【正文】 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 95 IPN具有廣闊的發(fā)展前景 ， 它可以根據(jù)需要 ， 通過原料的選擇 、變化組分的配比和加工工藝 ， 制取具有預(yù)期性能的高分子材料 。 通常 IPN的相區(qū)尺寸比共聚物小得多 ， 而且相界面模糊 。 IPN的特點(diǎn) 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 94 IPN結(jié)構(gòu)的確定 IPN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成通常利用高倍透射電鏡或掃描電鏡對(duì)其直接觀察 。 ? 在 IPN內(nèi)如存有永久性不能解脫的纏結(jié) ， 則 IPN的某些力學(xué)性能有可能超越所含各組分聚合物的相應(yīng)值 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 92 ? 全 IPN， 兩種聚合物均是交聯(lián)聚合物并互相貫穿； ? 半 IPN， 一種聚合物是交聯(lián)網(wǎng) ， 而另一種則是線型聚合物 ? 乳聚 IPN， 由兩種線型聚合物膠乳經(jīng)混合共凝聚 、 交聯(lián)制得 ? 梯度 IPN， 組成不均一的 IPN ? 熱塑性 IPN， 兩種靠物理交聯(lián)達(dá)到雙重連續(xù)相的聚合物共混物 ? 逆 IPN， 以硬聚合物 (塑料 )為第一網(wǎng)絡(luò) 、 彈性聚合物為第二網(wǎng)絡(luò)的 IPN 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 93 ? IPN的特點(diǎn)在于含有能起到 “ 強(qiáng)迫相容 ” 作用的互穿網(wǎng)絡(luò) ， 不同聚合物分子相互纏結(jié)形成一個(gè)整體 ， 不能解脫 。 在由兩種聚合物形成的網(wǎng)絡(luò)中 ，如果一種是線型分子 ， 該網(wǎng)絡(luò)稱為半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò) 。 ?分步法是將已經(jīng)交聯(lián)的聚合物 (第一網(wǎng)絡(luò) )置入含有催化劑 、 交聯(lián)劑等的另一單體或預(yù)聚物中 ， 使其溶脹 ， 然后使第二單體或預(yù)聚體就地聚合并交聯(lián)形成第二網(wǎng)絡(luò) ， 所得產(chǎn)品稱分步 IPN。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 91 互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物用于涂料 互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物 (Interperating Polymer Network, IPN)是由兩種或兩種以上的交聯(lián)聚合物相互貫穿形成鏈鎖交織網(wǎng)絡(luò)聚合物 ，組成網(wǎng)絡(luò)的各聚合物組分之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ， 而是通過互穿發(fā)生互鎖作用以環(huán)扣聯(lián)結(jié)成網(wǎng)絡(luò)聚合物 。 ? GTP樹脂作高固含量涂料 ? GTP嵌段共聚物作為涂料顏料的分散劑 ， 其分散顏料的效果比普通的無規(guī)共聚物好 ? 用 GTP技術(shù)合成用作合成 NAD、 聚合物網(wǎng)絡(luò)或互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物的大分子單體用于涂料 ? GTP技術(shù)合成星形高聚物作為其它涂料助劑如起增韌作用 、賦予柔軟性 、 用作流變控制劑 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 88 由于在整個(gè)聚合過程中 ， 都伴隨著從引發(fā)劑或增長鏈末端向單體轉(zhuǎn)移一個(gè)特定基團(tuán) (SiMe3)， 形成新的活性末端 ——烯酮硅縮醛 ， “ 基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合 ” 由此得名 。 