1、LOGO1建筑功能材料建筑功能材料建筑功能材料建筑功能材料 2 2参考文献:参考文献:1 1、化学建材化学建材,杨学稳等编,重庆大学出版社,杨学稳等编,重庆大学出版社,200620062 2、乳胶漆乳胶漆,林宣益编,化学工业出版社,林宣益编,化学工业出版社,200520053 3、建筑防水卷材建筑防水卷材,沈春林等编,化学工业出版社,沈春林等编,化学工业出版社,200420044 4、建筑防水涂料建筑防水涂料,沈春林等编,化学工业出版社,沈春林等编,化学工业出版社,200320035 5、建筑防水密封材料建筑防水密封材料,沈春林等编,化学工业出版社,沈春林等编,化学工业出版社,20032003
2、6 6、化学建材化学建材,张智强等编,张智强等编, ,重庆大学出版社,重庆大学出版社,200020007 7、建筑功能材料建筑功能材料,马保国等编,武汉理工大学出版社,马保国等编,武汉理工大学出版社,201020108 8、建筑功能材料建筑功能材料,张松榆等编,中国建材工业出版社,张松榆等编,中国建材工业出版社,201220123 3 建筑功能材料:建筑功能材料:具有防水、防火、保温、隔热、采光、隔声、装饰等建筑功具有防水、防火、保温、隔热、采光、隔声、装饰等建筑功能、非承重用材料。决定建筑物使用功能和建筑品质。能、非承重用材料。决定建筑物使用功能和建筑品质。 化学建材:化学建材:以有机高分子
3、以有机高分子( (合成合成) )树脂为主干成分树脂为主干成分制成的建筑材料。制成的建筑材料。 化学建材化学建材类型:类型:建筑塑料建筑塑料( (塑料管材、异型材、板材、壁纸及防水卷材等塑料管材、异型材、板材、壁纸及防水卷材等) )、建筑涂料、建筑防水材料、胶粘剂、混凝土外加剂和其他复合材料等。建筑涂料、建筑防水材料、胶粘剂、混凝土外加剂和其他复合材料等。 化学建材在化学建材在土建工程中土建工程中的的作用作用:v1 1、在地基基础工程中,增加地基基础承载力,防治地下水渗透,保护和加强在地基基础工程中,增加地基基础承载力,防治地下水渗透,保护和加强土体,如化学灌浆材料等;土体,如化学灌浆材料等;v
4、2 2、在主体工程中,改善混凝土使用性能,如操作性、稳定性、耐久性或某些在主体工程中,改善混凝土使用性能,如操作性、稳定性、耐久性或某些特殊性能等,如聚合物混凝土、高性能混凝土等;特殊性能等,如聚合物混凝土、高性能混凝土等;v3 3、在配套和装饰工程中,改进建筑物使用功能,如保温、隔热、防水在配套和装饰工程中,改进建筑物使用功能,如保温、隔热、防水 密封、吸光、采光、防火、防腐蚀、美化环境等。密封、吸光、采光、防火、防腐蚀、美化环境等。4 4第一篇 建筑塑料第一章第一章 概述概述第一节第一节 发展塑料建材的意义发展塑料建材的意义v塑料建材的重要特点是塑料建材的重要特点是节能节能。 1 1吨塑料
5、板可代替吨塑料板可代替7070吨钢材,吨钢材,1 1吨塑料包装材料可代替吨塑料包装材料可代替10m10m3 3木材;生产木材;生产1m1m3 3PVCPVC塑料只需塑料只需70KJ70KJ能耗,而钢、铝分别是能耗,而钢、铝分别是PVCPVC的的4.54.5、8.88.8倍。倍。 节能还表现在其密封性能上节能还表现在其密封性能上。 建筑能耗约占总能耗的建筑能耗约占总能耗的30%30%。在房屋建筑中,窗户传热量虽然只占。在房屋建筑中,窗户传热量虽然只占22%22%,略,略低于外墙,但把通过窗户的传热量与低于外墙,但把通过窗户的传热量与缝隙空气渗透量缝隙空气渗透量相加,则约占建筑全部相加,则约占建筑
6、全部能耗的能耗的50%50%。 5 5 在使用能耗方面:在使用能耗方面: 采暖地区塑料窗代替普通金属窗,可节约采暖能耗采暖地区塑料窗代替普通金属窗,可节约采暖能耗303040%40%; 塑料给排水管代替金属管节能达塑料给排水管代替金属管节能达50%50%,提高供水能力,提高供水能力20%20%左右,施工工效提左右,施工工效提高高505060%60%; 塑料线槽线管在住宅中得到普遍应用。塑料线槽线管在住宅中得到普遍应用。 6 6第二节 塑料建材性能特点v加工性能优良加工性能优良 多种方法成型加工,制品形状多样。多种方法成型加工,制品形状多样。v多种功能多种功能 塑料种类多、改变配方或改性可改变塑
7、料性能。塑料种类多、改变配方或改性可改变塑料性能。v轻质性轻质性 塑料比重(塑料比重(0.80.82.22.2)只有钢材的)只有钢材的1/81/81/41/4,混凝土的,混凝土的1/31/3,减轻施工,减轻施工时劳动强度和建筑物自重。时劳动强度和建筑物自重。v装饰出色装饰出色 制品形状、颜色、图案可任意设计。制品形状、颜色、图案可任意设计。v其他特性其他特性 1.1.老化已不是建筑中使用塑料的主要障碍,如塑料管的使用寿命比铸铁老化已不是建筑中使用塑料的主要障碍,如塑料管的使用寿命比铸铁管长,最高可达管长,最高可达5050年;年; 2.2.可燃,按有关规范设计使用;可燃,按有关规范设计使用; 3
8、.3.耐热性差,一般塑料的热变形温度仅耐热性差,一般塑料的热变形温度仅606080 80 ; 4.4.刚性小和易蠕变刚性小和易蠕变, ,不能作建筑结构材料使用;不能作建筑结构材料使用; 7 75.5.热伸缩性大。热伸缩性大。 热膨胀系数是传统建材的热膨胀系数是传统建材的4 4倍以上。倍以上。 为防止热应力积累导致材料破坏,塑料板材拼接时要考虑塑料为防止热应力积累导致材料破坏,塑料板材拼接时要考虑塑料建材的建材的柔性与伸缩性柔性与伸缩性,在塑料管道系统中必须留有,在塑料管道系统中必须留有伸缩节伸缩节。 塑料建材可代钢、代木,具有某些传统建材无法比拟的性能,塑料建材可代钢、代木,具有某些传统建材无
9、法比拟的性能,可显著节省能源,保护生态环境,改善居住环境和条件,提高建可显著节省能源,保护生态环境,改善居住环境和条件,提高建筑物功能筑物功能。8 8第三节 建筑塑料品种和选材原则 塑料建材用树脂主要有塑料建材用树脂主要有PVCPVC、PSPS、PEPE、PPPP、ABSABS、环氧树脂、不饱和聚酯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、脲醛树脂等。树脂、酚醛树脂、脲醛树脂等。 塑料原材料选材塑料原材料选材原则原则:v满足制品满足制品使用性能使用性能要求,如力学性能、尺寸稳定性及热稳定性等;要求,如力学性能、尺寸稳定性及热稳定性等;v根据使用场所选择满足根据使用场所选择满足特殊要求特殊要求的材料
10、,如供水系统选用无毒材料,室内的材料,如供水系统选用无毒材料,室内装饰选用低挥发性材料;装饰选用低挥发性材料;v在满足性能要求的基础上,选用在满足性能要求的基础上,选用低成本低成本材料;材料;v根据制品形状和加工方法,选用具有根据制品形状和加工方法,选用具有良好加工性能良好加工性能材料。材料。9 9第二章 建筑中的树脂和塑料 塑料塑料主要成分:合成树脂(主要成分:合成树脂(胶结材)、胶结材)、助剂助剂和和颜填料颜填料。 第一节第一节 加聚树脂与塑料加聚树脂与塑料v聚氯乙烯(聚氯乙烯(PVCPVC) PVCPVC是建筑中是建筑中应用量最大的应用量最大的塑料,可制成塑料,可制成硬质或软质硬质或软质
11、的,因含氯具有的,因含氯具有自熄自熄性性。 PVCPVC按按聚合方法聚合方法分:悬浮(粉状或悬浮树脂)和乳液聚合(糊状树脂)。分:悬浮(粉状或悬浮树脂)和乳液聚合(糊状树脂)。 粉状粉状PVCPVC分为疏松型(分为疏松型(XSXS)和紧密型()和紧密型(XJXJ),粉状树脂颗粒较大,粒径为),粉状树脂颗粒较大,粒径为3030150m150m,糊状树脂颗粒较细,粒径为,糊状树脂颗粒较细,粒径为0.20.22m2m。 PVC PVC受光热作用易分解,须加入受光热作用易分解,须加入稳定剂,稳定剂,防止和抑制防止和抑制PVCPVC分解。分解。PVCPVC制品长制品长期使用温度不宜超过期使用温度不宜超过
12、5555,经过改性的特殊配方制品耐温可达,经过改性的特殊配方制品耐温可达9090。 糊状糊状PVCPVC用来配制用来配制PVCPVC糊:糊:1 1、增塑糊(塑料溶胶增塑糊(塑料溶胶),由糊状树脂和增塑剂组),由糊状树脂和增塑剂组成,增塑剂比例高,为树脂量的成,增塑剂比例高,为树脂量的8080100%100%,粘度低。,粘度低。2 2、稀释糊(有机溶胶),稀释糊(有机溶胶),增塑剂比例低,同时含有稀释剂使粘度适中便于涂布。增塑剂比例低,同时含有稀释剂使粘度适中便于涂布。 PVC PVC糊主要用作涂布生产糊主要用作涂布生产PVCPVC墙纸和地板等。墙纸和地板等。 1010 粉状树脂用作制备塑料,分
