涂料与涂装 第3章 涂料的剂型及生产(精品).ppt
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1、涂料与涂装涂料与涂装 主讲主讲:袁新强袁新强 讲师讲师PaintandFinishing 3.1.1溶剂型涂料溶剂型涂料3.1.2水性涂料水性涂料3.1.3粉末涂料粉末涂料3.1涂料的剂型涂料的剂型3.2涂料生产涂料生产3.2.1涂料配方设计涂料配方设计3.2.2色漆的制备色漆的制备第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing涂料若按有无溶剂分可分为有溶剂涂料和无溶剂涂料。其中涂料若按有无溶剂分可分为有溶剂涂料和无溶剂涂料。其中,有溶剂涂料又可分为水性涂料和溶剂型涂料,其中,溶剂含量低有溶剂涂料又可分为水性涂料和溶剂型涂料,其中,溶剂含量低的
2、又称高固体份涂料。无溶剂涂料包括粉末涂料、光敏涂料及干的又称高固体份涂料。无溶剂涂料包括粉末涂料、光敏涂料及干性油等。性油等。3.1涂料的剂型涂料的剂型第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing3.1.1溶剂型涂料溶剂型涂料以有机溶剂为分散介质,经混合搅拌溶解、研磨而配制成的以有机溶剂为分散介质,经混合搅拌溶解、研磨而配制成的涂料称为溶剂型涂料。其中合成树脂溶液通常称为溶剂型基料涂料称为溶剂型涂料。其中合成树脂溶液通常称为溶剂型基料,是是以价格贵以价格贵,环境污染环境污染,对人体健康有危害且易燃的有机溶剂为介质对人体健康有危害且易燃的有机溶
3、剂为介质,主要有醇酸树脂主要有醇酸树脂、聚酯类涂料、丙烯酸类、环氧树脂类和聚氨酯聚酯类涂料、丙烯酸类、环氧树脂类和聚氨酯类树脂涂料。类树脂涂料。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing 大多数涂料含挥发性溶剂大多数涂料含挥发性溶剂,它可分为真溶剂、助溶剂以及稀释它可分为真溶剂、助溶剂以及稀释剂三类。通常三者配合使用剂三类。通常三者配合使用,使溶剂在整个过程中挥发率均匀而又使溶剂在整个过程中挥发率均匀而又有适当溶解能力,避免某一组分不溶而产生有适当溶解能力,避免某一组分不溶而产生析出析出现象现象,与此同时可与此同时可降低成本。降低成本。溶液
4、的微观结构是细小的粒子,当溶液饱和时,粒子处于动态溶液的微观结构是细小的粒子,当溶液饱和时,粒子处于动态平衡,当外界条件改变时(加入少量固体或降温等),动态平衡平衡,当外界条件改变时(加入少量固体或降温等),动态平衡被破坏,粒子急剧团聚,变大。到一定程度时就以晶体的形式析被破坏,粒子急剧团聚,变大。到一定程度时就以晶体的形式析出。这个过程就叫出。这个过程就叫析出析出。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing真溶剂中,醋酸乙酯、丙酮、甲乙酮属于真溶剂中,醋酸乙酯、丙酮、甲乙酮属于挥发性快的溶剂挥发性快的溶剂;醋酸丁酯属于醋酸丁酯属于中等挥发
5、性溶剂中等挥发性溶剂;醋酸戊酯、环已酮等属于;醋酸戊酯、环已酮等属于挥发性挥发性慢的溶剂慢的溶剂。一般说来,挥发性快的溶剂价格低。一般说来,挥发性快的溶剂价格低。助溶剂一般是乙醇或丁醇。乙醇有亲水性,用量过多易导致助溶剂一般是乙醇或丁醇。乙醇有亲水性,用量过多易导致涂膜泛白。丁醇挥发性较慢,适宜后期作粘度调节。涂膜泛白。丁醇挥发性较慢,适宜后期作粘度调节。此外,对溶剂还要求色浅、透明、化学性质稳定、无刺激性此外,对溶剂还要求色浅、透明、化学性质稳定、无刺激性气味、毒性小。气味、毒性小。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing发白现象是指涂
