精細(xì)化工生產(chǎn)技術(shù) 第7章

七、涂料第七章涂料概述37.1涂料成膜物樹(shù)脂—醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)涂料成膜物—丙烯酸的生產(chǎn)37.237.337.4涂料成膜物—聚氨酯樹(shù)脂的生產(chǎn)涂料生產(chǎn)設(shè)備與涂料生產(chǎn)過(guò)程37.57.1概述涂料是一種涂覆在物體（被保護(hù)和被裝飾對(duì)象）表面并能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的配套性工程材料。涂料是由成膜物質(zhì)、顏料、溶劑和助劑等按一定配方配制而成，其具體品種稱(chēng)“漆”，泛稱(chēng)“涂料”。涂料的分類(lèi)7.1.2涂料的性能與應(yīng)用7.1.3涂料的作用與分類(lèi)7.1.17.1概述涂料的發(fā)展趨勢(shì)7.1.47.1.1涂料的作用與分類(lèi)1.涂料的作用（1）保護(hù)作用（2）裝飾作用（3）功能作用（保護(hù)和裝飾本身也是一類(lèi)功能，這里所指的是特種功能---特種涂層材料的功能。例如，電磁屏蔽，吸收雷達(dá)波，吸收聲吶波等）7.1.1涂料的作用與分類(lèi)2.涂料的組成涂料是由成膜物、分散介質(zhì)、顏填料及助劑組成的復(fù)雜的多相分散體系，涂料的各種組分在形成涂層過(guò)程中發(fā)揮其作用。（1）成膜物（2）顏料和填料（著色顏料、體質(zhì)顏料或填料、功能性顏料）（3）分散介質(zhì)（4）助劑7.1.2涂料的分類(lèi)主要包括如下幾大類(lèi)：1、建筑涂料2、工業(yè)涂料3、其他涂料及輔助材料7.1.3涂料的性能與應(yīng)用1、涂料的性能（使用前的儲(chǔ)存性能，施工中的適應(yīng)性能，膜后涂層的力學(xué)性能等。涂層性能的優(yōu)劣取決于涂料，涂裝技術(shù)與管理等）2、涂料的應(yīng)用與施工（涂料的施工主要有刷涂法、噴涂法、浸涂法、滾涂法、淋涂法、擦涂法、抽涂法、刮涂法、絲網(wǎng)法等。施工工藝有靜電噴漆、電泳涂漆、粉末涂裝等）7.1.4涂料的發(fā)展趨勢(shì)涂料發(fā)展趨勢(shì)是節(jié)能、無(wú)污染、功能性的綠色涂料，如水性涂料、高固含量涂料、粉末涂料、輻射固化涂料等，涂料發(fā)展的原則是經(jīng)濟(jì)、效率、生態(tài)、能源。7.1.4涂料的發(fā)展趨勢(shì)1、涂料的水性化2、涂料的粉末化3、涂料的高固體分化4、涂料的光固化醇酸樹(shù)脂的分類(lèi)7.2.2醇酸樹(shù)脂的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)7.2.3概述7.2.17.2涂料成膜物樹(shù)脂--醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂的性質(zhì)和配方計(jì)算7.2.4醇酸樹(shù)脂的應(yīng)用7.2.2醇酸樹(shù)脂的改性7.2.3醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)7.2.17.2涂料成膜物樹(shù)脂--醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)7.2.1概述醇酸樹(shù)脂是以多元醇、多元酸經(jīng)脂肪酸（或油）改性共縮聚而成的線型聚酯，分子結(jié)構(gòu)是以多元醇的酯為主鏈、以脂肪酸酯為側(cè)鏈。涂料行業(yè)很多合成樹(shù)脂原料基本來(lái)源于石油化工，而醇酸樹(shù)脂最基礎(chǔ)原料之一是植物油。7.2.2醇酸樹(shù)脂的分類(lèi)油度不僅是醇酸樹(shù)脂一個(gè)重要指標(biāo)，而且醇酸樹(shù)脂命名和分類(lèi)也常用油度這一概念。油度通常以O(shè)L表示。醇酸樹(shù)脂按含油多少（或含苯二甲酸酐）分為極長(zhǎng)、長(zhǎng)、中、等幾種油度。