環(huán)氧樹脂涂料的優(yōu)點課件

1、第七章 涂料概論涂料的定義：涂料是一種涂覆在物體（被保護和裝飾的對象）表面并能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的配套性工程材料。涂料的作用1、保護作用濕氣、酸雨、氧、H2S、COx、NOx、NH3酸、堿、鹽、有機溶劑“人靠衣裝，佛靠金裝！”“三分長相，七分衣裝！”2、裝飾作用3、色彩標志4、特殊作用如輸油管內壁防結蠟涂料 、船底防污涂料 、示溫涂料 、“燒蝕涂料” 、偽裝涂料、防輻照涂料、導電涂料等。5、其他作用涂料的組成涂料分類按形態(tài)分為固體（粉末）和液體（油性和水性）涂料按施工方法可分為：刷涂涂料、輥涂涂料、噴涂涂料、浸涂涂料、淋涂涂料、電泳涂料按干燥方式分為：常溫、加熱、濕固化、光固化等按使用層次

2、分為：底漆、膩子、中層漆和面漆按涂膜外觀分為：清漆、色漆、啞光漆、亮光漆、錘紋漆、浮雕漆等按底材類型為：金屬漆、皮革漆、塑膠漆、木器漆等按使用對象分為：汽車漆、船舶漆、飛機漆、罐頭漆等按功能分為：絕緣、導電、防銹、耐高溫、防腐等按成膜物質分為：a. 油脂； b.天然樹脂；c.酚醛樹脂；d.瀝青； e.醇酸樹脂； f.氨基樹脂；g.硝酸纖維等；h.纖維素酯；i.過氯乙烯樹脂；j.烯類樹脂； k.丙烯酸樹脂；l.聚酯樹脂； m.環(huán)氧樹脂； n.聚氨酯樹脂； o.元素有機聚合物（有機硅、鈦鋁）序號代號成膜物質類別主要成膜物質1Y油性漆類天然動植物油、清油（熟油）、合成油2T天然樹脂漆類松香及其衍生物

3、、蟲膠、乳酪素、動物膠、大漆及其衍生物3F酚醛樹脂漆類改性酚醛樹脂、純酚醛樹脂、二甲苯樹脂4L瀝青漆類天然瀝青、石油瀝青、煤焦瀝青、硬脂酸瀝青5C醇酸樹脂漆類甘油醇酸樹脂、季戊四醇醇酸樹脂、改性醇酸樹脂6A氨基樹脂漆類脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂7Q硝基漆類硝基纖維素、改性硝基纖維素8M纖維素漆類乙基纖維、芐基纖維、羥甲基纖維、醋酸纖維、醋酸丁酯纖維、其它纖維及酯類9G過氯乙烯漆類過氯乙烯樹脂、改性過氯乙烯樹脂10X乙烯漆類氯乙烯共聚樹脂、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚二乙烯乙炔樹脂11B丙烯酸漆類丙烯酸酯樹脂、丙烯酸共聚物及其他改性樹脂12Z聚酯漆類飽和聚酯樹脂、不飽和聚酯樹脂13

4、H環(huán)氧樹脂漆類環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂14S聚氨酯漆類聚氨基甲酸酯15W元素有機漆類有機硅、有機鈦、有機鋁等元素有機聚合物16J橡膠漆類天然橡膠及其衍生物、合成橡膠及其衍生物17E其它漆類未包括在以上所列的其它成膜物質，如無機高分子材料、聚酰亞氨樹脂等18輔助材料稀釋劑、防潮劑、催干劑、脫漆劑、固化劑涂料命名命名原則涂料全名顏料或顏色名稱成膜物質名稱基本名稱例如：鋅黃酚醛防銹漆、紅醇酸瓷漆、白硝基瓷漆對某些具有特殊用途的涂料可以在成膜物質后面加以說明，如：醇酸導電瓷漆涂料基本作用原理涂料的粘結力和內力聚 涂料的粘結力是指涂膜與基質間的粘合能力。內聚力是向內的，粘結力是向外的力，具有高度向內的力的

