涂料配方设计的要点及方法

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1、CoatingsLecture▲·I-■-一■■PB▲■JLL_■●_■n—jL▲●科目I=l，喇思及KeyPoint~；an(IPrcIcedLjreC}fCc}atin!jsFq)rmLllaticnDE≥sIgr钱伯容(中海油悻}州游}料化工研究院，江苏常州21016：}{用以改善涂料在制备，施工和成膜后的很多性能。擒娶涂料配方在设计时要考虑的因素很多，需涂料的主要功能：(1)对终端产品如桥梁、飞机、化根据底材状况、性能Ⅱ颜色要求环境条件、施工工厂设施等提供保护。(2)对终端产品如木器、家具、罐设备等方面确定思路。文中给出

2、了配方设计的一般听、建筑物、汽车等提供装饰。(3)对终端产品如轮船、火原则，分析了界面作用的重要性：分别从涂料的四箭等提供各种功能。大组成《溶剂、颜填料、助剂、树脂)出发，给出7各组分在配方设计中的考虑思路：并以塑料用涂1涂料配方设计的一般原则料、混凝土涂料汽车闪光涂料和建筑涂料豹配方涂料配方在设计时要考虑的因素很多，主要因素见表设计案例，分析了设计思路。一，1所示。关键诃：涂料配方；配方设计；案例分析j塑料用表1涂料配方设计时要考虑的主要因素涂料；混凝土涂料；汽车闪光涂料；建筑涂料，项目主要因素涂料性能的光泽，颜色，各种耐性，

3、机械性能，户外／户内，要求使用环境，各种特殊功能等0引言着色力，遮盖力，密度，表面极性，在树脂中涂料工业涉及汽车行业、国防工业、建筑行业、船舶颜填料的分散性，比表面积，细度，耐候性，耐光性，行业、家电行业、交通运输行业、石化行业、电子行业、有害元素含量对树脂的溶解力，相对挥发速度，沸点，毒性，航空行业等领域，并在各行业中起着不可或缺的作用。并÷女史¨。溶解度参数且，涂料涉及的学科众多，主要涉及材料科学、表面处理、荆与体系的相容性，相互间的配伍性，负面作用，聚合物化学、有机无机化学、界面化学、流变学、分散技⋯毒性术、物理化学、纳米

4、科学等学科。概括而言，涂料具有以下诸多特点：(1)属于新材料领域，精细化工材料；(2)是袭底材的鬻{失裴蔷鬈麦：囊譬付。理，半成品：(3)体系复杂：(4)涉及学科多：(5)使用领域宽：(6)被涂底材五花八门；(7)制造设备通用，但须精细控制：要料的客户对产品价格的要求(8)施工设备繁多，有适应性要求：(9)施工质量与环境条件有关；(1O)日趋严格的环保要求对涂料的结构和配方设勖参数鐾蔷皴的计有影响。对配方设计的影响，如空气喷涂，滚涂，UV固施工方法化，高压无空气喷涂，刷涂，电泳及施工现场众所周知，涂料主要由基料(树脂)、颜填料、

5、溶剂和或涂装线的环境条件助剂四大组分组成。其中，基料是能附着在底材上，并能形成连续涂膜的材料，大多数情况下是有机聚合物。溶剂1．1界面作用(或挥发性组分)是能溶解(或分散)基料，并能使涂料流动，1．1．2界面作用的重要性适合施工的液体。它们能在施工过程中或施工后挥发释放界面作用对配方设计十分重要如涂料干(湿)膜与空出。水性涂料中的水也属于溶剂。颜填料则分散在漆料中，气之、司的界面——液固、固固界面，会影响涂膜的外观：在涂料成膜后仍保持在基料中的悬浮状态。它为涂膜提供涂料树脂与颜、填料之间的界面——液国界面，则影响颜、色彩、遮盖力

6、和其他特殊功能。助剂是用量很少的添加剂，CoatingsLecture填料的分散效果；而涂料与底材之间的界面——液固、固固界面，会影响涂料在底材上的附着力、机械性能等。『，=、～研究涂料之所以一定要研究界面，是因为：(1)涂料是一种多组分体系——树脂(基料)、颜填料、溶剂、助剂。在体系内部存在很多界面，特别是颜填料和树脂、溶剂之fa]未磷化表面间的界面；(2)涂料是一种半成品，必须涂覆在工件、产品、结构上，才能提供保护、装饰、功能等作用，必然要研究与底材之间的界面；(3)涂料经施工后，有一个干燥、喜固化的过程，其中必然要考虑到涂

7、膜(湿)表面和空气之间的表面，以保证能提供良好的涂膜外观，防止表面缺陷的(b]磷化表面出现。图4钢铁表面粗糙度为了解决涂料在钢铁底材上的附着，必须研究钢铁底材的结构及形貌。钢铁表面、钢铁镀锌表面和磷化膜表面1．1．2界面对配方设计的影响形态分别见图1、图2和图3。涂层与底材的界面附着可通过物理和化学方法进行配方设计。(1)物理方法涂料必须要能渗入表面的微孔中去：涂料的黏度尽可能的低；涂料中溶剂挥发不能太IA(可使用高沸点溶剂调一节)；涂料的固化速度不能太快(如使用仲胺代替伯胺固化剂)；树脂的相对分子质量低一些。图1钢铁表面形态(

8、2)化学方法涂料树脂结构上要有可以与底材结合的锚定基团，如zn2Ni2+Mn2醚基、酯基、羟基、羧基或可以形成氢键的基(NH)等。涂料与底材界面示意图见图5。1、涂料f2)赢材EGAt=可溅量袭面^2底材的宣际表A3一有效界面图5涂料与底材界面示意图图2钢铁镀锌