CH 3 CH 3 CCO C H 3O S i ( C H 3 ) 3二甲基乙烯酮甲基三甲基硅縮醛 (MTS) 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 87 基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合屬鏈?zhǔn)骄酆?。這種聚合可以得到窄分子量分布的活性聚合物 ， 并可合成嵌段共聚物和不同端基的遙爪聚合物 。三甲基甲硅醚 ， 并在適當(dāng)?shù)拇呋瘎?(如 HF2等 )存在下進(jìn)行 。 它利用醛基 (如苯甲醛 )可和乙烯基硅醚發(fā)生 Michael加成 ， 從而在增長了兩個(gè)碳原子的同時(shí) ， 末端又再生出一個(gè)帶醛基的硅醚 ， 使反應(yīng)不斷進(jìn)行的活性聚合反應(yīng) 。 烘干型 ? 丙烯酸改性醇酸樹脂氨基樹脂涂料 ? 無油醇酸 (聚酯 )/氨基高固分涂料 自干型 自干醇酸樹脂中加活性稀釋劑 (多元醇多丙烯酸酯 )， 其固含量可提高 1020%。 官能團(tuán)含量和分子量之間的平衡是制備多官能度樹脂的關(guān)鍵 。 解決方法： 溶劑和活性稀釋劑的選擇 、 顏填料的選擇以及表面改性 、 助劑以及施工方法 、 在成膜物中增加交聯(lián)性基團(tuán) 、 選用高交聯(lián)度的交聯(lián)劑等來改進(jìn)高固體涂料的性質(zhì) 。 涂膜強(qiáng)度 、 沖擊強(qiáng)度 、 抗張強(qiáng)度 、 附著力 、 耐候性 、 耐化學(xué)品性等不及一般溶劑型涂料 ， 防流 掛性和涂膜外觀等也有不良影響 ， 顏料絮凝比通用涂料嚴(yán)重 。 特點(diǎn)： 涂膜豐滿 、 噴涂道數(shù)少 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 84 高固體分涂料 高固體分 涂料 是將通用型涂料的固體含量由 50%左右提高到60?80%的涂料 。 電滲作用使漆膜內(nèi)所含水份逐漸被排到涂膜外 ， 最后形成幾乎連電流也通不過去 ， 含水率極低 ， 電阻相當(dāng)高的致密漆膜 。 電泳涂裝 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 83 ? 電泳 (泳動(dòng) ) 在直流電場(chǎng)作用下 ， 正 、 負(fù)帶電膠體粒子向負(fù) 、 正方向運(yùn)動(dòng) ? 電解 電極上分別進(jìn)行氧化還原反應(yīng) ， 而在電極上形成氧化與還原現(xiàn)象 ? 電沉積 由于電泳作用 ， 移至陽極附近的帶電膠體粒子在模板表體放出電子而呈不溶狀態(tài)沉積 、 析出的現(xiàn)象 ， 此時(shí)漆膜形成 。其缺點(diǎn)是設(shè)備固定 、 使用不靈活 、 污水需要處理 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 82 電沉積涂裝 又稱作 電泳技術(shù)涂裝 ， 所使用的涂料被稱為電泳涂料 ， 它一般以水溶性或水分散性離子型聚合物為成膜物 ， 被涂工件可以是陽極也可以是陰極 。 添加至少含兩個(gè)活性基的交聯(lián)劑與樹脂進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng) ， 如含羧基 、 羥基或氨基側(cè)基 。 聚醋酸乙烯酯通過皂化制取聚乙烯醇 ， 也可以用活潑氫化合物和甲醛反應(yīng) ， 如水性脲醛樹脂 、 水性酚醛樹脂等 。 水溶性環(huán)氧樹脂 首先將過量的多元醇與脂肪酸酯化制成半酯 ， 再將其與二異氰酸酯反應(yīng) ， 隨后加入多元酸酐進(jìn)一步酯化 。 ? 陽離子水溶性環(huán)氧樹脂：環(huán)氧樹脂先與異氰酸酯預(yù)聚物或丙烯酸聚合物反應(yīng) ， 得到含有羥基 、 羧基和氨 (胺 )基的樹脂 。 水溶性醇酸樹脂 利用不飽和醇酸樹脂中的不飽和油脂 (桐油 、 亞麻油 、 豆油 、 脫水蓖麻油等 )與順丁烯二酸酐進(jìn)行 DA反應(yīng)或油脂的 ?活潑氫與順酐進(jìn)行加成反應(yīng)制得 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 79 水溶性涂料 水溶性涂料 是指以水溶性聚合物為成膜物的涂料 ， 包括水溶性自干型或低溫烘干型涂料 、 電沉積涂料 (陽極電沉積涂料 、 陰極電沉積涂料 )和無機(jī)高分子涂料 (如水玻璃為成膜物的涂料 )等 。 