涂料与涂装科学技术基础复习要点答案.doc

复习重点
1 涂料的定义。
答：涂料是高分子材料为主体，以有机溶剂、水或空气为分散介质的多种物质的混合物,是一种流动状态或粉末状态的物质，能够均匀的覆盖和良好的附着在物体表面形成固体薄膜，它具有对基材防护、装饰、标志及其他特殊功能的一类重要的精细化学品
2涂料的作用有哪些？
答：1.装饰作用2.保护作用3.标志作用4.特殊作用
3什么是VOC？VOC有哪些危害？
答：ＶＯＣ：是指任何参加气相光化学反应的有机化合物。
4涂料成膜方式有哪两种？为什么具有明显结晶作用的物质不适合做成膜物？
答：（1）漆膜会失去透明性(各向异性是结晶体的特点)；
（2）聚合物的软化温度提高，软化范围变窄；
（3）不溶于一般溶剂。
5 涂料溶剂挥发干燥分哪几个阶段？
答:分为三个阶段：
(1)表面溶剂快速挥发阶段；
(2)内部溶剂扩散到表面的阶段（由扩散速度决定了干燥速率：温度、粘度、自由体积、Tg影响干燥速率）
(3)残余溶剂的挥发：很长的时间才能挥发完全。
6什么是自由体积理论？用自由体积理论解释玻璃化温度聚合物玻璃化温度前后的变化？
答：液体或固体物质的体积是由两部分组成的，一部分被分子占据，另一部分是未被占据的自由体积，后者以空穴的形式散于整个物质中，只有存在足够自由体积时，分子链才能进行各种运动，玻璃化温度是自由体积达到某一临界值的温度。

7分析高聚物玻璃化温度的影响因素。
①主链越僵硬 Tg高；反之，越柔顺Tg低
②刚性侧链基团的引入 Tg ↑(如加入苯环侧链)， 侧链柔顺 Tg低(如烷基侧链)与聚合物构型的关系在顺反异构中，往往反式的分子链柔顺性差， Tg高 ；链间的相互作用大,Tg高。
8分析改善室温稳定性和提高固化速度的措施。
答：（1）反应物在固化条件下才出现，贮存时没有此反应物。
（2）添加挥发性阻聚剂挥发性单官能团反应物。
（3）利用相变的方法,反应物之一或催化剂是不溶的，当温度上升到熔点时，才参与反应。
（4）微胶囊法，将反应物包于微胶囊中。
9用于涂料的纤维素聚合物有哪几种？
硝基纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素。
10 醋酸纤维素比硝基纤维素有哪些优点？
醋酸纤维素具有更好的溶解性、耐水性、耐候性、和力学性能
11卤化聚合物在涂料中的突出优异性能是什么？
答：卤素聚合物涂料最优异的特性是防腐蚀性能在同类漆中是性能最好的。
透水性低
12油脂的主要结构是什么？
甘油三脂肪酸酯
13什么是碘值？油脂干性是怎样根据碘值划分的？
答：碘值：碘饱和100g油脂中的双键需要消耗的碘的重量。
油的干性：油脂的不饱和程度。可分为：干性油、半干性油和不干性油。
干性油：碘值大于140gI2/100g，2～5天室温下自行干燥；
半干性油：碘值100～140gI2/100g，十几天甚至几十天才干燥；
不干性油：碘值小于100gI2/100g，不能自干。
14什么是酸值？酸值在油脂中的含义是什么？
答：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数。常用以表示其缓慢氧化后的酸败程度。
15比较下面油脂的干燥速度：
16什么是油性树脂漆的油度？
油性树脂漆中，树脂和植物油的比例。
17分析长、中、短油度的树脂漆的性能有和不同？
定义：油性树脂漆中，树脂和植物油的比例
1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。
2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。
3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
18醇酸树脂的油度是怎样定义的？
油度＝油脂的质量/（醇酸树脂的质量－析出水的质量）
19分析醇酸树脂油度对漆膜的性能影响。
1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。
2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。
3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。
20 MF（三聚氰胺甲醛）树脂醚化度高低由什么控制？低醚化度和高醚化度有何不同？