7.2.3醇酸樹(shù)脂的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)醇酸樹(shù)脂的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)包括酯化反應(yīng)、醇解反應(yīng)、酸解反應(yīng)、酯交換反應(yīng)、醚化反應(yīng)、不飽和脂肪酸的加成反應(yīng)、不飽和脂肪酸與其他化學(xué)物的加成反應(yīng)、縮聚反應(yīng)，其中酯化反應(yīng)、醇解反應(yīng)、加成反應(yīng)、縮聚反應(yīng)尤為重要。7.2.4醇酸樹(shù)脂的性質(zhì)和配方計(jì)算（一）醇酸樹(shù)脂的性質(zhì)1、油的品種對(duì)醇酸樹(shù)脂性能的影響2、油度（脂肪酸含量）對(duì)醇酸樹(shù)脂性能的影響3、醇酸樹(shù)脂分子上的羧基，羥基對(duì)漆膜性能的影響4、“有效用”的羥基起著影響醇酸樹(shù)脂性能的作用5、醇酸樹(shù)脂的特性黏度6、合成工藝與醇酸樹(shù)脂性質(zhì)的關(guān)系（醇酸樹(shù)脂合成主要有三種方法：脂肪酸法、醇解法、脂肪酸甘油一酸酯法）7.2.4醇酸樹(shù)脂的性質(zhì)和配方計(jì)算（二）醇酸樹(shù)脂配方計(jì)算在設(shè)計(jì)醇酸樹(shù)脂配方時(shí)，有三個(gè)條件必須確定：1）用什么油、油度為多少；2）K值為多少；3）多元醇過(guò)量多少。7.2.5醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（一）醇酸樹(shù)脂的原料生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂的主要原料是多元醇、多元酸、植物油（脂肪酸），在生產(chǎn)過(guò)程中還需加少量助劑，并用適當(dāng)溶劑兌稀成液體樹(shù)脂。1、多元醇（通式為ROH（R是烴基），系由飽和烴類(lèi)分子上一個(gè)氫原子為羥基所取代而構(gòu)成的）2、有機(jī)酸與多元酸3、油類(lèi)（甘油三脂肪酸酯）4、溶劑、助劑7.2.5醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（1）溶劑除水性醇酸樹(shù)脂外，大部分是溶劑型醇酸樹(shù)脂。（2）醇酸樹(shù)脂及醇酸樹(shù)脂漆用助劑（3）催干劑催干劑在溶液中也稱(chēng)干料，是可溶于有機(jī)溶劑和基料的金屬有機(jī)化合物。（4）防結(jié)皮劑醇酸樹(shù)脂漆，尤其氧化干燥型醇酸樹(shù)脂漆，在使用和儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)發(fā)生結(jié)皮。7.2.5醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（二）生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂的方法生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂有四種基本方法，脂肪酸法、脂肪酸-油法、油稀釋法、醇解法，其中脂肪酸法和醇解法是最主要的方法。1、脂肪酸法制造醇酸樹(shù)脂（1）常規(guī)法（2）高聚物法7.2.5醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)2、醇解法生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂因?yàn)橛驮诩訜岬那闆r下不能溶解甘油和苯二甲酸酐，也不能形成均相，所以應(yīng)采取有效步驟改變這種狀態(tài)使之成為均相，然后再進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這種方法就是制造醇酸樹(shù)脂最常用的醇解法。