涂料复习(整理版).doc

1. ● 涂料的定义、组成、作用、分类、命名；
1）定义：涂料是一种可借特定的施工方法涂覆在物理表面上，经固化形成连续涂膜的材料。
2）组成：一般涂料由四个部分组成：分别为成膜物质、颜料、溶剂和助剂。
3）作用：保护作用、装饰作用、色采作用、特殊用途、其他（抗水、抗油、防污、抗皱）。
4）分类：按用途分类：建筑、车辆、船舶、家具、标志、导电、电绝缘、防蚀、耐热、防火、示温、杀虫、发光等专用系列；按施工方法分类：刷用漆、喷漆、烘漆、电泳漆；按涂料的作用分类：打底漆、防锈漆、防火漆、防腐漆、头道漆、二道漆；按漆膜外观分类：大红漆、有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆；按形态分类：溶剂型、水溶剂、乳胶、粉末、固体、单组分、又组分涂料。
5）命名：
命名原则：涂料全名=颜色或颜料名称+成膜物质+基本名称（e.g红醇酸磁漆、白硝基磁漆），对某些有专门用途和特性的产品，必要时可以在成膜物质后面加以说明，e.g醇酸导电磁漆。
涂料型号：涂料的型号分为三部分，第一部分为成膜物质，第二部分是基本名称，第三部分是序号，以表示同类品种间的组成、配比或用途不同。（e.g C04-2 C代表成膜物质、04代表磁漆、2是序号）
辅助材料型号：e.g G-2 G代表催干剂，2为序号。

2. ● 涂料的中心课题及发展方向；
中心课题：发展无毒、低污染、低能耗、省资源的涂料是涂料研究的中心课题。
发展方向：（1）传统的溶剂型涂料将逐渐被高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料、无溶剂涂料等品种所取代；（2）涂料品种向多元化、系列化和高质量发展；（3）涂料生产技术和施工技术朝节能、减排方向发展。
3. ● 醇酸树脂的合成原理、合成原料、合成方法（重点掌握溶剂法制备醇酸树脂的工艺流程与反应装置）；
1）合成原理：醇酸树脂系指由多元醇（如甘油）、多元酸（如邻苯二甲酸酐）与植物油制备的改性聚酯树脂。

2）合成原料：多元醇（甘油、季戊四醇）、有机酸（邻苯二甲酸酐）、油类（甘油三脂肪酸酯）。
3）合成方法：按原料的不同：醇解法和脂肪酸法；按工艺过程来区分：溶剂法和熔融法。

4. ● 脲醛树脂合成的三个反应阶段；
（1）加成反应（羟甲基化反应）（2）缩聚反应（3）醚化反应
5. ● 环氧值、环氧当量、羟值、羟基当量的名词解释；环氧树脂的牌号及牌号表示的意思；牌号不同，产品的外观及性能有何影响？环氧树脂的固化剂有那些种类？
（1）环氧值：100g环氧树脂中所含环氧基团的物质的量（环氧值=环氧基数/平均分子量*100）
（2）环氧当量：含有1mol环氧基树脂质量（g）（环氧当量=平均分子量/环氧基数=100/环氧值）
（3）羟值：100 g树脂中所含羟基基团的物质的量。
（4）羟基当量：含有1mol羟基的树脂的质量（g）。（羟基当量=100/羟值）
（5）
牌号以环氧值来命名，随着环氧值的减小，环氧树脂的粘度增大，且形态由粘稠的液体转变为固态。
（6）环氧树脂的固化剂：有机胺类固化剂、有机酸酐固化剂、合成树脂固化剂。
6. ● 丙烯酸树脂玻璃化温度（Tg）的计算公式； Tg与硬度之间的关系？溶剂型丙烯酸树脂的合成工艺流程；乳液聚合体系的组成部分？乳液聚会的工艺流
程？
（1）
（2）聚合物的硬度和柔韧性与玻璃化温度有密切的关系。提高玻璃化温度往往会使漆膜的硬度、拉伸强度和耐擦伤性能提高，但柔韧性及抗冲击强度下降。
（3）
（4）乳液聚合组成：单体（乙烯基单体）、乳化剂、引发剂、pH调节剂。
（5）
7. ● 甲苯二异氰酸酯（TDI）制备聚氨酯树脂的合成原理；异氰酸酯的反应活性；
（1）合成原理：氧原子形成亲核中心，接受胺、醇、水和羧酸上的活性氢原子形成羟基，进行分子内重排，形成氨基甲酸酯基。 甲苯二异氰酸酯（TDI）制备聚氨酯树脂：
（2）异氰酸酯的反应活性：

8. ● 水解法制备有机硅树脂的工艺流程（三个步骤）；
有机硅树脂是以硅氧键为主链的高聚物。
三步骤：水解、浓缩、缩聚。
9. ● 氟树脂具备优良性能的原因；
