【正文】 油漆工藝知識 第一部分油漆基料 在涂料工業(yè)中，油類(主要是植物油)是一種主要的原料，用來制造各種油料加工產(chǎn)品，如：清油、清漆、色漆、油改性合成樹脂漆以及作為增韌劑使用。在目前的涂料生產(chǎn)中，含有植物油的油漆品種，仍占極大的比重。 一、油 脂 根據(jù)油料來源可分植物油、動物油、礦物油。動、植物油料屬于醑類油，礦物油屬于烴類油。酯類油又分為飽和脂肪酸酯及不飽和脂肪酸酯。含不飽和脂肪酸的油脂是涂料制造應(yīng)用最多的原料油。 根據(jù)油類干燥的性質(zhì)，可分為干性油，半干性油及不干性油三類。1千性油這一類油的涂膜具有較快的干燥性，所謂干燥性，實標上是在涂層表面形成一種不易軟化和不易溶解涂膜。其涂膜的形成是由于這種油脂在空氣中氧化的結(jié)果。形成的涂膜不易溶于常用有機溶劑中。這類油脂有桐油，亞麻仁油，蘇籽油等。2半千性油這一類油的涂膜干燥速度較慢，干燥后的涂膜能重行軟化及熔融，比較容易溶解于有機溶劑中。這類油脂有大豆油，玉蜀黍油，葵花籽油等。 3．不午性油這類油的涂膜不能自行干燥，不能形成涂膜。這類油脂不適于單獨作為防護之用。但可與千性油或樹膳混合制造涂料。如蓖麻油，椰子油，花生油，可可油等。 在實際應(yīng)用中，均按碘值高低來鑒別油的千性，即動植物 4．油的碘值，一般在140以上者稱為千性油，在100以下者稱為不干性油，介于二者之間的稱為半千性油。這三種油在涂料制造中都有應(yīng)用。 油料所以具有不同的干燥性，主要與它所含不飽和酸的雙鍵數(shù)目及其位置有密切的關(guān)系。另一方面，具有共軛雙健的油分子(即雙鍵與單鍵相間結(jié)合)比以隔離雙鍵的油有著較快的干燥速度，但實際上油類分子中的雙鍵大多以隔離的形式而存在。因之，用化學(xué)方法將其脂肪酸的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楣曹楇p鍵結(jié)臺是改善油類干燥性質(zhì)的主要手段之一。 隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，涂料的需要量不斷增加，同時對于涂料質(zhì)量的要求也不斷提高。只依靠天然的干性油及半千性油，巳不能滿足生產(chǎn)的需要。現(xiàn)已通過下列途徑來得到更多性能良好的干性油： (1)在某種催化荊的存在下，將油分子中的隔離雙鍵轉(zhuǎn)變成共軛雙鍵，以提高油的干燥性質(zhì)。 (2)將油進行水解分離出各種不飽和酸，然后根據(jù)產(chǎn)品的要求，與甘油及其它多元醇類縮合，以獲得需要的產(chǎn)品。 (8)將不千性油經(jīng)過特殊處理，增加油分子中的雙鍵數(shù)目，使其變成千性油以擴大原料油的來源。例如蓖麻油中所含的不飽和酸，其中80～87％為蓖麻油酸，其組成為： CI13一(CH。)。一CII—CH 2一CH=CII(CH 2)，C00I{ I OH 這種酸的分子只含一個雙鍵，是一種不干性油。脫去一個水分子后變成十八碳9，ll一二烯酸． (CH3(CII。)。一CH=CII—CII=CH(CHz)，COOH)及十八碳9．12一二烯酸(CIIs(CHl)．