第2章涂料技术基础-成膜物质(2).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.,天然树脂涂料（生漆或大漆）,天然树脂：松香及其衍生物、,大漆及其衍生物,、石油树脂、动物胶、虫胶等。,大漆,特点：,优点：耐久性、耐酸性、耐溶剂性、耐腐蚀性、附着力好、漆膜坚硬光泽。,缺点：不耐碱性和强氧化剂、干燥时间长、造成皮肤过敏，贮存期短，溶剂有毒性。,组成：天然水乳胶；属于,W/O,型乳液。主要成份是漆酚和漆酶。,漆酚：成膜物。含量在,50,75,，含量越高质量越好。影响漆酚性能的是,R,结构。,R,含有单烯、双烯、三烯，双键越多，干燥越快。,漆酶：不到,1%,，含铜蛋白酶，成膜催化,剂。是生物催化剂，需要水和,氧气才能具有活性。,其它成份,树胶质：多糖类物质。起到稳定、分散作用，主要改进流动性、厚度、硬度等物理性能。,水分：,15,40,，水少质量好，但是水是乳液存在的条件，也是漆酶生存的条件。,微量化合物和微量元素：漆酶生长中的作用元素，机理不明。,生漆干燥,自然干燥：氧化聚合成膜。红棕色的醌式结构。,在漆酶作用下，逐步交联固化，颜色也由乳白变为深褐色到黑色。,整个过程必须有水、氧气参与漆酶才发挥作用。干燥时间需要,8,12h,。,烘烤干燥,：在,70,以上，漆酶完全失活。超过,100,漆膜发生自由基聚合反应，过程中没有醌式结构出现，在,140,150,下，经过,1,2h,可以固化成膜。,生漆的应用,：粘度高，需加溶剂使用，耐热、耐温差变化非常好。,红木家具漆：,油基大漆：木器家具,金属设备防腐漆：主要用于潮湿环境设备。,美术制品漆：亮光漆,无毒防腐漆：提取漆酚与树脂改性制得。,3.,酚醛树脂涂料,生产方法,：苯酚和甲醛合成产物。热塑性和热固性两种；合成反应分为酸催化和碱催化，均具有乙醇溶解性。,热固性树脂,：甲醛过量，碱催化缩聚，可以直接加热固化成膜。,热塑性树脂,：苯酚过量，酸催化缩聚，必须借助六甲基四胺交联剂固化，用于防腐涂料、绝缘涂料及木材涂料。,属于：低价位树脂涂料，应用广泛，溶剂型涂料，,VOC,较大。,按照分子量分类,低分子量：可以溶解于水，可以做水性胶黏剂等，应用较少；,中分子量：可溶于有机溶剂（醇），涂料主要应用；,高分子量：固体树脂，作为固体材料应用较多；,热固性酚醛树脂,制备,：在碱性条件下聚合得到。,性质,：不适合作涂料（交联密度太高，硬而脆，稳定性差），不溶于植物油，溶于乙醇。必须用,松香改性,。,改性方法,：,170,180,下反应，再用甘油酯化得到红棕色透明的固体树脂。,应用,：改性后可以溶解于植物油，制备改性松香酚醛树脂漆，主要用于油墨。,优点,：干燥快、光泽度好、硬度高、耐水性好。,缺点,：易泛黄，户外耐久性不如甘油松香脂。,热塑性酚醛树脂,性质,：,100,油溶性，称为纯酚醛树脂。,应用,：与干性油（桐油、亚麻仔油）混合使用，具有耐久性好、防腐蚀性好的优点。,比较,：在耐久性、柔韧性、耐化学腐蚀、光泽性等方面均好于松香改性酚醛树脂。但是成本要高于松香改性酚醛树脂。,酚醛树脂性能特点,极性大，附着力好、耐磨性好；,苯环交联高，刚性和耐热性好，,脆性大,；,电气绝缘性好；,耐老化、耐水性、耐油性、耐化学性好；但是，,耐碱性较差,；,酚醛树脂的改性,聚乙烯醇缩醛改性：改善脆性；,聚酰胺改性：提高耐冲击性和粘结性；,环氧改性：发挥环氧的粘结性，有具有酚醛的耐热性，脆性减少，,韧性增加,；,有机硅改性：优良的耐热和电气性能，有机硅种类不同，性能不同，具有广泛设计性；,硼元素改性：耐热、耐烧蚀、力学性能；,橡胶改性：丁腈橡胶共混，增韧效果很好。,4.,天然树脂涂料（松香及其衍生物）,来源,：松树皮层分泌的松脂，经过提取出松节油而制得,脂松香,；松树根部有机溶剂溶出得到,木松香,。,主要成分：松香酸,天然松香特点,：质脆，保光性差，难以直接用于涂料。,改性松香,：,酯胶,：加热后与甘油或季戊四醇酯化。酸值降低、抗水性好、润湿性好；遇热发粘，分子量较低。价格较低，来源方便，得到广泛应用。,顺酐松香,：用顺丁烯二酸酐与松香反应得到。颜色浅、耐光性好、不易泛黄、硬度较高、光泽度好；缺点是耐碱性差，容易增稠。,油度概念,定义,：油性树脂漆中，树脂和植物油的比例。,短油度,：比例,1,：,2,以下的，称为短油度。树脂多，干燥快、光泽好、坚硬耐磨、但脆性大，不耐日光，耐候性差，主要用于室内油漆。,长油度,：比例,1,：,3,以上的，称为长油度。