6、装过程中和刚喷涂完的涂层表面呈乳白色。涂发白现象是指涂装过程中和刚喷涂完的涂层表面呈乳白色。涂膜不仅发白,而且像云一样的变白无光泽现象称为白化。发白这膜不仅发白,而且像云一样的变白无光泽现象称为白化。发白这种情况多发生在高湿环境下喷涂挥发性涂料的场合,严重时完全种情况多发生在高湿环境下喷涂挥发性涂料的场合,严重时完全失光,涂层出现微孔,是因漆内溶剂急速蒸发,使涂面温度降低,失光,涂层出现微孔,是因漆内溶剂急速蒸发,使涂面温度降低,导致大气中湿气在漆面凝结,沉入涂膜中致使树脂析出而变白。导致大气中湿气在漆面凝结,沉入涂膜中致使树脂析出而变白。产生的原因:喷涂场所的空气湿度过高;所使用的稀释剂品质
7、不产生的原因:喷涂场所的空气湿度过高;所使用的稀释剂品质不良,挥发太快;喷涂场所的气温寒冷,尤其是在被涂物的温度低良,挥发太快;喷涂场所的气温寒冷,尤其是在被涂物的温度低于室温的场合;喷漆室内空气流通不良,又缺乏加热设备。于室温的场合;喷漆室内空气流通不良,又缺乏加热设备。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing预防方法:对喷涂厂进行适当加热,增加干燥度,提高环境温度;预防方法:对喷涂厂进行适当加热,增加干燥度,提高环境温度;使用品质好、挥发较慢的稀释剂;在稀释剂内添加防潮剂,使用使用品质好、挥发较慢的稀释剂;在稀释剂内添加防潮剂,使用量
8、要小,否则会缓慢干燥速度;涂装前使用被涂料的温度高于环量要小,否则会缓慢干燥速度;涂装前使用被涂料的温度高于环境温度境温度10左右。左右。补救方法:轻微白化,待其空气固化后,再以抛光蜡打磨去除其补救方法:轻微白化,待其空气固化后,再以抛光蜡打磨去除其不良处;重白化,在该区域内喷涂慢干稀释剂或防潮剂;在白化不良处;重白化,在该区域内喷涂慢干稀释剂或防潮剂;在白化极严重的部位,可能有水分残留在漆膜内,让其干固,湿打磨再极严重的部位,可能有水分残留在漆膜内,让其干固,湿打磨再重新喷涂。重新喷涂。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing虽然溶剂型
9、涂料存在着污染环境、浪费能源以及成本高等问虽然溶剂型涂料存在着污染环境、浪费能源以及成本高等问题,但溶剂型涂料仍有一定的应用范围,还有其自身明显的优势。题,但溶剂型涂料仍有一定的应用范围,还有其自身明显的优势。涂膜的质量涂膜的质量在有高装饰性要求的场合,水性涂料的丰满度通常达不到人在有高装饰性要求的场合,水性涂料的丰满度通常达不到人们的要求,高光泽涂料多使用溶剂型涂料来实现。们的要求,高光泽涂料多使用溶剂型涂料来实现。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing对各种施工环境的适应性对各种施工环境的适应性对于水性涂料则无法调节其挥发速率,要想
10、获得高性能的水对于水性涂料则无法调节其挥发速率,要想获得高性能的水性乳胶涂料涂膜,就必须控制施工环境的温度、湿度。在一些条性乳胶涂料涂膜,就必须控制施工环境的温度、湿度。在一些条件较为苛刻的环境,如外墙面、桥梁上的施工,无法人工营造一件较为苛刻的环境,如外墙面、桥梁上的施工,无法人工营造一个温湿度可控的条件,因此水性涂料的应用可能会受到限制;相个温湿度可控的条件,因此水性涂料的应用可能会受到限制;相反,采用溶剂型涂料,可随地点、气候的变化进行溶剂比例的控反,采用溶剂型涂料,可随地点、气候的变化进行溶剂比例的控制,以获得优质涂膜。制,以获得优质涂膜。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料