CII=CH—CH：CII=CH一(CH 2)，COOH)。成為含有兩個雙鍵的不飽和酸，從而具有干燥的性質(zhì)，這就是脫水蓖麻油。這種方法已獲得廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)將幾種主要脂肪酸的常數(shù)列表1—2所示。二、樹 脂 樹脂是有機高分子化合物。它可以是固體，或高粘度膠狀體。透明，受熱能熔。但沒有熔點，只有慢慢變軟的軟化點。樹脂大多數(shù)能熔于有機熔劑中。熔化后或溶劑揮發(fā)后，能夠形成一層覆蓋的薄膜。油漆中為什么要用樹脂呢?這是因為添加樹脂后可制成性注表中烷酸是飽和，肪酸，烯酸是不飽和脂肪奠。能更好的油性漆，它可改善漆膜在硬度、光澤、抗水性、耐化學(xué)酸堿性絕緣，耐高溫等方面的性能。 很早以前，人們就在油中摻入松香或天然樹脂來提高油脂的硬度、光澤、耐水性、耐磨性等。由于生產(chǎn)的發(fā)展進一步要求油漆能適應(yīng)各種特殊的環(huán)境。如船底防污漆，要能防止海生生物的侵蝕，高速飛機用漆在高空中應(yīng)能耐驟冷驟熱和極大的摩擦，化工、冶金輕工要求生產(chǎn)性能良好的耐酸堿漆，而這些要求都不是天然油料制成的漆所能滿足的。要解決這些特殊問題，必須想法在樹脂中選擇原料。 在涂料工業(yè)中，許多改性天然樹脂和合成樹脂(如醇酸樹脂，酚醛樹脂，脲醛等樹脂)常常在造漆廠中自行制造。自己制造的樹脂的優(yōu)點，是能夠控制樹脂的成分和規(guī)格，以適應(yīng)不同配方油漆的規(guī)格要求。以設(shè)計各種不同聚合度和比例的均聚和共聚物，省去重新熔化加工的熱能消耗。缺點是批量不大， 有時不能充分利用設(shè)備，品種多及設(shè)備清洗麻煩等。 用于涂料的樹脂品種及分類如表1—8所示 此外，蟲膠樹脂品種有數(shù)種：粒膠，有普通粒膠，精制顆 粒蟲膠，片膠，有熱濾法蟲膠片，溶劑法蟲膠片，凜白膠，有普通漂白蟲膠，精制漂白蟲膠。 顆粒蟲膠，簡稱粒膠。是由原膠經(jīng)破碎，洗滌，脫水和干燥等工序而制成的粒狀半成品，為各種片膠和漂白膠生產(chǎn)的原料，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到片膠、漂白膠的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量。 作為涂料采用的僅是片膠的酒精溶液(蟲膠清漆)它應(yīng)用于機械設(shè)備，電器絕緣，木制品封閉隔離及家具木器的涂飾等。 三、顏 料 不溶于粘合劑(或稱成膜物質(zhì)，如油類、清漆等)中的有色礦質(zhì)或有機物質(zhì)即稱為顏料。顏料分礦物顏料和有機顏料(僅燭紅溶于熱油和苯類溶劑中)。 礦物顏料又可分為天然顏料和用合成方法制成的人造顏料。礦物顏料的化學(xué)組成是金屬的氧化物或者是結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的鹽類(絡(luò)合物)。 在涂料工業(yè)中，礦物顏料和有機顏料都用來制造各種不同的色漆，但是以使用礦物顏料較受歡迎。雖然有機顏料具有豐富的顏色和鮮艷的色光，但從許多性質(zhì)上來看均不及礦物顏料。