涂料技術(shù)基礎(chǔ) 第一章 第二章1,2

1、涂料技術(shù)基礎(chǔ)涂料技術(shù)基礎(chǔ)英曉光英曉光化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院第一章第一章 緒論緒論高分子材料（高分子材料（“五大合成材料五大合成材料”）l塑料；塑料；l橡膠；橡膠；l纖維；纖維；l精細(xì)高分子材料精細(xì)高分子材料 涂料涂料； 粘合劑；粘合劑；無機化學(xué)有機化學(xué)高分子化學(xué)流變學(xué)物理學(xué)界面化學(xué)生物學(xué)計算機涂料的特征：涂料的特征：l涂覆、保護、裝飾、特殊功能；涂覆、保護、裝飾、特殊功能；l依托基材（基底），不單獨使用；依托基材（基底），不單獨使用；1.涂料的定義涂料的定義涂料：能涂料：能涂覆涂覆在物體表面在物體表面并能形成并能形成牢固牢固附著的附著的連續(xù)連續(xù)薄膜薄膜材料材料l無機涂層：搪瓷釉、電鍍無機涂層

2、：搪瓷釉、電鍍l有機涂層：有機高分子材料有機涂層：有機高分子材料涂料（涂料（coatings）漆（漆（paints）2.涂料的組成涂料的組成組分對涂層性能的貢獻互相制約和影響，組分對涂層性能的貢獻互相制約和影響，一個適宜的配方，實際上是各種組分協(xié)調(diào)的結(jié)果。一個適宜的配方，實際上是各種組分協(xié)調(diào)的結(jié)果。 3. 涂料的作用涂料的作用l1）保護）保護H2OO2CO2、NO、H2SAcid, Base, Saline aqueous, Organic solutions 金屬腐蝕金屬腐蝕木材腐朽木材腐朽水泥風(fēng)化水泥風(fēng)化l2）裝飾）裝飾內(nèi)墻涂料內(nèi)墻涂料 外墻涂料外墻涂料 汽車涂料汽車涂料 顏色顏色 光澤光

3、澤 質(zhì)感質(zhì)感 l3）特殊功能）特殊功能l（食品廠）防霉菌（食品廠）防霉菌l（輸油管）防結(jié)蠟（輸油管）防結(jié)蠟l（裝修材料）防火（裝修材料）防火l防水、防結(jié)露、導(dǎo)電、絕緣、防靜電、防輻射、隔熱、防水、防結(jié)露、導(dǎo)電、絕緣、防靜電、防輻射、隔熱、示溫示溫4. 涂料的分類涂料的分類1）形態(tài)）形態(tài)水性涂料、溶劑型涂料、粉末涂料、高固體分涂料水性涂料、溶劑型涂料、粉末涂料、高固體分涂料l水溶性涂料（水溶性涂料（Water-borne Coating）：）：以水溶性樹脂為成膜物以水溶性樹脂為成膜物（聚乙烯醇及其改性物、水溶醇酸樹脂、水溶環(huán)氧樹脂、無機高（聚乙烯醇及其改性物、水溶醇酸樹脂、水溶環(huán)氧樹脂、無機高分

4、子水性樹脂等）；分子水性樹脂等）；l溶劑型涂料（溶劑型涂料（Solvent Coating）：）：完全以有機物為溶劑的涂料完全以有機物為溶劑的涂料（醇酸樹脂、聚酯、丙烯酸類、環(huán)氧樹脂和環(huán)氧酯類、聚氨酯類、（醇酸樹脂、聚酯、丙烯酸類、環(huán)氧樹脂和環(huán)氧酯類、聚氨酯類、有機硅和氟化樹脂涂料等）；有機硅和氟化樹脂涂料等）；l粉末涂料（粉末涂料（Powder Coating）：）：一種新型的不含溶劑、一種新型的不含溶劑、100%固固體粉末狀涂料。具有無溶劑、無污染、可回收、環(huán)保、節(jié)省能源體粉末狀涂料。具有無溶劑、無污染、可回收、環(huán)保、節(jié)省能源和資源、減輕勞動強度和涂膜機械強度高等特點；和資源、減輕勞動強度

5、和涂膜機械強度高等特點；l高固體分涂料（高固體分涂料（High Solid Coating）：一般固體分在：一般固體分在65 85的涂料均可稱為的涂料均可稱為HSC。近幾年迅速崛起的聚脲彈性體涂料就是此。近幾年迅速崛起的聚脲彈性體涂料就是此類涂料的代表。類涂料的代表。水性木器漆的分類水性木器漆的分類l第一類：主要成分第一類：主要成分丙烯酸丙烯酸，附著力好，不會加深木器的顏色，但耐磨及抗，附著力好，不會加深木器的顏色，但耐磨及抗化學(xué)性較差，漆膜硬度較軟（化學(xué)性較差，漆膜硬度較軟（HB） ，豐滿度較差，綜合性能一般，施工，豐滿度較差，綜合性能一般，施工易產(chǎn)生缺陷。成本較低且技術(shù)含量不高，是大部分水