3、脂肪酸-油法生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂7.2.5醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（三）醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)工藝1、醇酸樹(shù)脂的酯化工藝（脂肪酸法或醇解法生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂酯化工藝上都是采用溶劑法脫水）2、醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)設(shè)備3、生產(chǎn)工藝舉例溶劑法生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂如下：7.2.5醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)7.2.5醇酸樹(shù)脂的生產(chǎn)4、醇酸樹(shù)脂生產(chǎn)的質(zhì)量控制（1）酸值與黏度1）酸值是指中和1g試樣所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)，標(biāo)志著酯化反應(yīng)的速率和程度2）黏度表示醇酸樹(shù)脂的縮聚程度與相對(duì)分子質(zhì)量的增長(zhǎng)（2）固化時(shí)間（3）顏色（4）化學(xué)分析7.2.6醇酸樹(shù)脂的應(yīng)用三種用途：1、干性油醇酸樹(shù)脂，在空氣中自動(dòng)氧化成膜，可制成各種清漆、色漆及各種類(lèi)型涂料。2、和氨基樹(shù)脂配合，制成氨基醇酸烘漆；與脲醛樹(shù)脂合用，以酸催化做家具漆；也可和多異氰酸酯一起，制成雙組分聚氨酯涂料3、醇酸樹(shù)脂作為增塑劑與熱塑性樹(shù)脂合用7.2.7醇酸樹(shù)脂的改性（一）新材料的應(yīng)用（1）多元醇（2）多元酸（二）改性醇酸樹(shù)脂1、松香改性醇酸樹(shù)脂2、苯甲酸改性醇酸樹(shù)脂3、水性醇酸樹(shù)脂4、丙烯酸（酯）改性醇酸樹(shù)脂5、有機(jī)硅改性醇酸樹(shù)脂6、異氰酸酯改性醇酸樹(shù)脂丙烯酸（酯）及甲基丙烯酸（酯）單體7.3.2丙烯酸樹(shù)脂的配方設(shè)計(jì)7.3.3概述7.3.17.3涂料成膜物樹(shù)脂--丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)7.3.4輻射固化丙烯酸酯涂料的生產(chǎn)7.3.6水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)7.3.57.3.1概述丙烯酸樹(shù)脂由丙烯酸酯類(lèi)或甲基丙烯酸酯類(lèi)及其他烯烴單體共聚而成；丙烯酸涂料有如下顯著的特點(diǎn)：1）色淺、透明、水白、透明性好；2）耐候性好；3）耐熱性好；4）優(yōu)異施工性能。7.3.2丙烯酸（酯）及甲基丙烯酸（酯）單體丙烯酸樹(shù)脂合成所采用的單體主要有丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯及其他含有乙烯基團(tuán)的單體等根據(jù)在樹(shù)脂中的作用及對(duì)涂膜的貢獻(xiàn)，丙烯酸類(lèi)單體可以分為硬單體和軟單體。丙烯酸類(lèi)單體的分子中含有某些活性基因，如羥基、羧基、環(huán)氧基、氨基等，稱(chēng)為功能性單體。功能性單體常用的可分為以下幾類(lèi)：1）含羧基單體2）含羥基單體3）含環(huán)氧基單體。7.3.3丙烯酸樹(shù)脂的配方設(shè)計(jì)（一）單體的選擇為方便應(yīng)用，通常將聚合單體分為硬單體、軟單體和功能單體三大類(lèi)；其他功能單體有：丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺和甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、乙烯基硅氧烷類(lèi)。7.3.3丙烯酸樹(shù)脂的配方設(shè)計(jì)（二）玻璃化溫度Tg的設(shè)計(jì)玻璃化溫度反映無(wú)定形聚合物由脆性的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的轉(zhuǎn)變溫度。玻璃化溫度的設(shè)計(jì)常用FOX公式表示如下：7.3.3丙烯酸樹(shù)脂的配方設(shè)計(jì)（三）引發(fā)劑的選擇溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的引發(fā)劑主要有過(guò)氧類(lèi)和偶氮類(lèi)兩種。（四）溶劑的選擇溶劑是丙烯酸樹(shù)脂的重要組成部分。