1、第三章 涂料,第一节 概述 第二节 涂料产品的质量检测 第三节 涂料产品的组成 第四节 典型涂料简介,1、涂料的定义- 涂料工艺一书是这样定义的：“涂 料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。” 2、涂料与油漆：我国在生产和使用涂料方面，有着悠久的历史，生漆和桐油，是我国以往制作涂料的主要原料。过去，由于涂料都是用植物油和天然树脂熬炼而成的其作用又同我国的生漆差不多，因此一直被叫做“油漆”。随着石油化工和有机合成工业的发展，为涂料工业提供了新的原料来源，许多新型涂料，不再含有油的成分的。所以油漆
2、的名称就显得不确切了，而代之以涂料来称呼。,第一节 概述,一、涂料的基本概念,1.保护功能:涂料的保护功能（耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐药品、防污、防湿、防腐）是其最重要功能之一,它可保护材料免受或减轻各种损害和侵蚀。也可用于防火与文物保护等。物件暴露在大气之中，受到氧气、水分、微生物等的侵蚀，造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象。在物件表面涂以涂料，形成一层保护膜，能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展，使各种材料的使用寿命延长。例如：一座钢铁结构桥梁不用涂料只有几年寿命，如果用涂料保护并维修得当，可以有百年以上的寿命。各种木制品，如果没有涂料保护，很快将被虫蛀、霉变、腐烂，没有使用价值
3、，而涂覆适当，则有几十到几百年的寿命。,二、涂料的作用,2、装饰作用物件涂上涂料，可得到美观大方，明快舒畅、五光十色、绚丽多彩的外观，起到美化人类生活环境的作用，对人类的物质生活和精神生活做出不容忽视的贡献。 3、色彩标志目前，应用涂料的色彩作为标志在国际上已经逐渐标准化。 在交通道路上，通过涂料各种醒目的颜色制备多种标志牌（如警告、危险、停止、前进等信号）和道路分离线，在黑夜里依然清晰明亮。 在工厂中各种管道、设备、槽车、容器常用不同颜色的涂料来区分其作用和所装物的性质（危险品等级等等），使操作工人易识别，提高操作准确度，避免事故发生，如水管涂绿色，蒸汽管涂红色，空气管涂兰色。 在电子工业上
4、的各种器件也常用涂料的颜色来辨别其性能。,4、特殊作用 对现代涂料而言，这种作用与前两种作用比较越来越显示其重要性。现代的一些涂料品种能提供多种不同的特殊功能，如： 电绝缘、导电、屏蔽电磁波、防静电产生等作用；例如电子工业中使用的导电（抗静电）、导磁涂料；军事上的伪装与隐形涂料（隐形飞机）等等。 防霉、杀菌、杀虫、防海洋生物粘附等生物化学方面的作用 耐高温、保温、示温和温度标记、防止延燃、烧蚀隔热等热能方面的作用；航空航天工业上的烧蚀涂料（导弹外壳的涂料在其进入大气层时能消耗掉自身同时使摩擦生成的强热消散）、温控涂料； 反射光、发光、吸收和反射红外线、吸收太阳能、屏蔽射线、标志颜色等光学性能方
5、面的作用； 防滑、自润滑、防碎裂飞溅等机械性能方面的作用； 还有防噪声、减振、卫生消毒、防结露、防结冰等各种不同作用等。用于纸张、衣料、塑料薄膜、皮革等上面，使它们能抗水和抗油，以及赋予服装抗皱等性能。 高科技的发展对材料的要求愈来愈高，涂料是最便宜最简便的改性方法，涂料科学对高科技的发展具有重要作用。,三、涂料的分类,转换型涂料在成膜过程中伴有化学反应，一般均形成网状交联结构，因此，成膜物相当于热固型聚合物，,气干型的，在常温下可交 联固化，如醇酸树脂涂料,烘烤型的，需在高温下完 成反应，如氨基漆等。,非转换型或挥发型涂料：仅仅是溶剂挥发，成膜过程中聚合物不发生任何化学反应，成膜物是热塑型聚
