塗料基本成份(原材料)
1、基料樹脂
2、溶劑
3、顏料和填料
4、助劑
塗料的功能
塗覆在被塗物表面,通過形成塗膜而起保護作用、裝飾作用及賦予被塗物件特殊功能。
是將顏料、填料結合在一起,在底材上形成均一緻密的塗膜,經固化後形成塗層。
種類:
天然樹脂(松香、瀝青、蟲膠)
酚醛樹脂
醇酸樹脂
硝基纖維素
氨基樹脂
聚酯樹脂
環氧樹脂
聚氨酯樹脂
丙烯酸樹脂
其他樹脂
常見基料的主要性能及用途
1、丙烯酸乳液(水性)
品種:根據乳液的不同可分為純丙、苯丙、矽丙、醋丙、自交聯丙烯酸等。
優點:具有成本適中耐候性優良、性能可調整性好,無有機溶劑釋放等。
用途:主要用於建築物的內外牆塗裝,皮革塗裝、木器塗料等。
2、溶劑型丙烯酸樹脂
品種:可分為自幹型丙烯酸樹脂(熱塑型)和交聯固化型丙烯酸樹脂(熱固型)。交聯固化型丙烯酸塗料主要有丙烯酸氨基漆、丙烯酸聚氨酯漆、丙烯酸醇酸漆、輻射固化丙烯酸塗料等品種。
優點:自幹型丙烯酸具有表幹迅速、易於施工、保護和裝飾作用明顯。交聯固化型丙烯酸制漆般都具有很高的固含量,一次塗裝可以得到很厚的塗膜,而且機械性能優良,可以製成高耐候性、高豐滿度、高彈性、高硬度的塗料。
缺點:自幹型丙烯酸塗料固含量不容易太高,硬度、彈性不容易兼顧,一次施工不能得到很厚的塗膜,塗膜豐滿性不夠理想。交聯固化型丙烯酸塗料,施工比較麻煩,許多品種還需要加熱固化或輻射固化,對環境條件要求比較高,一般都需要較好的設備,較熟練的塗裝技巧。
用途:主要用於建築塗料、塑料塗料、電子塗料、道路劃線塗料、汽車塗料、電器塗料、木器塗料、建築塗料等。
3、聚氨酯樹脂
品種:聚氨酯漆可以分為雙組分聚氨酯和單組分聚氨酯。
優點:較高的固體含量、漆膜堅硬耐磨、一般都具有良好的機械性能、優良的耐化學腐蝕性能,良好的耐油、耐溶劑性能。
缺點:施工工序複雜,對施工環境要求很高,漆膜容易產生弊病。
用途:應用方向有木器塗料、地板塗料、汽車修補塗料、防腐塗料、地坪塗料、電子塗料、特種塗料等。
4、硝基纖維素
硝基漆:主要成膜物是以硝化棉為主,配合醇酸樹脂、改性松香樹脂、丙烯酸樹脂、氨基樹脂等軟硬樹脂共同組成。
優點:是裝飾作用較好,施工簡便,乾燥迅速,對塗裝環境的要求不高,具有較好的硬度和亮度,不易出現漆膜弊病,修補容易。
缺點:是固含量較低,需要較多的施工道數才能達到較好的效果;耐久性不太好,尤其是內用硝基漆,其保光保色性不好,使用時間稍長就容易出現諸如失光、開裂、變色等弊病;漆膜保護作用不好,不耐有機溶劑、不耐熱、不耐腐蝕。
用途:硝基漆主要用於木器及家具的塗裝、家庭裝修、一般裝飾塗裝、金屬塗裝、一般水泥塗裝等方面。
5、環氧樹脂
種類:環氧漆的主要品種是雙組分塗料,由環氧樹脂和固化劑組成。
優點:是對水泥、金屬等無機材料的附著力很強;塗料本身非常耐腐蝕;機械性能優良,耐磨,耐衝擊;可製成無溶劑或高固體份塗料;耐有機溶劑,耐熱,耐水;塗膜無毒。