容忍度越大，醚化度越大，极性越小
高醚化度：甲醛比例高，大部分氮原子上有两个烷氧基甲基基团。醚化度高，聚合度低，粘度低。
低醚化度：甲醛比例低，大部分氮原子上有一个取代基，聚合度较大。甲醛变化范围大，性能也可以广泛调节。应用也广泛
21比较甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的性能？
1 甲基的影响：分子不能自由旋转，硬度高、脆化温度高、拉伸强度高；柔韧性和延伸性低；
2 α-H的影响：耐紫外线和耐氧化性差；
22什么是溶剂指数？
答：溶剂指数用于表示溶剂对涂料的溶解能力，也就是降低黏度的能力，它是用标准溶剂调稀的涂料粘度与用被测溶剂调稀的涂料粘度的比值。
23溶剂在涂料中的作用有哪些？

一、降低黏度，调节流变性。
二、调节玻璃化温度
三、改进涂料涂布和漆膜的性能
四、控制涂料的电阻：适合静电喷涂。
五、 作为聚合物反应溶剂，控制聚合物的分子量及分布
六、在成膜物质的制备中控制聚合温度和聚合物粒度
24什么是溶剂的相对挥发度？
溶剂的相对挥发速率：在标准条件下：一定的体积和表面积，标准气流和气流温度（25℃）以及相对湿度为0的条件下，测得挥发失去90%的溶剂（体积或质量）的时间，以醋酸正丁酯的相对挥发度为1作为标准。
25影响溶剂挥发速率有哪些因素？
溶剂的挥发速度受多种因素的综合影响如：氢键、蒸汽压、气流、温度、表面积/体积比、湿度，主要有：
1）湿漆膜的表面温度； （2）溶剂的蒸汽压大，挥发快；（3）溶剂和空气的界面；表面积大，挥发快；（4）2.4 空气中挥发溶剂及时带走。
26漆膜溶剂的挥发分为几个阶段？
分两个阶段
1 湿阶段：溶剂本身挥发特性决定，涂料粘度上升，表面控制阶段。
2 干阶段：溶剂在涂层扩散决定，与聚合物Tg、溶剂分子大小和形状有关，扩散控制阶段。
　挥发太快：流平不好，涂层发白，透明度低。
　挥发太慢：流挂，影响施工。
27颜料与染料有什么区别？
（1）溶解性：一般来讲颜料是不可溶的，染料是可溶的。
（2）化学性质：染料多是有机物，而颜料多是无机物。通常用于涂料的颜料多是无机物。
（3）透明性：溶解在树脂中且使混合物呈现透明外观的着色剂称为染料。不能溶解但会使光发生散射，使混合物呈现混浊、半透明或不透明外观的着色剂称作颜料。
（4）粘结性：通过对基体的直接染色或亲和性能明确区分颜料和染料。颜料对基体无亲和力而染料对基体有亲和力。
28体积颜料有哪些作用？
1）体积颜料常用来调节涂料的颜料体积浓度（PVC），降低成本。
（2）改善聚合物分子间的相互作用力，降低分子内应力，增强漆膜的机械强度和附着力。如炭黑的活性交联作用；
（3）涂料中颜料含量和颗粒形状的不同，造成对水、汽透过漆膜的阻力也各不相同。调节漆膜的水汽渗透性。
（4）使漆膜表面粗糙，起到消光的目的