6、合物，如硝基漆、氯化橡胶漆等。,转换型或 反应型涂料,按成膜机理,按涂料的作用分：绝缘漆、防锈漆、 防腐漆、防火漆、耐高温漆、防污漆、防腐蚀漆等； 按其有否颜料分：清漆、色漆等； 按其形态分:水性涂料，溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料等； 按其用途分:建筑涂料，汽车涂料，飞机涂料，家电涂料、木器涂料、桥梁涂料、塑料涂料、纸张涂料 按其施工方法分：刷涂涂料、喷涂涂料、辊涂涂料、浸涂涂料、电泳涂料等； 按其施工工序分：底漆，腻子、二道漆、面漆、罩光漆等。 按固化方式分：常温固化涂料，高温固化涂料,射线固化涂 料； 按成膜物质分十八类：P59表3.1,1、涂料的命名原则 1）全名=颜料
7、或颜色名称+成膜物质名称+基本名称 如：红醇酸磁漆：指颜色为红色，主要成膜物质为醇酸树脂的磁漆。 又如锌黄酚醛防锈漆、白硝基外用磁漆、黑醇酸导电磁漆等。 2、涂料的型号： 醇酸树脂 磁漆 序号 成膜物质基本名称序号 ，如 C04-2,四、涂料的命名及型号,举例： X1 硝基稀释剂 G4 钴锰催干剂 ； F1 硝基漆防潮剂 X5 丙烯酸漆稀释剂； H1 环氧树脂漆固化剂,3、辅助材料型号： 第一部分为种类，P61，第二部分为序号,涂膜的固化机理有三种类型，一种是物理机理，另两种是化学机理。 物理机理干燥（挥发性机理）： 只靠涂料中液体（溶剂或分散相）蒸发而得到干硬涂膜的在干燥过程称为物理机理干燥
8、。包括溶剂挥发型、乳液凝聚型。 特点：1、成膜物质有足够高分子量，涂膜中的聚合物为线型。2、干燥过程不发生化学反应。3、干燥成的膜仍会溶于原来溶剂。 如硝酸纤维、乳胶涂料均属这一类,五、涂膜的固化机理,化学机理干燥 1）涂料与空气间发生化学反应的交联固化：氧气与干性植物油和其它不饱和化合物反应而产生游离基并引起聚合反应而固化，水分也能与异氰酸酯发生缩聚反应得到交联涂膜而固化。故这类涂料，在贮存期间，涂料罐必须密封良好，与空气和水隔绝。否则互相交联，易于形成冻胶。 特点：涂料成膜物质一般为低分子量的聚合物（10005000）或分子量较大的简单分子，形成的涂膜中的聚合物为交联型。这类涂料有装饰性漆
9、、单罐装聚氨酯。,R-NCO + H2O R-NHCOOH R-NH2 + CO2 R-NCO + RNH2 R-NHCONH-R,2）涂料组分间发生化学反应的交联固化：氨基树酯与含羟基的醇酸树酯、聚酯和丙烯酸树脂通过醚交换反应成膜，环氧树酯与多元胺交联成膜等都是利用化学反应方式成膜的。 特点： 涂料中成膜物质的分子量低或很低，形成的涂膜中的聚合物为交联型，这类涂料有聚氨基甲酸脂涂料，酸催化漆。 涂料在贮存期间必须保持化学上的稳定，要求固化反应发生在涂料施工以后进行。为了达到这个目的，可以分两种情况。,涂料组分间的反应过程分类,六、涂料的有害性及使用安全,大多数涂料、溶剂及其辅料，不但易燃，还
10、有毒性。-途径：呼吸、皮肤渗入。-后果：对眼、鼻、喉、肺的刺激作用，并能引发呼吸、神经、造血系统疾病。通常燃料气体密度小于空气，而溶剂蒸气的密度则大于空气，挥发后便往低处流，停滞在地面低洼的地方。所以通风口要靠近地面。 措施：尽量避免皮肤接触涂料，不可用溶剂洗手，戴防溶剂手套和防毒面具。,1）品种趋于多样化 2）功能趋于人性化、功能化：如：防火，防绣，绝缘，导电涂料； 3）工艺趋于零污染：水性涂料，固体分涂料； 4）生产趋于自动化：生产检测、产品包装、计算机配漆、施工固化自动化等。,七、涂料的发展趋势,第二节 涂料产品的质量检测,一、涂料产品性能的检测 1、物理形态的检测项目 外观；细度；粘度