在于氟树脂中含有较多的C—F键，氟电负性最强、极化率最低、原子半径仅次于氢。氟原子取代C—H键上的H，形成的C—F键极短，键能高达486KT/mol。C—F键很难被热、光以及化学因素破坏。F的电负性大，F原子上带有较多的负电荷，相邻F原子相互排斥，含氟烃链上的氟原子沿着锯齿状的C—C链作螺线型分布，C—C主链四周被一系列带负电的F原子包围，形成高度立体屏蔽，保护了C—C键的稳定。
10. ● 颜料定义、分类；颜料的作用；颜料的性能指标（遮盖力、着色力）及影响因素；空气是最好的白色颜料（是非题）；
（1）定义：颜料是不溶于分散介质（溶剂、水或基料）的高度分散的粉状物质。
分类：根据其在涂料中的不同作用，可以分为防锈颜料、填料（无机）和着色颜料（有机和无机）。
（2）作用：增加涂膜强度、增加涂膜附着力、改善流变性能、改善耐候性、功能作用、降低光泽、降低成本。
（3）遮盖力：配成色漆涂于物体表面而不露底色的能力。它的数值是单位面积物体表面的底色被完全遮盖时所需要的颜料质量（g/m2）。影响因素：吸光率、折射率、颗粒尺寸、晶体结构。
着色力：指用某着色颜料调至规定色调所需的用量。着色力越大，用量最小，成本越低。
耐光性、耐热性、耐分散介质、吸油量、相对密度。
11. ● 溶解度参数定义；如何利用溶解度参数来判断是否为良溶剂？
（1）溶解度参数是内聚能密度的平方根。
（2）溶剂对聚合物的溶解，有以下判断标准，即△δ =∣δ1- δ2∣ = 2.0作为聚合物耐溶剂性的划分界限。一般分为三个等级：•△δ ＞2.5，耐溶剂；△δ = 1.7~ 2.5，有轻微溶胀作用；△δ ＜ 1.7，不耐溶剂。作为涂料用溶剂， 常以△δ ＜ 1 作为良溶剂判断标准。
12. ● 溶剂挥发速度对涂膜的影响？何为相对挥发度？溶剂的种类有那些？天拿水或香蕉水能喝吗？（不能）
（1）挥发速率过快：干燥时间缩短、流平不利、产生针眼橘纹的刷痕；挥发速率过慢：干燥时间延长、出现流挂现象、出现气孔。
（2）相对挥发度：习惯上将溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比，常用α来表示。
（3）溶剂的种类：烃类、萜烯类、醇类、酯类、酮类。
13. ● 原料分散的三个过程；原料的三种结构；分散体系有几种；颜料的润湿作用和稳定作用；
（1）润湿、分散、稳定。 （2）初级粒子、聚集体、附聚体。
（3）
（4）润湿作用：θ=0。，铺展润湿；θ＜90。，接触润湿；θ ＞90。，不润湿。
稳定作用：重力作用：沉降速度与粒子半径平方和两相密度差成正比，与分散介质的黏度成反比；表面自由能：比表面积增大，热力学不稳定，趋于减小比表面积；表面电荷：同性电荷相斥，形成双电层；高分子吸附层作用：通过空间位租促进稳定作用。
14. ● 何谓流变助剂？为什么要添加流变助剂？为什么会出现贝纳德旋涡（Benard Cells）现象？如何解决这一现象？
（1）能够改善涂料流变性能的助剂称为流变助剂。
（2）原因：涂料生产和施工需要低的涂料黏度，涂料流平黏度要求更低涂料的抗沉降性、颜料分散的抗流挂性要求高黏度。
（3）出现Benard Cells现象的原因：涂料施工时表面平整，但在涂料干燥时，因树脂的表面张力大于溶剂的表面张力，随着溶剂的蒸发，涂膜表面形成较高的表面张力，并伴随有粘度增大和温度的下降，造成涂膜内外层产生温差和黏度的不同及表面产生表面张力差。由于表面张力差将产生一种驱动力，使底层含溶剂较多的涂料向表层流动散开，流动的涂料又在重力作用下向下沉，使这种散开、下沉的流动周而复始，产生局部涡流，直到黏度增长到足以阻止其流动为止。
（4）解决这种现象的方法：添加挥发性慢的溶剂。添加挥发性慢的溶剂，以增加涂膜在干燥前的流动，降低蒸发速度、内外层之间的温差、浓度差及表面的表面张力梯度（或者适当加入流平剂）
15. ● 消泡机理；
气泡的消除要经过三个过程：气泡的再分布、气泡膜的减薄及膜的破裂。
（接触-散布-渗入-破裂）
16. ● 何谓颜基比；几种漆的颜基比的范围；举例计算颜基比；何谓PVC？举例计算PVC；何谓CPVC？何谓比颜料体积深度（λ）？ λ跟1之间的关系？
(1) 涂料配方中颜料(包括填料)与粘结剂的质量比称为颜基比。
(2) 面漆的Pig/B约为（0.25～0.9）：1.0，而底漆的Pig/B大多为(2.0～4.0)：1.0，室外乳胶漆Pig/B为(2．0～4.0)：1．0，室内乳胶漆Pig/B为(4.0～7.0)：1.0
(3)
(4) 颜料体积浓度（PVC）是指涂料固体总体积中，颜料所占体积份数.