13、粉状树脂用作制备塑料,分硬硬PVCPVC和软和软PVCPVC两大类。前者基本不含或含少两大类。前者基本不含或含少量量增塑剂,机械性能好,但抗冲击性较差,低温时呈脆性。在塑料门窗、塑剂,机械性能好,但抗冲击性较差,低温时呈脆性。在塑料门窗、建筑管道等硬质建筑管道等硬质PVCPVC中,通常加入中,通常加入改性树脂改性树脂来提高抗冲击性能。软质来提高抗冲击性能。软质PVCPVC的的软性变化范围较大,随所加增塑剂量而变。软性变化范围较大,随所加增塑剂量而变。 PVCPVC耐溶剂性较好。常用溶剂为耐溶剂性较好。常用溶剂为四氢呋喃和环己酮四氢呋喃和环己酮,可制成溶剂粘接剂。,可制成溶剂粘接剂。 PVCPV
14、C在建筑中应用较广泛的有门窗、异型材、模板、地板、管道、管件、在建筑中应用较广泛的有门窗、异型材、模板、地板、管道、管件、墙纸、护墙板和防水卷材等。墙纸、护墙板和防水卷材等。 PVCPVC衍生物衍生物: 1.1.氯醋共聚物氯醋共聚物 醋酸乙烯含量愈高,加工性能和溶解性能愈好,但机械性醋酸乙烯含量愈高,加工性能和溶解性能愈好,但机械性能变差。能变差。 低醋酸乙烯含量氯醋共聚物可代替低醋酸乙烯含量氯醋共聚物可代替PVCPVC生产塑料地板等,加生产塑料地板等,加工温度较低,塑化性能好;高醋酸乙烯含量氯醋共聚物溶解性工温度较低,塑化性能好;高醋酸乙烯含量氯醋共聚物溶解性能好,主要用来制造涂料、能好,主
15、要用来制造涂料、PVCPVC印刷油墨等。印刷油墨等。 2.2.氯偏(氯偏(氯乙烯氯乙烯- -偏氯乙烯)偏氯乙烯)共聚物共聚物 主要以乳液形式作为制备涂料的基料,涂膜硬而坚韧。主要以乳液形式作为制备涂料的基料,涂膜硬而坚韧。 3.PVC3.PVC氯化改性后称为氯化改性后称为过氯乙烯树脂过氯乙烯树脂,含氯量可从,含氯量可从56.8%56.8%提高到提高到666667%67%。111212 过氯乙烯树脂性能与过氯乙烯树脂性能与PVCPVC接近,其软化点比相同分子量的接近,其软化点比相同分子量的PVCPVC高,而溶高,而溶解性优于解性优于PVCPVC。 主要配成内外墙和地面涂料,耐老化性很好。主要配成
16、内外墙和地面涂料,耐老化性很好。v聚乙烯(聚乙烯(PEPE) HDPEHDPE、LDPELDPE等。等。结晶性结晶性材料,室温下没有溶剂,高温时某些非极性烃类材料,室温下没有溶剂,高温时某些非极性烃类溶剂如溶剂如四氯化碳和四氢萘四氯化碳和四氢萘可溶解它。能耐大多数酸碱,只有浓硫酸和浓硝可溶解它。能耐大多数酸碱,只有浓硫酸和浓硝酸会缓慢地侵蚀它,酸会缓慢地侵蚀它,PEPE耐低温性和抗冲击性比耐低温性和抗冲击性比PVCPVC好得多,好得多,易燃易燃烧,燃烧烧,燃烧时呈淡蓝色火焰并发生滴落。时呈淡蓝色火焰并发生滴落。 PEPE主要制造防水材料、给排水管、卫生洁具、薄膜、合成木材、装饰主要制造防水材料
17、、给排水管、卫生洁具、薄膜、合成木材、装饰片材和钙塑材料等。片材和钙塑材料等。 商品商品PEPE以以熔融指数(熔融指数(MIMI)分级。分级。 MI MI是在一定温度下(是在一定温度下( PE PE为为190190)用)用2160g2160g的荷重从直径的荷重从直径2.1m2.1m、长长8mm8mm的毛细管中的毛细管中10min10min内挤出的克数。表征聚合物分子量。内挤出的克数。表征聚合物分子量。 PE PE改性物改性物 氯化聚乙烯(氯化聚乙烯(CPECPE),是),是PVCPVC的抗冲击改性剂;的抗冲击改性剂; 氯磺化聚乙烯是弹性体,可提高氯磺化聚乙烯是弹性体,可提高PVCPVC抗冲性;
18、抗冲性; EVAEVA弹性体,可改进弹性体,可改进PVCPVC抗冲性。抗冲性。v聚丙烯(聚丙烯(PPPP) PPPP等规度愈高,结晶度愈高,机械性能愈好。无规等规度愈高,结晶度愈高,机械性能愈好。无规PPPP性能性能很差,为无定形蜡状物质。很差,为无定形蜡状物质。 PP PP等规度等规度一般以在正庚烷中的不溶部分的重量百分数来表一般以在正庚烷中的不溶部分的重量百分数来表示。示。 PPPP密度在通用塑料中最小密度在通用塑料中最小,约,约0.90.9。等规。等规PPPP是结晶性非极性是结晶性非极性聚合物,常温下没有溶剂,高温下溶于聚合物,常温下没有溶剂,高温下溶于高沸点脂肪烃和芳烃高沸点脂肪烃和芳
19、烃,PPPP燃烧性与燃烧性与PEPE接近,易燃且会滴落。接近,易燃且会滴落。131414PPPP的商品等级用熔融指数来表示,测定温度为的商品等级用熔融指数来表示,测定温度为230230 。 PPPP建材制品有管材、卫生洁具(如浴缸和整体淋浴室)、模板等,其纤建材制品有管材、卫生洁具(如浴缸和整体淋浴室)、模板等,其纤维编织物作建筑施工时的大面积维编织物作建筑施工时的大面积保护性网罩保护性网罩。v聚苯乙烯(聚苯乙烯(PSPS) 本体和悬浮聚合本体和悬浮聚合,悬浮聚合,悬浮聚合PSPS为颗粒状,可生为颗粒状,可生产产可发性可发性PSPS。 工业生产的聚苯乙烯类聚合物工业生产的聚苯乙烯类聚合物主要有
20、主要有:通用:通用型聚苯乙烯(型聚苯乙烯(GPPSGPPS)、高抗冲型聚苯乙烯()、高抗冲型聚苯乙烯(HIPSHIPS)、)、可发型聚苯乙烯(可发型聚苯乙烯(EPSEPS)以及苯乙烯的共聚物如)以及苯乙烯的共聚物如ABSABS、SANSAN、ACSACS和和K K树脂等。树脂等。1515 PSPS在建筑中主要以在建筑中主要以泡沫塑料泡沫塑料的形式作为隔热隔音材料,也可制造的形式作为隔热隔音材料,也可制造灯灯具、发光平顶板具、发光平顶板等。等。1. 1. 通用型聚苯乙烯(通用型聚苯乙烯(GPPSGPPS) 分子量约分子量约5 51010万,本体、悬浮万,本体、悬浮等经等经自由基聚合自由基聚合而成
21、。而成。GPPSGPPS透明性好,透明性好,常称作常称作晶状聚苯乙烯晶状聚苯乙烯。 商品商品GPPS GPPS 有有三类三类:高耐热型:分子量高,添加剂少;高耐热型:分子量高,添加剂少;中等流动型:中等分子量,含中等流动型:中等分子量,含1 12%2%矿物油添加剂;高流动型:分子矿物油添加剂;高流动型:分子量低,含量低,含3 34%4%的矿物油。的矿物油。 1616 通用型通用型PSPS性能:性能: 无色透明类似玻璃的塑料,无色透明类似玻璃的塑料,透光度可达透光度可达888892%92%; 机械强度较高,但抗冲性较差,即有机械强度较高,但抗冲性较差,即有脆性脆性; 燃烧时有大量燃烧时有大量黑烟
22、碳束黑烟碳束; 耐溶剂性较差,耐溶剂性较差,能溶于苯、甲苯和乙苯等芳香族溶剂。能溶于苯、甲苯和乙苯等芳香族溶剂。2.2.高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯(HIPSHIPS) 一般采用弹性体(顺丁或丁苯橡胶)对一般采用弹性体(顺丁或丁苯橡胶)对PS PS 进行化学或物理改性。早期采用进行化学或物理改性。早期采用机械混炼法,由于橡胶分散不均匀,增韧效果不明显,因而发展了机械混炼法,由于橡胶分散不均匀,增韧效果不明显,因而发展了接枝聚合接枝聚合法法,即将丁苯橡胶或丁基橡胶溶解于苯乙烯单体中进行本体或悬浮聚合。专,即将丁苯橡胶或丁基橡胶溶解于苯乙烯单体中进行本体或悬浮聚合。专用级用级HIPSHIPS可代替
23、工程塑料。可代替工程塑料。3.3.可发性可发性PSPS(EPS)EPS) 是苯乙烯经悬浮聚合的珠状产品。发泡剂可在聚合过程中加入制得可发性聚是苯乙烯经悬浮聚合的珠状产品。发泡剂可在聚合过程中加入制得可发性聚苯乙烯珠粒,也可在成型时加入,经加热加压使发泡剂渗入苯乙烯珠粒,也可在成型时加入,经加热加压使发泡剂渗入PSPS珠粒中珠粒中1717溶胀而得溶胀而得EPSEPS珠粒,常用发泡剂是珠粒,常用发泡剂是正戊烷。正戊烷。vABSABS塑料塑料 丙烯腈丙烯腈使使ABSABS有良好耐化学性及表面硬度,有良好耐化学性及表面硬度,丁二烯丁二烯使使ABSABS坚韧,坚韧,苯乙烯苯乙烯使它使它有良好加工性能。有
24、良好加工性能。 ABS ABS树脂制备方法有混炼法和接枝共聚法,主要采用树脂制备方法有混炼法和接枝共聚法,主要采用接枝共聚法。接枝共聚法。生产的生产的ABS ABS 树脂中单体含量范围为:丙烯腈树脂中单体含量范围为:丙烯腈202030%30%,丁二烯,丁二烯6 630%30%,苯乙烯,苯乙烯454570%70%。 ABS ABS具有坚韧、质硬、刚性具有坚韧、质硬、刚性等优异力学性能,广泛用作等优异力学性能,广泛用作工程工程塑料塑料。ABSABS为不透明塑料,呈浅为不透明塑料,呈浅象牙色。象牙色。 ABSABS在建筑中可制造管道、在建筑中可制造管道、模板、异型板材等。模板、异型板材等。1818v
25、聚醋酸乙烯酯(聚醋酸乙烯酯(PVAcPVAc) 溶液和乳液聚合溶液和乳液聚合生产。生产。 溶液聚合溶剂为甲醇或乙醇,聚醋酸乙烯酯溶液可直接作溶液聚合溶剂为甲醇或乙醇,聚醋酸乙烯酯溶液可直接作PVA PVA 的原料或加工成粘合剂。聚醋酸乙烯酯乳液可直接作粘合剂(白的原料或加工成粘合剂。聚醋酸乙烯酯乳液可直接作粘合剂(白胶)或内墙涂料基料。胶)或内墙涂料基料。 PVAc PVAc软化点软化点低,仅低,仅4040左右,左右,不能作塑料制品,不能作塑料制品,大量作大量作聚乙烯醇和聚乙烯醇和聚乙烯醇缩甲醛的原料。聚乙烯醇缩甲醛的原料。1919v聚乙烯醇及其缩醛聚乙烯醇及其缩醛 PVAPVA易溶于易溶于8
