涂料化學(xué)與工藝學(xué)習(xí)題及解答(編輯修改稿)
2025-06-27 18:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 降低二元酸/多元醇的比例來達(dá)到。干燥速度會(huì)明顯下降，可用干性油來代替半干性油——豆油，或增加催干劑的粘度。（3）使分子量分布變窄 方法多是經(jīng)驗(yàn)性的，如控制加料順序、溫度控制等，但漆膜性能特別是抗沖擊性能可能下降。（4）采用活性稀釋劑如多丙烯酸酯也可降低VOC。 第二節(jié) 涂料基本組成 涂料一般由成膜物、顏料、溶劑和稀釋劑、助劑組成，涂料施工后，隨著溶劑和稀釋劑的揮發(fā)，成膜物干燥成膜。成膜物可以單獨(dú)成膜，也可以粘結(jié)顏料等物質(zhì)共同成膜，所以也稱粘結(jié)劑。它是涂料的基礎(chǔ)，常稱為基料、漆料和漆基。涂料的基本組成見下表：（1）環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂（Epoxy rein）泛指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基，以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族鏈段為主鏈的高分子預(yù)聚體。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。 雙酚A型環(huán)氧樹脂固化物有較好的耐化學(xué)藥品性，尤其是耐堿性； 對各種基材有極好的粘結(jié)性，粘結(jié)強(qiáng)度高，粘結(jié)面廣； 固化物機(jī)械強(qiáng)度高，電絕緣性優(yōu)良，極好的硬度和優(yōu)良的耐水性，可用作結(jié)構(gòu)材料； 固化收縮率低，小于2％，是熱固性塑料中收縮率最小的一種。缺點(diǎn)：耐候性差，在紫外光照射下會(huì)降解，造成性能下降，限制了在其戶外使用，而且固化物脆性大，沖擊強(qiáng)度低，不太耐高溫。 大多數(shù)環(huán)氧樹脂需要固化形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以形成有用的涂膜，交聯(lián)反應(yīng)可以通過環(huán)氧基團(tuán)也可以通過羥基基團(tuán)反應(yīng)。（2）聚氨酯樹脂 在分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯重復(fù)鏈節(jié)的高分子化合物稱為聚氨酯樹脂，由多異氰酸酯和多元醇通過氫轉(zhuǎn)移加成聚合而成。 常用的多異氰酸酯有甲苯二異氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）、六亞甲基二異氰酸酯（HDI），常用的多元醇有聚醚多元醇、聚酯多元醇、含羥基丙烯酸酯。 芳香族二異氰酸酯的最大缺點(diǎn)是涂膜長期暴露在陽光下易變黃，主要是從異氰酸酯基衍變成的芳環(huán)端氨基易被氧化。脂肪族多異氰酸酯有六亞甲基二異氰酸酯（HDI），不變黃，但活性較芳香族二異氰酸酯低，漆膜硬度不及芳香族二異氰酸酯的聚氨酯漆膜。 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)。同時(shí)，還可以通過改變多羥基化合物的結(jié)構(gòu)、分子量等，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)聚氨酯的性能，此外，聚氨酯與其他樹脂共混性好，可與多種樹脂并用，制備適應(yīng)不同要求的涂料新品種。聚氨酯涂料的固化溫度范圍寬，可以在高低溫條件下固化，其形成的漆膜附著力強(qiáng)，耐磨性、耐高、低溫性能均較好，具有良好的裝飾性和防護(hù)性能，因此廣泛用于家具、汽車、飛機(jī)、鋼鐵設(shè)備等裝飾和保護(hù)。（3）醇酸樹脂 醇酸樹脂系指由多元醇、多元酸與植物油制備的改性聚酯樹脂。與以前的油基材料相比，醇酸樹脂的原料易得、工藝簡單，而且在干燥速率、附著力、光澤、硬度、保光性和耐候性等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于以前的油性漆。而且還可以進(jìn)行化學(xué)改性或者與聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、有機(jī)硅樹脂并用，以降低這些樹脂的成本，提高和改善其他涂料產(chǎn)品的某些性能。長油度醇酸樹脂主要用作建筑涂料，中油度醇酸樹脂主要用用氣干性工業(yè)涂料，也可以用作汽車，卡車和重型貨車修補(bǔ)漆，短油度醇酸樹脂主要和氨基樹脂一道用作工業(yè)烘干面漆如金屬家具，自行車，散熱器等。 醇酸樹脂通過苯乙烯進(jìn)行改性可以具備更快的干燥速度，更好的耐水，耐化學(xué)品性，但是漆膜耐溶劑性和耐刮傷性差，主要有作底漆，相比之下丙烯酸酯改性醇酸樹脂具有更好的耐候性的保光性以及耐刮傷性。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。向醇酸樹脂引入有機(jī)硅鏈段有助于改善耐候性，耐久性，保光保色性，耐熱性和抗粉化性等，可作船舶漆，戶外鋼結(jié)構(gòu)件和器具的耐久性漆和維修漆。（4）丙烯酸樹脂 丙烯酸樹脂是指由（甲基）丙烯酸酯單體均聚或者共聚得到的聚合物，包括熱塑性和熱固性丙烯酸樹脂。涂料樹脂中丙烯酸樹脂的比重不斷增大，一方面丙烯酸酯單體資源豐富、品種多、性能各異，另一方面由丙烯酸樹脂制備的涂料具有色淺、透明度高、耐光、耐候、戶外暴曬耐久性好、在紫外線照射下這類涂膜不易分解或變黃、使用溫度范圍寬的特點(diǎn)。熱塑性丙烯酸樹脂的成膜主要通過溶劑的揮發(fā)，分子鏈相互纏繞進(jìn)行的，因此，涂膜的性能主要取決于聚合單體的選擇和分子量大小，主要用于汽車面漆和汽車修補(bǔ)漆，也可用于紙張涂料，氣溶膠，木器清漆，真空清漆，可剝漆，油墨等。 熱固性丙烯酸樹脂的成膜主要通過溶劑的揮發(fā)和官能團(tuán)的交聯(lián)固化進(jìn)行，樹脂的分子量較熱塑性丙烯酸樹脂低，因而其固含量更高，可溶解的溶劑類更多，交聯(lián)固化膜具有更好的光澤，耐化學(xué)品性和耐溶劑性以及抗粘著性。丙烯酸酯涂料已廣泛用于汽車裝飾和修補(bǔ)、家用電器、卷材、機(jī)械、儀表電器、建筑、家具等生產(chǎn)領(lǐng)域。（5）有機(jī)硅樹脂 硅樹脂是以硅—氧—硅為主鏈，硅原子上連接有有機(jī)基團(tuán)的交聯(lián)型的半無機(jī)高聚物。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。 有機(jī)硅樹脂的突出優(yōu)點(diǎn)是耐高溫性，耐水性，耐候性和電絕緣性，其突出的耐候性，是任何一種有機(jī)樹脂所望塵莫及的，即使在紫外線強(qiáng)烈照射下，硅樹脂也耐泛黃。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。 有機(jī)硅樹脂單獨(dú)用作涂料，膜太軟，常用醇酸樹脂、聚氨酯樹脂，環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂等進(jìn)行改性以改善漆膜的硬度和干燥程度，有機(jī)硅樹脂則賦予漆膜保色性。有機(jī)硅樹脂及改性樹脂廣泛用于電機(jī)設(shè)備的線圈浸漬漆、粘接云母用的絕緣
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