流平劑的作用： 降低表面張力或界面張力 ， 以提高涂料對(duì)被涂物體的浸潤性 ， 同時(shí)提高涂料系統(tǒng)內(nèi)的分散性 ， 消滅貝納爾旋流窩形成并降低涂料系統(tǒng)的流變指數(shù) 。 如使用浸潤分散劑或防浮色劑使顏料在涂膜中形成穩(wěn)定的凝聚膠體結(jié)構(gòu) ， 或?qū)︻伭线M(jìn)行表面處理或表面改性 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 77 防浮色劑和防發(fā)花劑 發(fā)花 是指涂料涂布后多種顏色分布不均而顯示出條文的現(xiàn)象 浮色 是指施涂后混合顏料的一種或幾種發(fā)生分離而在表面呈現(xiàn)的層狀色差現(xiàn)象 (上層與下層的顏色完全不同 ) 涂膜發(fā)花 涂膜浮色 產(chǎn)生發(fā)花和浮色的原因： 涂料混合分散體系中的一種顏料發(fā)生凝聚或不同顏料的活動(dòng)性存在差異 。 有時(shí)候可以使用與增稠劑和防流掛劑相同的添加劑 ， 但其量相對(duì)較少 。 防沉降劑的作用機(jī)理 少量防沉降劑的加入 ， 能賦予載色劑或分散系統(tǒng)以輕度的觸變性 ，其結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)在于隨著顏料的沉降而增強(qiáng) ， 最終能使沉降停止 。 適當(dāng)利用表面活性劑的這種雙重作用，能在涂料中形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生增稠或防止流掛以及促進(jìn)分散的效果。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 75 表面活性劑的增稠和防流掛機(jī)理： 由表面活性劑組成的增稠劑和防流掛劑是通過吸附在顏料或填充劑上 ， 使顏料慢慢地形成絮凝結(jié)構(gòu) 。 增稠劑的作用： 解決在涂料施工時(shí)所要求的低粘度和施涂后涂膜所要求的適當(dāng)厚度且無流掛現(xiàn)象的矛盾問題 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 74 添加劑 ——改善涂料性能 添加劑加入的目的： 提高涂膜性能 、 保證在運(yùn)輸過程中顏填料在介質(zhì)中的分散性和穩(wěn)定性 、 以及施工時(shí)涂料的流平性和防流掛性 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 73 在實(shí)際工作中 ， 要將溶度參數(shù)相近原則 、 極性相似原則和溶劑化原則三者結(jié)合來考慮并進(jìn)行試驗(yàn)才能找到最合適的溶劑配方 。 強(qiáng)極性聚合物只能選擇強(qiáng)的親電試劑和親核試劑才可能溶解 。 如極性分子和聚合物的極性基團(tuán)相互吸引而產(chǎn)生溶劑化作用 ， 使聚合物溶解 。 混合溶劑解決 以二甲苯的體積分?jǐn)?shù)為 ?，通過聯(lián)立方程可以求出最佳體積分?jǐn)?shù)配比。 ?為各組分的體積分?jǐn)?shù) 溶解度參數(shù)相近原理： 如果混合溶劑的溶度參數(shù)和聚合物的溶度參數(shù)相近或相等時(shí) ， 這一聚合物就能溶解 。 為什么有時(shí)候溶劑型涂料在施工過程中會(huì)出現(xiàn)漆膜 “ 發(fā)白 ”現(xiàn)象 ？ 為什么溶劑型涂料噴涂施工時(shí)經(jīng)常遇到 “ 干噴 ” 現(xiàn)象 ？ 了解溶劑特別是混合溶劑的揮發(fā)速度對(duì)優(yōu)化涂料配方非常重要 。 混合溶劑的閃點(diǎn)與其組分中最低閃點(diǎn)的溶劑接近 。 ? 溶劑的閃點(diǎn) 可燃性液體的閃點(diǎn)是有火星存在時(shí)其蒸氣能夠作火的最低溫度 。 其加入量有一定的限制 ， 原則上以不引起不混或沉淀為限 。 對(duì)樹脂溶解力最大的溶劑所配制的漆黏度最小 。 顏料的三原色還有紅、黃、藍(lán) (RYB) 三色和青、洋紅 /品紅、黃 (CMY)。 顏色的調(diào)配 ， 根據(jù)需要的顏色 ， 利用標(biāo)準(zhǔn)色卡 、 色板或漆樣 ， 了解顏色的組成然后配色 。 如 紅色 ， 其色相為 ， 亮度為 ， 彩度為 。 顏料的分散設(shè)備：高速攪拌機(jī)、球磨機(jī)、砂磨機(jī)。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 66 顏料的分散 顏料和填料在成膜物中的分散程度影響涂料的許多性質(zhì) ， 如涂膜的顏色光澤 、 耐久性以及涂料的貯存穩(wěn)定性等 。 