涂料與涂裝第一二章

涂料與涂裝,任課教師：魯鋼2009.9,涂料與涂裝,參考書目：涂料結(jié)構(gòu)學(xué)，黃子勛，北京航空航天大學(xué)出版社（92年第一版）涂裝工藝學(xué)，李春渠，北京理工大學(xué)出版社（93年第一版）涂料化學(xué)，洪嘯吟等，科學(xué)出版社（05年第二版）涂料與涂裝技術(shù)，張學(xué)敏等，化學(xué)工業(yè)出版社（06年第一版）,請先看一組圖片,揚子石化混凝土管道支架修復(fù),揚子石化混凝土管道支架修復(fù),紀(jì)念碑修復(fù)（陳金聲噴泉）-新加坡,熊貓集團(tuán)某電子產(chǎn)品外殼,表面處理后刮膩子,噴涂,烘干架,涂料與涂裝,第一章緒論1.1涂料的意義、術(shù)語、功能及在材料保護(hù)中的地位1.2涂料的分類、命名1.3涂料發(fā)展的歷史現(xiàn)狀及展望1.4我國涂料工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢,第一章緒論1.1涂料的意義、術(shù)語、功能及在材料保護(hù)中的地位,一、基本概念,基本原始材料,第一章緒論1.1涂料的意義、術(shù)語、功能及在材料保護(hù)中的地位,一、基本概念“涂料”科學(xué)的定義：涂裝（布）于基材表面形成連續(xù)固體膜，具有某種功能的材料。涂裝：即涂布、涂料施工，將涂料薄而均勻地涂布于基材表面形成所需要的涂膜過程。基材：鋼、混凝土、木材、高分子材料、玻璃、陶瓷等等。連續(xù)固體膜：漆通過化學(xué)物理過程固體膜（必須是連續(xù)的）功能：除保護(hù)、裝飾、標(biāo)志外，還有其他特殊功能（稱之特種涂料）如：耐熱、隔熱、吸熱、熱控、防火、示溫、絕緣、導(dǎo)電、阻尼、減振、減摩、吸音、吸波、隱身、偽裝、防污、防核輻射、紅外發(fā)射、光譜的選擇吸收,第一章緒論1.1涂料的意義、術(shù)語、功能及在材料保護(hù)中的地位,第一章緒論1.1涂料的意義、術(shù)語、功能及在材料保護(hù)中的地位,二、涂料在材料保護(hù)中的地位1.概括的說，在材料科學(xué)中涂料占據(jù)著重要地位2.具體的說，無燒蝕型涂料不會有成功的航天飛行無防污涂料無法建造金屬船舶無外殼涂料無法生產(chǎn)可靠的飛機無絕緣涂料不會有漆包線和優(yōu)良的電機無法電氣化無導(dǎo)電涂料無法構(gòu)成許多特殊的高技術(shù)電子產(chǎn)品3.與各種表面處理方法（電鍍、襯覆、化學(xué)鍍、包金、貼墻紙、鑲外皮）相比，使用涂料更方便，適應(yīng)性強，不受物體的體積大小形狀結(jié)構(gòu)、存在地點、表面狀態(tài)等的限制。,第一章緒論1.2涂料的分類與命名,一、分類1、按照組成形態(tài)分：,第一章緒論1.2涂料的分類與命名,第一章緒論1.2涂料的分類與命名,第一章緒論1.2涂料的分類與命名,6、按成膜物質(zhì)分（較為科學(xué)全面統(tǒng)一的方法）,第一章緒論1.2涂料的分類與命名,二、涂料產(chǎn)品的命名原則1、全名顏色或顏料名稱成膜物質(zhì)名稱基本名稱2、基本名稱仍采用我國已廣泛使用的名稱見下表注意：凡是烘烤干燥的涂料名稱中都有“烘干”或“烘”字樣，若無，則說明該漆為常溫干燥或烘烤干燥均可,第一章緒論1.2涂料的分類與命名,第一章緒論1.2涂料的分類與命名,三、涂料編號原則涂料：C042C為成膜物質(zhì)（醇酸樹脂），04為基本名稱（磁漆），2為序號（避免重復(fù)）輔助材料：F2F為輔助材料種類（防潮劑），2為序號例如：Q0117硝基清漆A0471黑氨基無光烘干磁漆B042丙烯酸磁漆H5298鐵紅環(huán)氧酚醛烘干防腐漆,第一章緒論1.3涂料發(fā)展的歷史現(xiàn)狀及展望,一、涂料的發(fā)展歷程二十世紀(jì)20年代：涂料第一次與科學(xué)結(jié)合，杜邦公司開始使用硝基纖維素作為噴漆，為汽車提供了快干耐久光澤好的涂料30年代：W.H.Carothes及其助手P.J.Flory使涂料與高分子科學(xué)結(jié)緣，產(chǎn)生醇酸漆40年代：Ciba化學(xué)公司發(fā)展了環(huán)氧樹脂涂料，使防腐涂料有了突破性進(jìn)展50年代：開始使用聚丙烯酸酯涂料，它有優(yōu)良的耐久性和高光澤，使汽車漆發(fā)展又上了一個臺階；同時，F(xiàn)ordMotor公司和Glidden油漆公司發(fā)展了陽極電泳漆，PPG又發(fā)展了陰極電泳漆，進(jìn)一步提高了涂料的防腐效果,第一章緒論1.3涂料發(fā)展的歷史現(xiàn)狀及展望,60年代：聚氨酯涂料得到發(fā)展，是最有前途的現(xiàn)代涂料品種之一70年代：粉末涂料得到了較大的發(fā)展80年代：杜邦公司發(fā)現(xiàn)了基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合方法，該法可控制聚合物分子量和分子量分布以及共聚物組成，是制備高固體分涂料用的聚合物的理想聚合方法90年代：研制開發(fā)低污染、綠色涂料二十一世紀(jì)：納米涂料迅速起步和發(fā)展起來,第一章緒論1.3涂料發(fā)展的歷史現(xiàn)狀及展望,二、世界涂料發(fā)展特點及展望荷蘭AKZO與瑞典NOBEL合并，組成世界第一大涂料公司前幾年，涂料年銷售量約1/4集中在英國ICI、courtaulds、Valspar荷蘭AKZO-NOBEL、美國ShermirWillianos、PPG、日本涂料、德國BASF、Herberts等十大公司。