例如礦物顏料對光的作用和大氣的影響較為穩(wěn)定，并可生成保護金屬免受腐蝕的涂料薄膜等。有機顏料的應(yīng)用也很廣泛。飼如用來制造印刷油墨及鉛筆等。 對顏料的要求是很嚴格的，著色顏料應(yīng)當(dāng)控制檢查下列一些項目：顏色、比重、分散度、吸油量、著色力、遮蓋力，含水量，耐光性、雜質(zhì)、純度、水溶性鹽、酸堿度。 著色顏料按其在造漆工業(yè)中使用時所顯的色彩，可分為黃、紅、橙、紫，藍、綠、白、黑及金屬光澤顏料等9類。 體質(zhì)顏料又稱填充顏料，是一種沒有遮蓋力和著色力的粉狀物質(zhì)。共同特點是大多耐化學(xué)藥品性、耐候性、耐磨性均良好，價格便宜。大部分是天然產(chǎn)品和工業(yè)t的副產(chǎn)品。因其折光率接近油膜，在漆內(nèi)不能阻止光線的透過，也不能給油漆以美麗的色彩。但它可以增加潦膜的厚度，加強漆膜的體質(zhì)，使漆膜經(jīng)久堅硬，耐磨，因此得到體質(zhì)顏料的名稱。有些體質(zhì)顏料本身比重輕、懸浮力好，可以防止比重大的顏料沉底。有些體質(zhì)顏料體質(zhì)細膩，可以改善油漆的平潤性，還有許多i立酸鹽類顏料能組成緊密的結(jié)構(gòu)和改善漆膜的老化程度。除了油漆中不常用的鎂、鋁輕金屬的化合物和所用的石膏、碳酸鈣之外，它們差不多都是中性顏料，可以同任何漆料混合都不會引起皂化。其次，在使用著色力和遮蓋力很高的顏料時，利用它們遮蓋力和著色力有余，也可以加入部分體質(zhì)顏料來補充顏料應(yīng)有的體積，節(jié)省好而貴的顏料，而仍舊能保持油漆品質(zhì)，甚至還可以提高耐磨性，耐水性和穩(wěn)定性。所以體質(zhì)顏料在油漆配方中，不只是為了降低成本，同時還有提高質(zhì)量的作用。 1．堿177。金鹽類 包括鈣、鋇等金屬的碳酸鹽、硫酸鹽等。 ①童晶石粉，天然者系選取好的重晶石礦，加以初碎后，加水磨細、水漂，選取極細粉粒，用少許鹽酸或硫酸水汽加熱，除去鐵質(zhì)，用水洗使失去酸性，得到純白色產(chǎn)品，含硫酸鋇85—95％，為中性體質(zhì)顏料。耐酸，耐堿、比重大、吸油量低，能和任何漆料顏料共用。加在漆內(nèi)，能使漆膜堅硬，不透紫外線，與少量氧化鋅合用，能提高耐磨性。缺點是比重太大，容易沉底，不易調(diào)開。填泥打底漆、防銹漆、耐酸漆、地板漆中均采用之。 ②碳酸鈣：分天然的與人造的兩種。 石粉：又名重碳酸鈣、大白粉、胡粉、白堊、俗稱老粉，系天然石灰石的粉末。原料為海中有孔蟲或貝殼沉積而成的石灰?guī)r。大理石、方解石亦可使用。 沉淀碳酸鈣t也是由天然石灰石加工制得的。將石灰石煅燒成為氧化鈣。浸入水中，生成氫氧化鈣。再將煅燒石灰石時得到的二氧化碳氣體通入，仍舊生成碳酸鈣。 沉淀碳酸鈣是碳酸鈣中品質(zhì)最純粹者。體質(zhì)輕，顆粒細，在水粉漆中著色力和遮蓋力比石粉高，其它性能與天然石粉相同。多用在平光漆，水粉漆中。 2．硅酸鹽類 系穩(wěn)定性很高的天然礦產(chǎn)，主要是含硅的氧化物。 ①滑石粉。又叫硅酸鎂，是天然的滑石和透閃石礦的天然混合物(或石筆石，凍石，皂石等)磨細水漂而成。加入油漆中，可防止其它顏料沉底、防止油漆垂流，減低漆膜的光亮度。