缺點:是耐候性不好,日光照射久了有可能出現粉化現象,因而只能用於底漆或內用漆;裝飾性較差,光澤不易保持;對施工環境要求較高,低溫下塗膜固化緩慢,效果不好;許多品種需要高溫固化,塗裝設備的投入較大。
用途:主要用於地坪塗裝、汽車底漆、金屬防腐、化學防腐等方面。
6、氨基樹脂
品種:主要有丁醚化三聚氰氨甲醛樹脂、甲醚化三聚氰氨甲醛樹脂、丁醚化脲醛樹脂等樹脂。氨基烤漆主要由兩部分組成:其一為氨基樹脂,其二為羥基樹脂部分(主要有醇酸樹脂、聚酯樹脂、含羥丙烯酸樹脂、環氧樹脂等樹脂)。
優點:氨基烤漆固化後的漆膜性能極佳,漆膜堅硬豐滿,光亮豔麗,牢固耐久,具有很好的裝飾作用及保護作用。
缺點:對塗裝設備的要求較高,能耗高,不適合於小型生產。
用途:主要用於汽車面漆、卷材、家具塗裝、家用電器塗裝、各種金屬表面塗裝、儀器儀表及工業設備的塗裝。
7、醇酸樹脂
品種:①短油不乾性醇酸樹脂(主要用於硝基漆、聚氨酯漆、氨基和聚酯烤漆等)②長油乾性醇酸樹脂(用於自幹醇酸漆)。
優點:醇酸漆具有價格便宜、施工簡單、對施工環境要求不高、塗膜豐滿堅硬、耐久性和耐候性較好、裝飾性和保護性都比較好。
缺點:醇酸漆乾燥較慢、塗膜不易達到較高的要求,不適於高裝飾性的場合。
用途:醇酸漆主要用於一般木器、家具及家庭裝修的塗裝,一般金屬裝飾塗裝、要求不高的金屬防腐塗裝、一般農機、汽車、儀器儀表、工業設備的塗裝等方面。
8、不飽和聚酯樹脂
品種:不飽和聚酯漆分為氣乾性不飽和聚酯和輻射固化(光固化)不飽和聚酯兩大類。
優點:是可以製成無溶劑塗料,一次塗刷可以得到較厚的漆膜,對塗裝溫度的要求不高,而且漆膜裝飾作用良好,漆膜堅韌耐磨,易於保養。
缺點:是固化時漆膜收縮率較大,對基材的附著力容易出現問題,氣乾性不飽和聚酯一般需要拋光處理,手續較為煩瑣,輻射固化不飽和聚酯對塗裝設備的要求較高,不適合於小型生產。
用途:不飽和聚酯漆主要用於家具、木製地板、金屬防腐等方面。
9、乙烯樹脂、橡膠樹脂
品種:包括氯醋共聚樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、偏氯乙烯、過氯乙烯、氯磺化聚Z烯漆、氯化橡膠等品種。
優點:主要是耐候、耐化學腐蝕、耐水、絕緣、防黴、柔韌性佳。
缺點:主要表現在耐熱性一般、不易製成高固體塗料、機械性能般,裝飾性能差等方面。
用途:主要用於工業防腐塗料、電絕緣塗料、磷化底漆、金屬塗料、外用塗料等方面。
10、酚醛樹脂
酚醛樹脂是酚與醛在催化劑存在下縮合生成的產品。
優點:酚醛漆乾燥快,漆膜光亮堅硬、耐水性及耐化學腐蝕性好。
缺點:酚醛漆容易變黃,不宜製成淺色漆、耐候性不好。
用途:用於防腐塗料、絕緣塗料、般金屬塗料、般裝飾性塗料等方面。
是將成膜物溶解或分散成均一穩定的液體分散體系,便於塗料製備,施工成膜,然後揮發到大氣環境中。
對塗料所用的溶劑的要求:
(1)有良好的溶解性和揮發性,溶劑與主要成膜物質混溶要均勻,揮發速度應符合施工要求。
(2)塗料的各組成部分無化學變化發生。
(3)低毒,價廉,原料來源豐富。
溶劑品種的分類溶劑的品種類別很多
按其化學成分和來源可分為下列幾大類
(1)萜烯溶劑:絕大部分來自松樹分泌物。常用的有松節油、松油等。松節油對天然樹脂和樹脂的溶解能力大於普通的香蕉水,小於苯類。其揮發速度適中,符合油漆塗刷及乾燥的要求。
(2)石油溶劑:這類溶劑屬於烴類。是從石油中分餾而得。常用的有汽油、松香水、火油等。汽油揮發速度極快,危險性大,一般情況下不用來作溶劑。
松香水是油漆中普遍採用的溶劑,其特點是毒性較小,般用在油性漆和磁性漆中。
(3)煤焦溶劑:這類溶劑也屬於烴類。是將煤乾餾而得。常用的有苯、甲苯、二甲苯等。苯的溶解能 力很強,是天然幹性油、樹脂的強溶劑,不能溶解 蟲膠,但毒性大,揮發快,油漆中一般不常使用,一般作洗滌劑;甲苯的溶解能力與苯相似,主要作為醇酸漆溶劑,也可以作環氧樹脂、噴漆等的稀釋劑用,少量用在洗滌劑中使用;二甲苯的溶解性略低於甲苯,揮發比甲苯慢,毒性比苯小,可代替松香水作強力溶劑。
(4)酯類溶劑:是低碳的有機酸和醇的結合物,一般常用的有醋酸J酯、乙酸乙酯、醋酸乙酯、醋酸戊酯等。醋酸乙酯溶解力比丁酯好。醋酸J酯毒性小,般用在噴漆中,便於施工,還可以防止樹脂和硝酸纖維析出;醋酸戊酯揮發較慢,用在纖維漆中能改進漆膜流平性和發白性。
(5)酮類溶劑:它是種有機溶劑,主要用來溶解硝酸纖維。
常用的有丙酮、甲乙酮、甲異丙酮、環已酮等。丙酮溶解力極強,揮發速度快能以任何比例溶於水,所以容易吸水而使漆膜幹後泛白、結皮。般與揮發慢的溶劑合用。大多用在噴漆、快幹黏合劑中。但丙酮極易燃燒,用時應注意防火;甲乙酮比丙酮揮發慢,溶解力梢差,可以單獨使用;甲異丙酮溶解力高,揮發性適中,防止漆膜發白的能力很強;環已酮揮發慢,溶解性好,可使漆膜在乾燥中形成光亮平滑的表面,防止氣泡的產生。
(6)醇類溶劑:它是種有機溶劑,能與水混合,常用的有乙醇、丁醇等。醇類溶劑對塗料的溶解力差,僅能溶解蟲膠或縮丁醛樹脂。當與酯類、酮類溶劑配合使用時,可增加其溶解力,因此稱它們為硝基漆的助溶劑。乙醇不能溶解一般樹脂,而能溶解乙基纖維、蟲膠等。還可用來製得酒精清漆、木材染色劑、洗滌底漆等。J 醇的溶解力略低於乙醇,揮發較慢,性質與乙醇相似。常與乙醇共用,可防止漆膜發白,消除針孔、桔皮、氣泡等缺陷。丁醇的特殊效能是防止油漆的膠化,降低粘度同時還可作為氨基樹脂的溶劑。
(7)其他溶劑:常用的有含氯溶劑、硝化烷烴溶劑、醚醇類溶劑。
含氯溶劑溶解力很強,但毒性較大,只是在某些特殊要求和脫漆劑中使用;硝化烷烴溶劑揮發速度與醋酸J酯大致相同,同時,可溶解硝化纖維等;醚醇類溶劑是一種新興的溶劑,有乙一醇乙醚、乙二醇丁醚及其酯類等。常用於硝基漆、酚醛樹脂漆及環氧樹脂漆中。乙醇丁醚常用作化白水。