26、0809090的热水,的热水,PVAPVA可生产内墙可生产内墙涂料和粘合剂涂料和粘合剂。聚乙烯醇缩醛。聚乙烯醇缩醛中含有中含有乙酰基、羟基、缩醛基乙酰基、羟基、缩醛基,其性能也取决于这三种基团的比例。,其性能也取决于这三种基团的比例。v丙烯酸类树脂(丙烯酸类树脂(ACAC) 丙烯酸类单体的丙烯酸类单体的均聚物和共聚物均聚物和共聚物。有。有本体和悬浮聚合本体和悬浮聚合。本体为主要方法,。本体为主要方法,可直接得到有机玻璃。悬浮法得到可直接得到有机玻璃。悬浮法得到模塑粉模塑粉。 PMMAPMMA是是透光率最高透光率最高的一种塑料,透光率的一种塑料,透光率达达92%92%,但,但表面硬度表面硬度比无
27、机玻璃差,比无机玻璃差,易划伤。易划伤。 应用最多的是应用最多的是聚甲基丙烯酸甲酯(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMAPMMA),即),即有机玻璃有机玻璃,大量作,大量作窗玻璃窗玻璃代代用品,还可制作外墙装饰板、浴缸等。用品,还可制作外墙装饰板、浴缸等。2020第二节 缩聚树脂与塑料v酚醛树脂(酚醛树脂(PFPF) 酚类有苯酚、甲酚、二甲酚;醛类有甲醛、糠醛等,主要是酚类有苯酚、甲酚、二甲酚;醛类有甲醛、糠醛等,主要是苯酚苯酚- -甲醛甲醛缩聚物缩聚物。 以酸(如以酸(如HClHCl)为催化剂,酚与醛比例)为催化剂,酚与醛比例1 1时可合成时可合成热塑性酚醛树脂,热塑性酚醛树脂,为松香状;以碱为催化剂
28、(如为松香状;以碱为催化剂(如NHNH3 3、Ba(OH)Ba(OH)2 2、NaOHNaOH等),且甲醛过量时,等),且甲醛过量时,是是热固性酚醛树脂热固性酚醛树脂。 热塑性与热固性酚醛树脂可相互转化热塑性与热固性酚醛树脂可相互转化,热塑性用甲醛处理可转变成热,热塑性用甲醛处理可转变成热固性,热固性在酸性介质中用苯酚处理可变成热塑性。固性,热固性在酸性介质中用苯酚处理可变成热塑性。 热固性酚醛树脂加热自身可固化热固性酚醛树脂加热自身可固化;热塑性酚醛树脂须加入固化剂固化,热塑性酚醛树脂须加入固化剂固化,常用固化剂是六次甲基四胺(俗称乌洛托品)。常用固化剂是六次甲基四胺(俗称乌洛托品)。 热塑
29、性酚醛树脂与乌洛托品、木粉等混合,加热混炼使树脂变为热塑性酚醛树脂与乌洛托品、木粉等混合,加热混炼使树脂变为B B阶树阶树脂,再粉碎即得脂,再粉碎即得PFPF模塑粉(电木粉模塑粉(电木粉)。)。 酚醛树脂可制清漆、层压和模压塑料、泡沫塑料(发泡剂有酚醛树脂可制清漆、层压和模压塑料、泡沫塑料(发泡剂有 (NHNH4 4)2 2SOSO4 4、CaHSOCaHSO3 3等)、建筑小五金。等)、建筑小五金。2121v氨基树脂氨基树脂 主要有主要有脲甲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂(密胺树脂)。脲甲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂(密胺树脂)。 1. 1. 脲甲醛树脂(脲甲醛树脂(UFUF) 由由脲(尿素)与甲醛脲
30、(尿素)与甲醛缩聚制得。主要由缩聚制得。主要由加成反应和缩合反应加成反应和缩合反应两步得到线两步得到线形或带支链的聚合物。成型过程中通过加热和加入草酸、邻苯二甲酸等形或带支链的聚合物。成型过程中通过加热和加入草酸、邻苯二甲酸等固固化促进剂(又称为催化剂或变定剂)化促进剂(又称为催化剂或变定剂)形成交联网状结构。形成交联网状结构。 脲甲醛树脂用作塑料仅占总产量的脲甲醛树脂用作塑料仅占总产量的1/101/10,作塑料主要加工成,作塑料主要加工成模塑粉(电模塑粉(电玉粉),玉粉),可制作建筑小五金,大量用作粘合剂和涂料。可制作建筑小五金,大量用作粘合剂和涂料。 2. 2. 三聚氰胺甲醛树脂(三聚氰胺
31、甲醛树脂(MFMF) MFMF耐水性、电气绝缘性均比耐水性、电气绝缘性均比UFUF好。好。 MFMF除用作模塑料外,还可注塑成层压塑料,可用机械发泡制成现场发泡除用作模塑料外,还可注塑成层压塑料,可用机械发泡制成现场发泡泡沫塑料,作空心墙的隔热层及粘结剂。泡沫塑料,作空心墙的隔热层及粘结剂。v不饱和聚酯树脂(不饱和聚酯树脂(UPUP) 由由不饱和及部分饱和二元酸(或酸酐)与饱和二元醇不饱和及部分饱和二元酸(或酸酐)与饱和二元醇经缩聚获得线形初经缩聚获得线形初聚物,在缩聚反应时加入聚物,在缩聚反应时加入乙烯类乙烯类单体制成粘稠液体经固化而得制品。单体制成粘稠液体经固化而得制品。 2222 原料组
32、成:原料组成: 1. 1. 二元酸二元酸 不饱和二元酸不饱和二元酸:顺丁烯二酸酐(马来酸酐)、反丁烯二酸(富马酸);:顺丁烯二酸酐(马来酸酐)、反丁烯二酸(富马酸); 饱和二元酸饱和二元酸:邻苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸等。:邻苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸等。 2. 2. 二元醇:丙二醇、丁二醇及其缩合体等,一般采用二元醇:丙二醇、丁二醇及其缩合体等,一般采用丙二醇丙二醇。 3. 3. 交联单体:交联单体:苯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯。甲基丙烯酸甲酯。 4. 4. 引发剂:常用引发剂:常用氧化还原引发剂氧化还原引发剂,如过氧化环己酮和环烷酸钴,过氧化苯甲,如过氧化环己酮和环烷酸钴,过氧化苯甲
33、酰和二甲基苯胺。酰和二甲基苯胺。 5. 5. 添加剂添加剂 延长不饱和聚酯初聚物存放时间的延长不饱和聚酯初聚物存放时间的阻聚剂阻聚剂; 调节树脂流变性的调节树脂流变性的触变剂触变剂。 不饱和聚酯不饱和聚酯优点优点:工艺性好,可不加压或低压成型。:工艺性好,可不加压或低压成型。缺点:缺点:固化收缩率大,固化收缩率大,为为7 78%8%,加工时单体易挥发,劳动条件差。,加工时单体易挥发,劳动条件差。 主要用来制作主要用来制作玻璃钢(约占整个树脂用量的玻璃钢(约占整个树脂用量的80%80%),),还可制造还可制造非增强模非增强模塑制品塑制品,如卫生洁具、人造大理石、塑料涂布地板等。,如卫生洁具、人造
34、大理石、塑料涂布地板等。2323v环氧树脂(环氧树脂(EPEP) 环氧树脂种类多,典型而用途广泛的是环氧树脂种类多,典型而用途广泛的是环氧氯丙烷与双酚环氧氯丙烷与双酚A A经缩聚得到经缩聚得到的的双酚双酚A A型环氧树脂型环氧树脂,其产量占,其产量占90%90%以上。以上。 环氧树脂环氧树脂固化:固化: 一是一是环氧基与环氧基与含活泼氢化合物含活泼氢化合物化学反应而固化,如多元脂肪胺、多元化学反应而固化,如多元脂肪胺、多元芳胺、多乙烯多胺、多元酸及酸酐、分子量低的聚酰胺、聚酯、酚醛、密芳胺、多乙烯多胺、多元酸及酸酐、分子量低的聚酰胺、聚酯、酚醛、密胺等树脂;胺等树脂; 二是二是叔胺、路易斯酸等
35、叔胺、路易斯酸等催化剂催化剂作用下作用下环氧基聚合环氧基聚合而交联。而交联。环氧树脂分子量环氧树脂分子量可用环氧当量或环氧值表示。可用环氧当量或环氧值表示。环氧当量环氧当量是含有是含有1 1克当量克当量环氧基的树脂克数;环氧基的树脂克数;环氧值环氧值是是100100克环氧树脂中含有环氧基克当量数。克环氧树脂中含有环氧基克当量数。环环氧值氧值=100/=100/环氧当量环氧当量,若环氧树脂为线形结构且分子两端为环氧基,则分,若环氧树脂为线形结构且分子两端为环氧基,则分子量为环氧当量的两倍,即:分子量子量为环氧当量的两倍,即:分子量=2=2环氧当量。环氧当量。 未固化环氧树脂是线形热塑性树脂,为高
36、粘度流体或低熔点固体,易未固化环氧树脂是线形热塑性树脂,为高粘度流体或低熔点固体,易溶于溶于丙酮和二甲苯丙酮和二甲苯等溶剂。等溶剂。 环氧树脂性能:与各种材料有很强粘结力,固化收缩率低(环氧树脂性能:与各种材料有很强粘结力,固化收缩率低(2%2%),工),工艺性好,可室温低压成型,但粘度较高。艺性好,可室温低压成型,但粘度较高。 2424 环氧树脂用途:环氧树脂用途:增强塑料、浇铸塑料增强塑料、浇铸塑料(大约百分之九十电子仪器的浇铸(大约百分之九十电子仪器的浇铸和密封均采用液体环氧树脂)、泡沫塑料、和密封均采用液体环氧树脂)、泡沫塑料、粘合剂和涂料粘合剂和涂料等。等。v聚氨酯树脂(聚氨酯树脂(