5、物質就不在有更多的粘結力。涂膜收縮與粘結力 涂膜收縮傾向造成薄膜從基質上剝離，如何解決？（提高粘結力、添加體質顏料、增加膜韌性）涂膜固化機理、物理機理干燥、涂料與空氣中的氧反應固化、涂料的組分間的反應使其交聯(lián) 固化早期使用的涂料二次世界大戰(zhàn)以前，保護性涂料都是用高度不飽和性的天然油，主要有亞麻仁油、魚油、以及桐油。這些油中含有不飽和雙鍵，具有單體的功能。但是它們并不需要加入過氧化物作為催化劑，而是利用空氣中的氧使不飽和酸鏈上的碳原子過氧化。脂肪酸的鋁鹽、銘鹽和錳鹽等可溶性金屬化合物，能加速這個過程。亞麻仁油飽和脂肪酸711油酸1522亞油酸1826次亞油酸4950油酸： C17H33COOH，

6、單烯酸；亞油酸： C17H31COOH，雙烯酸次亞油酸： C17H29COOH，三烯酸。加入顏料，可以改善涂膜的保護質量。氧化鋅能吸收波長低于360nm的紫外線；阻止微生物(如霉菌)的生長；和油被酶分解后產生的游離酸相作用。亞麻仁油較適合木材、纖維、紙張粘接。亞麻仁油對金屬防腐無效。金屬防腐要求(高內聚力、高粘接力），早期使用魚油作為底漆。按劑型分類的重要涂料1、溶劑性涂料商業(yè)上的溶劑性涂料包含顏料、高聚物和溶于溶劑中的添加劑。溶劑的作用 涂料中的溶劑兼有促進涂料的成膜和控制、改善涂料性質及應用的雙重作用，歸納涂料中溶劑的具體作用如下： 溶解粘接劑（或稱成膜劑）； 使組成粘接劑的組分均一化；

7、改善顏料和填料的濕潤性，減少顏料的漂??； 延長涂料的存放時間； 在生產中，調整操作粘度，用溶劑來優(yōu)化涂料，減少問題的發(fā)生。 在涂刷時，可幫助被涂表面與涂料之間的浸潤，特別是對未進行脫油及清潔處理的被涂表面，可增加被涂表面的粘接； 當涂刷垂直物體表面時，可校正涂料的下垂性及物理干燥性； 減少刷痕、氣孔、接縫及涂料的混濁。 涂料工業(yè)是溶劑的最大用戶，有一半以上是烴類，其余是酮、醇、酯等。高聚物溶于溶液之前要經(jīng)過溶脹，然后才溶解。2、水性涂料千百年來，人類一直關心自己周圍環(huán)境的美化，以各種色彩美化環(huán)境，包括以色彩美化自身，染衣服、染皮膚、描眉畫眼，也包括以色彩美化自己的家居環(huán)境，以多彩的涂料來涂飾墻

8、壁和家具。早期的畫家使用的是礦物顏料，是水的懸浮液或是用水或清蛋白來調配。脂肪、滑石、動植物油也可以用來做粘接劑。所以在涂料發(fā)展的開始就有水稀釋的和低溶劑的涂料存在。最早的商品化水基涂料是在20世紀30 年代出現(xiàn)的。當時在加拿大出現(xiàn)了以聚醋酸乙烯膠乳為粘接劑的商品涂料。隨著合成樹脂技術的不斷發(fā)展和各種單體不斷商品化，出現(xiàn)了多種樹脂膠乳，包括聚丙烯酸酯膠乳、苯乙烯丁二烯共聚膠乳、苯乙烯丙烯酸酯共聚膠乳、醋酸乙烯丙烯酸酯共聚膠乳和醋酸乙烯乙烯共聚膠乳等，使得水基涂料配方的選擇范圍大大擴展，這不但為水基涂料更廣泛的應用提供了條件，而且也使其擴展在紡織、造紙和膠粘劑工業(yè)上的應用。水性涂料的分類 進入9

9、0年代，水基涂料發(fā)展速度非?？?，已形成多品種、多功能、多用途、龐大的體系。 水基涂料可以根據(jù)下面幾個方面來劃分類型： 粘接劑的類型；應用領域干燥方法； 比較明確的方法是考慮不同的粘接劑在水中的穩(wěn)定狀態(tài)，分成“真溶液”、膠體溶液、分散液和乳液幾種。按成膜物質分類1、醇酸樹脂涂料醇酸樹脂是由多元醇、多元酸和脂肪酸(植物油)縮聚而成的線型樹脂，屬于聚酯樹脂。醇酸樹脂的問世對涂料工業(yè)具有劃時代的意義，使人類擺脫了以干性油與天然樹脂合熬煉制漆的傳統(tǒng)方法，使涂料工業(yè)成為一項真正的化學工業(yè)。分類醇酸樹脂有許多類型。常用的分類方式有三類，一種分類方式是分為氧化型和非氧化型。氧化型醇酸樹脂是由干性油、半干性油和