11、；比重。1）外观： 外观是检查涂料的形状，颜色和透明度的。清漆：应具有足够的透明度，清澈透明，无任何机械杂质和沉淀物。清漆颜色越浅越好。真正水白透明无色的清漆很难达到，多数清漆都带有微黄色。色漆：呈现的颜色应与其颜色名称一致，纯正均匀。在日光照射下，经久不褪色。2）细度： 细度是检查色漆中颜料颗粒大小或分散均匀程度的标准，以微米()表示之。细度越小的涂料，其涂膜越平滑，反之则粗糙。面漆的细度一般要求2040微米，底漆，防锈漆则可以粗一点，大约4060微米，视品种不同而异。,3）粘度：粘度即流体内部阻碍其相对流动的一种特性，也称粘（滞）性或内摩擦，也就是液体涂料的粘稠或稀薄的程度。 不同涂装方法
12、要求不同的涂料粘度：1、手工刷涂、高压无气喷涂、淋涂、辊涂可使用粘 度高些的涂料；2、空气喷涂法要求涂料粘度较低。 涂料的粘度分为：原始粘度（出厂粘度）和施工粘度（工作粘度）。粘度测定的方法很多。常用粘度计有两种，一是涂一1粘度计，主要用来测定粘度大的硝基漆。另一种是涂一4，用于测定大多数涂料产品的粘度。 该仪器特点：涂料中通常是在一定温度下，测量定量的涂料从仪器孔流出所需的时间，以秒表示。 4）比重： 测定单位体积涂料的重量。,2、涂料组成的检测项目,1）固体份 固体份是涂料中除去溶剂(或水)之外的不挥发物占涂料重量的百分比。一般固体份低，涂膜薄，光泽差，保护性欠佳，施工时易流挂。固体份与粘
13、度互相制约，控制在适当的比例范围内，既便于施工，又有较厚的涂膜。 2）酸价中和1克涂料产品中所含游离酸所需氢氧化钾的毫克数称为酸价(或酸值)，以mgKOHG(毫克氢氧化钾克)表示之。 酸价高的涂料产品，很容易和碱性颜料皂化，轻者粘度增大，涂刷性能不好，重者胶化。 3）稀释剂的水分稀释剂含水量不能超过规定的标准，否则会使涂膜发白，产生针孔，故应严格控制其含水量。 同样涂料中也不能含水 。,3、涂料贮存性能的检测项目,1）结皮性：涂料在储存或生产过程中，由于受表面空气氧化或油漆表面粘度增高，形成一层油皮。 结皮因素：-涂料中干性油含量太高。-涂料表面与空气接触时间过长。-涂料本身粘度过高。测定方法
14、尚未统一。 2）稳定性：常以年月表示之。贮存稳定性越好，贮存期就越长。 有些一年；有些二年。自包装之日起到开始使用这段时间，在正常贮存运输条件下，要求它质量稳定，不产生严重结皮、变色、变稠、沉淀、浑浊等现象，更不应出现干化、胶凝等重大质量变化，能达到不发生以上变化的时间，称为贮存期或质量保证期。,二、涂料施工性能的检测,1、粘度： 如前已述。 2、遮盖力： 色漆涂布于物体表面，能遮盖物面原来底色的最小用量，称为遮盖力。以每平方米用漆量的克数表示(克米2)。一般说来高档品种比低档品种遮盖力好，深色的品种比浅色的品种遮盖力好。 3、使用量： 涂覆单位面积所需要的数量称为使用量。不同类型和不同颜色的
15、涂料，其使用量各有不同，被涂物面的质量和施工方法也是决定使用量的重要因素。 4、涂刷性：涂料使用时的性能指标，好的产品应该容易涂刷。劣质产品涂刷有干涩的感觉，不容易涂刷平整。与漆料性质、粘度和溶剂等有关。,5、流平性：涂料施工后形成平整涂膜的能力称为流平性。涂料流平性与其粘度、所含溶剂的沸点高低、表面张力、涂料本身温度有关。影响流平性的因素很多，改换溶剂，加入硅油或其它流平剂等均可改善其流平性。 6、干燥时间： 涂料施工以后，从流体层到全部形成固体涂膜这段时间，称为干燥时间，以小时或分钟表示。一般分为表干时间和实干时间。通过这个项目的检查，可以看出油基性涂料所用油脂的质量和催干剂的比例是否合适
16、，双组分漆的配比是否适当。 7、打磨性： 测定涂膜干后，用砂纸打磨成平坦表面时的难易程度。 与涂膜结构、硬度、韧性等有关。不仅是底漆，腻子的重要检测项目，而且也是装饰性轿车漆、木器漆等的重要检验项目之一。,三、一般使用性能的检测项目,1、涂膜外观：漆膜干燥后得到的外观状态，好的外观应该平整，无气泡、流挂、严重涂刷痕迹等现象。按规定指标测定涂膜外观，要求表面平滑、光亮，无皱纹，针孔、刷痕、麻点、发白、发污等弊病。 2、光泽： 光泽是指漆膜表面对光的反射程度，决定一个表面光泽高低的主要因素是该表面粗糙不平的程度。检验时以标准板光泽作为100，被测定的漆膜与标准板比较，用百分数表示。 某些装饰性涂料