37、PUPU) 分子链中含有许多重复的分子链中含有许多重复的氨基甲酸酯基团的氨基甲酸酯基团的聚合物统称为聚合物统称为聚氨基甲酸聚氨基甲酸酯(简称聚氨酯)。酯(简称聚氨酯)。 按使用按使用单体不同单体不同,可制成,可制成热塑性塑料热塑性塑料,用于合成革、弹性体、工业制,用于合成革、弹性体、工业制品、涂料、粘合剂等,也可制成品、涂料、粘合剂等,也可制成热固性树脂热固性树脂,用于软质、硬质和半硬质塑,用于软质、硬质和半硬质塑料,聚氨酯弹性体,聚氨酯泡沫等。料,聚氨酯弹性体,聚氨酯泡沫等。 聚氨酯聚氨酯原料:多异氰酸酯、多元醇、扩链剂、催化剂。原料:多异氰酸酯、多元醇、扩链剂、催化剂。 1. 1. 多异氰
38、酸酯多异氰酸酯 异氰酸酯基团活泼,可与醇、胺、酸、水和苯酚等异氰酸酯基团活泼,可与醇、胺、酸、水和苯酚等含活泼氢化合物含活泼氢化合物反应。反应。聚氨酯产品中聚氨酯产品中95%95%以上使用芳香族异氰酸酯以上使用芳香族异氰酸酯。 常用异氰酸酯:甲苯二异氰酸酯常用异氰酸酯:甲苯二异氰酸酯(TDITDI)、)、二苯基甲烷异氰酸酯二苯基甲烷异氰酸酯(MDIMDI)。 25252. 2. 多元醇多元醇 多元醇是构成聚氨酯结构中的多元醇是构成聚氨酯结构中的弹性部分(软段)的母体弹性部分(软段)的母体,通,通常都制成常都制成预聚物预聚物。最常用的是。最常用的是聚醚型和聚酯型多元醇聚醚型和聚酯型多元醇。聚醚型
39、多。聚醚型多元醇主要有聚氧化丙烯醚二醇和聚四氢呋喃醚二醇,通常用多元元醇主要有聚氧化丙烯醚二醇和聚四氢呋喃醚二醇,通常用多元醇和环氧丙烷反应而成。聚酯二元醇是以二元酸如邻苯二甲酸、醇和环氧丙烷反应而成。聚酯二元醇是以二元酸如邻苯二甲酸、己二酸和多元醇如乙二醇、甘油等缩聚而得。己二酸和多元醇如乙二醇、甘油等缩聚而得。 通常用通常用羟值羟值表示聚醚或聚酯多元醇的表示聚醚或聚酯多元醇的羟基含量羟基含量,即,即1 1克树脂中克树脂中含有的羟基相当于含有的羟基相当于KOHKOH的毫克数。羟值越大,羟基含量越高。用的毫克数。羟值越大,羟基含量越高。用于合成于合成PUPU的聚醚或聚酯的羟值为的聚醚或聚酯的羟
40、值为5050800800。低羟值低羟值的用来生产的用来生产软软质质PUPU,高羟值,高羟值的用来生产的用来生产硬质硬质PUPU。3. 3. 扩链剂扩链剂 典型扩链剂是典型扩链剂是低分子量二元醇和二元胺低分子量二元醇和二元胺,与异氰酸酯反应形成与异氰酸酯反应形成聚氨酯中的硬段聚氨酯中的硬段。常用扩链剂是乙二醇、丁二醇和丙三醇,最重。常用扩链剂是乙二醇、丁二醇和丙三醇,最重要的是丁二醇,二元胺大多是芳香族二元胺。要的是丁二醇,二元胺大多是芳香族二元胺。2626 4. 4. 常用催化剂是常用催化剂是二氮二环辛烷二氮二环辛烷 聚氨酯制备时,聚氨酯制备时,首先合成预聚体,使用时扩链反应首先合成预聚体,使
41、用时扩链反应形成软和硬泡沫塑形成软和硬泡沫塑料、弹性体、涂料、粘合剂和密封剂等。料、弹性体、涂料、粘合剂和密封剂等。 聚氨酯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料占聚氨酯总产量的占聚氨酯总产量的90%90%左右左右。聚氨酯性能优异,强度高,。聚氨酯性能优异,强度高,耐化学性好,聚合简单,可在常温常压下聚合,耐化学性好,聚合简单,可在常温常压下聚合,可在施工现场发泡,可在施工现场发泡,异氰异氰酸酯有一定毒性。酸酯有一定毒性。v有机硅聚合物(聚有机硅氧烷)有机硅聚合物(聚有机硅氧烷) 单体为氯硅烷单体为氯硅烷,水解后得单官能团、双官能团和三官能团,水解后得单官能团、双官能团和三官能团三种硅醇三种硅醇单单体。有机硅
42、聚合物主要有硅油、硅树脂和硅橡胶,其中硅油占体。有机硅聚合物主要有硅油、硅树脂和硅橡胶,其中硅油占60%60%,硅橡,硅橡胶占胶占25%25%,硅树脂占,硅树脂占15%15%。 1. 1. 硅油硅油 二官能团单体二官能团单体经水解缩聚后的产物,常用的是经水解缩聚后的产物,常用的是甲基硅油甲基硅油。硅油用作高温传热介质、润滑剂、消泡剂和脱模剂、绝缘散热油、液体硅油用作高温传热介质、润滑剂、消泡剂和脱模剂、绝缘散热油、液体弹簧、吸振器及医用品等。弹簧、吸振器及医用品等。 2. 2. 硅树脂硅树脂 由由二官能团单体和三官能团二官能团单体和三官能团单体经水解缩聚而得的单体经水解缩聚而得的支链形树脂支链
43、形树脂。溶剂。溶剂为甲苯、二甲苯,并加入催化剂,主要用于制漆,还适合作塑料。为甲苯、二甲苯,并加入催化剂,主要用于制漆,还适合作塑料。 27273. 3. 硅橡胶硅橡胶 和硅油所用单体相同和硅油所用单体相同,分子量达到,分子量达到401040104 4801080104 4时可得硅时可得硅橡胶。常见的是橡胶。常见的是聚二甲基硅橡胶聚二甲基硅橡胶。 硅橡胶可作高低温密封材料、耐热、耐寒、耐臭氧、耐电晕绝硅橡胶可作高低温密封材料、耐热、耐寒、耐臭氧、耐电晕绝缘材料、隔热材料、医学人工器官、整形材料等。缘材料、隔热材料、医学人工器官、整形材料等。 有机硅聚合物有机硅聚合物性能性能:(1 1)硅氧键能
44、高硅氧键能高,耐热性较好,耐热温度为,耐热性较好,耐热温度为200200500500;(2 2)分子主链外侧为一层非极性烃基分子主链外侧为一层非极性烃基,憎水性优异,电绝缘性好;,憎水性优异,电绝缘性好;(3 3)耐寒性好耐寒性好,耐寒温度为,耐寒温度为 - 60 - 60。 有机硅材料的疏水性有机硅材料的疏水性282929第三节 玻璃纤维增强塑料(GRP) 玻璃钢(玻璃钢(GRPGRP):):玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂等热固性塑料。树玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂等热固性塑料。树脂也可用酚醛树脂,纤维也可用碳纤维、硼纤维及聚合物纤维等。脂也可用酚醛树脂,纤维也可用碳纤维、硼纤维及聚合
45、物纤维等。 玻璃纤维按玻璃纤维按直径分:直径分:粗纤维直径大于粗纤维直径大于30m30m;中级纤维直径为;中级纤维直径为101030m30m;高级纤维直径为高级纤维直径为3 39m9m,供纺织成玻纤布。,供纺织成玻纤布。 玻璃玻璃纤维按纤维按化学成分:化学成分:有碱,含碱量大于有碱,含碱量大于10%10%;中碱,含碱量;中碱,含碱量2 26%6%;无碱,;无碱,含碱量小于含碱量小于1%1%。含碱量是指玻璃中碱金属含量,含碱量是指玻璃中碱金属含量,含碱量高的玻璃纤维耐酸碱含碱量高的玻璃纤维耐酸碱性较差。性较差。 GRPGRP机械强度高,机械强度高,比强度超过一般钢材比强度超过一般钢材。GRPGR
46、P作结构材料使用时,由于弹性作结构材料使用时,由于弹性模量比钢材低得多,刚性小,一般只能承受自重或较小的负荷。模量比钢材低得多,刚性小,一般只能承受自重或较小的负荷。v玻璃纤维制品类别玻璃纤维制品类别 有有纱、纺织布、毡、无纺布等。纱、纺织布、毡、无纺布等。3030vGRPGRP成型方法成型方法 有手糊法、喷射法(适于短切纤维)、模压法、缠绕法、挤拉有手糊法、喷射法(适于短切纤维)、模压法、缠绕法、挤拉成型法等。成型法等。 GRPGRP在建筑中用作屋面材料和墙面围护材料的在建筑中用作屋面材料和墙面围护材料的GRPGRP板材,板材,GRPGRP的的模制品有浴缸、水箱等,模制品有浴缸、水箱等,GR
47、PGRP的大口径管道可作地下排水管道。的大口径管道可作地下排水管道。3131第四节 聚氯乙烯(PVC)塑料原材料及配方 塑料大多是多组分体系,由塑料大多是多组分体系,由基体材料基体材料(树脂和塑料辅助材料)和(树脂和塑料辅助材料)和添加添加剂剂组成。组成。vPVCPVC树脂树脂 树脂是主要成分,含量为树脂是主要成分,含量为4040100%100%。作用。作用:决定塑料基本特性;粘结:决定塑料基本特性;粘结作用,将各种辅助材料粘结在一起。作用,将各种辅助材料粘结在一起。 加入添加剂目的:加入添加剂目的:改善成型和使用性能,延长寿命和降低成本。添加改善成型和使用性能,延长寿命和降低成本。添加剂有剂
48、有十几个大类,上百个品种十几个大类,上百个品种。v增塑剂增塑剂 使聚合物塑性增加的物质称为使聚合物塑性增加的物质称为增塑剂增塑剂。增塑剂是具有极性或部分极性。增塑剂是具有极性或部分极性的高沸点、难挥发、与聚合物有良好相容性的液体或低熔点固体。的高沸点、难挥发、与聚合物有良好相容性的液体或低熔点固体。 增塑剂分为增塑剂分为主增塑剂和副增塑剂主增塑剂和副增塑剂。主增塑剂与树脂相容性好,塑化效。主增塑剂与树脂相容性好,塑化效率高,挥发性低,渗透性小。率高,挥发性低,渗透性小。常用的有常用的有邻苯二甲酸酯类和磷酸酯类。邻苯二甲酸酯类和磷酸酯类。副增副增塑剂(辅助增塑剂)塑剂(辅助增塑剂)与聚合物相容性
49、差,与主增塑剂并用以降低成本。与聚合物相容性差,与主增塑剂并用以降低成本。副副增塑剂有增塑剂有脂肪族二元酸酯等耐寒型和环酯型增塑剂。脂肪族二元酸酯等耐寒型和环酯型增塑剂。 增塑剂增塑剂用于用于PVCPVC、ABSABS及聚醋酸乙烯酯为原料的塑料制品中。及聚醋酸乙烯酯为原料的塑料制品中。 3232 增塑剂性能增塑剂性能:(1 1)相容性好。否则)相容性好。否则增塑剂易渗出到产品表面,影响成型加工和产品性能。增塑剂易渗出到产品表面,影响成型加工和产品性能。(2 2)增塑效率高。增塑剂使塑料性能变化的程度。)增塑效率高。增塑剂使塑料性能变化的程度。增塑效率增塑效率以改变树脂的一定以改变树脂的一定量物