6、性漆企業(yè)推向市場的易產(chǎn)生缺陷。成本較低且技術(shù)含量不高，是大部分水性漆企業(yè)推向市場的主要產(chǎn)品；這也是形成大多數(shù)人認(rèn)為水性漆不好的原因所在。其優(yōu)點是價主要產(chǎn)品；這也是形成大多數(shù)人認(rèn)為水性漆不好的原因所在。其優(yōu)點是價格便宜。格便宜。 l第二類：第二類：聚氨酯丙烯酸酯聚氨酯丙烯酸酯，耐磨及抗化學(xué)性強。漆膜硬度較好（，耐磨及抗化學(xué)性強。漆膜硬度較好（ 1H） ，豐滿度較好，綜合性能接近油性漆。目前國內(nèi)只有少數(shù)幾家企業(yè)可以生產(chǎn)。豐滿度較好，綜合性能接近油性漆。目前國內(nèi)只有少數(shù)幾家企業(yè)可以生產(chǎn)。 l第三類：第三類：聚氨酯聚氨酯，綜合性能優(yōu)越，豐滿度高，漆膜硬度，綜合性能優(yōu)越，豐滿度高，漆膜硬度1.5-2H

7、，耐磨性，耐磨性超過油性漆，使用壽命、色彩調(diào)配方面都有明顯優(yōu)勢，為水性漆中的高級超過油性漆，使用壽命、色彩調(diào)配方面都有明顯優(yōu)勢，為水性漆中的高級產(chǎn)品，該技術(shù)在全球只有少數(shù)幾家專業(yè)公司掌握。推出的產(chǎn)品，該技術(shù)在全球只有少數(shù)幾家專業(yè)公司掌握。推出的“綠博綠博”品牌水品牌水性漆價格相當(dāng)于第二類水性漆。性漆價格相當(dāng)于第二類水性漆。 l第四類：第四類：偽水性漆偽水性漆，使用時須添加，使用時須添加 “硬化劑硬化劑”、“漆膜增強劑漆膜增強劑”、“專專用稀釋水用稀釋水”等等，雖可加水稀釋，但溶劑含量很高，對人體危害更大，甚等等，雖可加水稀釋，但溶劑含量很高，對人體危害更大，甚至超過油性漆的毒性。至超過油性漆的

8、毒性。溶劑型涂料與水性涂料的比較溶劑型涂料與水性涂料的比較l1）涂膜的質(zhì)量：在有高裝飾性要求的場合，水性涂料的豐滿度達不到要）涂膜的質(zhì)量：在有高裝飾性要求的場合，水性涂料的豐滿度達不到要求，求，高光澤涂料高光澤涂料多使用溶劑型涂料來實現(xiàn)。多使用溶劑型涂料來實現(xiàn)。 l2）對各種施工環(huán)境的適應(yīng)性：高性能水性涂膜需要控制施工環(huán)境的溫度、）對各種施工環(huán)境的適應(yīng)性：高性能水性涂膜需要控制施工環(huán)境的溫度、濕度。條件較為苛刻的環(huán)境（外墻面、橋梁）無法人工營造一個溫濕度可濕度。條件較為苛刻的環(huán)境（外墻面、橋梁）無法人工營造一個溫濕度可控的條件，因此水性涂料的應(yīng)用會受到限制；采用溶劑型涂料，可條件變控的條件，因

9、此水性涂料的應(yīng)用會受到限制；采用溶劑型涂料，可條件變化進行化進行溶劑比例的控制溶劑比例的控制，以獲得優(yōu)質(zhì)涂膜。，以獲得優(yōu)質(zhì)涂膜。 l3）對樹脂的選擇范圍廣：）對樹脂的選擇范圍廣：各種樹脂各種樹脂幾乎都可溶解在溶劑中。不同的樹脂幾乎都可溶解在溶劑中。不同的樹脂具有各自獨特的性能，如：聚氨酯的耐候及耐化學(xué)性、高光澤、耐磨性等；具有各自獨特的性能，如：聚氨酯的耐候及耐化學(xué)性、高光澤、耐磨性等；有機硅樹脂可作為耐熱性涂料的基料；有機硅樹脂可作為耐熱性涂料的基料； l4）清洗問題：溶劑型涂料施工工具必須用）清洗問題：溶劑型涂料施工工具必須用溶劑清洗溶劑清洗，對人體及環(huán)境均有，對人體及環(huán)境均有害；水性涂料

10、工具只要用清水清洗即可。害；水性涂料工具只要用清水清洗即可。 粉末涂料（粉末涂料（powder coating）的分類）的分類1. 熱固型粉末涂料熱固型粉末涂料：以：以熱固性樹脂熱固性樹脂作為成膜物質(zhì)，加入交聯(lián)固化劑，作為成膜物質(zhì)，加入交聯(lián)固化劑，加熱后形成不溶不熔的質(zhì)地堅硬涂層加熱后形成不溶不熔的質(zhì)地堅硬涂層預(yù)聚物聚合度較低，涂層的流平性較好，裝飾性較好；預(yù)聚物聚合度較低，涂層的流平性較好，裝飾性較好；預(yù)聚物經(jīng)固化形成網(wǎng)狀交聯(lián)大分子，具有較好防腐性和機械性能。預(yù)聚物經(jīng)固化形成網(wǎng)狀交聯(lián)大分子，具有較好防腐性和機械性能。 l環(huán)氧粉末涂料環(huán)氧粉末涂料：金屬粘合力、防腐蝕性、硬度、柔韌性和沖擊強度優(yōu)