17、，涂膜的光泽是最重要的质量指标。 分三档：有光漆的光泽70以上，半光泽为2040，如室内乳胶漆。无光漆不应高于10，如底漆,3、涂膜厚度：它将影响涂膜的各项性能，因此测定涂膜性能时都必须在规定的厚度范围内进行检测，可见厚度是一个必测项目。测定涂膜厚度的方法很多，玻璃板上的厚度可用千分卡测定 4、硬度：硬度是材料的一种机械性质，是材料抵抗其它物质刻画、碰撞或压入其表面的能力。测定的方法很多。漆膜硬度并非越高越好，过硬的漆膜柔韧性差，容易脆裂，抗冲击强度低也影响附着力。 5、弹性：漆膜弹性是指涂膜经过一定的弯曲后，不发生破裂的性能，所以亦称柔韧性或弯曲性。轴棒的直径有1、3、5、10，15、20毫
18、米六种，弯曲的直径越小，涂膜的弹性越大，一般要求涂膜弹性为1-3毫米。,6、冲击强度： 冲击强度是指涂膜受到机械冲击时，涂膜不发生破损或起皱的承受强度。 冲击强度的测定，是用一公斤的重锤，从一定高度上冲击涂膜，以不破坏涂膜的最大高度的乘积(公斤*厘米)表示之。一般要求通过50公斤厘米。 7、附着力： 涂膜附着力是指它和被涂物表面牢固结合的能力。附着力的测定方法有划圈法，划格法和扭力法等， 以划圈法最常用，它分为7级，1级圈纹最密，通常比较好的底漆附着力应达一级，面漆的附着力是二级左右。提高附着力应使成膜物质分子充分流动，铺展，使基材表面能被成膜物质溶液充分润湿。 8、耐磨性：漆膜在一定的摩擦力
19、作用下，成颗粒状脱落的难易程度。耐磨性测定方法：采用漆膜磨耗仪。以一定负载下不露白的研磨转数与漆膜在规定转数（一般100转）下的失重克数表示，以此来评定漆膜耐磨性等级。,四、特殊使用性能的检测项目,1、耐水性：涂膜抵抗水解的性能称为耐水性。 耐水性的检查，根据不同要求，有耐蒸馏水、耐盐水，耐海水，耐热水、耐冷水的不同检验方法。 2、耐热性：涂膜对热的稳定性称为耐热性，以温度和时间表示之。如果涂膜不耐热，就极易变软，发粘，起泡、破裂，剥落，炭化等。 涂料的耐热性取决于所用的树脂和颜料。 3、耐寒性：涂膜受冷冻作用后的稳定性称为耐寒性。 若涂膜不耐寒，遇冷便发生龟裂。,4、耐光性： 涂膜对光(主要
20、是紫外光)作用的稳定性称为涂料的耐光性。 5、耐候性： 暴露于大气中的涂膜，常经受阳光、风、雪、雨、露、温度变化和腐蚀气体(如二氧化硫、二氧化碳、臭氧)等因素的侵蚀，漆膜对这些自然侵蚀的耐受能力称为耐候性，亦称涂膜的曝晒性能或天然老化性能。是涂料质量检查中最重要的性能之一。常以此判断涂膜的使用寿命。涂膜耐候性通常以所达到的月(30天)数为表示单位。,6、防锈性： 涂膜防止金属生锈的能力称为防锈性, 常通过对其耐水，耐盐雾，耐湿热，曝晒和电化性能的测试，用以评价涂膜的防锈能力。 7、耐化学腐蚀性： 一般包括耐酸、耐碱、耐溶剂、耐汽油、耐油脂，耐化学药品等性能的检查. 8、耐湿热性： 涂膜对于湿热
21、条件的抵抗能力称为耐湿热性。 测试条件是相对湿度95以上，温度47，经过21天，以涂膜损坏的级别表示之。 9、耐盐雾性： 涂膜抵抗含盐水蒸汽的能力称为耐盐雾性，以级别表示。一级良好,10、防霉性： 涂膜防止霉菌生长的性能称为防霉性，分五级表示，o级最好 11、绝缘性： 涂膜对电的绝缘能力称为绝缘性。通常以涂膜的击穿电压(以千伏毫米为单位)、电阻系数和耐电弧性(以秒为单位)来表示。 12、防污性： 涂膜排放出毒剂杀死海洋微生物的能力 13、耐高温性： 测定涂膜所能抵抗的最高温度及抵抗 14、抗污气性： 测定涂膜对CO2等工业大气污染的抵抗能力，以涂膜表面变化现象表示。,本章作业,1、什么是涂料？它有哪些主要作用？ 2、命名原则是什么？ 3、涂料有哪几种固化机理？ 4、涂料组成有哪些内容？,