50、理性能(如硬度、模量等)时所需加入增塑剂的数量来表示,一般以量物理性能(如硬度、模量等)时所需加入增塑剂的数量来表示,一般以邻苯二甲酸二辛酯作为基础邻苯二甲酸二辛酯作为基础100100。(3 3)耐久性好。指增塑剂不易从塑料制品中)耐久性好。指增塑剂不易从塑料制品中挥发、抽出、迁移,挥发、抽出、迁移,三者是增塑剂三者是增塑剂向不同介质表面移动的性能。向不同介质表面移动的性能。(4 4)光、热稳定性。)光、热稳定性。(5 5)耐寒性。)耐寒性。 常用增塑剂:常用增塑剂:邻苯二甲酸二辛酯、二异辛酯和二丁酯,癸二酸二辛酯,邻苯二甲酸二辛酯、二异辛酯和二丁酯,癸二酸二辛酯,己二酸二辛酯,磷酸三丁酯,磷
51、酸三甲酚酯环氧油类,氯化石蜡,环氧大己二酸二辛酯,磷酸三丁酯,磷酸三甲酚酯环氧油类,氯化石蜡,环氧大豆油,石油(磺酸苯)酯。豆油,石油(磺酸苯)酯。 增塑机理:增塑机理:非极性增塑剂非极性增塑剂是通过聚合物与增塑剂间的溶剂化作用,增大是通过聚合物与增塑剂间的溶剂化作用,增大分子间距离,削弱聚合物间作用力达到增塑。分子间距离,削弱聚合物间作用力达到增塑。极性增塑剂极性增塑剂是极性基团与聚是极性基团与聚合物极性基团相互作用,而非极性部分把聚合物的极性基团屏蔽起来,从合物极性基团相互作用,而非极性部分把聚合物的极性基团屏蔽起来,从而削弱聚合物分子间作用力。而削弱聚合物分子间作用力。v稳定剂稳定剂 塑
52、料在光、热、氧、射线及细菌等作用下降解、变色,物理性能随之变塑料在光、热、氧、射线及细菌等作用下降解、变色,物理性能随之变坏,最后丧失使用价值,这就是坏,最后丧失使用价值,这就是老化现象。老化现象。 抑制或减缓老化现象的物质称为抑制或减缓老化现象的物质称为稳定剂稳定剂。 稳定剂按作用稳定剂按作用分为分为:抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂。:抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂。33331. 1. 热稳定剂热稳定剂 用于用于PVCPVC及其共聚物。及其共聚物。主要作用主要作用是中和是中和PVCPVC分解出来的分解出来的HCIHCI,防止大分,防止大分子进一步断链。子进一步断链。 常用热稳定剂有常用热稳定剂有金属
53、盐类或皂类、有机锡类、环氧化油和酯类、螯合金属盐类或皂类、有机锡类、环氧化油和酯类、螯合剂等。剂等。 金属盐类金属盐类如三盐基性硫酸铅和二盐基性亚磷酸铅,主要作用是结合脱如三盐基性硫酸铅和二盐基性亚磷酸铅,主要作用是结合脱出的氯化氢;出的氯化氢; 金属皂类如硬脂酸、月桂酸和蓖麻油酸的镉、钡、钙、锌等二价金属金属皂类如硬脂酸、月桂酸和蓖麻油酸的镉、钡、钙、锌等二价金属盐,盐,金属皂类既能与氯化氢反应,又可置换金属皂类既能与氯化氢反应,又可置换PVCPVC分子链的不稳定氯原子,分子链的不稳定氯原子,是兼具是兼具润滑润滑的热稳定剂;的热稳定剂; 有机锡类有机锡类是含碳是含碳- -锡键的烷基化锡的衍生
54、物,主要产品有月桂酸二丁锡键的烷基化锡的衍生物,主要产品有月桂酸二丁基锡。基锡。2. 2. 光稳定剂光稳定剂 紫外线光波长,一般为紫外线光波长,一般为290290400m400m,具有,具有313313418KJ/mol418KJ/mol的能量,足的能量,足以使大分子断链,发生光降解。以使大分子断链,发生光降解。 34 可抑制光老化的物质称为可抑制光老化的物质称为光稳定剂光稳定剂。 光稳定剂按作用机理可分为光稳定剂按作用机理可分为紫外线吸收剂、光屏蔽剂、猝灭紫外线吸收剂、光屏蔽剂、猝灭剂和自由基捕捉剂等。剂和自由基捕捉剂等。 光屏蔽剂光屏蔽剂如炭黑、氧化锌和二如炭黑、氧化锌和二氧化钛等;氧化钛
55、等; 猝灭剂猝灭剂是一类是一类含镍的盐类和含镍、钴的金属有机物含镍的盐类和含镍、钴的金属有机物,猝灭剂,猝灭剂能在瞬间把受到紫外光照射后处于激发态分子的激发能量转移,能在瞬间把受到紫外光照射后处于激发态分子的激发能量转移,使分子再回到稳定的基态,从而避免光、氧老化。使分子再回到稳定的基态,从而避免光、氧老化。3535v润滑剂润滑剂 改善塑料在成型加工时的改善塑料在成型加工时的流动性和脱模性流动性和脱模性的添加剂。的添加剂。 挤出挤出PVCPVC型材中的型材中的常用润滑剂:常用润滑剂: 金属皂类,如硬脂酸铅、钡、镉等;石蜡和低分子量聚乙烯;金属皂类,如硬脂酸铅、钡、镉等;石蜡和低分子量聚乙烯;
56、脂肪酸及其酯类,如硬脂酸、硬脂酸单甘油酯、油酸酯、高级醇酸复脂肪酸及其酯类,如硬脂酸、硬脂酸单甘油酯、油酸酯、高级醇酸复合酯等。合酯等。v着色剂着色剂 使塑料着色的助剂。有颜料和染料之分,塑料中不采用染料。使塑料着色的助剂。有颜料和染料之分,塑料中不采用染料。 v填充增强剂填充增强剂 常用常用填充剂有填充剂有碳酸钙、滑石粉和木粉等;大部分碳酸钙、滑石粉和木粉等;大部分增强剂增强剂是高强度纤维是高强度纤维性物质,如玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维等。性物质,如玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维等。v阻燃剂阻燃剂 一般含有一般含有卤素、锑、硼、锆、磷和氮的化合物卤素、锑、硼、锆、磷和氮的化合物均可作阻燃剂。如三
57、氧均可作阻燃剂。如三氧化二锑是硬质化二锑是硬质PVCPVC常用的阻燃剂,磷酸酯和氯化石蜡是常用的阻燃剂,磷酸酯和氯化石蜡是具有阻燃性的增塑具有阻燃性的增塑剂剂,是软质制品常用的阻燃剂。,是软质制品常用的阻燃剂。 3636 偶联剂(表面化学处理剂)偶联剂(表面化学处理剂) 指改善无机和有机材料界面结合的化合物。偶联剂分子中含有指改善无机和有机材料界面结合的化合物。偶联剂分子中含有两种不同两种不同性质的活性基团,一种性质的活性基团,一种能与无机材料表面的化学基团能与无机材料表面的化学基团反应反应形成高强度化学形成高强度化学键;键;另一种另一种具有亲有机物质的基团,可与有机分子具有亲有机物质的基团,
58、可与有机分子反应或反应或进行进行物理缔结物理缔结。 主要有主要有4 4类类: 1 1、有机酸氯化铬络合物类。常用的是、有机酸氯化铬络合物类。常用的是甲基丙烯酸氯化铬的络合物甲基丙烯酸氯化铬的络合物,又称,又称“沃蓝沃蓝”。可作为环氧、聚酯、酚醛树脂等玻璃纤维增强塑料的偶联剂。可作为环氧、聚酯、酚醛树脂等玻璃纤维增强塑料的偶联剂。 2 2、有机硅烷类、有机硅烷类 化学通式为化学通式为R Rn nSiXSiX4-n4-n,R,R代表乙烯基、环氧基、氨基、巯基等,这些基团代表乙烯基、环氧基、氨基、巯基等,这些基团能与树脂端作用;能与树脂端作用;X X代表能水解的甲氧基、乙氧基等;代表能水解的甲氧基、
59、乙氧基等;n n代表数字代表数字1 1、2 2或或3 3(常用的为(常用的为1 1)。)。 硅烷类偶联剂硅烷类偶联剂对树脂有选择性对树脂有选择性,如不饱和聚酯应选有双键的偶联剂;环,如不饱和聚酯应选有双键的偶联剂;环氧和酚醛树脂要选择含有环氧基和氨基的偶联剂。氧和酚醛树脂要选择含有环氧基和氨基的偶联剂。 此类偶联剂可用于多种无机填料,但效果有差异,如此类偶联剂可用于多种无机填料,但效果有差异,如对石英粉和白炭黑对石英粉和白炭黑效果最好,碳酸钙欠佳。效果最好,碳酸钙欠佳。 37373 3、钛酸酯类、钛酸酯类 用于热塑性塑料中添加的用于热塑性塑料中添加的干燥填料(如碳酸钙等)的偶联效果干燥填料(如
60、碳酸钙等)的偶联效果较好。钛酸酯类与硅烷类偶联剂并用有协同效应。较好。钛酸酯类与硅烷类偶联剂并用有协同效应。4 4、锆类锆类 含有含有铝酸锆的低分子无机聚合物铝酸锆的低分子无机聚合物,分子主链上络合着,分子主链上络合着两种有机两种有机配位体,一种配位体,一种赋予偶联剂对水解有良好稳定性,赋予偶联剂对水解有良好稳定性,另一种另一种赋予偶联赋予偶联剂有良好反应性。剂有良好反应性。 可用于多种合成树脂和填料,用于碳酸钙、石英粉、钛白、陶可用于多种合成树脂和填料,用于碳酸钙、石英粉、钛白、陶土等粉状填料具有土等粉状填料具有表面改性和偶联表面改性和偶联双重效果。双重效果。 其他助剂:改性剂、发泡剂、抗静
61、电剂、交联剂、防霉剂等。其他助剂:改性剂、发泡剂、抗静电剂、交联剂、防霉剂等。3838第三章第三章 塑料成型方法塑料成型方法 塑料制品生产中,大部分聚合物必须与其他物料混合,即进行塑料原料配塑料制品生产中,大部分聚合物必须与其他物料混合,即进行塑料原料配制。制。塑料配制塑料配制工艺过程:工艺过程: (1 1)混合:指固体状粉料混合;)混合:指固体状粉料混合; (2 2)捏合:指固体状粉料(或纤维状料)和液体物料的浸渍和混合;)捏合:指固体状粉料(或纤维状料)和液体物料的浸渍和混合; (3 3)塑炼:指塑性物料与液体或固体状物料混合。)塑炼:指塑性物料与液体或固体状物料混合。 塑料制品塑料制品生