11、，是：金屬粘合力、防腐蝕性、硬度、柔韌性和沖擊強度優(yōu)，是熱固性粉末涂料首選；熱固性粉末涂料首選；l聚酯粉末涂料聚酯粉末涂料：耐候性、耐紫外旋光性能比環(huán)氧樹脂好。帶有極性基團，：耐候性、耐紫外旋光性能比環(huán)氧樹脂好。帶有極性基團，所以上粉率高，烘烤不易泛黃，光澤度高，流平性好，漆膜豐滿，顏色淺，所以上粉率高，烘烤不易泛黃，光澤度高，流平性好，漆膜豐滿，顏色淺，因而裝飾性好。多用于電冰箱、洗衣機、吸塵器、儀表外殼、自行車、家因而裝飾性好。多用于電冰箱、洗衣機、吸塵器、儀表外殼、自行車、家具等；具等；l丙烯酸酯粉涂料丙烯酸酯粉涂料：優(yōu)良的耐候性、保色性、耐污染性、金屬附著力、涂膜：優(yōu)良的耐候性、保色性

12、、耐污染性、金屬附著力、涂膜外觀優(yōu)異，適用作裝飾性涂料。外觀優(yōu)異，適用作裝飾性涂料。 粉末涂料的分類粉末涂料的分類2. 熱塑性粉末涂料熱塑性粉末涂料：噴涂溫度下溶融，冷卻時凝固成膜。熔融溫度高，：噴涂溫度下溶融，冷卻時凝固成膜。熔融溫度高，著色水平低，與金屬表面粘著性差；加工和噴涂方法簡單：著色水平低，與金屬表面粘著性差；加工和噴涂方法簡單：l聚氯乙烯粉末聚氯乙烯粉末：便宜，耐溶劑性，水、酸耐蝕性好，耐沖擊，抗鹽霧，可防：便宜，耐溶劑性，水、酸耐蝕性好，耐沖擊，抗鹽霧，可防止食品污染、靜電，主要用于金屬網(wǎng)板、鋼制家具、化工設(shè)備等；止食品污染、靜電，主要用于金屬網(wǎng)板、鋼制家具、化工設(shè)備等；l 聚

13、乙烯粉末聚乙烯粉末：防腐蝕性能，耐化學(xué)藥品性，電絕緣性，耐紫外線輻射性；機：防腐蝕性能，耐化學(xué)藥品性，電絕緣性，耐紫外線輻射性；機械強度不高，基體附著力較差?？捎糜诨こ夭?、泵、管道內(nèi)壁、儀表外殼、械強度不高，基體附著力較差?？捎糜诨こ夭?、泵、管道內(nèi)壁、儀表外殼、金屬板材、冰箱內(nèi)網(wǎng)板、汽車零部件等。金屬板材、冰箱內(nèi)網(wǎng)板、汽車零部件等。 l尼龍（聚酰胺）粉末涂料尼龍（聚酰胺）粉末涂料：具有氫鍵，熔點較高。：具有氫鍵，熔點較高。較高的機械強度較高的機械強度、抗沖擊、抗沖擊性能、硬度、耐磨性和摩擦系數(shù)小、低吸塵，用于水泵葉輪、紡織機械、柴性能、硬度、耐磨性和摩擦系數(shù)小、低吸塵，用于水泵葉輪、紡織機

14、械、柴油機活塞、船推進器葉輪、車輪、摩托車支架、農(nóng)業(yè)機械、建筑和運動器材油機活塞、船推進器葉輪、車輪、摩托車支架、農(nóng)業(yè)機械、建筑和運動器材等；等；抗鹽水和對霉菌、細(xì)菌的惰性抗鹽水和對霉菌、細(xì)菌的惰性，適于制造接觸海水的涂層；，適于制造接觸海水的涂層；無毒、無味無毒、無味，防細(xì)菌生長，適于噴涂食品工業(yè)的零部件，飲用水管和食品包裝等。防細(xì)菌生長，適于噴涂食品工業(yè)的零部件，飲用水管和食品包裝等。 粉末涂料的分類粉末涂料的分類l氟樹脂粉末涂料氟樹脂粉末涂料：熔點高，耐腐蝕性，自潤滑性。用于石油、化工防腐：熔點高，耐腐蝕性，自潤滑性。用于石油、化工防腐涂層、密封、軸承潤滑材料、電子電器材料、船舶下水導(dǎo)軌

15、及不粘鍋涂涂層、密封、軸承潤滑材料、電子電器材料、船舶下水導(dǎo)軌及不粘鍋涂層等；層等；l氯化聚醚粉末涂料氯化聚醚粉末涂料：優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，酸、堿、溶劑抗蝕、抗溶解性，：優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，酸、堿、溶劑抗蝕、抗溶解性，機械和摩擦性能較好。主要用于化工設(shè)備、管道襯里，儀表設(shè)備外殼等。機械和摩擦性能較好。主要用于化工設(shè)備、管道襯里，儀表設(shè)備外殼等。缺點是與金屬粘著力較差，經(jīng)加入添加劑可改善與金屬的粘著力。缺點是與金屬粘著力較差，經(jīng)加入添加劑可改善與金屬的粘著力。 l乳膠粉末涂料乳膠粉末涂料 ：將乳液通過噴霧干燥而制取的，大部分是醋酸乙烯類共：將乳液通過噴霧干燥而制取的，大部分是醋酸乙烯類共聚物，現(xiàn)場加