10、多元醇與多元酸制成的醇酸樹脂，靠分子中脂肪酸基上的雙健吸取空氣中的氧氣，產生自動氧化聚合固化成膜。非氧化型醇酸樹脂不能在空氣中氧化成膜，可與氨基樹脂、異氰酸酯等交聯(lián)劑交聯(lián)成膜。另一類分類方式是按油度(0L)分類。涂料工業(yè)中習慣用油度來區(qū)分醇酸樹脂。油度指醇酸樹脂中油所占的百分含量，其計算公式為：醇酸樹脂按油度多少區(qū)分為：短、中、長三種。油度大于60的是長油醇酸樹脂，油度介于4060間的為中油醇酸樹脂，油度小于40的是短油醇酸樹脂。第三種分類方式是分為未改性醇酸樹脂和改性醇酸樹脂。原料合成原理改性醇酸樹脂傳統(tǒng)的醇酸樹脂分子中具有羥基、羧基、雙鍵、酯基等反應性基團，還可以通達化學合成途徑引入其他活

11、性基因，使醇酸樹脂具有能廣泛進行化學改性的基礎。醇酸樹脂分子中的極性主鏈和非極性側鏈，能夠和許多樹脂及化合物較好混溶，為醇酸進行各種物理改性提供了前提。將改性劑在合適溫度下用機械方法混溶在醇酸樹脂中，在混溶和成膜過程中與醇酸樹脂并不發(fā)生化學反應，這種改性稱為物理改性。主要的物理改性劑有硝基纖維素、氯化橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、聚碳酸酯等?；瘜W改性是指在合成及成膜過程中改性劑與醇酸樹脂分子中的反應基團起化學反應?；瘜W改性劑分為起羧基作用、羥基作用及利用雙鍵反應三大類。主要改性劑有松香、多異氰酸酯、丙烯酸酯類單體或樹脂、有機硅、聚酰胺(改性的醇酸樹脂具有觸變性)、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂等。2

12、、丙烯酸樹脂涂料丙烯酸樹脂漆是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體在引發(fā)劑的作用下，通過加聚反應生成的聚丙烯酸酯樹脂及與其他烯類單體如苯乙烯、乙酸乙烯等共聚生成的共聚物樹脂。丙烯酸樹脂涂料特點(1)具有優(yōu)良的色澤，可制成透明度極好的水白色清漆和純白的白磁漆；(2)耐光耐候性好，耐紫外線照射不分解或變黃；(3)保光、保色、能長期保持原有色澤；(4)耐熱性好；(5)可耐一般酸、堿、醇和油脂等；(6)可制成中性涂料，可調入銅粉、鋁粉，使其具有金銀一樣光耀奪目的色澤，不會變暗；(7)長期儲存不變質。1、熱塑性丙烯酸酯漆熱塑性丙烯酸酯漆依靠溶劑揮發(fā)干燥成膜；組成除丙烯酸樹脂外，還包括溶劑、增塑劑、顏料等；熱塑性

13、樹脂作為成膜物，其Tg要盡量低些，但不能使樹脂結塊或成膠；漆膜質量主要取決于所選用的單體、單體配比、分子量和分子量分布等；漆膜附著力、柔韌性、抗沖擊性、耐腐蝕性、耐熱性等不如熱固性樹脂；分子量大，物理機械性能和化學性能好些，但不利于溶解和噴漆。熱塑性丙烯酸酯漆可制成清漆、瓷漆、底漆。熱塑性丙烯酸清漆配方丙烯酸共聚物（固體份50） 65 甲苯 16鄰苯二甲酸丁芐酯 3 甲乙酮 16熱塑性丙烯酸酯瓷漆配方 B-04-6 B-04-12 B-04-6 B-04-12丙烯酸樹脂 1 1 磷酸三甲酚 0.016 0.03三聚氰胺甲醛樹脂 0.125 0.054 鈦白粉 0.44 0.39苯二甲酸二丁酯