干性油多，漆膜柔韧性好、耐久性好、干燥慢，多用于室外建筑和钢铁涂料。,中油度,：比例在,1,：（,2,3,）之间的称为中油度。漆膜坚韧，耐久性介于短长之间，可用于室外漆。,松香树脂和酚醛树脂在涂料中应用,酯胶清漆,：油度,1,：,2.5,3,；植物油可采用全桐油；太高的油度会延长干燥时间，降低硬度。,酚醛清漆,：主要用于木器清漆。用松香改性酚醛树脂提高硬度和耐水性。油度,1,：,2.5,3.2,。降低油度到,1,：,1,1.5,光泽度和硬度会提高，但柔韧性降低，耐久性不好。,酚醛磁漆,：油度,1,：,2.5,以上。全桐油配方性能好，纯酚醛树脂和松香改性酚醛树脂各占,50,，具有很好的抗水性。,调和漆,：主要采用甘油松香酯。用于户外建筑漆，耐久性好。填料量大，油度在,1,：,3,5,。,底漆和防锈漆,：采用短、中油度。油溶性纯酚醛树脂和松香改性酚醛树脂或甘油松香酯均有采用。具有防锈耐水好的性能，广泛用于湿热带气候。,5.,醇酸树脂涂料,合成：脂肪酸与多元醇聚合得到聚酯。,突出优点：,干燥快、光泽好、硬度高、耐久好。,适应于清漆、磁漆、底漆、腻子、水性漆等。,可与多种树脂混合使用，制备各种涂料。,醇酸树脂的合成反应,原料：多元酸：邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸酐；多元醇：甘油、季戊四醇；脂肪酸：植物油。,第一步：醇解。发生邻苯二甲酸酐和甘油酯化。,甘油酯化条件：,230,250,高温，在惰性气体（,CO,2,、,N,2,）保护下进行。,醇解催化剂：氧化钙、氧化铅、氢氧化锂等。,第二步：酯化缩合。溶剂法（二甲苯,3,5%,），加入量与温度有关。见表,2-3,终点控制：酸值,2,10mgKOH/g,。,其它反应：干性油二聚化，要防止凝胶产生，控制好粘度。,醇酸树脂分类：干性醇酸树脂和不干性醇酸树脂。,干性醇酸树脂,：常用大豆油、亚麻油，另外也用亚麻仔油、桐油、脱水蓖麻油。,不干性醇酸树脂,：常用饱和脂肪酸、蓖麻油、椰子油、棉籽油等。主要是配比在硝基漆中，改进附着力、耐久性、光泽度和丰满度。也可以与氨基树脂合用制造氨基醇酸烘漆。,按油度分类：油脂含量不同的划分。,定义：,油度,油脂的质量,/,（醇酸树脂的质量析出水的质量）,长油度,醇酸树脂：含油,60,以上，刷涂用漆：耐候性好，用于户外漆。,中油度,醇酸树脂：含油,50,60,，干燥快、保光好、耐候性好，用途广泛，各种漆料均可使用。,短油度,醇酸树脂：含油,50,以下，与其它树脂相溶性最好、常用于配比其它涂料漆。,油度与漆膜干燥性能：,油度越高，树脂越软（因为含油量大）,油度越低，树脂越硬（因为含油量小）,油度越低，聚酯,Tg,越高，漆膜干燥越快，硬度高，但脆性也高；,油度越高，聚酯,Tg,越低，漆膜干燥越慢，但柔韧性好；,一般应用,50,的油度，可以获得最佳表面干燥性能，同时硬度也较好；但是，中油度粘度高，刷涂难，可以适当增加油度到,60,65,来改善刷涂性能。,醇酸涂料特点,特性：干燥快，漆膜光亮坚硬，耐候性、耐油性好；但是，由于酯链存在羟基和羧基，耐水性不如酚醛树脂。,优点：,价格低；,漆膜质量好，很少出现各种缩边等缺陷；,可以空气干燥和低温干燥，不必使用毒性交联剂；,缺点：,保色性差、户外耐候性有限；,难以达到很大的固含量；,烘烤过程产生空气污染；,耐皂性差；,醇酸树脂的干燥,干性醇酸树脂：侧链不饱和脂肪酸进行氧化聚合；采用金属催干剂，几个小时干燥；在,60,80,烘干需要,1,小时，,120,130,烘烤半个小时干燥；但烘烤容易变色；,不干性醇酸树脂：羟基和其它树脂缩合。典型交联树脂是三聚氰胺甲醛树脂（,MF,），可以交联中油度醇酸树脂，颜色好，户外耐久好。,另外，还可以交联多异氰酸酯，也得到好的性能；,改性醇酸树脂,目的：消除亲水基团（羟基、羧基），提高耐水性、耐酸碱性。,改性方法：用松香树脂、酚醛树脂、苯乙烯、丙烯酸、有机硅改性。,6.,沥青涂料,种类：天然沥青、石油沥青、煤焦沥青；,组成：油分、树脂和沥青质。,应用：,植物油沥青涂料：与干性油混溶。用于自行车、等烘烤漆。光泽坚硬，力学性能良好。,双酚,A,环氧树脂混溶：耐水、耐碱、抗菌、附着力、柔韧性、冲击性能。,纯沥青漆：添加适当溶剂和助剂，用于防腐涂料。缺点：不耐油、不耐日光、装饰性差；主要用于水下、地下等设施防腐；临时设施防腐和封存，便于清洗。,环氧煤沥青涂料：耐水、耐碱、耐化学品性能好（但比纯沥青稍差，韧性提高），金属附着力好；需要胺类固化剂，固化速度较慢。,