该机理的涂料有挥发漆和乳胶漆将线型或轻度交联的聚合物制成涂料，或用简单将线型或轻度交联的聚合物制成涂料，或用简单的低分子化合物配制成的涂料交联成聚合物，形成的低分子化合物配制成的涂料交联成聚合物，形成坚硬干燥的漆膜坚硬干燥的漆膜
13、化学机理干燥化学机理干燥2.2.化学机理干燥化学机理干燥 交联反应交联反应 空气中的氧和水蒸汽是可以与涂料反应空气中的氧和水蒸汽是可以与涂料反应 因为空气中的氧能与植物油和其他不饱和化合物反应因为空气中的氧能与植物油和其他不饱和化合物反应而产生游离基而引起聚合物反应或交联反应。而产生游离基而引起聚合物反应或交联反应。（1 1）涂料与空气发生反应而交联固化）涂料与空气发生反应而交联固化盖子必须盖紧盖子必须盖紧 施工时，涂料将以很大的表面积与空气接触，随着溶剂的施工时，涂料将以很大的表面积与空气接触，随着溶剂的不断挥发，交联反应开始进行。不断挥发，交联反应开始进行。涂料中软而粘的低分子量聚合物就会
14、转变成硬而韧的交联涂料中软而粘的低分子量聚合物就会转变成硬而韧的交联化涂膜，这种涂膜不再溶于原有的溶剂。化涂膜，这种涂膜不再溶于原有的溶剂。（新物质！）（新物质！）在室温下，这种交联进行得很快，只有空气中的氧以在室温下，这种交联进行得很快，只有空气中的氧以足够量穿透到涂膜内部以后，涂膜才能固化。足够量穿透到涂膜内部以后，涂膜才能固化。交联反应结果是形成越来越大的分子，最后这个交联反应结果是形成越来越大的分子，最后这个涂膜交联成一个特大分子。涂膜交联成一个特大分子。在在涂涂膜膜的的整整个个使使用用时时期期，其其化化学学结结构构还还会会慢慢慢慢发发生生变变化化，因因而而涂涂膜膜的的性性能能也也在在
15、逐逐渐渐发发生生变变化化，如如涂涂膜膜变暗。变暗。属于这种机理的涂料有油质涂料（动植物油脂），醇属于这种机理的涂料有油质涂料（动植物油脂），醇酸树脂涂料。酸树脂涂料。这种固化反应发生在涂料施工以后，在涂料储存期间必这种固化反应发生在涂料施工以后，在涂料储存期间必须保持化学稳定性。须保持化学稳定性。第一，采用将相互发生反应组分分罐包装，在使用时现用现配。第一，采用将相互发生反应组分分罐包装，在使用时现用现配。第二，选用在常温下互不发生反应，只在高温才发生反应的组分。第二，选用在常温下互不发生反应，只在高温才发生反应的组分。（2）涂料组分之间发生化学反应而交联固化）涂料组分之间发生化学反应而交联固
16、化方法有两种：方法有两种：属于这种机理的树脂（涂料）有丙烯酸涂料，环氧树脂，氨属于这种机理的树脂（涂料）有丙烯酸涂料，环氧树脂，氨基树脂等。基树脂等。第三节第三节 常用的几种重要涂料常用的几种重要涂料以以干性植物油干性植物油或或半干性植物油半干性植物油为成膜物质为成膜物质(低档涂料低档涂料)干性植物油：（含干性植物油：（含6个以上个以上C=C）例如：桐油、亚麻油）例如：桐油、亚麻油半干性植物油：（含半干性植物油：（含46个个C=C）例如：豆油、棉籽油）例如：豆油、棉籽油油性涂料主要用于调制厚漆油性涂料主要用于调制厚漆厚漆：厚漆：（体质颜料较多的一种漆料基本名称代号（体质颜料较多的一种漆料基本名
