涂料化學與工藝學習題及解答-閱讀頁
2025-06-15 18:16本頁面
【正文】 碳樹脂的化學穩(wěn)定性高，以其制備的涂料耐腐蝕性、耐化學藥品性、耐候性、熱穩(wěn)定性較好，具有極好的耐紫外線照射和核輻射性能，電性能和阻燃性能優(yōu)異，目前已經(jīng)廣泛用于重防腐領(lǐng)域，如海洋防腐、橋梁防腐等。 （3）改進涂料的成膜性能，進而影響涂料的附著力和外觀； （4）靜電噴涂時調(diào)整涂料的電阻，便于施工； （5）防止涂料和涂膜產(chǎn)生病態(tài)和缺陷，如橘皮、發(fā)花、浮色、起霧、抽縮等。 三、顏料 顏料是涂料中的一個重要組分，與染料不同，染料可溶，以分子形式存在于溶液之中，而顏料是不溶的，涂料的質(zhì)量在很大程度上依靠所加的顏料的質(zhì)量和數(shù)量。二者之間一般是次價力，經(jīng)化學處理可得到加強，粒子越細，增強效果越好。（4）改善流變性（5）功能作用：對金屬底材的防腐性，如紅丹（Pb3O4）、特殊功能如導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能等，屏蔽作用，如鋁粉、云母等。（7）降低成本如碳酸鈣，二氧化硅，滑石粉，價格便宜，加入后不影響涂層性質(zhì)，但可增加體積，大大降低了成本，稱為體積顏料。已知顏料中，金紅石型TiO2的折光指數(shù)最大（），與聚合物間有最大的折光率差，因此是最好的白色顏料。若涂料中含有空氣，因為空氣的折光率最小，它和聚合物與顏料都產(chǎn)生折光率差，因此有很好的遮蓋效果。但如果將粉筆弄濕，就看不出白色了，因為此時水取代了空氣，水的折光率和碳酸鈣相近。著色力愈大，顏料用量可愈少，成本可降低。有機顏料比無機顏料著色力高；另外，與分散有關(guān)，分散不良可引起色調(diào)異常。（1）白色顏料 涂料中使用的白色顏料主要包括TiO2（鈦白粉）、鋅鋇白（立德粉，）、ZnO（鋅白）、鉛白（(OH)2）、銻白等，其中鈦白粉應(yīng)用最為廣泛。（3）彩色顏料：無機彩色顏料有較好的耐候性，耐光性，耐熱性和著色性，缺點是色譜不全，有些有毒性。 氧化鐵紅(Fe 2O 3)是最重要的氧化鐵系顏料，也是最常用的紅色顏料α鐵紅黃色顏料 主要的黃色顏料有鉻酸鉛（PbCrO4）、氧化鐵黃（FeO(OH)）、鎘黃(CdS)等。突出特點是色澤鮮艷，色譜齊全，著色力較強，但遮蓋力、耐高溫性、耐候性較差，常用的有機顏料有耐光黃、聯(lián)苯胺黃、酞菁藍、甲苯胺紅、芳酰胺紅等． 4）防腐顏料 防腐顏料用于保護金屬底材免受腐蝕，按照防腐蝕機理可分為物理防腐顏料、化學防腐顏料和電化學防腐顏料三類。金屬顏料包括鋁、不銹鋼、鉛和鋅?；郏鼐ㄌ烊涣蛩徜^），二氧化硅，瓷土(Al2O32H2O，云母（OA）和體積濃度(PVC)(1)、吸油量：為估價顏料的合理用量，需要了解吸油量。初加油時，顏料仍然保持松散狀，最后可使全部顏料粘結(jié)在一起成球，若繼續(xù)再加油，體系即變稀，此時所用的油量即為吸油量。顏基比 涂料配方中顏料(包括填料)與粘結(jié)劑的質(zhì)量比稱為顏基比。一般來說，面漆的顏基比約為（～）：，而底漆的顏基比大多為(～)：，室外乳膠漆顏基比為(～)：，室內(nèi)乳膠漆顏基比為(～)： 。涂料的顏料體積濃度是表征涂料最重要、最基本的參數(shù)，早期涂料工業(yè)普遍采用顏基比描述涂料配方中的顏料含量，由于涂料中所使用的各種顏料、填料和基料的密度相差甚遠，顏料體積濃度更能科學反映涂料的性能，在科學研究和實際生產(chǎn)中成為制定和描述涂料配方的參數(shù)。