（5）临界颜料体积浓度（CPVC）：当基料逐渐加入到颜料中时，基料被颜料粒子表面吸附，同时颜料粒子表面空隙中的空气逐渐被基料所取代，随着基料的不断加入，颜料粒子空隙不断减少，基料完全覆盖了颜料粒子表面且恰好填满全部空隙时的颜料体积浓度定义为临界颜料体积浓度，并用CPVC表示。在CPVC下，涂膜的渗透、抗起亦、防锈、物理力学堕会突然间发生显著变化。
、比颜料体积浓度（λ）=PVC/CPVC、λ>1漆膜中有空隙； λ<1颜料分散在树脂中。
17. ● 牛顿流体和非牛顿型流体；
牛顿流体：在任一给定的温度下，在很宽的剪切速率范围内，黏度值保持不变的一种理想液体，如水、矿物油、溶剂及某些树脂的稀溶液。非牛顿流体：若一种液体的黏度随着剪切速率变化而改变，如涂料产品。宾汉流体：泡沫、乳液、色浆。
18. ● 涂料流变学；三条曲线说明流平与流挂的现象；
（1）涂料在制备、贮存、施工和成膜阶段经受不同的剪切速率的作用。分散过程中搅拌下的剪切速率约为103~104s-1，而器壁经受到的剪切速率只有1~10s-1，物料放出后，剪切速率可立即下降到10-3 -0.5s-1的范围，颜料有可能沉降下来，在施工中，刷涂、喷涂或辊涂的剪切速率至少在103s-1以上，甚至达到105 s-1；施工后，剪切速率立即下降到1 s-1以下，为此涂料总被设计和配制成非牛顿流体，以满足性能要求。
（2）
19. ● 三原色；颜色的特征表示；用MUNSELL颜色立体模型表示各种颜色；颜色有表示方法： 5Y9/10；配色顺序；
（1）三原色：红、黄、蓝 。
（2）颜色有三个显著的视觉特性，即色相、明度和纯度，又称颜色三属性。
Ⅰ.色相：亦即色调。它取决于物体表面对各种波长色光的反射比例，跟光源的光谱组成也有关系，是色彩视觉属性。
Ⅱ.明度：即色光的明暗程度。它取决于物体对光的反射能力，是光强度的视觉属性。
Ⅲ.彩度：又称饱和度、纯度。它表示彩色的纯正程度。
(3)垂直方向表示亮度、同心圆半径方向表示彩度，圆周方向表示色相。
（4）颜色有表示方法：颜色按“色调·明度/彩度”表示。 5Y9/10表示该颜色的色调为5Y、明度为9,、彩度为10。是一种纯度较高且明良的黄色。
（5）配色顺序：配色时应遵循“先主后次、由浅入深”这一要点来进行即先配主色(或底色)，然后依次加入其它色调至基本色相；再按“由浅入深”分别调整色相、明度和纯度。
20. ● 色漆生产工艺流程；研磨设备有那些，工作原理如何？色漆的检测指标有那些？
（1）
（2）研磨设备主要有砂磨机、球磨机、三辊机等。 研磨工序是在剪切力作用下，将颜料团块及颜料本身凝结及包含的空气泡撕碎排出，将较大的粉料颗粒研磨成所规定的细度。获得颜料在漆料中分散均匀细微的色浆。
（3）检测指标：细度、粘度、颜色、干燥性、遮盖力、相对密度、施工性、流平性、涂膜物理力学性能。
21. ● 漆前表面处理包括那些？为什么要进行表面处理？
（1）主要包括除油、除锈、磷化、氧化、表面调整和钝化封闭。
(2)提高施涂层对材料表面的附着力；提高涂层对金属基体的防腐蚀保护能力；提高基体表面平整度。
22. ● 何谓“氢脆”？为什么要加入酸性缓蚀剂？
（1）氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹，又称白点。
（2）加入酸性缓蚀剂：防止金属基体产生过蚀现象，保护金属基体。
23. ● 污垢的种类？除油机理？