本世紀(jì)，亞太地區(qū)是世界涂料競爭熱點，中國、馬來西亞、印度、印尼需求增長最快；日本和中國是最大的涂料用戶。本世紀(jì)，世界涂料戰(zhàn)地在中國，而主要戰(zhàn)場在上海，目前在上海建立涂料生產(chǎn)基地的大公司越來越多如;英國IP公司（船舶），日本立邦（建筑涂料）德國BASF（汽車），英國ICI等助劑在涂料產(chǎn)品中的制導(dǎo)作用越來越引起人們的重視。高固體分、水性涂料、光固化涂料、特殊高性能專用涂料、節(jié)能低溫快干涂料、納米涂料成為前沿課題。世界涂料工業(yè)發(fā)展，正在本著力求符合“4E”原則的方向發(fā)展，即Economy，Efficiency，Energy，Ecology。,第一章緒論世界排名前十位的涂料公司,以下所引用的名單就是“涂料世界”WORLDCOATING所公布的相關(guān)名單,世界十大油漆涂料企業(yè)排行榜Akzo-Nobel(Netherlands)（多樂士、來威)$26,000millionHenkel(Germany)（美德蘭、寶瑩）$13,800millionPPGIndustries(USA)（大師、奧尼德）$12,900millionSherwin-Williams(USA)（宣偉）$8,700millionUsarrow(USA)（箭牌）$8,600millionDuPont(USA)（杜邦）$7,500millionUsapollo(USA)（阿波羅、亞波羅）$6,900millionBasfCoatings(Germany)$6,700millionBresil(Germany)（普雷西爾）$6,100millionValspar(USA)（威士伯）$5,500million,2010年中國油漆涂料十大品牌榜,1、立邦漆（日本品牌、消費者放心產(chǎn)品、中國十大油漆涂料品牌）2、多樂士乳膠漆（英國品牌、世界品牌、中國十大油漆涂料品牌）3、華潤涂料（中國名牌產(chǎn)品、國家高新技術(shù)企業(yè)、中國十大油漆涂料品牌）4、嘉寶莉漆（中國名牌、中國藍(lán)球隊代言、中國十大油漆涂料品牌）5、美涂士涂料（中國名牌、蔣雯麗代言、中國化工百強企業(yè)）6、三棵樹漆（中國品牌、中國名牌、中國十大涂料品牌）7、箭牌漆（美國品牌、姜武代言、世界十大油漆涂料品牌）8、巴德士漆（中國名牌、濮存昕代言、中國十大涂料品牌）9、阿波羅漆（美國品牌、美國橄欖球隊員代言、世界十大油漆涂料品牌）10、大寶漆(臺灣品牌、廣東名牌、中國十大油漆涂料品牌）,第一章緒論1.4我國涂料工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及態(tài)勢,一、總體發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢1、總量供大于求,中低檔產(chǎn)品過剩,部分高檔產(chǎn)品供應(yīng)不足2、需求呈多層次、多元化的發(fā)展態(tài)勢3、專用漆比重繼續(xù)增加4、產(chǎn)量已占世界第二位，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為：建筑涂料45%-50%，工業(yè)涂料35%-40%。特種涂料10%-15%5、行業(yè)四大發(fā)展趨勢（1）企業(yè)（2）產(chǎn)品（3）品種（4）國際化,向?qū)I(yè)化、規(guī)模化、集團(tuán)化方向發(fā)展,向高科技含量、高質(zhì)量、多功能方向發(fā)展,向環(huán)保型、節(jié)能型方向發(fā)展,產(chǎn)品逐步走出國門，參與國際競爭,第一章緒論1.4我國涂料工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及態(tài)勢,二、我國涂料生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、分布和市場份額1、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)產(chǎn)量最大是醇酸漆和酚醛漆高檔合成樹脂涂料占70%