62、产系统生产系统主要由成型、机械加工、修饰和装配四个过程组成。主要由成型、机械加工、修饰和装配四个过程组成。 成型成型是将各种形态的塑料制成所需形状的制品和半成品;是将各种形态的塑料制成所需形状的制品和半成品; 机械加工机械加工是在成型后的制件上进行车、铣、钻孔等,用来完成成型过程中是在成型后的制件上进行车、铣、钻孔等,用来完成成型过程中不能完成或完成得不够精细的一些工作;不能完成或完成得不够精细的一些工作; 修饰修饰是美化塑料制品的表观;是美化塑料制品的表观; 装配装配是将各个已经完成的部件连接或配套成为完整制品的过程。是将各个已经完成的部件连接或配套成为完整制品的过程。 成型是最关键的环节,
63、塑料成型方法中,成型是最关键的环节,塑料成型方法中,挤出成型、注塑成型、压延、吹挤出成型、注塑成型、压延、吹塑及模压五种塑及模压五种加工的制品重量占全部塑料制品的加工的制品重量占全部塑料制品的80%80%。3939v 挤出成型(挤出模塑)挤出成型(挤出模塑) 是高分子材料加工领域中变化众多、生产率高、适应性强、用途广泛、是高分子材料加工领域中变化众多、生产率高、适应性强、用途广泛、所占比重最大的成型加工方法。所占比重最大的成型加工方法。 挤出成型挤出成型是使高聚物熔体(或粘性流体)在挤出机的螺杆或柱塞挤压下是使高聚物熔体(或粘性流体)在挤出机的螺杆或柱塞挤压下通过一定形状口模连续成型具有恒定断
64、面形状的型材。通过一定形状口模连续成型具有恒定断面形状的型材。 挤出成型几乎能成型所有热塑性塑料,挤出成型几乎能成型所有热塑性塑料,目前约目前约50%50%热塑性塑料制品是挤出热塑性塑料制品是挤出成型的。成型的。也可用于酚醛等少数几种热固性塑料,且可挤出的热固性塑料制品也可用于酚醛等少数几种热固性塑料,且可挤出的热固性塑料制品种类很少。种类很少。 挤出制品有挤出制品有管材、板材、棒材、片材、薄膜、单丝、线缆包覆层、各种管材、板材、棒材、片材、薄膜、单丝、线缆包覆层、各种异型材及与其他材料的复合物异型材及与其他材料的复合物等。等。 挤出工艺也常用于挤出工艺也常用于塑料着色、混炼、塑化、造粒及塑料
65、共混改性塑料着色、混炼、塑化、造粒及塑料共混改性等。以等。以挤出为基础,配合吹胀、拉伸等发展为挤出为基础,配合吹胀、拉伸等发展为挤出挤出- -吹塑成型和挤出吹塑成型和挤出- -拉幅成型拉幅成型制造制造中空吹塑和双轴拉伸薄膜等。中空吹塑和双轴拉伸薄膜等。 橡胶挤出成型叫压出,橡胶挤出成型叫压出,压出是使胶料通过压出机连续地制成不同形状压出是使胶料通过压出机连续地制成不同形状第一节第一节 主要成型加工方法主要成型加工方法4040 半成品的工艺过程,广泛用于轮胎胎面、内胎、胶管及复杂断面形状或空心、半成品的工艺过程,广泛用于轮胎胎面、内胎、胶管及复杂断面形状或空心、实心半成品,也可用于包胶工作。实心
66、半成品,也可用于包胶工作。 螺杆挤出熔融纺丝螺杆挤出熔融纺丝,是从热塑性塑料挤出成型发展起来的连续纺丝成型,是从热塑性塑料挤出成型发展起来的连续纺丝成型工艺。工艺。 高分子三大合成材料的挤出成型所用设备和加工原理基本相同。高分子三大合成材料的挤出成型所用设备和加工原理基本相同。 根据挤出物料塑化方式,挤出成型可分为根据挤出物料塑化方式,挤出成型可分为干法和湿法挤出干法和湿法挤出。 干法挤出干法挤出是靠外加热将物料变成熔体,塑化与挤出在挤出机内完成,制是靠外加热将物料变成熔体,塑化与挤出在挤出机内完成,制品的定型处理为简单的冷却固化;品的定型处理为简单的冷却固化; 湿法挤出湿法挤出的物料塑化是通
67、过有机溶剂对物料的作用,使其成为粘流状态,的物料塑化是通过有机溶剂对物料的作用,使其成为粘流状态,塑化是在挤出机外预先完成的,制品的定型处理是靠溶剂的挥发而固化。塑化是在挤出机外预先完成的,制品的定型处理是靠溶剂的挥发而固化。 湿法挤出的优点是物料塑化均匀性更好,可以避免物料成型时的热降解,湿法挤出的优点是物料塑化均匀性更好,可以避免物料成型时的热降解,但考虑到溶剂的回收及环境污染问题,实际生产应用的不多,目前仅用于但考虑到溶剂的回收及环境污染问题,实际生产应用的不多,目前仅用于纤纤维素塑料等不能加热塑化维素塑料等不能加热塑化的少数几种塑料的挤出。的少数几种塑料的挤出。 4141 挤出设备有挤
68、出设备有螺杆式(螺杆式(连续式连续式)和柱塞式()和柱塞式(间歇式间歇式)挤出机两)挤出机两大类。螺杆又分为大类。螺杆又分为单螺杆单螺杆和和多螺杆,多螺杆,多螺杆中多螺杆中双螺杆双螺杆挤出机应用挤出机应用十分广泛。十分广泛。 柱塞式挤出机柱塞式挤出机是借柱塞推挤压力,将事先塑化好的或由挤出是借柱塞推挤压力,将事先塑化好的或由挤出机料筒加热塑化的物料从机头口模挤出而成型,物料挤完后柱塞机料筒加热塑化的物料从机头口模挤出而成型,物料挤完后柱塞退回,再进行下一次操作,生产是不连续的,挤出机对物料退回,再进行下一次操作,生产是不连续的,挤出机对物料没有没有搅拌混合搅拌混合作用,故生产上较少采用,但由于
69、柱塞能对物料施加很作用,故生产上较少采用,但由于柱塞能对物料施加很高的推挤压力,只应用于高的推挤压力,只应用于熔融粘度很大及流动性极差的塑料熔融粘度很大及流动性极差的塑料,如,如聚四氟乙烯和硬聚氯乙烯管材的挤出成型聚四氟乙烯和硬聚氯乙烯管材的挤出成型。424343v压制成型压制成型 是高分子材料成型加工技术中历史最久和最重要的方法之一,广泛用于是高分子材料成型加工技术中历史最久和最重要的方法之一,广泛用于热热固性塑料和橡胶制品固性塑料和橡胶制品成型加工成型加工。 根据成型物料性状和加工设备及工艺特点,根据成型物料性状和加工设备及工艺特点,压制成型压制成型可分为可分为模压成型和层模压成型和层压成
70、型压成型,前者包括前者包括热固性材料(即压缩模塑)、橡胶(即模型硫化)和增强热固性材料(即压缩模塑)、橡胶(即模型硫化)和增强复合材料等模压成型,复合材料等模压成型,后者包括后者包括复合材料高压和低压压制成型。复合材料高压和低压压制成型。 压制成型主要特点是需要较大压力,压制成型主要特点是需要较大压力,加压目的是加压目的是加速热固性塑料和橡胶成加速热固性塑料和橡胶成型时物理化学变化,防止制品出现气泡。型时物理化学变化,防止制品出现气泡。 热塑性塑料模压成型热塑性塑料模压成型时,须将模具冷却到塑料固化温度才能定型为制品,时,须将模具冷却到塑料固化温度才能定型为制品,需交替加热与冷却模具,生产周期
71、长,故需交替加热与冷却模具,生产周期长,故很少采用很少采用。对有些熔体粘度较大的对有些熔体粘度较大的热塑性塑料或较大平面制品也采用压缩模塑法。热塑性塑料或较大平面制品也采用压缩模塑法。适用于适用于模压成型的热固性塑模压成型的热固性塑料有料有酚醛、氨基、环氧、有机硅、聚酯、聚酰亚胺等。酚醛、氨基、环氧、有机硅、聚酯、聚酰亚胺等。 4444 模压成型优点:模压成型优点:间歇操作,工艺成熟,生产控制方便,成型设备和模具较间歇操作,工艺成熟,生产控制方便,成型设备和模具较简单,制品内应力小,取向程度低,不易变形,稳定性较好。简单,制品内应力小,取向程度低,不易变形,稳定性较好。 缺点缺点是生产周期长,
72、较难实现自动化,劳动强度大,且由于压力传递和传是生产周期长,较难实现自动化,劳动强度大,且由于压力传递和传热与固化的关系等因素,热与固化的关系等因素,不能成型形状复杂和较厚制品不能成型形状复杂和较厚制品。 制品类型主要有电器制品、机器零部件及日用品等。制品类型主要有电器制品、机器零部件及日用品等。4545 v压延成型压延成型 高分子高分子薄膜和片材薄膜和片材的主要生产方法。的主要生产方法。是将是将接近粘流温度的物料接近粘流温度的物料通过系列通过系列相相向旋转的平行辊筒间隙,向旋转的平行辊筒间隙,使其受到使其受到挤压和延展挤压和延展成为具有一定厚度和宽度的成为具有一定厚度和宽度的薄薄片状制品片状
73、制品。 广泛用于广泛用于橡胶和热塑性塑料橡胶和热塑性塑料成型加工。成型加工。46 橡胶的压延是制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程,它橡胶的压延是制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程,它包括压片、压型、贴胶和擦胶等作业。包括压片、压型、贴胶和擦胶等作业。 热塑性塑料的压延以非晶态聚氯乙烯及共聚物最多,其次是热塑性塑料的压延以非晶态聚氯乙烯及共聚物最多,其次是ABSABS、乙烯乙烯- -醋酸乙烯共聚物及改性聚苯乙烯塑料,也有压延聚丙烯、聚乙醋酸乙烯共聚物及改性聚苯乙烯塑料,也有压延聚丙烯、聚乙烯等结晶性塑料。烯等结晶性塑料。 塑料压延成型一般适用于生产厚度为塑料压延成型一般适用于