（1）种类：水溶性无机物或有机物、水不溶性无机物、水不溶性非极性有机物、水不溶性极性有机物。
（2）润湿作用-渗透作用-增溶作用-乳化作用-分散作用。
24. ● 磷化成膜机理；
磷化液都是由磷酸、碱金属或重金属的磷酸二氢盐及氧化性促进剂组成的酸性溶液。因此整个磷化过程包括基体金属的溶解反应、难溶磷酸盐结晶沉积的成膜过程及氧化促进剂的去极化作用。
25. ● 空气喷涂的机理；无气喷涂的机理？静电喷涂的机理？
（1）空气喷涂的机理：空气喷漆是靠压缩空气气流使涂料出口产生负压，涂料自动流出并在压缩空气气流的冲击混合下被充分雾化，漆雾在气流推动下射向工件表面而沉积的涂漆方法。
（2）无气喷涂的机理：高压无气喷漆是利用高压泵，对涂料十佳10~25MPa的高压，以约100m/s的高速从喷枪小孔喷出，与空气发生激烈的冲击，雾化并射在被涂物上，雾化不用压缩空气。
（3）静电喷涂的机理：对喷枪施加负高电压，在被涂工件和喷枪之间形成一高压静电场，使空气分子电离产生新的电子和离子，空气绝缘性被局部破坏，离子化的空气在电场的作用下移向正电极，枪口针尖端的电子碰撞从枪口喷出的涂料，使涂料的液滴带上负电荷，若涂料液滴在枪口处带上多个负电荷，受同性相斥作用，涂料液滴进一步雾化，带负电荷的漆雾受电场力作用沉积于正极工件表面。
26. ● 涂料成膜主要靠物理或化学作用来成膜；挥发性涂料成膜过程的三个阶段；乳胶涂料成膜过程的三个阶段？
（1）物理作用：非转化型涂料，包括挥发性涂料，热塑性粉末涂料，乳胶漆及非水分分散涂料等。
化学作用：转化型涂料，包括气干型涂料、固化剂固化涂料和烘烤固化型涂料。
（2）挥发性涂料成膜过程：湿阶段、过渡阶段、干阶段。
挥发性涂料：硝基漆、过氯乙烯、热塑性丙烯酸漆及其他烯基树脂（分子量高，溶剂挥发能形成干爽涂膜）。
（3）乳胶涂料成膜过程：湿膜-微粒堆砌-微粒变形-融合成连续膜（缠绕）。
27. ● 涂料干燥方法；表干；
（1）方法：自然干燥、加热干燥、特种方式干燥。
（2）表干：涂膜从可流动的状态干燥到用手指轻触涂膜，手指上不沾漆，但留下指痕。
28. ● 现代环保型涂料的种类？存在的问题？超临界CO2喷涂技术；
（1）种类：高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料和光固化涂料。其特点是涂料施工过程中低VOC（volatile organic compounds ）或者无VOC排放。
（2）问题：水性涂料：仅在建筑涂装和电泳涂底漆方面得到成功应用，对于水性喷漆，由于水的挥发性差，挥发慢，使用过程存在诸多问题，还没有一种良好的水性喷涂面漆。粉末涂料：在喷涂施工时虽然不含任何VOC，但涂膜固化温度高，能耗大，外观装饰性差。高固体分涂料：性能优良的丙烯酸类涂料溶剂减少幅度有限，要解决高温烘烤时的流挂现象。
（3）超临界CO2喷涂技术是在喷涂前将涂料和CO2混合稀释，混合后的涂料在50℃，10.1MPa条件下进行雾化。在此喷涂条件下，涂料与CO2呈均相，喷雾后，CO2迅速挥发，剩余的少量高沸点溶剂缓慢挥发，使涂膜易于流平，形成平滑的高装饰外观。
29. ● 汽车涂层的组成；电泳涂装的四个过程；
（1）组成：清漆层（30 – 50 μm）、面漆层（15 – 20 μm）、中涂层（30 – 40 μm）、电泳漆（18 – 25 μm）、磷酸锌层（5 μm）。
（2）四个过程：电泳、电解、电沉积、电渗。
8