即：臨界顏料體積濃度（CPVC）:當基料逐漸加入到顏料中時，基料被顏料粒子表面吸附，同時顏料粒子表面空隙中的空氣逐漸被基料所取代，隨著基料的不斷加入，顏料粒子空隙不斷減少，基料完全覆蓋了顏料粒子表面且恰好填滿全部空隙時的顏料體積濃度定義為臨界顏料體積濃度，并用CPVC表示。將 OA 轉(zhuǎn)化為體積分數(shù)，可以求出： 式中，ρ為顏料的密度，實際生產(chǎn)中，由于樹脂基料的變化，本公式求算的結(jié)果僅供參考。比體積濃度Δ=PVC/CPVC配方中應(yīng)重視比體積濃度，例如高質(zhì)量的有光汽車面漆、工業(yè)用漆和民用面漆， ～半光的建筑Δ用漆， Δ=0. 6～無光內(nèi)外墻涂料， Δ=1左右天花板用漆， Δ1金屬保護底漆， Δ=0. 75～，保證有較好的防銹和防氣泡性能需用砂紙打磨的底漆， Δ=～，使打磨容易，涂層對砂紙有較少的粘滯力。當PVC=22%時遮蓋力最高，大于22%時反而下降。 膜的形成提高熱固性涂料的穩(wěn)定性與固化速度（1）利用潛催化劑（如加熱分解生成強酸的潛酸催化劑）（2）利用封閉的反應(yīng)物（3）其它措施① 反應(yīng)物之一是在固化條件下才出現(xiàn)，在貯存體系中無此種反應(yīng)物或其前體，如：濕氣固化的PU，水作為異氰酸酯的反應(yīng)物存在于大氣中，而不存在于樹脂中；② 揮發(fā)性阻聚劑或揮發(fā)性單官能團反應(yīng)物，例如：在作為交聯(lián)劑的六甲氧基甲基三聚氰胺（HMMM)中加入過量的甲醇和丁醇，在室溫下較穩(wěn)定，高溫時，由于二者可揮發(fā)掉，使HMMM反應(yīng)活性大大提高。④ 微膠囊法：將反應(yīng)物之一或催化劑包于微膠囊中，可在機械攪拌下破壞，或其膜的Tg與固化溫度相當，可析出催化劑或反應(yīng)物參加反應(yīng)。為了使漆膜有很好的附著力，需要考慮多種因素（1）涂料粘度的影響：粘度低，易流入基材凹處和孔隙，使機械力提高。（2）基材表面潤濕情況：要得到良好的附著力，必要條件是涂料完全潤濕基材表面。（4）內(nèi)應(yīng)力影響：漆膜內(nèi)應(yīng)力是影響附著力的重要因素，有兩個來源：① 固化中體積收縮，產(chǎn)生收縮應(yīng)力；溶劑揮發(fā)引起，化學反應(yīng)引起② 涂料和基材的熱膨脹系數(shù)不同，溫度變化時產(chǎn)生熱應(yīng)力。漆膜對于基材的遮蓋力分為兩種情況： 一種是漆膜吸收照射在其上的光線，使不能達到底部有炭黑的黑漆，另一種是光在顏料對于大部分色彩的涂料，吸收和散射可同時起作用和成膜物界面之間的散射，使光不能達到底部（如白色漆），因此也看不到基材的表觀。2漆膜分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì) 表面具有相同平滑度時，光澤高低與膜分子性質(zhì)有關(guān)，特別與成膜物的克分子折光度R有關(guān)：R值越大，光澤越高。③ 涂料配方中多種組成相容性要好，不致在成膜過程中有析出等問題；④ 選擇較高克分子折光度的聚合物。 流平性：涂料施工時能否達到平整光滑的特性，稱為流平性。流掛：當涂料在垂直底材表面上施工時，由于重力的作用，涂料會向下流動，過度的向下流動會造成涂料的流掛。厚邊現(xiàn)象：涂層的邊緣表面較大，揮發(fā)得較快，因此溫度下降，表面張力升高，附近的涂料自動向其鋪展，于是形成邊緣變厚現(xiàn)象。主要有兩大類：高沸點溶劑，
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