第2章 涂料概述

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1、涂装工艺学（2）胡会利电化学教研室第2章涂料概述2.1涂层系统2.2涂料的基本组成及各组分的作用2.3涂料的成膜2.4涂膜附着理论2.5涂层的失效2.1涂层系统-底漆有些涂层体系，如防腐蚀涂料、汽车漆等有几道涂层，组成一个整体系统发挥功效，包括底漆、中间漆和面漆。底漆的性能要求对底材有良好的附着力，其基料往往含有羟基、羧基等极性基团。金属腐蚀时在阴极呈碱性，故底漆的基料宜具有耐碱性。底漆的基料具有屏蔽性，阻挡水、氧、离子的透过。某些底漆中含有缓蚀颜料。底漆的厚度太厚会引起收缩应力，损及附着力。底漆应粘度较低，对物面有良好的润湿性，且其溶剂挥发慢，有充分时间，对焊缝、

2、锈痕等部位能透入较深。对于混凝土面及木材能透入锚固。2.1涂层系统-中间层主要作用：与底漆及面漆附着良好。漆膜之间的附着并非主要是靠极性基团之间的吸力，而是靠中间层所含溶剂将底漆溶胀，使两层界面的高分子链缠结密着。在重防腐涂料系统中，中间层的作用之一是能较多地增加涂层的厚度以提高整个涂层的屏蔽性能。在整个涂层系统中往往底漆不宜太厚，面漆也不宜太厚，故将中间层涂料制成触变性高固体厚膜涂料，无气喷涂，一次可获厚膜。汽车漆的中间层，其作用是提供平整表面，保持美观，且往往具有较好的弹性，能缓冲阻尼小石冲击车辆而不裂。2.1涂层系统-面漆面漆的主要作用：遮蔽太阳光紫外线对涂层

3、的破坏。在中东海湾沙漠及东南亚炎热地区，面漆宜含铝粉、云母氧化铁等阻隔阳光的颜料，以延长涂层寿命。装饰美观，号志（如化工厂的不同管道颜色）等。某些耐化学品涂料（如过氯乙烯漆），往往是最后一道面漆是不含颜料的清漆，以获得致密的屏蔽膜。2.2涂料的基本组成及各组分的作用涂料的基本组成及作用2.2.1成膜物质（基料）具有黏结涂料中其他成分的作用，对涂料和涂膜的性质起着决定性作用。涂料成膜物质最基本的特性是能够经过施工后形成薄层的涂膜，并为涂膜提供所需要的各种性能。涂料常以主要的成膜物质来进行命名，如环氧铁红防锈底漆、丙烯酸聚氨酯面漆等。2.2.1成膜物质（基料）非转化型成

4、膜物质在涂料成膜过程中化学组成结构不发生变化热塑性，多具有可溶解性、可熔融性。包括天然树脂、天然高聚物的加工产品、合成的高分子线型高聚物转化型成膜物质具有可反应的官能团聚合成不溶解、不熔融的网状高聚物，热固性。包括干性油和半干性油、天然漆和漆酚、低分子量化合物的加成物、合成聚合物2.2.2颜料是色漆的重要组成部分，不能单独成膜，也称为次要成膜物质。一般为微细的粉末状有色物质，通过涂料生产过程中的搅拌、研磨、高速分散等加工过程，使其均匀分散在成膜物质及其溶液中，形成色漆。显现颜色，赋予涂膜以遮盖力。还对涂料的流变性、保护性能、耐候性、耐化学药品性、耐热性、涂膜的机械性

5、能很有影响，还关系到涂料的成本。加入功能性颜料，还可赋予涂层某些特定的功能，如导电、阻燃等性能。可分为着色颜料、体积颜料和功能性颜料。钛白、锶黄、酞青蓝、甲苯胺红、石墨、炭黑、华兰、群青碳酸钙、磷酸钙、云母、硫酸钡、滑石粉、硅藻土，调节PVC防锈颜料、防污颜料、阻燃颜料、导电颜料，价格高昂。2.2.2颜料-防锈颜料主要防锈填料种类及作用2.2.2颜料-纳米填料利用纳米粒子抗紫外线等性能对现有涂料进行改性，提高涂料的某些性能，这种涂料称为纳米改性涂料。用某些特殊工艺制备的涂料，其细度均在纳米量级，这种涂料称为纳米结构涂料。纳米TiO2、纳米SiO2、纳米ZnO、纳米F

6、e2O3等是优良的抗老化剂。2.2.2颜料-纳米填料纳米ZnO质量轻、厚度薄、颜色浅、吸波能力强→吸波涂层新型防晒剂和抗菌剂→防菌涂层紫外光下，能分解有机物质、抗菌和除臭→环保涂料纳米SiO2触变性是纳米SiO2改善涂料各项性能的主要因素防流挂、施工性能好抗沾污性，具有优良的自清洁性能和附着力极强的紫外吸收、红外反射特性，抗紫外线老化，隔热性2.2.2颜料-纳米填料纳米TiO2光学效应随粒径而变，尤其是纳米金红石型TiO2具有随角度变色的效应吸收紫外线，可提高轿车的漆的耐候性光催化氧化，能分解NOx、卤代烃、硫化物、醛类、多环芳烃纳米碳酸钙补强性、透明性、触变性和流

7、平性增强涂层的柔韧性、硬度及光泽性蓝移现象，增加了隔热性，抗紫外线老化，防热老化吸收带的最大吸收波长向短波方向移动2.2.2颜料-填料的选择颜填料的粒径及表面积粒径小、表面积大，可吸附成膜聚合物而使颜料颗粒成为准交联点，使漆膜的机械性能提高。主要影响涂料的流动性、贮存性和耐久性。瘤状粒子（近球形）、针状粒子、扁平状粒子耐光性、稳定性环保性超细化与分散表面改性涂料是热力学上不稳定的分散体。颜料的表面处理和颜料分散剂的分子设计至关重要。2.2.2颜料-填料的含量干燥的涂层可以认为是由填料与成膜物质形成的固-固相分散体系。颜料体积浓度（PVC），颜料体积占干膜总体积的