16、清水?dāng)嚢枋┕?，是目前墻面涂料中最環(huán)保的涂料。聚物，現(xiàn)場加清水?dāng)嚢枋┕?，是目前墻面涂料中最環(huán)保的涂料。高固體分涂料高固體分涂料High Solid Coat 應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：l主要應(yīng)用于汽車工業(yè)，特別是轎車面漆和中漆。美國主要應(yīng)用于汽車工業(yè)，特別是轎車面漆和中漆。美國已有已有90的高固體分涂料用作汽車中涂層，日本也逐的高固體分涂料用作汽車中涂層，日本也逐漸接近美國的水平；漸接近美國的水平；l石油化工儲罐及海洋和海岸設(shè)施等重防腐工程等。石油化工儲罐及海洋和海岸設(shè)施等重防腐工程等。 主要品種：氨基丙烯酸、氨基聚酯及自干型醇酸主要品種：氨基丙烯酸、氨基聚酯及自干型醇酸漆漆技術(shù)核心技術(shù)核心：設(shè)法：設(shè)

17、法降低降低傳統(tǒng)成膜物質(zhì)的分子量，傳統(tǒng)成膜物質(zhì)的分子量，降低黏度降低黏度，提高溶解性提高溶解性，在成膜過程中靠有效的交聯(lián)反應(yīng)，保證完美，在成膜過程中靠有效的交聯(lián)反應(yīng)，保證完美的涂層質(zhì)量達到熱固性溶劑型涂料的水平或更高。的涂層質(zhì)量達到熱固性溶劑型涂料的水平或更高。l通過合成通過合成低聚物低聚物或齊聚物，大幅降低成膜物的分子量，降低樹脂或齊聚物，大幅降低成膜物的分子量，降低樹脂黏度；黏度；l每個低分子本身含有每個低分子本身含有均勻的官能團均勻的官能團，使其在漆膜形成過程中靠交，使其在漆膜形成過程中靠交聯(lián)作用獲得優(yōu)良的涂層，從而達到傳統(tǒng)涂層的性能聯(lián)作用獲得優(yōu)良的涂層，從而達到傳統(tǒng)涂層的性能l選用選用強

18、溶劑強溶劑，更有效地降低黏度。，更有效地降低黏度。 高固體分涂料高固體分涂料施工要點：無需對現(xiàn)在的施工設(shè)備作重大改變，施工要點：無需對現(xiàn)在的施工設(shè)備作重大改變，稍作改變即可。無空氣噴涂和靜電無空氣噴涂設(shè)稍作改變即可。無空氣噴涂和靜電無空氣噴涂設(shè)備最適應(yīng)。備最適應(yīng)。l靜電盤和靜電旋杯：利用靜電盤和靜電旋杯：利用HSC的假塑性特性，在較高的假塑性特性，在較高旋轉(zhuǎn)速度下，改善涂料的霧化行為；旋轉(zhuǎn)速度下，改善涂料的霧化行為；l超臨界流體噴涂法：液態(tài)超臨界流體噴涂法：液態(tài)CO2類似于烴的溶解能力，但類似于烴的溶解能力，但并不屬于并不屬于VOC。 高固體分涂料高固體分涂料2）施工方法施工方法刷涂涂料、噴涂

19、涂料、輥涂涂料、浸涂涂刷涂涂料、噴涂涂料、輥涂涂料、浸涂涂料、電泳涂料料、電泳涂料刷涂刷涂 swebbing刷涂：人工利用漆刷蘸取涂料對表面進行涂裝的方法。刷涂：人工利用漆刷蘸取涂料對表面進行涂裝的方法。 優(yōu)點：優(yōu)點：l工具簡單，施工簡便，易于掌握，靈活性強，適用性強，節(jié)省涂料；工具簡單，施工簡便，易于掌握，靈活性強，適用性強，節(jié)省涂料；l對于邊角、溝槽、及其設(shè)備底座等特殊位置和狹窄區(qū)域，其他施工方式難對于邊角、溝槽、及其設(shè)備底座等特殊位置和狹窄區(qū)域，其他施工方式難以涂裝的部位，常采用手工刷涂方法施工，以利于大面積施工時搭接；以涂裝的部位，常采用手工刷涂方法施工，以利于大面積施工時搭接；l不會

20、形成漆霧，對施工環(huán)境污染較小，涂料利用率高，浪費少。不會形成漆霧，對施工環(huán)境污染較小，涂料利用率高，浪費少。 缺點：缺點：l手工操作，生產(chǎn)效率低，勞動強度大；手工操作，生產(chǎn)效率低，勞動強度大；l對于干性較快的和流平性較差的涂料，容易留下刷痕以及膜厚不均勻現(xiàn)象，對于干性較快的和流平性較差的涂料，容易留下刷痕以及膜厚不均勻現(xiàn)象，影響涂膜的平整度和裝飾效果。影響涂膜的平整度和裝飾效果。噴涂噴涂spray用噴槍或碟式霧化器等噴射工具，借助壓力或離心力把涂料霧化后，用噴槍或碟式霧化器等噴射工具，借助壓力或離心力把涂料霧化后，分散成均勻而微細(xì)的霧滴噴射在被涂工件上的涂裝方法。分散成均勻而微細(xì)的霧滴噴射在被