在漆膜中能減小伸縮應(yīng)力，防止室外用漆漆膜的坼裂，并能加強耐洗、耐磨性。 ③磁土：又名高嶺土、白土。系天然產(chǎn)高嶺石、正長石等風(fēng)化構(gòu)成的白色粘土層。經(jīng)采掘、水漂、干燥而制得。大量應(yīng)用于打底漆、水粉漆及高粘度低顏料份的油漆中。 ③石棉粉：由石棉粉碎而得。質(zhì)輕而松，吸油量大，漆內(nèi)不能多用。耐酸、耐堿、耐熱、穩(wěn)定性極高。常作為耐酸漆、耐熱漆、耐火漆的加強特殊性能的顏料使用。能防止涂膜破裂，不傳熱，用在隔熱涂料中。來源：油漆加盟 ④云母粉：系帶棕綠色光的透明的大件層迭體。彈性很大，能使漆膜增高韌性。耐火、耐化學(xué)藥品性強，能阻止紫外線和水分穿透。尚能防止龜裂，延遲粉化。增加室外漆的耐久性和耐候性?？梢宰鞣阑鹌帷⒎浪崃?。使用在銀粉漆中可增加展平性，對著色顏料可提高其光彩，而不影響顏色。在瀝青漆中用得最多，可以顯著地防止瀝青坼裂。在水粉漆中也可防止坼裂和改善涂刷性。 ⑤石英粉：是天然的氧化硅。分布很廣，品種很多，為地球上最多的組成成分。石英為其中一種形態(tài)。選出雜質(zhì)，加熱熔煉后聲粗碎機中而碎成粉末，經(jīng)水漂或風(fēng)漂而成。用于填泥、打底漆、地板漆中(耐磨性強)。 硅藻土是氧化硅的另一種形態(tài)，系由古代單細胞動物尸體沉積而成。耐化學(xué)藥品性強，懸浮性好。在油漆中使用較廣，制造防火漆，無光漆及制造群青和水玻璃時多用之。 四、溶 劑(一)溶劑及其特性 在油漆制造工藝中，凡能溶解脂肪，蠟、樹脂、瀝青、油類、熟油、硝化纖維及其它產(chǎn)品的易揮發(fā)的有機物質(zhì)均稱為溶劑。溶劑的溶解能力愈高(即被溶于其中的物質(zhì)濃度愈大)，溶劑的活性也就愈高。溶劑的蒸發(fā)速度及沸點是溶劑最重要的性質(zhì)。我們在涂料施工過程中，首先應(yīng)當(dāng)了解到溶劑的性能，以便發(fā)揮溶劑應(yīng)有的作用。 溶劑是一些能揮發(fā)的液體，能溶解和稀釋樹脂或油料，改變其粘稠度以便于施工。它在油漆配方中占很大比例，在油漆于結(jié)成膜過程中而全部揮發(fā)到空氣中去。 溶劑的溶解力與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，溶劑與溶質(zhì)分子結(jié)構(gòu)越相似溶能力越強。一般植物油難溶于醇類，而蓖麻油能溶于丁醇中，則是因為蓖麻油中含有羥基的蓖麻油酸，和醇的結(jié)構(gòu)相似的緣故。如松節(jié)油是油料松香的溶劑，而不能溶解硝酸纖維。在施工中對硝基涂料需用香蕉水來稀釋(并能溶解)。調(diào)合漆和油脂涂料用松節(jié)油稀釋。醇酸磁漆用苯類、或松香水稀釋。溶劑的揮發(fā)率，即溶劑的揮發(fā)速度，它能控制漆膜處于流體狀態(tài)的時間。揮發(fā)率必須適應(yīng)漆膜的形成，太快會影響流平、回刷的時間，太慢造成針孔起泡、流掛、指觸千時期太長。有極性的溶劑，例如醇類，其沸點雖不很高，但分子問相互吸引，牽聯(lián)結(jié)合，就減低了它的揮發(fā)速度，沒有極性的溶劑，例如苯，它揮發(fā)時，內(nèi)部不互相牽制，所以就容易揮發(fā)。