11、与涂装涂料与涂装PaintandFinishing溶剂型涂料对树脂的选择范围较广溶剂型涂料对树脂的选择范围较广在溶剂型涂料中,各种树脂几乎都可溶解在溶剂中,选择余地在溶剂型涂料中,各种树脂几乎都可溶解在溶剂中,选择余地较宽。不同的树脂具有各自独特的性能,如聚氨酯具有优异的耐较宽。不同的树脂具有各自独特的性能,如聚氨酯具有优异的耐侯及耐化学性、高光泽、耐磨性等,有机硅树脂具有极优秀的耐侯及耐化学性、高光泽、耐磨性等,有机硅树脂具有极优秀的耐热性可用作耐热、耐侯涂料的基料热性可用作耐热、耐侯涂料的基料。清洗问题清洗问题溶剂型涂料的施工工具必须用溶剂来清洗,对人体及环境均溶剂型涂料的施工工具必须用溶
12、剂来清洗,对人体及环境均有害。水性涂料的施工工具只要用清水清洗即可,对人体无害。有害。水性涂料的施工工具只要用清水清洗即可,对人体无害。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing目前目前,大部分工业涂料、特种涂料以及一些建筑涂料都是溶剂大部分工业涂料、特种涂料以及一些建筑涂料都是溶剂型涂料,但面临的减少型涂料,但面临的减少VOC的压力正在不断增加。由于热塑性树的压力正在不断增加。由于热塑性树脂涂料的脂涂料的VOC含量很高,其用量必将持续下降,转而使用热固性含量很高,其用量必将持续下降,转而使用热固性树脂的溶剂型涂料。常规热固性涂料的体积固体
13、分大约为树脂的溶剂型涂料。常规热固性涂料的体积固体分大约为2535%。高固体分涂料并无单一的定义。高固体分涂料并无单一的定义(对于金属闪光汽车面漆(或对于金属闪光汽车面漆(或底色层),其高固体份指底色层),其高固体份指45%左右;而对高颜料分的底漆来说,左右;而对高颜料分的底漆来说,高固体份可能是高固体份可能是52%;对于清漆或高光泽着色涂料则为对于清漆或高光泽着色涂料则为75%,甚,甚至可能更高至可能更高)。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing当固体分增加时,当固体分增加时,容易产生颜料絮凝容易产生颜料絮凝;容易产生表面张容易产生表
14、面张力效应,增加施工时涂膜缺陷的概率力效应,增加施工时涂膜缺陷的概率(当涂装金属时,务必要清洁当涂装金属时,务必要清洁表面表面;当涂装塑料时,务必要除去脱模剂当涂装塑料时,务必要除去脱模剂);涂装时容易产生流涂装时容易产生流挂现象挂现象(不能轻易地通过采用调节涂料中溶剂挥发速率或改变喷枪不能轻易地通过采用调节涂料中溶剂挥发速率或改变喷枪与底材之间的距离来解决,但可使用热喷涂或超临界流体喷涂使与底材之间的距离来解决,但可使用热喷涂或超临界流体喷涂使流挂降到最低程度。在大多数应用中,必须将触变型流体加到喷流挂降到最低程度。在大多数应用中,必须将触变型流体加到喷涂施工的高固体涂料中,细粒径的二氧化硅
15、、膨润土颜料、硬脂涂施工的高固体涂料中,细粒径的二氧化硅、膨润土颜料、硬脂酸锌以及聚酰胺凝胶触变剂均为可用的助剂。例如酸锌以及聚酰胺凝胶触变剂均为可用的助剂。例如,汽车上的金属汽车上的金属闪光涂料中的流挂问题特别严重,使用微胶粒子可以有效地解决闪光涂料中的流挂问题特别严重,使用微胶粒子可以有效地解决这个问题这个问题)。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing3.1.2水性涂料水性涂料自二战之后,人们发现在生产橡胶过程中自二战之后,人们发现在生产橡胶过程中,向制备苯乙烯丁向制备苯乙烯丁二烯胶乳液中加入颜料可作水性涂料二烯胶乳液中加入颜料可作