21、涂工件上的涂裝方法。分類：空氣噴涂、無空氣噴涂、靜電噴涂；分類：空氣噴涂、無空氣噴涂、靜電噴涂；噴涂作業(yè)需要環(huán)境要求有百級到百萬級的噴涂作業(yè)需要環(huán)境要求有百級到百萬級的無塵車間無塵車間，設(shè)備（噴槍，噴，設(shè)備（噴槍，噴漆室，供漆室，固化爐漆室，供漆室，固化爐/烘干爐，噴涂工件輸送，消霧及廢水廢氣處烘干爐，噴涂工件輸送，消霧及廢水廢氣處理設(shè)備等）理設(shè)備等）優(yōu)點：優(yōu)點：l噴涂作業(yè)生產(chǎn)效率高，適用于手工作業(yè)及工業(yè)自動化生產(chǎn)；噴涂作業(yè)生產(chǎn)效率高，適用于手工作業(yè)及工業(yè)自動化生產(chǎn)；l應(yīng)用范圍廣（五金，塑膠，家私，軍工，船舶等），是現(xiàn)今應(yīng)用最普遍應(yīng)用范圍廣（五金，塑膠，家私，軍工，船舶等），是現(xiàn)今應(yīng)用最普遍的

22、一種涂裝方式；的一種涂裝方式；缺點：缺點：l高度分散的漆霧和揮發(fā)出來的溶劑，污染環(huán)境，不利于人體健康，又浪高度分散的漆霧和揮發(fā)出來的溶劑，污染環(huán)境，不利于人體健康，又浪費涂料，造成經(jīng)濟損失。費涂料，造成經(jīng)濟損失。 輥涂輥涂 roller painting 利用蘸涂料的輥子在工件表面上輥動的涂裝方法，特點：利用蘸涂料的輥子在工件表面上輥動的涂裝方法，特點：l替代刷涂法，可提高涂裝效率；替代刷涂法，可提高涂裝效率；l輥涂用的輥子是直徑不大的空心圓柱體，表層用強吸附性材料輥涂用的輥子是直徑不大的空心圓柱體，表層用強吸附性材料（合成纖維、羊毛）制成，可分為刷輥、布料輥和花樣輥三種；（合成纖維、羊毛）制

23、成，可分為刷輥、布料輥和花樣輥三種；l適用于水乳膠漆大面積涂裝、建筑物的內(nèi)外墻裝修、防銹漆、調(diào)適用于水乳膠漆大面積涂裝、建筑物的內(nèi)外墻裝修、防銹漆、調(diào)和漆的涂裝施工。和漆的涂裝施工。浸涂浸涂 dipping 將工件浸沒于涂料中，取出，除去過量涂料的涂裝方法；橡膠加工中，將工件浸沒于涂料中，取出，除去過量涂料的涂裝方法；橡膠加工中，將織物布料浸入膠槽，浸掛上一層較濃較厚的溶劑膠漿將織物布料浸入膠槽，浸掛上一層較濃較厚的溶劑膠漿 操作：操作：l將被涂物全部浸沒在漆液中；將被涂物全部浸沒在漆液中；l待各部位都沾上漆液后提離漆液，自然或強制使多余漆液滴回到漆槽內(nèi)；待各部位都沾上漆液后提離漆液，自然或強

24、制使多余漆液滴回到漆槽內(nèi)；l干燥后在被涂物表面形成涂膜；干燥后在被涂物表面形成涂膜；特點：特點：l只能用于顏色一致的涂裝，只能用于顏色一致的涂裝，不能套色不能套色；l被涂物上下部的涂膜厚薄被涂物上下部的涂膜厚薄不均勻不均勻；l溶劑揮發(fā)溶劑揮發(fā)量大，易污染環(huán)境；量大，易污染環(huán)境；l涂料損耗率涂料損耗率較大。較大。 電泳涂裝電泳涂裝 electro-coating 利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積于電極的基底表層的涂裝方法，是金屬表面處理中的一類。無鉛、絕于電極的基底表層的涂裝方法，是金屬表面處理中的一類。無鉛

25、、絕緣（不導(dǎo)電），減少廢水的排放量等。緣（不導(dǎo)電），減少廢水的排放量等。 包括四個過程：包括四個過程： l電解（分解）電解（分解） ：陰極生成：陰極生成H2及及OH-，造成陰極面形成高堿性邊界層，陽，造成陰極面形成高堿性邊界層，陽離子與離子與OH-作用成為不溶于水的物質(zhì)，涂膜沉積；作用成為不溶于水的物質(zhì)，涂膜沉積；l電泳（泳動、遷移）：陽離子及電泳（泳動、遷移）：陽離子及 H+ 在電場作用下，向陰極移動，陰離在電場作用下，向陰極移動，陰離子向陽極移動；子向陽極移動； l電沉積（析出）電沉積（析出） ：在被涂工件表面，陽離子與陰極表面的堿性成分作用，：在被涂工件表面，陽離子與陰極表面的堿性成分作

26、用，中和而析出沉積物于被涂工件上；中和而析出沉積物于被涂工件上；l電滲（脫水）電滲（脫水） ：涂料固體與工件表面涂膜具有毛細(xì)孔，在電場作用下，：涂料固體與工件表面涂膜具有毛細(xì)孔，在電場作用下，水被從陰極涂膜中排滲出來，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件表面，水被從陰極涂膜中排滲出來，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件表面，完成電涂過程完成電涂過程 。電泳涂裝工藝的特點：電泳涂裝工藝的特點： 電泳漆膜涂層豐滿、均勻、平整、光滑，其硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、電泳漆膜涂層豐滿、均勻、平整、光滑，其硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝：滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝：l（1）水溶性

