5-高分子涂料與粘合劑課件

高分子涂料與膠粘劑第一部分

涂料涂料的定義“涂料是一種材料，這種材料可以用不同的施工工藝涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定強(qiáng)度、連續(xù)的固態(tài)薄膜。這樣形成的膜通稱(chēng)涂膜，又稱(chēng)漆膜或涂層?！薄锻苛瞎に嚒吠苛系幕A(chǔ)知識(shí)涂料舊稱(chēng)油漆，是一種涂覆在物體表面并能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的配套工程材料。涂料在使用前是一種有機(jī)高分子溶液（如清漆）、膠體（如色漆）或粉末，添加或不添加顏料后調(diào)制而成。目前，高分子樹(shù)脂被廣泛應(yīng)用于涂料中，使涂料產(chǎn)品的面貌發(fā)生了極大改變。涂料的組成涂料成膜物油脂天然或合成的樹(shù)脂不揮發(fā)活性稀釋劑溶劑有機(jī)溶劑或水顏料、填料助劑油脂：20~30%樹(shù)脂：10~20%溶劑：33~47%其他：6~30%

涂料的作用保護(hù)作用物質(zhì)暴露在大氣中，受濕氣、氧氣、CO2、CO、NH3、NO2、NO等酸堿氣體和溶劑的侵蝕，從而造成金屬銹蝕、木材腐朽、水泥風(fēng)化等破壞現(xiàn)象。涂料的作用裝飾作用制品鮮艷美觀的涂裝可使物品顯得更加美觀、起到美化環(huán)境和美化生活的作用。涂料的作用標(biāo)示作用涂覆繪制在制品表面，通過(guò)圖案、色彩等表示各種特殊信息。特種涂料指一些具有特殊功用的涂料，包括：防污涂料、防結(jié)蠟涂料、示溫涂料、導(dǎo)電涂料、吸波涂料、燒蝕涂料、防輻射涂料等等。

涂料產(chǎn)品的分類(lèi)涂料品種繁多，僅目前在我國(guó)市面上銷(xiāo)售的品種就超過(guò)了1000種。按有無(wú)顏料可分為：清漆和色漆；按形態(tài)可分為：水性涂料、溶劑型涂料、粉末涂料、高固體分涂料、無(wú)溶劑涂料。按用途可分為：汽車(chē)漆、建筑漆、木器漆等按施工方法可分為：噴漆、浸漆、烘漆等按效果可分為：絕緣漆、防銹漆、防污漆等等。即使對(duì)同一類(lèi)涂料品種，其性能和用途也各不相同。

涂料的歷史

涂料的發(fā)展天然樹(shù)脂階段即主要以天然油脂、大漆、蟲(chóng)膠等天然樹(shù)脂或改性的天然樹(shù)脂為原料制成的溶劑性涂料和天然樹(shù)脂涂料。天然樹(shù)脂的特點(diǎn)是原料易得，制備工藝簡(jiǎn)單，但涂料的性能和用途都很有限。用于涂料的天然樹(shù)脂俗稱(chēng)大漆，是我國(guó)著名特產(chǎn)，又有“國(guó)漆”之稱(chēng)。從漆樹(shù)上采割下來(lái)的汁液稱(chēng)為毛生漆或原桶漆，用白布濾去雜質(zhì)稱(chēng)為生漆，即可直接涂飾家具及其他制品。也可將生漆進(jìn)行精制或改性處理制得具有多種性能的天然漆。