優(yōu)良溶劑可使樹(shù)脂清澈透明，黏度降低，樹(shù)脂及其涂料的成膜性能好。（五）相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑7.3.4溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（一）丙烯酸樹(shù)脂生產(chǎn)工藝和安全生產(chǎn)1、生產(chǎn)工藝目前工業(yè)上所用的丙烯酸樹(shù)脂多數(shù)是間歇式反應(yīng)釜生產(chǎn)的。流程的示意如圖7-1所示：操作中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1)單體和引發(fā)劑加入速度不可太快,以免引起沖料；2)反應(yīng)溫度要控制好。7.3.4溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)7.3.4溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)2、質(zhì)量控制對(duì)于一般的溶劑型丙烯酸樹(shù)脂，可通過(guò)測(cè)定下列項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行質(zhì)量控制：1）固體含量2）黏度3）色澤4）酸值5）相對(duì)分子質(zhì)量分布7.3.4溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（二）熱塑性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)1、塑料漆用熱塑性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)配方2、生產(chǎn)工藝7.3.4溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（三）熱固性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)熱固性丙烯酸樹(shù)脂也稱(chēng)為交聯(lián)型或反應(yīng)型丙烯酸樹(shù)脂；熱固性丙烯酸樹(shù)脂可分為“自反應(yīng)”與“潛反應(yīng)”兩大類(lèi)；反應(yīng)型丙烯酸樹(shù)脂可以根據(jù)其攜帶的可反應(yīng)官能團(tuán)特征分類(lèi)，主要包括羥基丙烯酸樹(shù)脂、羧基丙烯酸樹(shù)脂和環(huán)氧基丙烯酸樹(shù)脂。7.3.4溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)交聯(lián)型丙烯酸樹(shù)脂的交聯(lián)反應(yīng)見(jiàn)表7-31、聚氨酯用羥基型丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)配方及生產(chǎn)工藝。2、氨基烘漆用羥基丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)配方及生產(chǎn)工藝。7.3.5水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比，水性涂料具有價(jià)格低、使用安全、節(jié)省資源和能源、減少環(huán)境污染和公害等優(yōu)點(diǎn)；水性丙烯酸樹(shù)脂包括丙烯酸樹(shù)脂乳液、丙烯酸樹(shù)脂水分散體及丙烯酸樹(shù)脂水溶液。（一）丙烯酸樹(shù)脂水分散體的生產(chǎn)丙烯酸酯類(lèi)為基料的水性涂料根據(jù)其用途或特點(diǎn)可分為如下幾類(lèi)：水性防腐涂料、水性防銹涂料、水性外墻涂料、水性木器涂料、水性紙品上光涂料、水性路標(biāo)涂料、水性印刷油墨涂料等。7.3.5水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)1、水可稀釋型丙烯酸樹(shù)脂的組成與原材料水可稀釋型丙烯酸樹(shù)脂的組成一般如下：組成單體有丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等；官能單體有丙烯酸、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯等;中和劑有三乙胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇、N-乙基嗎啉等，助溶劑有丙二醇乙醚、丙二醇丁醚等。