賦予塗層遮蓋力和所要求的顏色,增強其機械的物理性能。
種類:
著色顏料(有機顏料、無機顏料)
體質填料
防鏽功能顏料
特種顏料及功能顏料
常見顏填料品種及特點
1、著色顏料:具有良好的遮蓋性,可以提高塗層的乃日曬性、耐久性和耐氣候變化的性能。有些顏料能提高塗層的耐磨性。而最主要的是著色顏料可給予塗層各種色彩。
(1)白色顏料:鈦白TIO2、鋅鋇白;
(2)紅色顏料:鐵紅、甲苯胺紅、鎘紅;
(3)黃色顏料:鐵黃、鉻黃;
(4)綠色顏料:酞菁綠、鉻綠;
(5)藍色顏料:酞菁藍、佛青、群青、鐵藍、普魯士藍;
(6)紫色顏料:甲苯胺紫、喹吖啶酮紫;
(7)黑色顏料:炭黑、鐵黑……
2、防鏽顏料:這種顏料可使塗層具有良好的防鏽能力,延長壽命。它是防鏽底漆的主要原料。
(1)紅丹:/鉛丹:能鈍化鋼鐵。有毒性,不耐酸耐鹼和高溫。
(2)鋅鉻黃:能鈍化鋼鐵。有毒性。
(3)磷酸鋅/磷鋅白:金屬表面磷化。
(4)鐵紅、鐵黃:化學惰性,提高塗膜緻密性,降低塗膜滲透性。
(5)鋁粉、雲母氧化鐵:表面成鱗片狀,增強塗膜封閉性,有較好的抗老化和反射紫外線功能。
(6)鋅粉:活性大,先被腐蝕,起保護作用。
(7)其他防鏽顏料:四鹼式鋅鉻黃、氧化鋅、鹼式鉻酸鉛。
3、體質顏料:主要用來增加塗層厚度,提高耐磨性和機械強度。
(1)鋇化合物:天然及沉澱硫酸鋇
(2)鈣化合物:重質及輕質碳酸鈣
(3)鋁化合物:雲母粉、 高嶺土等
(4)鎂化合物:滑石粉、輕質碳酸鎂等
(5)二氧化矽:硅藻土、石英粉、白碳黑等
4、特種顏料及功能顏料:賦子塗料某物殊功能。
(1)金粉、銀粉、珠光粉、螢光顏料
(2)發光、蓄光顏料
(3)示溫顏料
(4)氧化亞銅(防汙)
(5)耐高溫複合顏料
調整和改進塗料和塗層的綜合性能
常見助劑如下
1、潤溼分散
顏料是一種原始顆粒的聚集體,研磨分散的結果就是將這種聚集體解聚成原始顆粒狀態分散到漆料之中,分散效果不佳將導致解聚不完全或者重新絮凝,造成浮色發花、沉底、光澤下降等等弊病。
顏料在分散時必須經歷潤溼、粉碎、穩定三個步驟。
潤溼助劑增進顏料附聚體的潤溼,分散助劑穩定顏料分散體防止絮凝,一種產品常常兼具潤溼和分散功能。
2、流平劑
流平助劑通過降低塗膜表面張力改善流動方式獲得良好的塗膜外觀,部分特殊的助劑同時能提供滑爽、增硬、抗劃傷、防粘連的效果。
主要品種有
有機矽系流平劑
丙烯酸酯流平劑
其它類型流平劑( 氟改性流平劑、高沸點溶劑)
3、消泡劑
分為抑泡劑和破泡劑。抑泡劑主要是控制泡沫的產生並將產生了的泡沫消除,大多在塗料生產和使用過程中發揮作用;破泡劑主要是將產生的小氣泡由小變大,使氣泡膜逐漸變薄而自行破泡,此類助劑在塗料的整個過程中發揮作用。
主要產品
4、附著力促進劑
改善漆膜對底材的密著
附著力促進劑的產品類型