74、生产厚度为0.050.050.3mm0.3mm的软质的软质PVCPVC薄膜薄膜和厚度为和厚度为0.30.31.00mm1.00mm的硬质的硬质PVCPVC片材片材。当制品厚度小于或大于这个范围时,一般不用压延成型,而采用吹当制品厚度小于或大于这个范围时,一般不用压延成型,而采用吹塑或挤出等方法。塑或挤出等方法。 压延成型还可生产压延成型还可生产人造革和涂层制品人造革和涂层制品。压延软质塑料薄膜时,如果。压延软质塑料薄膜时,如果以布、纸或玻璃布作为增强材料,将其随同塑料通过压延机的最后以布、纸或玻璃布作为增强材料,将其随同塑料通过压延机的最后一道滚筒,把粘流态的塑料薄膜紧覆在增强材料之上,所得制
75、品即一道滚筒,把粘流态的塑料薄膜紧覆在增强材料之上,所得制品即为人造革或涂层布(纸),这种方法通称为为人造革或涂层布(纸),这种方法通称为压延涂层法。压延涂层法。 压延压延法也可用于塑料与其他材料(如铝箔、涤纶或尼龙薄膜等)贴合制法也可用于塑料与其他材料(如铝箔、涤纶或尼龙薄膜等)贴合制造造复合薄膜。复合薄膜。4747压延薄膜主要用于农业、工业包装、室内装饰及各种生活用品等,压延薄膜主要用于农业、工业包装、室内装饰及各种生活用品等,压延片材制品常用作地板、软硬唱片基材、传送带及热成型或层压延片材制品常用作地板、软硬唱片基材、传送带及热成型或层压用片材等。压用片材等。 压延成型生产能力大、可自动
76、化连续生产、产品质量好。但压压延成型生产能力大、可自动化连续生产、产品质量好。但压延成型设备庞大,精度高,辅助设备多,投资高,维修较复杂,延成型设备庞大,精度高,辅助设备多,投资高,维修较复杂,且且制品宽度受到压延机辊筒长度限制制品宽度受到压延机辊筒长度限制。4848 v中空吹塑成型中空吹塑成型 是借助气体压力使闭合在模具型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为是借助气体压力使闭合在模具型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空中空制品制品的的二次成型技术二次成型技术。 按按型坯制造型坯制造方法分为方法分为注坯和挤坯吹塑注坯和挤坯吹塑两种。两种。 热坯吹塑:热坯吹塑:将热状态下型坯直接送入吹塑模内吹胀成
77、型。工业上将热状态下型坯直接送入吹塑模内吹胀成型。工业上以热坯吹以热坯吹塑为多。塑为多。 冷坯吹塑:冷坯吹塑:将挤出制得的管坯和注射所得的型坯重新加热到类橡胶态后再将挤出制得的管坯和注射所得的型坯重新加热到类橡胶态后再放入吹塑模内吹胀成型放入吹塑模内吹胀成型。 中空成型的中空成型的热塑性塑料热塑性塑料品种:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、热塑性聚酯及品种:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、热塑性聚酯及聚酰胺、纤维素塑料、聚碳酸酯等。聚酰胺、纤维素塑料、聚碳酸酯等。 吹塑制品主要用作液体货品的吹塑制品主要用作液体货品的包装容器包装容器,如各种瓶、壶、桶等。,如各种瓶、壶、桶等。495050v注射成型(注射模塑
78、,简称注塑)注射成型(注射模塑,简称注塑) 是将是将粒状或粉状塑料粒状或粉状塑料加入注射机料筒,经加入注射机料筒,经加热熔化加热熔化呈流动状态,然后在注呈流动状态,然后在注射机射机柱塞或移动螺杆柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下,从料筒前端的快速而又连续的压力下,从料筒前端的喷嘴喷嘴中以很高的中以很高的压力和很快的速度注入到压力和很快的速度注入到闭合模具闭合模具中。充满模腔的熔体在受压的情况下,经中。充满模腔的熔体在受压的情况下,经冷却(热塑性塑料)或加热(热固性塑料)冷却(热塑性塑料)或加热(热固性塑料)固化固化后,开模得到与模具型腔相后,开模得到与模具型腔相应的制品。应的制品。 特点:特点
79、:成型周期短、生产效率高,能一次成型外形复杂、尺寸精确成型周期短、生产效率高,能一次成型外形复杂、尺寸精确的制品,成型适应性强,制品种类繁多,易实现生产自动化,因的制品,成型适应性强,制品种类繁多,易实现生产自动化,因此应用广泛,此应用广泛,可成型几乎所有热塑性塑料、多种热固性塑料,也可成型几乎所有热塑性塑料、多种热固性塑料,也可成型橡胶制品。注射制品约占塑料制品总量的可成型橡胶制品。注射制品约占塑料制品总量的30%30%。 注射成型是间歇生产,除了很大的管、棒、板等不能用此方注射成型是间歇生产,除了很大的管、棒、板等不能用此方法生产外,其他各种形状、尺寸塑料制品都可用这种方法生产。法生产外,
80、其他各种形状、尺寸塑料制品都可用这种方法生产。 它不但常用于树脂的直接注射,它不但常用于树脂的直接注射,也可用于复合材料、增强塑料及也可用于复合材料、增强塑料及泡沫塑料的成型,也可和其他工艺结合起来,如与吹胀相互配合泡沫塑料的成型,也可和其他工艺结合起来,如与吹胀相互配合而组成注射吹塑成型。而组成注射吹塑成型。 注射成型用于橡胶加工通常叫注压。注射成型用于橡胶加工通常叫注压。其所用的设备和工艺同其所用的设备和工艺同塑料有相似之处。此外,为了适合一些具有特殊性能要求的塑料塑料有相似之处。此外,为了适合一些具有特殊性能要求的塑料注塑,在传统热塑性塑料注射成型的基础上开发了一些专用注射注塑,在传统热
81、塑性塑料注射成型的基础上开发了一些专用注射成型技术,如成型技术,如反应注射成型(反应注射成型(RIMRIM)、气体辅助注射成型)、气体辅助注射成型(GAIMGAIM)、流动注射成型()、流动注射成型(LIMLIM)、结构发泡注射成型、共注射)、结构发泡注射成型、共注射成型成型等。等。515252第二节第二节 其他成型加工方法其他成型加工方法层压成型层压成型 指在压力和温度作用下将指在压力和温度作用下将多层相同或不同材料的片状多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合压物通过树脂的粘结和熔合压制成层压塑料的成型方法。制成层压塑料的成型方法。 可将可将热塑性塑料片材热塑性塑料片材通过通过层压成
82、型制成板材。但层压成型制成板材。但层压层压成型较多的是制造增强热固成型较多的是制造增强热固性塑料制品性塑料制品。 增强热固性层压塑料是以片状连续材料为骨架材料浸渍热固性树脂增强热固性层压塑料是以片状连续材料为骨架材料浸渍热固性树脂溶液,经干燥后成为附胶材料,通过裁剪、层叠或卷制,在加热、溶液,经干燥后成为附胶材料,通过裁剪、层叠或卷制,在加热、加压下,使热固性树脂交联固化而成为板、管、棒状层压制品。加压下,使热固性树脂交联固化而成为板、管、棒状层压制品。 所用热固性树脂:所用热固性树脂:酚醛、环氧、有机硅、不饱和聚酯,呋喃及酚醛、环氧、有机硅、不饱和聚酯,呋喃及环氧酚醛树脂等。环氧酚醛树脂等。
83、 所用骨架材料:所用骨架材料:棉布、绝缘纸、玻璃纤维布、合成纤维布、石棉布、绝缘纸、玻璃纤维布、合成纤维布、石棉布等。棉布等。53v浇铸成型(铸塑成型)浇铸成型(铸塑成型) 是从金属浇铸技术演变而来的。是将单体、预聚浆状物、熔融是从金属浇铸技术演变而来的。是将单体、预聚浆状物、熔融体、高聚物溶液、分散体等倾到模具中,而后使其固化定型得到体、高聚物溶液、分散体等倾到模具中,而后使其固化定型得到制品。制品。 铸塑所用模具铸塑所用模具可用金属或合金、玻璃、木材、石膏、塑料和橡可用金属或合金、玻璃、木材、石膏、塑料和橡胶等制成,塑料流动温度一般不高,各模具材料容易适应。一般胶等制成,塑料流动温度一般不
84、高,各模具材料容易适应。一般不需要加压且对塑模的强度要求较低。所得制品大分子取向低,不需要加压且对塑模的强度要求较低。所得制品大分子取向低,内应力小,尺寸较均匀,对制品的尺寸大小限制也较少。但生产内应力小,尺寸较均匀,对制品的尺寸大小限制也较少。但生产周期长及制品尺寸精确性较差。周期长及制品尺寸精确性较差。铸塑技术铸塑技术包括包括静态铸塑、嵌铸、静态铸塑、嵌铸、离心浇铸以及流延铸塑、搪塑和滚塑等。离心浇铸以及流延铸塑、搪塑和滚塑等。 静态铸塑静态铸塑可生产各种型材和制品,其中可生产各种型材和制品,其中有机玻璃有机玻璃是最典型制品;是最典型制品; 透明塑料透明塑料嵌铸嵌铸常用作生物标本保存、工艺