27、涂料，節(jié)省大量有機溶劑，降低大氣污染和環(huán)境危害，同時避免火災(zāi)）水溶性涂料，節(jié)省大量有機溶劑，降低大氣污染和環(huán)境危害，同時避免火災(zāi)隱患；隱患；l（2）涂裝效率高，涂料損失小，利用率可達）涂裝效率高，涂料損失小，利用率可達90%95%； l（3）涂膜厚度均勻，附著力強，涂裝質(zhì)量好，復(fù)雜形狀工件各個部位如內(nèi)層、凹）涂膜厚度均勻，附著力強，涂裝質(zhì)量好，復(fù)雜形狀工件各個部位如內(nèi)層、凹陷、焊縫等處都能獲得均勻、平滑的漆膜，解決了其他涂裝方法的涂裝難題；陷、焊縫等處都能獲得均勻、平滑的漆膜，解決了其他涂裝方法的涂裝難題； l（4）生產(chǎn)效率高，施工可實現(xiàn)自動化；）生產(chǎn)效率高，施工可實現(xiàn)自動化； l（5）設(shè)備復(fù)

28、雜，投資費用高，耗電量大，其烘干固化要求溫度高，涂料、涂裝管）設(shè)備復(fù)雜，投資費用高，耗電量大，其烘干固化要求溫度高，涂料、涂裝管理復(fù)雜，施工條件嚴(yán)格，并需進行廢水處理；理復(fù)雜，施工條件嚴(yán)格，并需進行廢水處理； l（6）只能采用水溶性涂料，在涂裝過程中不能改變顏色，涂料貯存過久穩(wěn)定性不）只能采用水溶性涂料，在涂裝過程中不能改變顏色，涂料貯存過久穩(wěn)定性不易控制；易控制；l（7） 電泳涂裝設(shè)備復(fù)雜，科技含量較高。電泳涂裝設(shè)備復(fù)雜，科技含量較高。 電泳涂裝電泳涂裝 electro-coating 涂料的不同分類經(jīng)常在應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)交叉，涂料的不同分類經(jīng)常在應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)交叉，如：如：建筑涂料建筑涂料輥涂涂

29、料輥涂涂料裝飾涂料裝飾涂料房間粉刷漆房間粉刷漆隔熱涂料隔熱涂料電泳涂料電泳涂料飛機涂料飛機涂料底漆底漆飛機蒙皮漆飛機蒙皮漆第二章第二章 合成樹脂及其在涂料中的應(yīng)用合成樹脂及其在涂料中的應(yīng)用第一節(jié)、第一節(jié)、 醇酸醇酸/聚酯樹脂聚酯樹脂主要用作涂料、油漆，在金屬防護、家具、車輛、主要用作涂料、油漆，在金屬防護、家具、車輛、建筑等方面有廣泛應(yīng)用，也可用作漆包線的絕緣建筑等方面有廣泛應(yīng)用，也可用作漆包線的絕緣層，制成油墨大量應(yīng)用于印刷工業(yè)，此外也用于層，制成油墨大量應(yīng)用于印刷工業(yè)，此外也用于制造模壓塑料制造模壓塑料干性醇酸樹脂干性醇酸樹脂可在空氣中固化；可在空氣中固化；非干性醇酸樹脂非干性醇酸樹脂則要

30、與氨基樹脂混合，經(jīng)加熱才能固化則要與氨基樹脂混合，經(jīng)加熱才能固化固化成膜后，有光澤和韌性，附著力強，并具有固化成膜后，有光澤和韌性，附著力強，并具有良好的耐磨性、耐候性和絕緣性等。良好的耐磨性、耐候性和絕緣性等。l由多元醇、多元酸酯化反應(yīng)的產(chǎn)物由多元醇、多元酸酯化反應(yīng)的產(chǎn)物l合成原理：合成原理：l反應(yīng)要點：反應(yīng)要點： X：羥基：羥基OH，烷氧基，烷氧基OR，羧烷基，羧烷基OCOR，(酰酰)氯；氯； Y：醇堿金屬陰離子：醇堿金屬陰離子RO -，醇，醇ROH，氨，氨RNH，羧酸，羧酸COO-；合成方法：合成方法： 直接酯化、酯交換、酸酐法（具有商業(yè)價值）直接酯化、酯交換、酸酐法（具有商業(yè)價值） 酰

31、氯法酰氯法1）直接酯化法：同一分子或不同分子的羧）直接酯化法：同一分子或不同分子的羧酸與羥基之間的反應(yīng)酸與羥基之間的反應(yīng)l機理：羧酸不電離（自催化作用）機理：羧酸不電離（自催化作用）因此因此三級反應(yīng)速率方程：三級反應(yīng)速率方程：分離變量，積分得：分離變量，積分得：代入代入得得 2+232322002022RCOOHRCOOHRCOORCOOH +ROHRCOOR+H Oreacting rateRCOOHROHdd11211211ckctktccccpc ktp有外加酸作催化劑時，反應(yīng)速率為催化與非催有外加酸作催化劑時，反應(yīng)速率為催化與非催化反應(yīng)速率之和：化反應(yīng)速率之和：積分得：積分得：因三級反