生漆生漆含有多種化學(xué)成分．其主要成分及含量一般為：漆酚40％~70％、漆酶含氮物10％、樹(shù)膠汁約為10％、水分15％-40％。

漆酚生漆含漆酚40～70%，為兒茶酚的四種衍生物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的混合物。其中漆酚Ⅳ占50%?！侗静菥V目·木二·漆》：“生漆：去長(zhǎng)蟲(chóng)。久服，輕身耐老?！敝毋^蟲(chóng)?。荷嵊蔑埌琰S豆大，每次吞服一粒。(《湖南藥物志》)治水蠱：真生漆一斤(鍋內(nèi)溶化，麻布絞去渣，復(fù)入鍋內(nèi)熬干)，雄黃一斤。為末，醋糊丸梧子大，每四分，大麥芽煎湯下。(《醫(yī)學(xué)入門(mén)》漆雄丸)漆酚具有毒性，能引起皮膚強(qiáng)烈起泡與過(guò)敏性皮炎。

漆的發(fā)展采集生漆并應(yīng)用的歷史很早，在距今大約七千年前的河姆渡文化遺址就有原始漆器出土。中國(guó)漆藝已走過(guò)了七千年的輝煌歷程，已成為我國(guó)傳統(tǒng)文化的精華之一。

漆器涂漆的器物?，F(xiàn)多指一種表面上有一層漆的手工藝品。由于漆有耐酸、耐堿、耐熱、防腐等特性，因此很早就被人們利用。

其他重要的天然樹(shù)脂涂料瀝青蜂蠟阿拉伯樹(shù)膠

油脂-顏料涂料體系來(lái)源于天然動(dòng)植物油脂中的不飽和脂肪酸在氧氣存在下可發(fā)生聚合和交聯(lián)反應(yīng)?？捎糜谕苛系奶烊粍?dòng)植物油包括：亞麻籽油、大豆油、紅花油、桐油以及鯡魚(yú)油等。這類(lèi)涂料包括清漆(不飽和脂肪酸)，稀釋劑(溶劑)，無(wú)機(jī)顏料(金屬氧化物或鹽)

合成樹(shù)脂階段上世紀(jì)50年代后，隨著石油化工業(yè)的飛速發(fā)展，特別是高分子科學(xué)的發(fā)展，以石油化工產(chǎn)品為原料的合成樹(shù)脂品種日漸增多和成熟，涂料的發(fā)展也進(jìn)入了以合成樹(shù)脂為主要原料的發(fā)展階段。這個(gè)階段的特點(diǎn)是原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、性能也有很大提高，基本上可以滿(mǎn)足各種不同用途的需要，但這時(shí)的涂料仍以溶劑性涂料為主。

合成樹(shù)脂涂料的品種目前在涂料領(lǐng)域常用的合成樹(shù)脂包括：醇酸樹(shù)脂和聚酯樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂聚氨酯樹(shù)脂丙烯酸樹(shù)脂其它用作涂料的合成樹(shù)脂還包括：有機(jī)硅、氯化橡膠、烴類(lèi)樹(shù)脂、氟類(lèi)樹(shù)脂、乙烯類(lèi)樹(shù)脂等等。

涂料的原理涂料在使用前通常是具有反應(yīng)活性官能團(tuán)的液態(tài)低分子或線形高分子化合物（溶液或熔融物）。將具有流動(dòng)性的涂料涂布在所保護(hù)物體表面。通過(guò)涂料活性官能團(tuán)的反應(yīng)進(jìn)行聚合和交聯(lián)；也可以是溶劑揮發(fā)后聚合物析出或熔融聚合物冷卻后在物體表面形成一層薄膜。最后通過(guò)低沸點(diǎn)溶劑的流延和揮發(fā)或熔融聚合物的冷卻就形成了一層均勻、致密和美觀的涂料保護(hù)層。

涂料的成膜原理具有流動(dòng)性的液體涂料涂布在物體表面后形成濕膜物理成膜溶劑或分散介質(zhì)揮發(fā)纖維素漆、丙烯酸漆、瀝青漆等分散型涂料、粉末涂料化學(xué)成膜聚合物粒子凝聚氧化反應(yīng)自由基聚合天然樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂引發(fā)劑不飽和聚酯能量引發(fā)烯類(lèi)和炔類(lèi)單體逐步聚合縮聚氨基樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂氫轉(zhuǎn)移交聯(lián)劑催化型聚氨酯