14、0.016 0.03 溶劑 4.70 4.502、熱固性丙烯酸酯漆3、環(huán)氧樹脂涂料環(huán)氧樹脂是指分子主鏈中包含兩個以上環(huán)氧基團的高分子化合物。環(huán)氧樹脂本身是熱塑性樹脂，分子量在300700之間。環(huán)氧樹脂按化學結構可分為三類：（1）縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂（2）縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂（3）氨基環(huán)氧樹脂雙酚A型環(huán)氧樹脂合成環(huán)氧值與環(huán)氧當量環(huán)氧值(E)：100g環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基的物質的量。環(huán)氧當量(Q)：含有1摩爾環(huán)氧基的樹脂克數(shù)稱為環(huán)氧當量。環(huán)氧樹脂涂料的優(yōu)點：(1)漆膜具有優(yōu)良的附著力，特別是對金屬表面的附著力更強。耐化學腐蝕性好，這是因為環(huán)氧樹脂涂料結構中含有脂肪族羥基，醚基和很活潑的環(huán)氧基，由于

15、羥基和醚基的極性使環(huán)氧樹脂分子和相鄰表面之間產生引力，而且環(huán)氧基能和含活潑氫的金屬表面形成化學鍵，所以大大提高了其附著力。(2)環(huán)氧樹脂涂料在苯環(huán)上的羥基能形成醚鍵，漆膜保色性、耐化學藥品及耐溶劑性能都好；另外，結構中還含有脂肪族的羥基，與堿不起作用，因而耐堿性也好。環(huán)氧村脂漆耐堿性明顯優(yōu)干酚醛樹脂和聚酯樹脂。(3)環(huán)氧樹胎有較好的熱穩(wěn)定性和電絕緣性。 環(huán)氧樹脂涂料缺點：(1)耐候性差、易粉化、涂膜豐滿度不好，不適合作戶外用干高裝飾性涂料；(2)環(huán)氧樹脂中具有羥基，如處理不當，涂膜耐水性差；(3)環(huán)氧樹脂徐料中有的品種是雙包裝，制造和使用都不方便；(4)環(huán)氧樹脂固化后涂層堅硬，用它制成的底漆和

16、膩子不易打磨。環(huán)氧樹脂涂料分類(1)以施工方式分類 噴涂用涂料，滾徐用涂料，浸涂用涂料，靜電用涂料，電泳涂料等。(2)以用途分類 建筑涂料，汽車涂料，艦船涂料，木器涂料，機器涂料，標志涂料， 電氣絕緣涂料，導電及半導體涂料，耐藥品性涂料，防腐蝕涂料，耐 熱涂料，防火涂料，示溫涂料潤滑涂料，食品罐頭涂料和阻燃涂料等。(3)以固化方法分類 自干型涂料有單組分、雙組分和多組分液體涂料；烘烤型涂料有單組 分和雙組分固體或液體涂料；輻射固化涂料。(4)以固化名稱分類 胺固化型涂料，酸酐(或酸)固化涂料，合成樹脂固化型涂料。(5)以涂料狀態(tài)分類 溶劑型涂料，無溶劑型(液態(tài)和固態(tài))涂料以及水性(水乳化型和水

17、溶型) 涂料環(huán)氧樹脂涂料用途4、聚氨酯涂料一、主要原料二、聚氨酯涂料的類別和性能1、聚氨酯改性油漆2、濕固化型聚氨酯漆此漆是端基含有一NCO基的分子結構，能在濕度較大的空氣中與水分反應，生成脲鍵而固化成膜。它是一種使用方便的自干性涂料，漆膜堅硬強韌、致密、耐磨、耐化學腐蝕并有良好的抗污染性和耐特種潤滑油?？捎糜谠臃磻雅R界區(qū)域的地面，墻壁和機械設備作核輻射保護涂層，可制成清漆或色漆。3、封閉型聚氨酯漆所謂封閉型，是將二異氰酸酯的游離一NCO基用苯酚等含活潑H原子的化合物暫時封閉起來，這樣可以和帶有羥基的聚酯或聚醚等配合后單包裝，在室溫下不反應，而在使用時，漆膜烘烤到150苯酚揮發(fā)，使游離出來