32、應(yīng)系數(shù)因三級反應(yīng)系數(shù)k3太小，可簡化為二級反應(yīng)：太小，可簡化為二級反應(yīng)：3232303 02223020002020011ln1;1dck ck cdtkcck ckk tkkcckccccck tc k tcccp溫度升高，溫度升高，k2增加；增加；溫度升高，二溫度升高，二元酸發(fā)生脫羧、元酸發(fā)生脫羧、脫水反應(yīng)：脫水反應(yīng)：l偶碳數(shù)二元酸偶碳數(shù)二元酸生成奇元環(huán)；生成奇元環(huán)；l奇碳數(shù)二元酸奇碳數(shù)二元酸生成偶元環(huán)生成偶元環(huán)圖圖. 二元酸脫羧溫度二元酸脫羧溫度（為什么偶碳數(shù)二元酸脫羧溫度普遍較高？）（為什么偶碳數(shù)二元酸脫羧溫度普遍較高？）2） 酯交換法（催化劑為電負(fù)性在酯交換法（催化劑為電負(fù)性在1.0

33、1.7之間的金屬鹽：之間的金屬鹽：Ca、Mn、Zn、Cd、Pb、Sb、Co）l第一步：二元酯與過量的二元醇發(fā)生酯交換第一步：二元酯與過量的二元醇發(fā)生酯交換l第二步：產(chǎn)物進一步縮聚（較高溫度、真空）第二步：產(chǎn)物進一步縮聚（較高溫度、真空）3） 酸酐法酸酐法l酸酐與醇進行酯化反應(yīng)：酸酐與醇進行酯化反應(yīng)：二二. 重要公式重要公式1）反應(yīng)程度）反應(yīng)程度=參加了反應(yīng)的官能團數(shù)參加了反應(yīng)的官能團數(shù)/起始官能團起始官能團數(shù)數(shù)lN0：體系起始羧基數(shù)或羥基數(shù)：體系起始羧基數(shù)或羥基數(shù)lN：t 時刻殘留的羧基數(shù)或羥基數(shù)時刻殘留的羧基數(shù)或羥基數(shù)0001NNNpNN 平均聚合度：進入大分子鏈的平均聚合度：進入大分子鏈的

34、平均單體數(shù)目平均單體數(shù)目011nNXNp結(jié)構(gòu)單元數(shù)大分子數(shù)2）分子量分布）分子量分布X-聚體的數(shù)量分布函數(shù)：聚體的數(shù)量分布函數(shù)：X-聚體的質(zhì)量分布函數(shù)：聚體的質(zhì)量分布函數(shù)：121011xxxxxNNppxNWxppN3）體型縮聚、凝膠化計算）體型縮聚、凝膠化計算體型縮聚：單體（多元醇體型縮聚：單體（多元醇/多元酸）共縮聚，當(dāng)單體含多元酸）共縮聚，當(dāng)單體含有兩個（不含）以上時，大分子向三維方向增長，得有兩個（不含）以上時，大分子向三維方向增長，得到立體結(jié)構(gòu)高聚物。到立體結(jié)構(gòu)高聚物。如甘油如甘油+苯二甲酸：苯二甲酸：凝膠點：官能度大于凝膠點：官能度大于2的縮聚反應(yīng)進行到一定程的縮聚反應(yīng)進行到一定程

35、度，粘度突然迅速增大，縮聚物性質(zhì)突然變化，度，粘度突然迅速增大，縮聚物性質(zhì)突然變化，形成凝膠物，稱為形成凝膠物，稱為“凝膠化現(xiàn)象凝膠化現(xiàn)象”，開始出現(xiàn)凝，開始出現(xiàn)凝膠時的臨界反應(yīng)程度稱為膠時的臨界反應(yīng)程度稱為“凝膠點凝膠點”如何預(yù)測、控制凝膠點？如何預(yù)測、控制凝膠點？（A） Carothers方程方程理論基礎(chǔ)：凝膠點時數(shù)均分子量無限大理論基礎(chǔ)：凝膠點時數(shù)均分子量無限大令：平均官能度令：平均官能度因：反應(yīng)程度因：反應(yīng)程度=官能團消耗數(shù)官能團消耗數(shù)/起始官能團總數(shù)，即：起始官能團總數(shù)，即：0002211iiiinN ffNNNpXN ff當(dāng)當(dāng)則臨界反應(yīng)程度為：則臨界反應(yīng)程度為：討論：討論：l二官能

36、度體系：二官能度體系：f =2，則，則pc=1，即全部，即全部官能團均能參加反應(yīng)，若無副反應(yīng)，就官能團均能參加反應(yīng)，若無副反應(yīng)，就不會產(chǎn)生凝膠；不會產(chǎn)生凝膠；l多官能體系：多官能體系： f 2，則，則pc1，即在反應(yīng)，即在反應(yīng)達到完全之前有可能凝膠化。達到完全之前有可能凝膠化。2ncXpf 例：例：3mol苯酐與苯酐與2mol甘油反應(yīng)，計算發(fā)生凝膠化時的反應(yīng)程度（甘油反應(yīng)，計算發(fā)生凝膠化時的反應(yīng)程度（pc）苯酐（鄰苯二甲酸酐苯酐（鄰苯二甲酸酐 ）f =2甘油甘油 f =3計算值高于實驗值（計算值高于實驗值（0.786），是因為假設(shè)中的），是因為假設(shè)中的“凝膠化時數(shù)均分子凝膠化時數(shù)均分子量無窮大