涂料的施工使用前膩?zhàn)拥灼崦嫫崾褂煤?/p>

“環(huán)保節(jié)約型”涂料階段隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活品質(zhì)的不斷提高，保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源越來(lái)越受到重視。環(huán)保涂料的4E原則：“Economy”,“Efficiency”,“Environment”，“Energyconservation”對(duì)于傳統(tǒng)合成樹(shù)脂型涂料，通常采用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，因此對(duì)于環(huán)境和人身健康都帶來(lái)很大的潛在危害。世界各國(guó)也紛紛出臺(tái)相應(yīng)法規(guī)，限制涂料“VOC（volatileorganiccompounds）”值也就是揮發(fā)性有機(jī)物的排放量，這也使得環(huán)保型涂料得到了長(zhǎng)足發(fā)展。

水性涂料水性涂料指以水為主要溶劑或分散介質(zhì)，其最大優(yōu)點(diǎn)在于大大降低了有機(jī)溶劑的用量或消除了有機(jī)溶劑的存在水性涂料更加復(fù)合環(huán)保要求，施工安全，不可燃、無(wú)毒性、無(wú)異味，是傳統(tǒng)涂料最好的替代品之一。水稀釋型水分散型乳液聚合水揮發(fā)涂裝固化劑、交聯(lián)劑

乳膠漆乳膠漆實(shí)際上就是顏料和聚合物的水分散體系（乳液）的混合物。為了便于成膜和加工，乳膠漆中通常還加入了分散劑、增稠劑等助劑。乳膠漆目前已廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)外的裝飾中。

高固體分涂料高固體分涂料實(shí)際就是低揮發(fā)分涂料，這種涂料與粉末涂料等不同的是仍含有少量溶劑（固體分比例一般高于70%）。高固體分涂料具有涂膜豐滿(mǎn)、一次涂裝可得到厚涂層；溶劑少，儲(chǔ)存運(yùn)輸方便、環(huán)境污染小。高固體涂料的涂裝技術(shù)相對(duì)較為簡(jiǎn)便，與溶劑分散型涂料類(lèi)似，因此不必對(duì)設(shè)備進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的改造，在性能上也與溶劑分散型涂料接近甚至更好。加熱

粉末涂料粉末涂料作為無(wú)溶劑涂料，在涂裝過(guò)程中沒(méi)有溶劑的揮發(fā)，適合于環(huán)境保護(hù)的要求，不使用有機(jī)溶劑，在生產(chǎn)和施工時(shí)較為安全。粉末涂料粘合劑顏料助劑熱固性熱塑性粉化固化冷卻涂覆涂裝熱塑型熱固型樹(shù)脂

粉末涂料

輻射固化涂料輻射固化涂料是通過(guò)輻射能量引發(fā)液態(tài)的不飽和低聚物或單體的聚合與交聯(lián)，從而得到高分子涂裝。輻射固化體系主要包括：紫外光固化、電子束固化、射頻固化、紅外光固化、γ-射線固化和微波固化。其中最主要的是紫外光固化技術(shù)，這是因?yàn)檫@一技術(shù)操作簡(jiǎn)便易行，易于控制。為了促使涂料的輻射固化通常還需加入光敏劑和光引發(fā)劑，以便在聚合過(guò)程中產(chǎn)生自由基。

特種功能涂料：電功能涂料電功能涂料包括導(dǎo)電涂料、絕緣涂料、印刷電路涂料、防靜電涂料等。

磁功能涂料

光功能涂料光功能涂料包括發(fā)光涂料、熒光涂料、變色涂料等。

熱功能涂料熱功能涂料包括耐熱涂料、阻燃涂料、熱吸收涂料、耐低溫涂料等。

生物功能涂料生物功能涂料包括防污涂料、防霉涂料、殺菌涂料等第二部分

膠粘劑膠粘劑的定義也稱(chēng)粘合劑，指將兩個(gè)同質(zhì)或異質(zhì)物體通過(guò)物理或化學(xué)作用黏結(jié)在一起的材料。根據(jù)所要粘合材料的特性（主要是表面特性，如粗糙度），需要使用不同的膠粘劑。

