涂料的工艺—塑料用水性涂料的研究

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1、齐鲁师范学院化学与化工系毕业设计报告涂料的工艺题网：塑料用水性涂料的研究学生：指导教师：老师专>lk：应用化工2011年4月15口涂料工艺的研究摘要涂料，我们平常所说的油漆只是其中的一种。指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护，装潢或其他特殊功能（绝缘、防锈、防霉、耐热等）的一类液体或固体材料。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已大部分或全部取代了植物油，故称为涂料。关键词:涂料；水性涂料;聚羧酸等水性涂料的研究1引言凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料（乳胶涂料）3种。水溶性涂料是以水

2、溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。1.1丙烯酸为主要成分的水性木器漆以丙烯酸为主要成分的水性木器漆，主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差，漆膜硬度较软，铅笔法则试为HB,丰满度较差，综合性能一般，施工易产生缺陷。因其成本较低且技术含量不高，是大部分水性漆企业推向市场的主要产品。这也是形成大多数人认为水性漆不好的原因所在。其优点是价格便宜。1.2丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆丙烯酸漆的特点外，又増加了耐磨及抗化学性强的特以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆，其特点除了秉

3、承点，有些企业标为水性聚脂漆。漆膜硬度较好，铅笔法则试为1H，丰满度较好，综合性能接近油性漆。目前国内只有少数几家企业可以生产。2水性涂料用高分子分散剂的结构特征及在颗粒表面的吸附水性涂料用高分子分散剂的结构特点、在颜料粒子表面的吸附行为及研宄方法、常用种类、以及影响高分子分散剂分散稳定性能的因素，并展望了其发展方向。2.1水性涂料用高分子分散剂的分子结构特征高分子分散剂通过静电斥力和立体位阻障碍作用来维持颜料粒子在介质中的性能，为了使分散体系均匀稳定并满足性能要求，吸附在颗粒表面的高分子分散剂的分子结构需要具备以下两个特征:①与固体颗粒表面能形成牢固的结合的锚固段，如-COOH、-C00-

4、、-NR2、-NR3+、-S032-、-P043-、-0H等②在分散介质中有一定长度的溶剂化链段，如聚乙二醇。与传统的表面活性剂型分散剂相比,其结构中的锚固基团及溶剂化链取代了表面活性剂的亲水基团与亲油基团。2.2超分散剂在颗粒表面的吸附机理分散剂在分散相上的吸附是其显示润湿分散性能的前提。在水体系中,锚固端一般在颗粒的表面形成吸附，它与颗粒的相互作用与锚固基团的种类和粒子的表面性质有关。固体颗粒与分散剂之间的结合力主要有以下几种：2.2.1离子对对于强极性表面的无机物颗粒,当粒子表面电荷和超分散剂官能团带有的电荷相反时,高分子分散剂的锚固基团可与颗粒表面的强极性基团以离子对的形式结合起来，

5、高分子分散剂吸附在颗粒表面，见图1A。另外,如果粒子表面的酸碱性与锚固基团相反,离子对也可形成。2.2.2氢键大多数有机颜料没有荷电点,其表面极性不如无机颜料强，反应活性也不如无机颜料高，因此一般不能形成离子对的锚固形式。但由于其分子结构中可能含有氢键给体或受体，如酯基、羰基以及醚键等，因此具备形成氢键的能力，高分子分散剂可以通过氢键锚固于颜料表面。由于氢键的键能较低，单一的氢键难以保证足够的吸附强度，因此每个高分子分散剂分子中需要含有多个锚固基团（见图1B）,宜釆嵌段或梳状的分子结构。2.2.3分散颜料的表面处理有些有机颜料及部分碳黑的表面完全非极性或极性很低,不具备可供超分散剂锚固的活性

6、基团,故不论使用何种超分散剂,分散效果均不明显。此时需使用表面增效剂（见图1C）。这是一种带有极性基团的颜料衍生物，其分子结构及物理化学性质与待分散颜料非常相似,因此它能通过分子间范德华力紧紧地吸附于有机颜料表面，同时通过其分子结构的极性基团为高分子分散剂锚固基团的吸附提供活性位。通过这种“协同效应”，高分子分散剂就能对有机颜料产生非常有效的润湿和稳定作用。（A.在强极性粒子表面的单点离子对吸附B.通过多点氢键吸附C.通过表面增效剂在非极性表面吸附。）2.3研宄高分子分散剂吸附行为的方法为了全面表征高分子分散剂在颜料表面的吸附，需要确定3个参数:①吸附量r（mg*m2或mol*1112）②与

7、颜料表面直接结合的链段分数p③吸附层厚度Sh。2.3.1吸附等温线测量法可以通过测定吸附前后体系中高分子分散剂的浓度，计算分散剂在颜料表面的吸附量r:2.3.2吸附层厚度Sh可以采用超速离心、动态光散射、微量电泳等方法，通过测试吸附分散剂前后颜料粒子半径的变化确定吸附在颜料表面的高分子分散剂的厚度。3影响高分子分散剂性能的因素目前己提出了3种分散稳定机理解释聚合物分散剂的稳定化作用:双电层理论（DLVO理论）