涂料化學(xué)與工藝學(xué)習(xí)題及解答(完整版)
【正文】 必然含有純PS、共聚物、未變化的醇酸樹脂及醇酸樹脂二聚體，但因?yàn)橛泄簿畚镒雒浇椋顾鼈兿嗳菪宰兒?。改性目的?）醇酸樹脂涂料涂膜干燥緩慢，硬度低 , 耐水性、耐腐蝕性差, 戶外耐候性不佳等，需要通過改性來滿足性能要求。油度＝（＋）/（＋＋＋＋－18－18） ＝50％醇超量＝（4－2－）/(2＋) ＝平均官能度＝2(21++3+30. 0333)/（+++3+3++） ＝ ＝ 2/ ＝ 不易凝膠。豆油中脂肪酸丙烯酸羥乙酯，羥甲基丙烯酰胺等則常用于丙烯酸酯類的共聚。 著色顏料：可賦予涂層美麗的色彩，具有良好的遮蓋性，可以提高涂層的耐日曬性、耐久性和耐氣候變化等性能。一般為有機(jī)材料，成膜前可為聚合物或低聚物，成膜后形成聚合物膜顏填料是涂料中的次要成膜物質(zhì)，但它不能離開主要成膜物質(zhì)（涂料樹脂）而單獨(dú)構(gòu)成涂膜。若顏料對(duì)漆膜性能起顯著作用，則用顏料名稱代替顏色。為滿足多方面性能的要求，涂料樹脂的合成往往同時(shí)存在多種反應(yīng)機(jī)理。涂料是多組分，多相體系，影響因素多，但也有規(guī)律可循： a、 分子鏈中引入不對(duì)稱苯環(huán)，可提高玻璃化溫度，從而提高漆膜強(qiáng)度。一般，熱塑性樹脂如纖維素漆，乙烯類，丙烯酸酯，橡膠類涂料，分子量可高些，但要小于其作為塑料、橡膠、纖維是的分子量。 c、利用共聚合等方法可避免漆膜成膜過程中結(jié)晶。色漆又按顏料品種、顏色分類。從組成上看，涂料一般包含四大組分：成膜物質(zhì)、溶劑（分散介質(zhì)）、顏（填）料和各類涂料助劑。助劑：在涂料中的用量很少，約103(w/w),但作用很大，不可或缺。將兩者的單體共聚，則可得到Tg適中的共聚物。醇酸樹脂合成實(shí)例短油度椰子油醇酸樹脂的合成（1）配方及核算：原料用量/kg分子量摩爾數(shù)/kmol精制椰子油66295%甘油苯酐148油內(nèi)甘油當(dāng)酸值約8 mgKOH/g（樹脂）、粘度（加氏管）達(dá)到10s，停止加熱，出料到兌稀罐，110℃加二甲苯，過濾，收于儲(chǔ)罐。2）合成工藝 ① 將豆油酸、季戊四醇、苯酐和回流二甲苯（單體總量的8％）全部加入反應(yīng)釜，通入少量CO2，開慢速攪拌，用1h升溫至180℃；保溫1h； ② 用1h升溫至200～220℃，保溫2h，抽樣測酸值達(dá)10mgKOH/g、粘度（加氏管）達(dá)到10s為反應(yīng)終點(diǎn)。改性方法——三種（2）烯類單體與醇酸樹脂中的雙鍵共聚一般含共軛雙鍵的醇酸樹脂才有較好的共聚作用。（2）降低分子量：通過降低二元酸/多元醇的比例來達(dá)到。目前市面上環(huán)氧樹脂主要是雙酚A型環(huán)氧樹脂，即雙酚A縮水甘油醚（DGEBA），由雙酚A(DDP)與環(huán)氧氯丙烷(ECH)反應(yīng)制得，目前實(shí)際使用的環(huán)氧樹脂中70％以上屬于這種環(huán)氧樹脂，其結(jié)構(gòu)如下：從化學(xué)結(jié)構(gòu)中可以看出，雙酚A型環(huán)氧樹脂的分子具有以下特征： 1. 兩端為反應(yīng)活性很強(qiáng)的環(huán)氧基； 2. 分子主鏈上有許多醚鍵； 3. 樹脂分子鏈有許多仲羥基，可以看成一種長鏈的多元醇； 4. 分子鏈上有大量苯環(huán)、次甲基和異丙基； 優(yōu)點(diǎn)： 環(huán)氧樹脂穩(wěn)定性好，未加入固化劑可放置一年以上； 樹脂工藝性好，能溶于多種溶劑。 