①樹脂類附著力促進劑:含有多種官能團的樹脂能與底材形成一定的化學結合,同時又能與基料互溶結合,提高附著力.PP、PE等高結晶度塑料的表面處理劑也屬此類.此類產品不同程度的存在相容性問題。
②矽烷偶聯劑:無機底材親水的極性表面容易吸附上-層水膜,使塗料中的疏水基料難以潤溼.矽烷偶聯劑中的可水解基團遇到無機表面的水分後水解生成矽醇,而與無機物質結合,形成矽氧烷,另一部分反應基團與有機物質反應而結合,在無機物質與有機物質界面之間搭起「分子橋」把兩種性質懸殊的材料連接在一起,產 品價格昂貴,作用顯著。
③鈦酸酯偶聯劑;與矽烷偶聯劑類似,只是反應基團不同。
④有機高分子化合物:此類促進劑相容性好,對底材潤溼性好。
5、消光劑:消光就是削弱反射角方向的光線強度。
主要品種有
①二氧化矽(消光粉):主要是利用溶劑揮發後漆膜收縮引起塗膜表面不平整,造成光的多角度亂反射以降低光度。
②矽酸鹽類:提高體系的顏料體積濃度來降低光度。
③高分子蠟:消光效果相對較弱,只使用在特殊場合。
6、觸變、增稠、防流掛助劑
原理簡單來說就是助劑提供聚合物內部的網狀結構的交聯吸附,粘度升高。
加入剪切力將網狀結構破壞,粘度下降。撤去剪切力,網狀結構回復,於是粘度重新上升,改善產品的施工性、漆膜流平性和產品的貯存穩定性等。
主要品種
①有機膨潤土:改變體系的流變性質,提高體系的觸變性從而防止顏料沉澱及施工流掛。
②氣相二氧化矽:能提供體系的三維網狀結構,可增稠、觸變、防沉、流掛。
③聚醯胺蠟:蠟溶膠顆粒在常溫條件下不能溶解在溶劑中,除能提供觸變增稠外,還具備一定的浮力,促進金屬顏料平行取向。
7、增塑劑
以液態存留在漆膜中的不揮發有機液體稱為增型劑,又名增韌劑、軟化劑。用來增加漆膜的柔韌度和提高漆膜的附著力,同時提高其耐寒性。
常用品種
酯類增塑劑(DBP、DOP)
環氧增塑劑(環氧大豆油)
8.促進劑
金屬皂催幹劑:金屬有機酸皂具有吸氧能力,能促進油類的氧化聚合。
固化促進劑:有機錫、有機胺或有機酸促進體系的交聯固化。
光引發劑:促進UV塗料光固化反應。
9、其它助劑
①成膜助劑:降低水性漆膜成膜溫度、改善乳膠粒子聚結性能。
②防發花、防浮色劑:防止色漆施工時不同顏料的分離,是一種表面活性助劑。
③防結皮劑:專用於氣乾性塗料在貯存過程中的防止氧化結皮,提高產品穩定性。
常用的有:甲乙酮肟、環已酮肟。
④導電率調節劑
導電度增進劑:降低塗料體系電阻,滿足靜電噴塗要求;
靜電防止劑:帶有特殊極性基團的有機分子通過吸附空氣中的水份,表面活性劑產生極化,形成極薄的導電層,構成靜電洩漏通道,使積累的靜電消除;
絕緣劑:高電阻值的絕緣助劑分子通過滲透,擴散至塗膜表面,提高塗層表面的絕緣性能。
⑤保護功能類
阻燃劑:通過高溫分解吸熱,釋放阻斷劑,減慢燃燒反應速度,放出大量不燃氣體阻止被塗物火勢蔓燃;
殺菌、防黴、防腐劑:抑制微生物生長,提高塗料儲存期限;
抗老化劑、紫外線吸收劑等:通過吸收紫外光、抗氧化提高塗層使用壽命。