節(jié)能低污染涂料占20%2、分布長江三角洲、珠江三角洲和北京及周邊地區(qū)廣東、江蘇、浙江、上海-產(chǎn)量較大浙江-產(chǎn)高檔涂料比例重順德-涂料生產(chǎn)最集中地區(qū)外企獨資和合資企業(yè)遍布全國3、市場份額建筑涂料：日本立邦和英國ICI占30%，中高檔占50%洋品牌：大師、林肯（美國）；歐龍、都芬、鱷魚（德國）；多樂士（英國）立邦（日本）；阿蒂蘭（法國），喜加（加拿大）；芬林（芬蘭）國內(nèi)：古象、匯麗、中南（上海）；長青藤、華潤、紫荊花（廣東）,第一章緒論1.4我國涂料工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及態(tài)勢,三、存在問題行業(yè)整體水平低-多數(shù)為地域性品牌假冒偽劣嚴(yán)重-“開關(guān)企業(yè)”環(huán)保問題嚴(yán)重-“十環(huán)”標(biāo)志科研投入少-1.2%&5-10%,第二章涂料的組成及各組成的作用2.1涂料的基本結(jié)構(gòu)層次,一、主要成膜物質(zhì),第二章涂料的組成及各組成的作用2.1涂料的基本結(jié)構(gòu)層次,二、次要成膜物質(zhì),第二章涂料的組成及各組成的作用2.1涂料的基本結(jié)構(gòu)層次,三、輔助材料,第二章涂料的組成及各組成的作用2.2主要成膜物及其性能,2.2.1油料1、來源：植物的種子，動物的脂肪2、組成：脂肪酸三甘油酯3、植物油分類：4、以油料為基料的油脂漆特點：優(yōu)點：韌性好、氣密性水密性好、附著力好、耐候性好缺點：硬度、光澤和耐酸堿性差,第二章涂料的組成及各組成的作用2.2主要成膜物及其性能,2.2.2樹脂1、來源：許多有機高分子化合物互相溶合而成的混合物。2、分類：（1）天然樹脂松香，化石樹脂如琥珀，半化石樹脂及其新生樹脂如安息樹脂，動物膠如蟲膠，瀝青等（2）人造樹脂松香衍生物，纖維素衍生物，氧茚樹脂，萜烯樹脂，石油樹脂，橡膠等（3）合成樹脂縮合型：聚合型：,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,2.3.1顏料在涂料中的作用2.3.2顏料的構(gòu)成1、不溶于水的無機物，金屬及非金屬元素的氧化物、硫化物及鹽類2、不溶于水的有機顏料和溶于水及醇類的有機顏料2.3.3顏料的分類一、著色顏料（品種最多的一種）1、性質(zhì)：2、分類：,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,二、防銹顏料1、性質(zhì)2、分類,化學(xué)防銹顏料,電化學(xué)防銹顏料,物理防銹顏料,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,三、體質(zhì)顏料1、性質(zhì)2、分類,堿土金屬鹽,硅酸鹽,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,2.3.4顏料的吸油量和顏料體積濃度（PVC）1、吸油量的測定：OA=2、影響吸油量的因素3、顏料的體積濃度（1）PVC顏料的體積/漆膜總體積（2）臨界體積濃度（CPVC）：CPVC（3）當(dāng)PVC達(dá)到CPVC時，漆膜的性質(zhì)會發(fā)生突變，表現(xiàn)在：,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,第二章涂料的組成及各組成的作用2.3顏料的作用與性能,（4）顏料體積濃度的應(yīng)用指導(dǎo)意義比體積濃度：=0.1一0.5之間：高質(zhì)量的有光汽車面漆，工業(yè)用漆和民用漆(面漆)；=0.6一0.8之間：半光的建筑用漆；=1.0左右：無光內(nèi)外墻涂料；1：天花板漆；=0.75一0.90之間：金屬保護(hù)底漆；=1.05一1.15之間：要用砂布打磨的底漆,PVCCPVC,第二章涂料的組成及各組成的作用2.4輔助成膜物的組成及作用,2.4.1分類及作用1.分類2.作用2.4.2溶劑一、溶劑理論極性相似理論溶劑化理論結(jié)構(gòu)相似理論,第二章涂料的組成及各組成的作用2.4輔助成膜物的組成及作用,二、溶劑的性質(zhì)1.溶解力（1）定義：（2）測定方法：2.揮發(fā)速度3.閃點和自燃點4.毒性和化學(xué)分解性,第二章涂料的組成及各組成的作用2.4輔助成膜物的組成及作用,三、溶劑的作用1.分類2.作用四、混合溶劑1.優(yōu)點2.配制原則,第二章涂料的組成及各組成的作用2.4輔助成膜物的組成及作用,2.4.3催干劑又稱干料一、作用二、分類1.鉛干料2.鈷干料3.錳干料4.鋅鈣干料5.鐵干料6.鋯干料三、催干效果,第二章涂料的組成及各組成的作用2.4輔助成膜物的組成及作用,2.4.4固化劑一、定義二、分類（以環(huán)氧樹脂固化劑為例）1、胺類固化