29什么是颜料的PVC？
答：（1）漆膜中颜料所占的体积百分数称为颜料体积浓度（PVC）；PVC = 颜料的体积/漆膜的总体积。
30影响颜料CPVC有哪些因素？
• 易湿润颜料或加入分散剂，吸附基料多，会降低CPVC；
• 涂料组成相同，颜料粒度越小，吸附基料多，CPVC越小；
• 颜料粒度分布广，CPVC越高；
• 絮凝颜料的CPVC较低；
31为什么乳胶漆的临界颜料体积浓度总是低于溶剂型漆？答：因为溶剂型的漆料（外相）是一个连续相，成膜过程中颜料间的空隙可自然的被漆料所充满，但乳胶漆不同，乳胶是一种粒子，成膜前它可和颜料成混杂的排列，也可各自聚集在一起，这样在最后成膜时，为使颜料间空隙被填满就需更多的乳胶粒子，因此乳胶漆临界颜料体积浓度低于溶剂型涂料
32如何提高乳胶漆的临界颜料体积浓度？
（1）提高温度：增加流动性。
（2）添加成膜助剂（如：乙二醇、丙二醇等）改善流动性使乳胶粒子进入颜料空间。
33颜料的吸油量如何计算？
答：颜料的吸油量（OA）= 亚麻油量 / 100g颜料
34颜色的三个基本属性是什么？
答：色调（色相）、明度（亮度）和饱和度（彩度）。
35三原色是指哪三种颜色？三间色是哪三种？
_ 三原色：红、黄、蓝
_ 间色：橙、绿、紫
_ 对应的互补色：红-绿；黄-紫；蓝-橙
36颜料存在的三种状态？：
1始颗粒，即单个颜料晶体或一组晶体，粒径相当小；
2凝聚体，以面相接的原始颗粒团，其表面积比其单个粒子组成之和小得多，再分散困难；
3附聚体，以点、角相接的原始颗粒团，其总表面积比凝聚体大，但比单个粒子组成之和小，再分散较容易
37颜料分散的三个过程？
①润湿。润湿的效果和速度取决于颜漆料的表面张力差与漆料的黏度。漆料的表面张力与黏度越小越容易润湿。
②分散(又叫研磨)。将颜料原生颗粒从团聚体分里开来的过程，该分离过程是通过施加在颜料上的剪切力或撞击力来实现的。
③稳定。使颜料颗粒处于准稳定态，即使颜料团聚体经分散、润湿后获得的粒径和粒径分布应该在涂料规定的储存期内保持不变。
38颜料絮凝对涂料性能产生哪些影响？
（1）降低遮盖力。 （2）降低 CPVC 值，从而影响涂料的机械性能。
（3）影响涂料的光泽。 （4）絮凝会增加涂料的黏度，不利于流平。
颜料颗粒间存在两种作用力：一是吸引作用(范德华力）；二是排斥力，当吸引力大于排斥力时，则颗粒发生絮凝或聚集。

39降低VOC的主要途径有哪些？
1提高固体物含量
2以活性溶剂代替挥发性溶剂（如：干性油、不饱和聚酯、紫外光固化稀释剂等
3粉末涂料
4以水性涂料代替有机溶剂（如：乳胶漆）
40乳胶颗粒有哪些特点？
n 聚合物颗粒（指单体）在水中的分散体。
n 一般采用自由基链增长聚合工艺。
n 平均分子量高M=1000000（百万）或更高。
n 分子量对粘度影响不大（固体物含量可以很高）VOC低。（粘度只与介质和颗粒体积分数有关）
n 聚合物影响因素太多：单体结构、浓度及溶解度；表面活性剂结构和浓度；引发剂浓度和自由基产生速度；电解质浓度；温度；搅拌速度；反应釜设计等。

41乳胶颗粒大小如何控制？
1乳化剂浓度高，胶束多，生产的M/P颗粒多，乳胶颗粒小。
2体系中水量越少，单体多，更多乳化剂吸附在单体外围，形成胶束数量就少，乳胶颗粒越大。
3温度低，乳化剂效率降低，胶束数量减少， M/P颗粒减少，乳胶颗粒增大。
42乳化聚合的优缺点？
答：优点：（1）水作分散介质，传热控温容易，胶乳黏度低
（2）Rp快，分子量高，可在低温下聚合
（3）可直接得到聚合物乳胶，可直接用作乳胶漆
缺点：要得到固体聚合物，后处理麻烦，成本较高，难以除尽乳化剂残留物
43说明电泳涂料制备过程？
n 树脂形成：共溶剂－聚合－得到羧基（氨基）酸值控制40～60－形成有机树脂溶液－加入中和剂（羧基、胺）－形成盐－加水缓慢稀释－形成水稀释树脂。
n 涂料制备：上步有机树脂溶液－加中和剂－加入颜料－分散研磨－加入剩余的有机溶剂、中和剂、交联剂－高速分散－逐步加入水－水稀释涂料

44什么是泳透力？被
n 涂物后面或内面被涂的涂覆性能。
n 与电镀不同：电镀层是金属，整个过程导电性能不变；电泳漆是非金属树脂，导电性能变化很大，先涂正面再转向背面，根据导电性变化而变化。

45电泳漆的特点有哪些？
n VOC低
n 涂料利用率高
n 涂层厚度均匀，但是底物不平也暴露出来
n 适合不规则物体
n 设备投资大，改换配方困难，适合规模较大的自动生产线