由于聚氨酯分子中具有強(qiáng)極性氨基甲酸酯基團(tuán)，大分子間存在氫鍵，聚合物具有高強(qiáng)度、耐磨、耐溶劑等特點(diǎn)。聚氨酯改性醇酸樹脂干燥塊，硬度高，漆膜彈性好，耐磨性高，且防水性能和耐化學(xué)性好，主要用室內(nèi)木器清漆。既具備無機(jī)物的耐侯、耐高溫性能，又具備有機(jī)樹脂的柔韌性。 溶劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)：（1）溶解能力、（2）揮發(fā)速度、（3）粘度、表面張力、（4）安全性、毒性（5）成本。 遮蓋力：指顏料遮蓋住被涂物表面，使它不能透過漆膜而顯露的能力，與顏料折射率，結(jié)晶類型和粒徑大小有關(guān)。一般，粒徑越小，著色力越大。 綠色顏料 綠色顏料有鉛鉻綠、氧化鉻綠、鈷綠等藍(lán)色顏料 鐵氰化鐵鉀又稱鐵藍(lán)，有較高的著色力，色堅(jiān)牢度好，并有良好的耐酸性，但遮蓋力差有機(jī)顏料 有機(jī)顏料品種比無機(jī)顏料多得多。100g顏料中，把亞麻油一滴滴加入，并隨時(shí)用刮刀混合。 （2）顏料體積濃度（PVC）與臨界顏料體積濃度（CPVC）在顏料和基料的總體積中既干膜體積中，顏料所占的體積分?jǐn)?shù)稱為顏料體積濃度，用PVC表示。18%～22%之間變化不大，一般為節(jié)約，用量只到18%，如果加一些惰性顏料，可取得一些不起作用的鈦白粉，用量可降到15%。（3）表面粗糙度：可增加機(jī)械作用力，也利于表面潤濕。流平與流掛流平與流掛是涂料應(yīng)用中非常重要的問題，它影響涂層的表觀和光澤。長烷基鏈聚合物，如丙烯酸樹脂，有機(jī)硅樹脂等低表面能液體。所以，流平好希望涂料粘度低，涂層厚。七、漆膜的力學(xué)性質(zhì)理想情況：處于軟玻璃態(tài) Tb脆折溫度TTg影響涂料強(qiáng)度的因素（1）聚合物分子結(jié)構(gòu)（2）缺陷與應(yīng)力集中 （3）形態(tài)的影響（4）附著力的影響 八、膜的表觀與顏色 指涂料覆于基材上，由于光的吸收、散射和反射而不能見到基材表觀的能力，是涂料賦予被涂物裝飾性的一項(xiàng)重要性能。③ 利用相變的方法：反應(yīng)物之一或催化劑是不溶于體系的固體，只有當(dāng)溫度上升至熔點(diǎn)時(shí)，才能參與反應(yīng)。 OA與CPVC有內(nèi)在聯(lián)系， OA實(shí)際是在CPVC是的吸油量。OA=亞麻油量/100g顏料顏料越細(xì)，粒徑分布越窄，吸油量越高；與顏料比重，顆粒內(nèi)空隙、形狀有關(guān)，如圓珠形的顏料OA高，針形的顏料OA小。物理防腐顏料具有化學(xué)惰性，通過屏蔽作用發(fā)揮防腐功能，主要有氧化鐵紅、云母氧化鐵、玻璃鱗片、石墨粉及金屬顏料。顏料的著色力與遮蓋力無關(guān)，較為透明的（遮蓋力低）顏料也有很高的著色力。SiO2等折光指數(shù)和聚合物相近，對(duì)遮蓋沒有貢獻(xiàn)，稱為體積顏料。顏料的作用（1）遮蓋和賦予色彩；（2）增加強(qiáng)度，如同炭黑在橡膠之中的作用，顏料的活性表面可以和大分子鏈相結(jié)合，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，通過交聯(lián)點(diǎn)分散應(yīng)力。硅樹脂還具有優(yōu)異的介電性能，在廣闊的溫度、濕度及頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，以及耐氧化、耐電弧、耐輻照、防煙霧、防霉菌等特性。（
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