37、量無窮大”是理想狀況，實際上還含有許多溶膠是理想狀況，實際上還含有許多溶膠2 33 22.43220.8332.4cmolmolfmolmolp （B）兩官能團非等量）兩官能團非等量平均官能度平均官能度=2*非過量官能團數(shù)非過量官能團數(shù)/總物質(zhì)量總物質(zhì)量即：即：2,AAAABBABN ffwhere N fN fNN例：醇酸樹脂配方如下，判斷是否生成凝膠？例：醇酸樹脂配方如下，判斷是否生成凝膠？羧基總數(shù)少于羥基總數(shù)，平均官能度應(yīng)按照羧基計算：羧基總數(shù)少于羥基總數(shù)，平均官能度應(yīng)按照羧基計算：即不形成凝膠即不形成凝膠2 1 1.22 1.51.90921.2 1.5 1.00.7f （C）醇酸樹脂

38、常數(shù)計算）醇酸樹脂常數(shù)計算一般情況下，醇酸樹脂配方中的醇是多元醇（甘油、季戊四一般情況下，醇酸樹脂配方中的醇是多元醇（甘油、季戊四醇），而酸是一、二元酸（不飽和脂肪酸、苯酐）醇），而酸是一、二元酸（不飽和脂肪酸、苯酐）醇酸樹脂常數(shù)：醇酸樹脂常數(shù)：T.C.Patton提出的醇酸樹脂合成過程中衡量酯提出的醇酸樹脂合成過程中衡量酯化反應(yīng)程度的一個參數(shù)，以化反應(yīng)程度的一個參數(shù)，以K表示，表示，K=參與反應(yīng)的單體總摩爾數(shù)參與反應(yīng)的單體總摩爾數(shù)/酸當(dāng)量數(shù)的比值：酸當(dāng)量數(shù)的比值：m0：（含羧基和羥基的）分子總數(shù)；：（含羧基和羥基的）分子總數(shù)；eA：酸當(dāng)量數(shù)（羧酸基的等效摩爾數(shù)）：酸當(dāng)量數(shù)（羧酸基的等效摩爾數(shù)

39、）0cAmpKe用醇酸樹脂常數(shù)作凝膠點判據(jù)，認(rèn)為用醇酸樹脂常數(shù)作凝膠點判據(jù)，認(rèn)為“一分子醇必與一分子醇必與一分子酸反應(yīng)進入樹脂大分子一分子酸反應(yīng)進入樹脂大分子”；考慮到了多元醇中有未反應(yīng)羥基的情況；考慮到了多元醇中有未反應(yīng)羥基的情況；考慮到了發(fā)生凝膠化時反應(yīng)程度滯后的問題；考慮到了發(fā)生凝膠化時反應(yīng)程度滯后的問題；K=1，理想常數(shù)：（實際的工作常數(shù)略大于，理想常數(shù)：（實際的工作常數(shù)略大于1）配方小于配方小于K，早期凝膠化：，早期凝膠化：配方大于配方大于K，分子量過小，不滿足要求：，分子量過小，不滿足要求：K=1為理想常數(shù)，即酯化反應(yīng)可達為理想常數(shù)，即酯化反應(yīng)可達100%而不會凝而不會凝膠，但任何

40、醇酸樹脂的配方也不能設(shè)計到恰是凝膠，但任何醇酸樹脂的配方也不能設(shè)計到恰是凝膠點，加一些安全系數(shù)是必要的，因此膠點，加一些安全系數(shù)是必要的，因此不同原料不同原料和油度和油度都有其獨自的都有其獨自的“工作常數(shù)工作常數(shù)”；配方配方K值小于工作常數(shù)，則將早期凝膠化；值小于工作常數(shù)，則將早期凝膠化；大于工作常數(shù)則樹脂分子量過小，性能不滿意；大于工作常數(shù)則樹脂分子量過小，性能不滿意；K值與工作常數(shù)相差不超多值與工作常數(shù)相差不超多0.05；l例如：例如：l苯酐作二元酸，苯酐作二元酸，K=1.050.008l間苯二酚作二元酸，間苯二酚作二元酸，K=1.050.014加料加料質(zhì)量質(zhì)量(kg)66.524.012

41、.9例：醇酸樹脂配方如下。計例：醇酸樹脂配方如下。計算其醇超量率算其醇超量率R和和K值并與工值并與工作常數(shù)作常數(shù)1.05比較，分析該配方比較，分析該配方是否有凝膠化的危險。是否有凝膠化的危險。293.066.5/ 293293.030.730.766.5/30.7293.030.7各種分子物質(zhì)的量醇當(dāng)量數(shù)：醇當(dāng)量數(shù)：( (醇等效物質(zhì)的量醇等效物質(zhì)的量) )酸當(dāng)量數(shù)：酸當(dāng)量數(shù)：( (酸等效物質(zhì)的量酸等效物質(zhì)的量) )當(dāng)量數(shù)：當(dāng)量數(shù)：( (酸或醇等效物質(zhì)的量酸或醇等效物質(zhì)的量) )一個羧基或羥基一個羧基或羥基對應(yīng)的分子量對應(yīng)的分子量因此：因此：l醇超量醇超量12%分析分析k值說明該配方是值說明該配方是安全的安全的00.5301.0110.5240.5851.120.52