46粉末涂料有什么优缺点？
优点：利用率高、环保 高效、节能、 无害安全、树脂分子量大，涂膜性能好、操作简单，易于实现自动化
缺点：设备需专用、涂料制备工艺复杂、烘烤温度高、不适宜薄涂、调色、换色、换品种麻烦
47接触角范围如何影响润湿作用？
• 接触角＝0°时，完全平铺。
• 接触角<90°时，润湿分散，可润湿。
• 接触角>90°时，液滴滚动，不润湿。
• 接触角＝180°时，完全排斥。
• 润湿作用有三种状态：沾湿、浸湿和铺展。

48什么是荷叶效应？原因是什么？
答：荷叶效应：粗糙表面的接触角θ大于90°时，θ随着表面粗糙程度i 增加而增加，最终得到超疏水或者超双疏表面的现象。

49什么是TiO2的光致超双亲性？
答：在光的作用下，由于价电子激发，产生三价钛离子和氧空位，它们分别属于亲水和亲油微区，但是水和油滴的尺寸远远大于微区，分别被亲水亲油微区所吸附，宏观上表现出双亲性。

50流平和流挂的动力有何不同？哪些因素会影响流平和流挂？
答：流平：当涂料施工后能否达到平整、光滑的特性。
流挂：涂料涂于一个垂直平面时，由于重力涂料向下流动的倾向。
区别：流挂是由重力引起的，而流平推动力为表面张力而不是重力。
51什么是应力松弛？保持形变固定，则应力会随时间而减少。也就是，力学性质随时间而变化。

52交联高聚物和线性高聚物对力学性质有何影响？交联高聚物：形变可恢复。
线性高聚物：分子之间没有交联，可以滑动，应力撤去，形变不可恢复。

8、铁生锈的原因是什么？人们怎样防止铁生锈？53分子内耗与哪些因素有关？

4、科学家研究表明昆虫头上的触角就是它们的“鼻子”，能分辨出各种气味，比人的鼻子灵敏得多。（1） 内耗大小与高聚物分子结构有关：

4、填埋场在填满垃圾以后，可以在上面修建公园、体育场、但是不能用来建筑房屋和种植庄稼。 柔性分子——滞后大；刚性分子——滞后小。

11、月食：当地球转到月球和太阳的中间，太阳、地球、月球大致排成一条直线时，地球就会挡住太阳射向月球的光，这时在地球上的人就只能看到月球的一部分或全部看不到，于是就发生了月食。 较大官能团，或极性基团，内耗大，滞后也大。
（如：丁苯橡胶和丁腈橡胶高于顺丁橡胶）
（2） 内耗与温度有关：低于Tg，内耗小（变形快）；高于Tg内耗也小（分子自由运动），只有Tg附近较高。
（3）内耗与应力变化频率有关：频率低内耗也低（形变可以跟上应力），频率高内耗也低（应变完全跟不上应力变化，呈刚性特性），只有在中间频率内耗最大。

2、昆虫种类繁多，分布很广，它们有着和其他动物不同的身体构造和本领。
54漆膜耐磨性有哪些影响因素？

22、光的传播速度是每秒钟30万千米，光年就是光在一年中所走过的距离，它是用来计量恒星间距离的单位。（1） 聚氨酯涂料耐磨性好：分子之间形成氢键。
（2） 耐磨性与应力有关：应力被吸收，耐磨性提高。
（3） 耐磨性与摩擦系数有关：添加石蜡或含氟表面活性剂。
（4） 颜料粒子可以增加耐磨性：减少摩擦表面。

2、你知道哪些昆虫？

答：当地球运行到月球和太阳的中间，如果地球挡住了太阳射向月球的光，便发生月食。55金属材料涂装前一般要进行哪些处理？
除锈、除油、除旧漆、磷化处理（产生磷化的多孔膜）、钝化处理（铬酸盐处理）。
56涂装前预处理目的有哪些？

6、重新使用是指多次或用另一种方法来使用已用过的物品，它也是减少垃圾的重要方法。1被涂表面达到平整洁净，即无油、无水、无锈蚀、无尘土等污物。
2赋予合适的表面粗糙度。喷砂抛丸和磷化是形成表面粗糙度常用的方法。为确保涂层的保护性能，250--300m,最大粗糙度应控制在干漆膜总厚度的1/3以下。防腐徐料涂层的厚度通常为合适的粗糙度为40---75m,最大不得超过100m, 3 增强涂层与被涂表面的相互作用。被涂金属表面经过氧化、磷化、钝化等化学转化后。能够形成具有一定粗糙度的结构，
使附着力增加。磷化层还具有显著的防腐蚀功能。