膠粘劑的基礎(chǔ)知識(shí)膠粘劑在用料、作用等方面與涂料有很高的相似之處。膠粘劑在使用前也是液態(tài)（溶液或熔融），涂覆在物體表面后，膠粘劑中的聚合物或單體發(fā)生聚合或交聯(lián)，隨著膠粘劑中的溶劑揮發(fā)或熔融聚合物冷卻后達(dá)到粘合的效果。按膠的成分可分為：有機(jī)物膠與無(wú)機(jī)物膠按膠的狀態(tài)可分為：溶液、膏糊、粉末狀按固化方式可分為：溶劑揮發(fā)型、化學(xué)反應(yīng)型和熱熔型

膠粘劑的基礎(chǔ)知識(shí)膠粘劑一般由基料、固化劑、稀釋劑、增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、阻聚劑、增稠劑、穩(wěn)定劑等其中的幾種或多種構(gòu)成。基料即主體高分子，是賦予膠粘劑粘性的主要成分，可分為樹(shù)脂型和橡膠型。固化劑是促使基料從小分子化合物聚合為高分子或從線形高分子交聯(lián)為網(wǎng)絡(luò)狀高分子的反應(yīng)試劑。溶劑是膠粘劑中常用的試劑，通常為低粘度、易揮發(fā)有機(jī)溶劑。粘膠劑的發(fā)展6000年前的古埃及人就開(kāi)始采用樹(shù)脂粘合陶器。常用的天然膠粘劑還包括來(lái)源于牛奶的干酪、來(lái)源于淀粉的漿糊以及糖漿等。

天然粘膠劑皮膠骨膠蟲(chóng)膠膠粘劑的發(fā)展膠粘劑的發(fā)展法國(guó)化學(xué)家EdouardBenedictus偶然發(fā)現(xiàn)裝過(guò)硝酸纖維素溶液的瓶子摔到地上后并沒(méi)有散開(kāi)。由此利用硝酸纖維素為粘合劑制備了第一塊安全玻璃。

幾種重要的膠粘劑環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑是應(yīng)用最廣泛的一種膠粘劑，俗稱(chēng)“萬(wàn)能膠”，對(duì)金屬和非金屬都有很好的粘合效果。環(huán)氧樹(shù)脂主要通過(guò)固化劑與環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。聚氨酯膠粘劑是合成粘膠劑的重要品種，具有反應(yīng)活性高、常溫能固化、耐沖擊等優(yōu)異性能。丙烯酸酯膠粘劑聚合方式多樣，在多種條件下均能作用具有耐水性、耐候性、耐腐蝕性、臭味小、與顏料粘合性好等優(yōu)點(diǎn)。幾種重要的膠粘劑醋酸乙烯酯粘合劑又稱(chēng)熱熔膠，具有粘附力強(qiáng)、膠層有韌性、耐候性好等優(yōu)點(diǎn)，其作用方式是聚合物的熔融后冷卻。酚醛樹(shù)脂膠粘劑氯丁橡膠膠粘劑具有極性大、分子內(nèi)聚力大、粘接性好等優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)硅膠粘劑指以硅樹(shù)脂或硅橡膠為基料的膠粘劑。具有獨(dú)特的耐熱和耐低溫性，化學(xué)穩(wěn)定性高、透氣有彈性可以在較寬的溫度范圍內(nèi)作用。淀粉膠粘劑是將淀粉加熱和水糊化后形成的半透明粘稠的膠體狀物質(zhì)，具有綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)常見(jiàn)的膠粘劑膠粘劑的應(yīng)用經(jīng)