現(xiàn)將幾種溶劑的揮發(fā)速度和沸點列表如表l一7所示： 例如；硝基噴漆在應(yīng)用時，揮發(fā)部分逐次揮發(fā)，其過程可分為四階段： ①最初在噴霧時，溶劑揮發(fā)約,與25．．．35 o／。 ②漆膜處于完全流動狀態(tài)，與前所揮發(fā)溶劑的和約占2 35～75％。． 以上二個階段內(nèi)揮發(fā)的速度與噴漆的泛自性、流動性關(guān)系很大，如降低此階段內(nèi)的揮發(fā)速度，則將有利于抗泛白性和流動性的改善。 ⑨在漆膜己趨穩(wěn)定，而尚未干透前，溶劑揮發(fā)累計約占75～90％。如降低此階段內(nèi)的揮發(fā)速度，對提高抗泛白性與增加表面光澤也稍能超些作用。 ④在漆膜已經(jīng)完全干燥時，揮發(fā)掉最后的10％，這階段內(nèi)揮發(fā)速度的快慢，與潦膜的硬固程度關(guān)系很大。綜合上述，就流動性、抗泛白性和硬固性等方面而論，混合溶劑在前75％部分的揮發(fā)速度愈慢愈好，而在后25％部分則應(yīng)揮發(fā)得愈快愈好。 揮發(fā)速度的快慢對漆膜質(zhì)量的影響有下列幾種情況：在溶劑揮發(fā)時在漆面造成璇渦，如果速度太快，往往漆膜尚未流平，這就會使漆膜留下斑紋、針孔、麻點、桔皮等缺點。烘漆的表面揮發(fā)過快，下面溶劑被表層封閉而造成鼓泡毛病。如果溶劑先揮發(fā)，稀釋劑后揮發(fā)，會使硝酸纖維或樹脂沉淀出來。揮發(fā)太快，膜面溫度降低；也招致潮氣凝結(jié)，形成漆膜泛白。假若揮發(fā)太慢，則影響漆膜的干燥。如果便于結(jié)膜氧化聚合的速度，則溶劑會被完全封閉，使漆膜干后受熱發(fā)生鼓泡和坼裂。 (二)溶劑的安全使用 為了保證安全生產(chǎn)，溶劑的閃點、著火點、自燃點宜較高，腐蝕性、化學(xué)分解性、毒性較小為好。所謂閃點就是使溶劑發(fā)出最小量的足夠蒸氣，使火焰在液面能夠傳布的溫度。在這個溫度下的著火時間很短，火即自己熄滅。著火點比閃點略高，是液面遇火能燃燒5秒鐘以上的溫度。自燃點比著火點高得多，即不要用火來點也能自己起火燃燒的溫度。如果溶劑的這個溫度高，使用時旆比較安全，不易著火。溶劑的蒸氣有毒，對人體具有危害性。當(dāng)然毒性越小，對操作人員越安全。中毒的癥狀有急和慢性兩種，癥狀為頭昏、眼花、唇色泛紫，皮膚干燥等。因此，我們與溶劑打交道時，應(yīng)注意施工場所保持通風(fēng)。 因為溶劑是揮發(fā)成分，價值過于昂貴，浪費太大。所以選用溶劑必須來源充沛，價格便宜。我們在施工過程中，可按油漆制造廠的產(chǎn)品說明配套使用溶劑和稀釋劑。 1．菇烯溶劑 系植物性溶劑，絕大部分來自松樹分泌物。最常用的為松節(jié)油，它是一種無色或微黃色的、透明比重小于水的油狀液體。松樹分泌物經(jīng)水蒸汽蒸餾而得的叫“脂松節(jié)油’’，用松根切片餾出的叫“木松節(jié)油。松節(jié)油對天然樹脂和油料的溶解力大于普通松香水，小于苯類。松節(jié)油的沸點為140～200℃。其中150。C以下的不超過5％，190℃以上高沸點的不得大于10％，這一段沸點的松節(jié)油的揮發(fā)速度適中，符合油漆涂刷及干燥的要求。從松根中制得比松節(jié)油蒸餾限高的叫松油(195～220℃)，含