7.3.5水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)2、聚合方法及機(jī)理通常使樹(shù)脂水性化有兩條途徑：1）成鹽法2）醇解法3）影響聚合反應(yīng)因素（羧基含量、玻璃化溫度、助溶劑、胺的增溶作用）3、水性丙烯酸樹(shù)脂生產(chǎn)及應(yīng)用7.3.5水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（二）丙烯酸乳液的生產(chǎn)1、概述（1）丙烯酸酯乳液的特點(diǎn):1）性能佳、功能多樣、品種齊全2）色彩豐富，造型美觀3）自重輕、易施工、造價(jià)低4）重涂方便5）污染低7.3.5水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)（2）乳液涂料的基本組成乳液涂料由合成樹(shù)脂乳液、顏料和填料、助劑、水等組成。1）合成樹(shù)脂乳液是涂料的基料，是乳液涂料的主要成膜物質(zhì)之一，在涂料中起黏膠劑的作用。2）顏料和填料是乳液涂料成膜物質(zhì)之一，顏料主要提供遮蓋力和色彩，并保持較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)喪失這種功能。填料的作用是提供粒度分布和對(duì)比率，以便改善施工性能，提高顏料的遮蓋效率和增強(qiáng)涂層理化性能。3）在乳液涂料中使用了多種助劑4）水是乳液涂料的分散介質(zhì)，占乳液涂料總量的35%～50%。7.3.5水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)2、所用原材料（1）單體（2）引發(fā)劑（3）乳化劑（4）中和劑（5）助溶劑3、聚合方法及機(jī)理（1）丙烯酸乳液聚合反應(yīng)的三個(gè)階段：第1階段：乳膠粒生成階段第2階段：勻速聚合階段第3階段：降速階段（2）核殼乳液聚合和無(wú)皂乳液聚合方法7.3.5水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)4、影響聚合反應(yīng)的因素在乳液聚合中，乳化劑、引發(fā)劑、反應(yīng)溫度、攪拌強(qiáng)度、反應(yīng)均勻性、電解質(zhì)、凝膠等都對(duì)乳液聚合的過(guò)程、產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生重要影響5、丙烯酸乳液的生產(chǎn)工藝6、丙烯酸乳液的生產(chǎn)及應(yīng)用丙烯酸乳液涂料就成膜物質(zhì)來(lái)說(shuō)，分為三種：第一種是純丙型涂料;第二種是苯-丙型；第三種是乙-丙型7.3.5水性丙烯酸樹(shù)脂的生產(chǎn)1）苯-丙乳液涂料2）乙-丙乳液涂料（醋-丙乳液）3）純丙乳液4）有機(jī)硅氧烷改性丙烯酸酯乳液5）有機(jī)氟改性丙烯酸乳液7.3.6輻射固化丙烯酸酯涂料的生產(chǎn)1、輻射固化丙烯酸酯涂料的特點(diǎn)（1）輻射固化型涂料的優(yōu)點(diǎn)：1）節(jié)約能源2）無(wú)溶劑或溶劑用量很低3）固化速率快4）漆膜性能好，豐滿度及光澤尤其突出，具有良好的抗摩擦、抗溶劑、抗污染性能5）對(duì)熱敏感的材料具有較好的施工性能7.3.6輻射固化丙烯酸酯涂料的生產(chǎn)（2）輻射固化型涂料的缺點(diǎn)1）電子束固化設(shè)備投資大2）對(duì)幾何形狀復(fù)雜的構(gòu)件固化困難3）加有顏料的色漆應(yīng)用紫外光固化工藝尚有一定的困難2、輻射固化型丙烯酸酯涂料的組成輻射固化型丙烯酸酯涂料與其他類(lèi)型的涂料相似，主要由預(yù)聚物、光引發(fā)劑、活性稀釋劑、（特定單體）、穩(wěn)定劑和顏填料等組成異氰酸酯預(yù)聚物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)7.4.2聚氨酯的固化反應(yīng)與聚氨酯涂料7.4.3概述7.4.17.4涂料成膜物樹(shù)脂--聚氨酯樹(shù)脂的生產(chǎn)水性涂料與水性聚氨酯7.4.47.4.1概述聚氨酯稱(chēng)為聚氨基甲酸酯，是一種主鏈中含有一定數(shù)量氨基甲酸酯鍵的聚合物，它是由多異氰酸酯與多羥基化合物通過(guò)氫質(zhì)子轉(zhuǎn)移逐步加成聚合而生成的。