18、的NCO基與-OH基反應而固化成膜。該漆主要應用作電絕緣漆，具有優(yōu)良的絕緣性、耐水性、耐溶劑和耐磨性。4、羥基固化型聚氨酯漆（多包裝）這類涂料一般為雙組分，分別貯存在兩個容器中，甲組分含有異氰酸酯基，乙組分含有羥基。涂料工業(yè)中常用的二異氰酸酯多是揮發(fā)性的有毒液體，因此，必須將其轉化成低揮發(fā)性的低毒產品才能作為甲組分使用，加工成不揮發(fā)性多異氰酸酯有三種類型： 加成型多異氰酸酯 它是通過二異氰酸酯與多元醇加成，形成低揮發(fā)性的多異氰酸酯，最常用的是三分子TDI與一分子三羥甲基丙烷的加成物，其產量大，多用做木器漆、耐腐蝕漆和地板漆縮二脲型異氰酸酯 由3摩爾HDI和1摩爾水反應可生成具有三官能度的縮二脲

19、多異氰酸酯，其結構式如下：三聚異氰酸酯型多異氰酸酯 這是由5摩爾TDI在三丁基膦催化下三聚合而成的，其結構式如下：5、催化固化型聚氨酯漆（多包裝）這類涂料的結構與濕空氣固化型相似，但采用雙包裝。其中甲組分為過量的二異氰酸酯與端羥基化合物反應生成端-NCO基的預聚物，乙組分為催干劑溶液，常用的催干劑為二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、環(huán)烷酸鉛和鈷等。聚氨酯涂料特點1、優(yōu)點：(1)漆膜堅硬耐磨 是各類涂料中最突出的，因而可以用以特殊的場合，例如，船舶甲板、地板、超音速飛機等表面用漆，漆膜可承受高速氣流沖刷。(2)漆膜光亮豐富 可用于高級木器，鋼琴和大型客機等表面涂裝。(3)漆膜具有優(yōu)異的耐化學腐蝕性能

20、包括酸、堿、鹽、石油產品、溶劑、水等介質。因此可廣泛用于化工設備的防腐涂料及溶劑貯罐，油罐等的涂料。(4)漆膜的彈性及其成分配比可以據(jù)需要而調節(jié) 可以從極堅硬到極柔韌，而一股的涂料(如環(huán)氧、聚酯等)則沒有這種性能。(5)良好的耐熱性和附著力 其耐熱性僅次于有機硅漆，對各種物體(如金屬、木材、水泥、橡膠、塑料等)均有良好的附著力。能在高溫烘干，也能在低溫固化，可在0正常固化。(6)可制取耐40的低溫品種 利用游離異氰酸基可以對醇酸、環(huán)氧、酚醛、丙烯酸、不飽和聚酯等樹脂改性，制得多種性能優(yōu)異的涂料。2、缺點(1)保光保色性差 由甲基二異氰酸酯為原料制成的聚氨酯涂料不耐日光，也不宜于制淺色漆。(2)

21、有毒性 異氰酸基及其酯類對人體有害，生產中要加強勞動保護，其中芳香族異氰酸酯的毒性更大。(3)穩(wěn)定性差 異氰酸酯十分活潑，對水分和潮氣敏感，易吸潮，遇水則貯存不穩(wěn)定。(4)施工麻煩 有些聚氨酯涂料品種是多包裝的，因此，施工時較麻煩。涂料添加劑1、用于提高涂膜性能的添加劑增稠劑、防流掛劑 在實際進行涂料施工時，常會出現(xiàn)顏料沉降分離、流掛、流平的問題。待別是進行厚層施涂時，更需要使用能夠調整流變性能的添加劑，如無機類的膨潤土，超細粒碳酸鈣，有機類的金屬皂，氫化蓖麻油蠟等。防沉降劑 顏料粒子的沉降、分離、結塊，是造成涂膜色差、發(fā)花和光澤差的原因。常用的防沉降劑也可用與增調劑相同的化合物；另外還普遍采用氧化聚乙烯。防浮色劑和防花劑 涂料施工后，由于多種顏料分布不均而顯出條紋的現(xiàn)象稱為“發(fā)花”；而混合顏料中的一種或幾種發(fā)生分離，在表面呈現(xiàn)出上層和下層顏色不同的層狀