17、称代号02）一、油性涂料一、油性涂料 桐油为脂肪酸甘油三酯混合物，是我国特产油料树种桐油为脂肪酸甘油三酯混合物，是我国特产油料树种桐油种子所榨取的油脂。桐油种子所榨取的油脂。桐油桐油半干性植物油：不饱和脂肪酸（含半干性植物油：不饱和脂肪酸（含4 46 6个个C=CC=C）理论解释：理论解释：干干性性油油氧氧化化过过程程复复杂杂，吸吸收收空空气气中中的的氧氧后后，诱诱导导产产生生过过氧氧化化物物，过过氧氧化化物物进进行行游游离离基基引引发发，产产生生氧氧化化聚聚合合，分分子子量量不不断断增大，最后干结成膜。增大，最后干结成膜。醇醇酸酸树树脂脂的的出出现现，在在涂涂料料工工业业发发展展过过程程中中
18、，摆摆脱脱了了以以干干性性油油和和天天然然树树脂脂制制漆漆方方法法，通通过过特特定定的的化化学学反反应应，合合成成结结构构较明确较明确的制漆原料，推动涂料工业向现代工业发展。的制漆原料，推动涂料工业向现代工业发展。二、醇酸树脂涂料二、醇酸树脂涂料 该该类类树树脂脂依依靠靠脂脂肪肪酸酸中中的的不不饱饱和和键键在在空空气气中中的的氧氧化化聚聚合合而而自干成膜，也可以与其他树脂和用成膜。自干成膜，也可以与其他树脂和用成膜。醇醇酸酸树树脂脂性性能能优优越越，在在干干率率、附附着着力力、光光泽泽、硬硬度度、保保光光性性及耐候性等方面都超过以前所用的漆料。及耐候性等方面都超过以前所用的漆料。目前品种多，发
19、展迅猛，占合成树脂漆料的目前品种多，发展迅猛，占合成树脂漆料的25%左右。左右。山东、天津和浙江（前山东、天津和浙江（前3位），年产位），年产1万吨以上有万吨以上有8家，天津家，天津灯塔涂料股份有限公司，占灯塔涂料股份有限公司，占10%左右，左右，3万多吨。万多吨。多元醇：乙二醇、丙三醇、季戊四醇等多元醇：乙二醇、丙三醇、季戊四醇等多元酸：邻苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、偏苯三甲酸酐等多元酸：邻苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、偏苯三甲酸酐等例：中油度红色醇酸树脂漆例：中油度红色醇酸树脂漆 1.1.醇酸树脂合成的原料醇酸树脂合成的原料 （醇酸树脂）（醇酸树脂）干性树脂含有不饱和脂肪酸成分，能与氧发生作用转化成
20、干干性树脂含有不饱和脂肪酸成分，能与氧发生作用转化成干燥的涂膜。燥的涂膜。例：例：亚麻油亚麻油醇酸树脂醇酸树脂 不干性醇酸树脂所含的脂肪酸不能在空气中氧化聚合，不能不干性醇酸树脂所含的脂肪酸不能在空气中氧化聚合，不能干燥成膜，不能单独作为漆料，混合使用。干燥成膜，不能单独作为漆料，混合使用。例：例：蓖麻油蓖麻油醇酸树脂，醇酸树脂，椰子油椰子油醇酸树脂醇酸树脂2.醇酸树脂的分类醇酸树脂的分类干性醇酸树脂干性醇酸树脂 不干性醇酸树脂不干性醇酸树脂 根据油的长度区分根据油的长度区分油度不同，树脂的性质不同油度不同，树脂的性质不同 短油度短油度汽车、玩具汽车、玩具 中油度中油度车辆、家具车辆、家具 长
21、油度长油度钢铁、建筑钢铁、建筑 特长油度特长油度桥梁（桥梁（80%以上）以上）此外，还有改性醇酸树脂，加入其它合成树脂。此外，还有改性醇酸树脂，加入其它合成树脂。例：酚醛改性醇酸树脂例：酚醛改性醇酸树脂（1）醇酸树脂清漆）醇酸树脂清漆 清漆：不含颜料，漆膜透明的一类品种清漆：不含颜料，漆膜透明的一类品种 例：例：C01-1 （2）醇酸树脂色漆）醇酸树脂色漆 含有颜料，分底漆和面漆含有颜料，分底漆和面漆 铁红醇酸树脂底漆，铁红醇酸树脂底漆，C06-1最常见最常见3.常见的醇酸树脂涂料常见的醇酸树脂涂料例例：C04-6灰灰醇醇酸酸磁磁漆漆，是是由由改改性性的的季季戊戊四四醇醇醇醇酸酸树树脂脂、颜颜