7.4.1概述1、合成聚氨酯原料（1）二異氰酸酯包含芳香族、脂肪族及脂環(huán)族三種類(lèi)型，品種繁多，目前涂料工業(yè)常用的代表性品種有以下幾種：1）甲苯二異氰酸酯（TDI），它有以下兩種異構(gòu)體7.4.1概述2）二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）其特點(diǎn)是分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),生成的聚氨酯分子間排列整齊,分子間作用力強(qiáng)(氫鍵易形成)，涂膜強(qiáng)度和耐磨性高，是制備聚氨酯彈性體或彈性涂料的常用原料。3）六次甲基二異氰酸酯（HDI）（2）多羥基低聚物（3）擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑（4）催化劑（5）溶劑7.4.1概述2、異氰酸酯的反應(yīng)（1）反應(yīng)機(jī)理異氰酸酯與醇的反應(yīng)可表示如下：7.4.1概述（2）與活性氫化合物的加成反應(yīng)7.4.2異氰酸酯預(yù)聚物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)聚氨酯樹(shù)脂由兩組分構(gòu)成，一組分含異氰酸酯基，另一組分含羥基。1、氨酯鍵聯(lián)結(jié)的多異氰酸酯預(yù)聚物最常用的是三分子TDI與一分子三羥甲基丙烷（TMP）的加成物。7.4.2異氰酸酯預(yù)聚物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)2、縮二脲多異氰酸酯典型的工業(yè)產(chǎn)品例子是3mol的HDI和1mol水反應(yīng)生成具有三個(gè)官能基的多異氰酸酯，結(jié)構(gòu)示意如下：3、三聚體型多異氰酸酯7.4.3聚氨酯的固化反應(yīng)與聚氨酯涂料按涂料分類(lèi)討論聚氨酯固化反應(yīng)，一般將聚氨酯涂料分為六類(lèi)：見(jiàn)表7-97.4.3聚氨酯的固化反應(yīng)與聚氨酯涂料1、氨酯油、氨酯醇酸（油改性樹(shù)脂）涂料2、潮氣固化涂料與催化潮氣固化涂料7.4.3聚氨酯的固化反應(yīng)與聚氨酯涂料3、封閉型聚氨酯涂料受熱后封閉型樹(shù)脂的氨酯鍵容易產(chǎn)生逆反應(yīng)重新生成NCO基，立即與含羥基聚合物反應(yīng)而固化成膜4、羥基固化型雙組分聚氨酯涂料（NCO/OH型）5、彈性聚氨酯涂料（分子主鏈結(jié)構(gòu)可由下式表示為7.4.4水性涂料與水性聚氨酯1、水性涂料的特點(diǎn)與類(lèi)型水性涂料最突出的特點(diǎn)是全部或大部分用水取代了有機(jī)溶劑，成膜物質(zhì)以不同方式均勻分散或溶解在水中，干燥或固化后漆膜具有溶劑型涂料類(lèi)似的耐水和物理性能。2、涂料樹(shù)脂水性化的方法同樣一種聚合物，水性化程度高（聚合物分子鏈上所含親水基團(tuán)，例如離子基團(tuán)密度高），易形成水溶型，程度低則聚合物分子自聚集傾向大，易形成水分散型，這種通過(guò)引入親水基團(tuán)，而使油性樹(shù)脂水性化的方法稱(chēng)自乳化法。7.4.4水性涂料與水性聚氨酯聚合物水性化的方法主要有三種：（1）成鹽法（成鹽法就是將聚合物分子中引入羧基（或氨基），用適當(dāng)?shù)膲A（或酸）中和）（2）非離子極性基團(tuán)法（將非離子極性基團(tuán)例如醚基、羥基、酰氨基引入聚合物主鏈或側(cè)基獲得水性樹(shù)脂。）（3）引入兩性離子法7.4.4水性涂料與水性聚氨酯3、水性聚氨酯（1）概述水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作分散介質(zhì)的分散體系，聚氨酯由于含有活潑的NCO基會(huì)與水反應(yīng)，其水性化的發(fā)展較為困難而遲緩。（2）水性聚氨酯合成水性聚氨酯合成過(guò)程基本分三步：7.4.4水性涂料與水性聚氨酯水性聚氨酯的合成方法有溶液法、熔融分散法、預(yù)聚體混合法和酮亞胺法。7.4.4水性涂料與水性聚氨酯