16、水性涂料(用水作溶剂或分散介质的涂用水作溶剂或分散介质的涂料料,包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料(乳胶涂料)包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料(乳胶涂料)3种种)。不久水性涂料就占了内墙涂料的市场。现在。不久水性涂料就占了内墙涂料的市场。现在90内墙涂料是内墙涂料是水性涂料,这种苯乙烯丁二烯胶乳已被更易洗、更易颜料化的水性涂料,这种苯乙烯丁二烯胶乳已被更易洗、更易颜料化的聚醋酸酯、聚丙烯酸酯、乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯的聚醋酸酯、聚丙烯酸酯、乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯的共聚物高分子乳液所代替。共聚物高分子乳液所代替。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料
17、与涂装PaintandFinishing水性涂料用于外墙配方时,存在几个问题水性涂料用于外墙配方时,存在几个问题:难难于于得得到到高高光光泽泽度度,但但是是在在美美国国并并不不追追求求高高光光泽泽度度,所所以以这这个个问题不大。而在欧洲内墙和外墙的光泽度都重要;问题不大。而在欧洲内墙和外墙的光泽度都重要;缺缺乏乏溶溶剂剂性性涂涂料料中中提提供供的的薄薄膜膜完完整整性性。加加入入聚聚合合剂剂(如如已已烯烯乙乙二二醇醇)和和低低分分子子量量的的增增塑塑剂剂溶溶剂剂(如如聚聚乙乙烯烯乙乙二二醇醇和和它它们们的的酯酯)能能改改善善这这种种性性能能,它它们们能能使使高高分分子子的的疵疵点点聚聚合合生生成
18、成保保护护性性薄薄膜膜。但对内墙涂料来说,保护性并不是很重要;但对内墙涂料来说,保护性并不是很重要;乳化剂和胶体稳定剂必然降低抗水性;乳化剂和胶体稳定剂必然降低抗水性;粘结性不佳,但在多孔隙的内墙上应用,常是不成问题的。粘结性不佳,但在多孔隙的内墙上应用,常是不成问题的。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing上上述述诸诸问问题题在在某某种种程程度度上上已已获获得得解解决决,其其证证据据是是在在1976年年美美国国市市售售外外墙墙涂涂料料的的50以以上上是是水水性性涂涂料料。在在英英国国水水性性有有光光涂涂料料也也普普遍遍应应用用并并开开
19、始始取取代代传传统统的的醇醇酸酸树树脂脂涂涂料料。内内墙墙和和外外墙墙乳乳胶胶涂涂料料有有两两个个重重要要的的不不同同点点,前前者者颜颜料料的的用用量量约约为为后后者者的的两两倍倍。而而后后者者的的树树脂脂含含量量较较高高,从从而而具具有有抗抗气气候候所所要要求求的的薄薄膜膜完完整整性性。为为了了使使能能在在有有光光泽泽的的白白垩垩化化的的面面上上都都能能粘粘结结,醇醇酸酸树树脂脂和和油油在在水水性性载载体体中中要配成乳液,其含量约为要配成乳液,其含量约为(510)。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing水性涂料的特点是以水为溶剂,具有
20、以下特点:水性涂料的特点是以水为溶剂,具有以下特点:水来源丰水来源丰富,成本低廉,净化容易;富,成本低廉,净化容易;在施工中无火灾危险;在施工中无火灾危险;无毒;无毒;工件经除油、除绣、磷化等处理后,可不待完全干燥即可施工;工件经除油、除绣、磷化等处理后,可不待完全干燥即可施工;涂装的工具可用水进行清洗;涂装的工具可用水进行清洗;可采用电沉积法涂装,实现自可采用电沉积法涂装,实现自动化施工,提高工作效率;动化施工,提高工作效率;用电沉积法涂出的涂膜质量好,没用电沉积法涂出的涂膜质量好,没有厚边、流挂等弊病,工件的棱角、狭缝、焊接、边缘部位基本有厚边、流挂等弊病,工件的棱角、狭缝、焊接、边缘部位