22、料料、铝铝粉粉、催催干干剂剂、松松节节油油调调制制而而成成，适适用于大型钢铁结构的涂装、储罐等。用于大型钢铁结构的涂装、储罐等。主要原料：丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯主要原料：丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯 为了改进性能，降低成本，加入一定比例的其它单体共聚，为了改进性能，降低成本，加入一定比例的其它单体共聚，如：如：丙烯腈、丙烯酰胺丙烯腈、丙烯酰胺等。等。三、丙烯酸树脂涂料三、丙烯酸树脂涂料CH2=CH-CN 优良的色泽，不泛黄，耐热、酸、碱等。用于汽优良的色泽，不泛黄，耐热、酸、碱等。用于汽车、飞机、桥梁、电器、家具、建筑等领域。车、飞机、桥梁、电器、家具、建筑等领域。分为清漆、磁漆和底漆。分为清漆、磁
23、漆和底漆。例：例：B04-9各色各色丙烯酸磁漆丙烯酸磁漆 由甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰胺共聚后，加入各由甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰胺共聚后，加入各种颜料，增塑剂后，研磨，加有机溶剂制成。种颜料，增塑剂后，研磨，加有机溶剂制成。众多厂家，大连油漆厂，西北油漆厂众多厂家，大连油漆厂，西北油漆厂大多数环氧树脂是由环氧氯丙烷和双酚大多数环氧树脂是由环氧氯丙烷和双酚A合成合成四、环氧树脂涂料四、环氧树脂涂料 黏合力强，稳定性良好，用途广泛，可用于金属、玻璃、塑黏合力强，稳定性良好，用途广泛，可用于金属、玻璃、塑料、木材、水泥、织物等多种底材的涂装。料、木材、水泥、织物等多种底材的涂装。主要品种聚醋酸乙烯
24、酯主要品种聚醋酸乙烯酯 五、聚乙烯树脂涂料五、聚乙烯树脂涂料（乳液型）（乳液型）0.15份六偏磷酸钠（分散剂）份六偏磷酸钠（分散剂）0.3份亚硝酸钠（防锈剂）份亚硝酸钠（防锈剂）0.1份醋酸苯汞（防霉杀菌剂）份醋酸苯汞（防霉杀菌剂）0.1份羧甲基纤维素（增稠剂）份羧甲基纤维素（增稠剂）26份金红石型钛白粉，份金红石型钛白粉，8份滑石粉（球磨机）份滑石粉（球磨机）42份聚醋酸乙烯酯份聚醋酸乙烯酯0.08份聚甲基丙烯酸钠（增稠剂）搅拌均匀份聚甲基丙烯酸钠（增稠剂）搅拌均匀配漆（配方技术）配漆（配方技术）聚酯聚酯多元醇和多元酸缩聚而成多元醇和多元酸缩聚而成(材料材料)分饱和、不饱和聚酯化。分饱和、不饱和聚酯化。用于钢琴、高档木器家具的装饰和保护。用于钢琴、高档木器家具的装饰和保护。六、聚氨酯涂料六、聚氨酯涂料聚氨酯聚氨酯漆膜中含有氨酯键，漆膜中含有氨酯键，-NH-COO-，还有酯键，还有酯键，酯酯键，脲键等，总称聚氨酯漆。酯酯键，脲键等，总称聚氨酯漆。聚氨酯与聚脂涂料不同聚氨酯与聚脂涂料不同聚氨酯漆聚氨酯漆异氰酸酯异氰酸酯和和含羟基化合物含羟基化合物合成。合成。由多异氰酸酯与多羟基化合物发生逐步加聚反应而生成由多异氰酸酯与多羟基化合物发生逐步加聚反应而生成的含有重复的含有重复氨基甲酸酯链段氨基甲酸酯链段的高分子化合物称为聚氨酯。的高分子化合物称为聚氨酯。例如：例如：