色漆配方制訂程序7.5.2顏料的分散及穩(wěn)定7.5.3概述7.5.17.5涂料生產(chǎn)設(shè)備與涂料生產(chǎn)過(guò)程涂料生產(chǎn)設(shè)備7.5.4涂料質(zhì)量檢驗(yàn)與性能測(cè)試7.5.6涂料生產(chǎn)工藝過(guò)程7.5.57.5.1概述涂料產(chǎn)品根據(jù)其組成是否含有顏料可分成兩類(lèi)，不含有顏料的稱(chēng)為清漆，涂覆于物體表面可以得到一層透明的涂膜；含有顏料的稱(chēng)為色漆（磁漆），涂覆于物體表面可以得到一層不透明的彩色涂膜，將物體遮蓋起來(lái)。7.5.2色漆配方制訂程序（一）顏料在色漆中的用量顏料是色漆配方中不可缺少的組分之一，根據(jù)在色漆中所起的作用，顏料可分為著色顏料、防銹顏料和體質(zhì)顏料三類(lèi)。1、顏料體積濃度（PVC）顏料體積濃度（PVC）的定義是：在干色漆涂膜中所含顏料的體積百分?jǐn)?shù)。也可以說(shuō)是在色漆配方中顏料的體積占全部不揮發(fā)分（包括基料——成膜物、顏料和填料）體積分?jǐn)?shù)。7.5.2色漆配方制訂程序PVC=顏料和填料的體積/（顏料和填料的體積+成膜物體積）*100%7.5.2色漆配方制訂程序2、顏基比以顏料和基料的質(zhì)量比表示顏料組分在配方中的相對(duì)含量的方法也常常應(yīng)用。顏料與基料的質(zhì)量比簡(jiǎn)稱(chēng)顏基比。它可以定義為在色漆配方中顏料（包括體質(zhì)顏料）的質(zhì)量與基料的質(zhì)量之比。顏基比=（顏料質(zhì)量）：（基料質(zhì)量）7.5.2色漆配方制訂程序表7-12是典型有光色漆中各種顏料的顏料體積濃度（PVC值）范圍7.5.2色漆配方制訂程序（二）基礎(chǔ)配方（標(biāo)準(zhǔn)配方）的擬訂現(xiàn)將其配方擬訂程序敘述如下：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，首先考慮選用哪種成膜物類(lèi)型醇酸樹(shù)脂，以哪種顏料為主，然后確定該漆的不揮發(fā)物含量（固體分，%）是多少，再依次進(jìn)行顏料、溶劑、助劑等的選擇。以白色磁漆為例，其基礎(chǔ)配方如圖7-13所示：7.5.2色漆配方制訂程序（三）生產(chǎn)配方的擬訂生產(chǎn)配方與基礎(chǔ)配方的不同之處主要是：生產(chǎn)配方要確定使用的顏料漿中，顏料與漆基的配比以及其他助劑、溶劑的加入方式，而配方中的PVC要求基本不變。7.5.3顏料的分散及穩(wěn)定（一）色漆——顏料在漆料中的分散體系色漆是由固體粉末狀的顏（填）料，黏稠狀的液體漆料，稀薄的液體溶劑和少量的助劑組成的多相混合物。就色漆本質(zhì)而言，它是將顏料分散在漆料中，而形成的以顏料為分散相（不連續(xù)相），以漆料為連續(xù)相的非均相分散體系。7.5.3顏料的分散及穩(wěn)定（二）顏料分散的過(guò)程顏料的分散經(jīng)過(guò)三個(gè)過(guò)程：潤(rùn)濕、分散和穩(wěn)定1、顏料的潤(rùn)濕（料表面的水分，空氣被漆料置換，并在顏料表面形成新的包覆膜的過(guò)程稱(chēng)為潤(rùn)濕）2、顏料的解聚（研磨與分散）顏料在漆料中的解聚是色漆制造過(guò)程中主要的，消耗能量最大的工序。能使顏料解聚的外力機(jī)械力，是由我們通常使用的研磨分散設(shè)備。7.5.3顏料的分散及穩(wěn)定粉狀顏（填）料的附聚體或聚集體由幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)初級(jí)粒子所組成：7.5.3顏料的分散及穩(wěn)定（三）分散體系的穩(wěn)定1、分散穩(wěn)定的機(jī)理（1）電荷穩(wěn)定作用電荷穩(wěn)定作用是由于電斥力的結(jié)果，電斥力是圍繞該顏料粒子的雙電層產(chǎn)生的。（2）空間位阻穩(wěn)定作用分散在液體漆料中的顏料粒子在不停地運(yùn)動(dòng)著（熱運(yùn)動(dòng)或布朗運(yùn)動(dòng)）7.5.3顏料的分散及穩(wěn)定2、存放期間的穩(wěn)定性穩(wěn)定的顏料分散體，在存放時(shí)不致發(fā)生顏料沉降，以及由于顏料與介質(zhì)間的物理或化學(xué)作用導(dǎo)致體系黏度增加。