21、基本上涂膜厚薄一致。上涂膜厚薄一致。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing由于有这些优良性能和经济效果,水溶性涂料发展速度较快,由于有这些优良性能和经济效果,水溶性涂料发展速度较快,建筑上应用范围越来越广。目前除了在建筑行业大量使用水性涂建筑上应用范围越来越广。目前除了在建筑行业大量使用水性涂料外,在工业上主要应用阳极电泳法涂装底漆,广泛用于汽车工料外,在工业上主要应用阳极电泳法涂装底漆,广泛用于汽车工业和轻工业。业和轻工业。但水溶性涂料也还存在许多问题:但水溶性涂料也还存在许多问题:以水作溶剂,蒸发潜热以水作溶剂,蒸发潜热高,干燥时间
22、较长;高,干燥时间较长;使用有机胺做中和剂,对人体有一定的毒使用有机胺做中和剂,对人体有一定的毒性,排除的污水会造成污染;性,排除的污水会造成污染;采用电沉积法时,对底材表面处采用电沉积法时,对底材表面处理要求较高。理要求较高。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing3.1.3粉末涂料粉末涂料粉末涂料是由环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯等以及助剂、颜粉末涂料是由环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯等以及助剂、颜料、填料等经混合、熔炼、磨粉等工艺制成固体粉末状的涂料或料、填料等经混合、熔炼、磨粉等工艺制成固体粉末状的涂料或粉体涂料粉体涂料(又称塑粉又称塑粉
23、)。粉末涂料优点主要有:粉末涂料优点主要有:粉末涂料不含有机溶剂,避免了有机溶剂带来的火灾、中毒和粉末涂料不含有机溶剂,避免了有机溶剂带来的火灾、中毒和运输中的不安全问题。虽然存在粉尘爆炸的危险性,但是只要把运输中的不安全问题。虽然存在粉尘爆炸的危险性,但是只要把体系中的粉尘浓度控制适当,爆炸是完全可以避免的。体系中的粉尘浓度控制适当,爆炸是完全可以避免的。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing不存在有机溶剂带来的大气污染,符合防止大气污染的要求。不存在有机溶剂带来的大气污染,符合防止大气污染的要求。粉末涂料是粉末涂料是100%的固体体
24、系,可以采用闭路循环体系,过喷的的固体体系,可以采用闭路循环体系,过喷的粉末涂料可以回收再利用,涂料的利用率可达粉末涂料可以回收再利用,涂料的利用率可达95%以上。以上。粉末涂料用树脂的分子量比溶剂型涂料的分子量大,因此涂膜粉末涂料用树脂的分子量比溶剂型涂料的分子量大,因此涂膜的性能和耐久性比溶剂型涂料有很大的改进。的性能和耐久性比溶剂型涂料有很大的改进。粉末涂料在涂装时,涂膜厚度可以控制,一次涂装可达到粉末涂料在涂装时,涂膜厚度可以控制,一次涂装可达到30500m,相当于溶剂型涂料几道至十几道涂装的厚度,减少了施,相当于溶剂型涂料几道至十几道涂装的厚度,减少了施工的道数,既利于节能,又提高了
25、生产效率。工的道数,既利于节能,又提高了生产效率。第第3章章涂料的剂型及生产涂料的剂型及生产涂料与涂装涂料与涂装PaintandFinishing在施工应用时,不需要随季节变化调节粘度;施工操作方便,在施工应用时,不需要随季节变化调节粘度;施工操作方便,不需要很熟练的操作技术,厚涂时也不易产生流挂等涂膜弊病;不需要很熟练的操作技术,厚涂时也不易产生流挂等涂膜弊病;容易实行自动化流水线生产。容易实行自动化流水线生产。容易保持施工环境的卫生,附着于皮肤上的粉末可用压缩空气容易保持施工环境的卫生,附着于皮肤上的粉末可用压缩空气吹掉或用温水、肥皂水洗掉,不需要用有刺激性的清洗剂。吹掉或用温水、肥皂水洗
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