圖： 不同類型涂料的最佳比顏料體積濃度 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 65 乳膠涂料的臨界顏料體積濃度 (LCPVC) 影響 LCPVC的主要因素包括乳膠粒大小和分布 、 乳液聚合物的玻璃化溫度 (Tg)， 助成膜劑 (二醇類化合物 )種類和數(shù)量 。 PVC對(duì)色漆性能影響示意圖 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 64 有光漆的 ?值很低 ， 目的是保證基料過量 ， 基料流向外層提供高的反射面 ，沒有過量突出粒子使入射光波被散射 。 比顏料體積濃度 (?) 比顏料體積濃度 (?)：即顏料體積濃度與臨界體積濃度之比。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 63 吸油值 (OA) OA表示 100g顏料形成均勻顏料糊時(shí)所吸收的精亞麻仁油 (酸值為 ? mg KOH/g)， 其大小決定于粒度分布 、 形狀 、 孔徑和表面性質(zhì) 。 PVCCPVC： 成膜物過量 ， 顏料粒子空隙可以被成膜物填滿 ， 顏料粒子被牢固嵌入基料膜中 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 62 臨界顏料體積濃度 (Critical Pigment Volume Concentration, CPVC) 當(dāng)顏料體積濃度達(dá)到一定時(shí) ， 涂膜性能如滲透性 、 抗起泡性 、防腐蝕性 、 抗張強(qiáng)度 、 耐磨性等會(huì)發(fā)生顯著的變化 ， 此時(shí)的顏料體積濃度為臨界體積濃度 。 顏基比決定涂料的特性和使用范圍 ， 如面漆的顏基比在? ， 而底漆在 ? ， 建筑物外墻涂料的顏基比在 ? ， 而內(nèi)墻涂料在 ? 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 61 顏料的加入量 配方中的顏料和填料的加入量對(duì)涂料使用范圍和涂膜性能起很大作用 ， 研究顏料和基料量的關(guān)系非常重要 。 粉化性： 某些顏料 (鈦白粉 )制成漆膜后經(jīng)過一定時(shí)間的暴曬 ， 漆膜中的成膜物被破壞 ， 導(dǎo)致表面上的顏料從漆膜中脫落 ， 形成粉末層 ， 可以被擦掉或用水沖洗掉 ， 這種現(xiàn)象就稱為粉化 。 如鋅鋇白光照后由于硫化鋅被還原為金屬鋅而導(dǎo)致其變暗 ， 無光照時(shí) ， 金屬鋅氧化為氧化鋅后 ， 暗灰色又消失 。 幾個(gè)概念 著色力： 衡量著色劑改變漆膜顏色的能力，也就是某一種顏料與另一種顏料混合后形成顏色強(qiáng)弱的能力。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 59 遮蓋力 (hiding power)： 是指當(dāng)顏料在特定的涂料體系中被均勻地涂覆于物體表面時(shí) ， 遮蓋住該物體表面底色的能力 。 ?更有效地提高鈦白粉的遮蓋力 ， 增加涂料的固體份含量 ，降低涂料的 VOC值 。 13:32 現(xiàn)代精細(xì)化工 ——涂料 58 填料作用： ?增加涂料體積 ， 起到填充作用 ， 降低涂料成本 。 以鋅粉為顏料的富鋅漆 ， 在鋼鐵表面形成導(dǎo)電的保護(hù)涂層 。 ? 起電化學(xué)作用的防銹顏料 最主要填料是鋅粉 ， 富鋅漆在目前是大氣環(huán)境下和海洋工程中最為普遍最為重要的防銹底漆 。 一般不能用于水下 ， 否則易起泡 。 防銹顏料還可以與某些漆料中的成分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng) ， 生成性能穩(wěn)定 ， 耐水性好的滲透性小的化合物 。 它能與金屬表面發(fā)生作用如鈍化 ， 磷化 ， 產(chǎn)生新的表面膜層 ， 鈍化膜 ，磷化膜等 。 結(jié)構(gòu)呈片狀的顏料如鋁粉 ， 玻璃鱗片等 ， 可以在漆膜中形成薄片相隔 ， 增加漆膜的封閉性 ， 提高漆膜抗老化性能 。 其作用可以分為兩類：物理性防銹和化學(xué)性防銹 ， 其中化學(xué)性防銹顏料又可以分為緩蝕性和電化學(xué)作用型兩種顏料 。 有機(jī)顏料具有顏色和鮮艷的色澤 ， 但從許多性質(zhì)上來說不及無機(jī)顏料 ， 例如無機(jī)顏料對(duì)光的作用和大氣的影響較為穩(wěn)定 ， 并可生成