7.5.3顏料的分散及穩(wěn)定（四）工藝配方在色漆生產(chǎn)時(shí)，需要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)配方規(guī)定首先將加料數(shù)量擴(kuò)大一定的倍數(shù)，使其符合設(shè)備大小的需要，同時(shí)，又要將擴(kuò)大加量后原料分成研磨漆漿加料品種和數(shù)量及調(diào)色制漆階段加料品種和數(shù)量?jī)刹糠郑@種在保證標(biāo)準(zhǔn)配方規(guī)定的各種原料配比的前提下，將投料量按比例擴(kuò)大并將物料分成研磨漆漿加料和調(diào)色制漆加料兩部分后所形成的配方，即工藝配方或稱(chēng)生產(chǎn)配方。7.5.3顏料的分散及穩(wěn)定（五）研磨漆漿的方式1、單顏料磨漿法對(duì)于含有多種顏料的磁漆，可以采用單顏料磨漿的方法制備單顏色研磨漆漿，而在調(diào)色制漆時(shí)采用混合單色漆漿的方法，調(diào)配出規(guī)定顏色的磁漆產(chǎn)品2、多種顏料混合磨漿法3、綜合顏料磨漿法7.5.3顏料的分散及穩(wěn)定（六）研磨漆漿的組成于不同的研磨設(shè)備，研磨漆漿的組成也不同。砂磨機(jī)、球磨機(jī)要求以低黏度的漆料及低顏料體積分?jǐn)?shù)的顏料組成的研磨漆漿。高速分散機(jī)則以低黏度的漆料及高顏料體積分?jǐn)?shù)的顏料組成研磨漆漿。7.5.4涂料生產(chǎn)設(shè)備涂料生產(chǎn)的主要設(shè)備有分散設(shè)備、研磨設(shè)備、調(diào)漆設(shè)備、過(guò)濾設(shè)備、輸送設(shè)備等。（一）分散設(shè)備研磨分散設(shè)備以砂磨機(jī)為主流，與其配套的也改用高速分散機(jī)，它是目前使用最廣泛的預(yù)分散設(shè)備；高速分散機(jī)由機(jī)體、攪拌軸、分散盤(pán)、分散缸等組成。7.5.4涂料生產(chǎn)設(shè)備高速分散機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用成本低、操作方便、維護(hù)和保養(yǎng)容易；2）應(yīng)用范圍廣，配料、分散、調(diào)漆等作業(yè)均可使用，對(duì)于易分散顏料和制造細(xì)度要求不高的涂料，通過(guò)混合、分散、調(diào)漆可直接制成產(chǎn)品；3）效率高，可以一臺(tái)高速分散機(jī)配合數(shù)臺(tái)研磨設(shè)備開(kāi)展工作；4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清洗方便。7.5.4涂料生產(chǎn)設(shè)備（二）研磨設(shè)備研磨設(shè)備是色漆生產(chǎn)的主要設(shè)備，其基本形式可分為兩類(lèi)，一類(lèi)帶自由運(yùn)動(dòng)的研磨介質(zhì)（或稱(chēng)分散介質(zhì)），另一類(lèi)不帶研磨介質(zhì)，依靠抹研力進(jìn)行研磨分散。（三）過(guò)濾設(shè)備（1）袋式過(guò)濾器這種過(guò)濾器的優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣，既可過(guò)濾色漆，也可過(guò)濾漆料和清漆，適用的黏度范圍也很大。7.5.4涂料生產(chǎn)設(shè)備（2）管式過(guò)濾器它的優(yōu)點(diǎn)是：濾芯強(qiáng)度高，拆裝方便，可承受壓力較高，用于要求高的色漆過(guò)濾，但濾芯價(jià)格較高，效率低。（四）輸送設(shè)備7.5.5涂料生產(chǎn)工藝過(guò)程1、清漆生產(chǎn)工藝工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，包括樹(shù)脂溶解、調(diào)漆（主要是調(diào)節(jié)黏度、加入助劑）、過(guò)濾、包裝。2、色漆生產(chǎn)工藝色漆生產(chǎn)工藝是指將顏、填料均勻分散在基料中加工成色漆成品的物料傳遞或轉(zhuǎn)化過(guò)程。核心是顏、填料的分散和研磨，一般包括混合、分散、研磨、過(guò)濾、包裝等工序。7.5.5涂料生產(chǎn)工藝過(guò)程色漆的生產(chǎn)工藝一般分為砂磨機(jī)工藝、球磨機(jī)工藝、三輥機(jī)工藝和軋片工藝。以砂磨機(jī)工藝為例，如圖7-7所示，是砂磨機(jī)工藝流程之一：將其工藝過(guò)程概述