85、美术品或电气设备;常用作生物标本保存、工艺美术品或电气设备; 离心浇铸离心浇铸可生产大直径管制品、空心制品、齿轮和轴承;可生产大直径管制品、空心制品、齿轮和轴承; 流延法流延法常用来生产薄膜;常用来生产薄膜; 54 聚氯乙烯溶胶塑料的聚氯乙烯溶胶塑料的搪塑搪塑常生产儿童玩具及其他中空制品;常生产儿童玩具及其他中空制品; 滚塑滚塑可生产大型设备。可生产大型设备。 静态浇铸是铸塑成型中较简便和使用较广泛的成型工艺。成型静态浇铸是铸塑成型中较简便和使用较广泛的成型工艺。成型的的塑料品种有:塑料品种有:聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、环氧树聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、环氧树脂、有机硅树脂、
86、酚醛树脂、聚氨酯等。脂、有机硅树脂、酚醛树脂、聚氨酯等。 嵌铸主要是嵌铸主要是环氧树脂环氧树脂等。等。555656v泡沫材料成型泡沫材料成型 据泡沫材料成型中气体据泡沫材料成型中气体来源来源,发泡方法分为:化学、物理和机械发泡。,发泡方法分为:化学、物理和机械发泡。1. 1. 化学发泡化学发泡 发泡气体由混合原料的某些组分在制造过程中的化学作用产生。发泡气体由混合原料的某些组分在制造过程中的化学作用产生。(1 1)化学发泡剂发泡)化学发泡剂发泡 工艺和设备较简单,且对聚合物无多大限制,广泛用于生产工艺和设备较简单,且对聚合物无多大限制,广泛用于生产泡沫橡胶和泡泡沫橡胶和泡沫塑料,模压、挤出、注
87、射和压延沫塑料,模压、挤出、注射和压延等都可采用。等都可采用。涂层法涂层法也可生产泡沫人造革。也可生产泡沫人造革。(2 2)聚合物原料各组分反应产生气体发泡)聚合物原料各组分反应产生气体发泡 用得最多的是用得最多的是聚氨酯泡沫材料聚氨酯泡沫材料生产。生产。 2. 2. 物理发泡物理发泡 加入低沸点液体、惰性气体,或加入中空微珠等细小固体物质发泡。加入低沸点液体、惰性气体,或加入中空微珠等细小固体物质发泡。5757(1 1)加低沸点液体)加低沸点液体 典型例子:使用低沸点典型例子:使用低沸点碳氢化合物或卤代烃碳氢化合物或卤代烃(如:丁烷、戊烷、石油醚等)(如:丁烷、戊烷、石油醚等)制成制成可发性
88、聚苯乙烯珠粒可发性聚苯乙烯珠粒。 (2 2)加惰性气体)加惰性气体 靠压力让靠压力让氮气、二氧化碳氮气、二氧化碳等扩散到高分子材料中,然后减压、升温让气体等扩散到高分子材料中,然后减压、升温让气体在里面形成气孔。大多用来生产在里面形成气孔。大多用来生产软聚氯乙烯泡沫塑料软聚氯乙烯泡沫塑料。 (3 3)加中空微珠)加中空微珠 在配方中加入中空微珠,用一般成型工艺生产出来的制品中含有中空微珠,在配方中加入中空微珠,用一般成型工艺生产出来的制品中含有中空微珠,自然就是泡沫结构,称为自然就是泡沫结构,称为组合泡沫材料组合泡沫材料。此法用于各种塑料和橡胶。此法用于各种塑料和橡胶。 中空微珠直径在中空微珠
89、直径在250250以下,壁厚为以下,壁厚为2 233。可以用。可以用塑料、玻璃、陶瓷塑料、玻璃、陶瓷等制造。较多的是等制造。较多的是软木(栓皮粒)。软木(栓皮粒)。 3. 3. 机械发泡(机械发泡(气体混入法)气体混入法)5858 借助强烈机械搅拌将空气卷入聚合物中成为泡沫物,而后经过物理化学变借助强烈机械搅拌将空气卷入聚合物中成为泡沫物,而后经过物理化学变化使之稳定而形成泡沫结构。为便于搅拌,聚合物往往使用化使之稳定而形成泡沫结构。为便于搅拌,聚合物往往使用溶液、乳液或悬溶液、乳液或悬浮液浮液。以空气为发泡剂以空气为发泡剂,没有毒性,工艺过程简单,成本低廉。,没有毒性,工艺过程简单,成本低廉
90、。脲甲醛泡沫脲甲醛泡沫塑料塑料常用此法生产。常用此法生产。v热成型热成型 是利用是利用热塑性塑料片材热塑性塑料片材制造塑料制品的制造塑料制品的二次成型二次成型技术。技术。 首先将裁成一定尺寸和形状的片材夹在模具的框架上,将其加热到首先将裁成一定尺寸和形状的片材夹在模具的框架上,将其加热到T Tg gT Tf f间间的适宜温度,片材一边受热,一边延伸,然后凭借施加的压力,使其紧贴模的适宜温度,片材一边受热,一边延伸,然后凭借施加的压力,使其紧贴模具的型面,从而取得与模具型面相仿的型样,经冷却定型和修整后即得制品。具的型面,从而取得与模具型面相仿的型样,经冷却定型和修整后即得制品。施加的压力主要是
91、靠施加的压力主要是靠抽真空和引进压缩空气在片材的两面形成的压力差,但抽真空和引进压缩空气在片材的两面形成的压力差,但也有借助机械压力和液压力的。也有借助机械压力和液压力的。 热成型主要用来生产热成型主要用来生产薄壳制品薄壳制品,制品类型、大小不一,一般都是形状较简,制品类型、大小不一,一般都是形状较简单的杯、盘、盖、医用器皿、仪器和仪表及收录机等外壳和儿童玩具等。单的杯、盘、盖、医用器皿、仪器和仪表及收录机等外壳和儿童玩具等。 5959 制品的壁厚一般为制品的壁厚一般为1 12mm2mm,甚至更薄。制品的面积可以很大,甚至更薄。制品的面积可以很大,但深度有一定限制。但深度有一定限制。 通常用作
92、通常用作热成型的塑料品种有热成型的塑料品种有纤维素、聚苯乙烯、纤维素、聚苯乙烯、PVCPVC、PMMAPMMA(有机玻璃)、(有机玻璃)、ABSABS、HDPEHDPE、聚酰胺、聚碳酸酯和聚对苯二、聚酰胺、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等。作为原料用的片材可用甲酸乙二醇酯等。作为原料用的片材可用挤出、压延和流涎挤出、压延和流涎等方等方法来制造。法来制造。 6060第四章第四章 塑料建筑材料塑料建筑材料第一节第一节 塑料门窗塑料门窗 门窗除门窗除采光和通风外采光和通风外,在寒冷地区能,在寒冷地区能保温保温以防室内热量散失以防室内热量散失, , 在炎热地区在炎热地区能能隔热隔热以减少室外热空气进入
93、室内。在欧美等国,以减少室外热空气进入室内。在欧美等国,PVCPVC窗窗占窗用量的占窗用量的5050以上。以上。开发塑料门窗的主要动力是开发塑料门窗的主要动力是节能节能。 与钢木门窗相比塑料门窗的与钢木门窗相比塑料门窗的优点:优点: 1 1耐水、耐腐蚀耐水、耐腐蚀 化学稳定性好,不怕酸碱气体,不发霉和腐烂及变形,表面无需涂漆。化学稳定性好,不怕酸碱气体,不发霉和腐烂及变形,表面无需涂漆。 2 2隔热性好:虽隔热性好:虽PVCPVC导热系数与木材接近,但导热系数与木材接近,但PVCPVC窗框由中空异型材拼装而成,窗框由中空异型材拼装而成,中空的空气层隔热性好中空的空气层隔热性好。表表4.14.1
94、几种门窗材料几种门窗材料隔热性能比较隔热性能比较材料导热系数(材料导热系数(w/mw/mk k)单玻窗传热系数(单玻窗传热系数(w/mw/m2 2k k)铝铝 174.4174.4钢钢 58.258.2松、杉木松、杉木0.170.170.350.35PVC PVC 0.130.130.290.29铝窗铝窗 6.46.4木窗木窗 5.0 5.0 PVCPVC窗窗 4.74.76161 3. 3. 气密性和水密性好。气密性和水密性好。 4. 4. 安全系数高,能防火、不自燃、不助燃、可自熄、隔音性好。安全系数高,能防火、不自燃、不助燃、可自熄、隔音性好。 5. 5. 装饰性好。装饰性好。PVCPV
95、C窗可着色,可设计成不同型式。窗可着色,可设计成不同型式。 塑料窗机械强度符合要求,尺寸稳定性较钢木窗差些,但通过适当措施,塑料窗机械强度符合要求,尺寸稳定性较钢木窗差些,但通过适当措施,(如用(如用金属型材增强)金属型材增强),尺寸稳定性符合要求。,尺寸稳定性符合要求。vPVCPVC型材原料型材原料 窗框用塑料应具有的窗框用塑料应具有的性能性能:(:(1 1)挤出性能;()挤出性能;(2 2)尺寸稳定性;()尺寸稳定性;(3 3)耐)耐候性;(候性;(4 4)足够的强度和抗冲击性。)足够的强度和抗冲击性。 树脂主要是树脂主要是悬浮悬浮PVCPVC,占,占90%90%以上,少量以上,少量聚氨酯
96、和改性聚苯醚聚氨酯和改性聚苯醚等。等。 PVC PVC价格低,具有自熄性,耐候性较好,但抗冲击性较差,可用抗冲击性价格低,具有自熄性,耐候性较好,但抗冲击性较差,可用抗冲击性较好的树脂与之共混改性。目前较好的树脂与之共混改性。目前常用三种常用三种: :( (1 1)EVA,EVA,醋酸乙烯含量在醋酸乙烯含量在40% 40% 50%50%。(。(2 2)CPE,CPE,含氯量在含氯量在3030% % 40%40%。(。(3 3)PAEPAE(聚丙烯酸酯)。(聚丙烯酸酯)。 还有还有加工助剂、稳定剂、润滑剂、颜填料加工助剂、稳定剂、润滑剂、颜填料等。等。6262vPVCPVC型材挤出成型工艺型材挤
97、出成型工艺 生产优质型材生产优质型材要求:要求:挤出机及配套辅助设备性能优良;挤出机及配套辅助设备性能优良;PVCPVC及辅助材料品质及辅助材料品质良好;工艺配方和模具设计合理;操作工艺严格。良好;工艺配方和模具设计合理;操作工艺严格。1. 1. 捏和捏和 用捏和机将原材料混合,使塑料用捏和机将原材料混合,使塑料预塑化预塑化。捏和终点判断捏和终点判断:物料疏松不结块,:物料疏松不结块,表面无油脂,手捏有微弹性感。表面无油脂,手捏有微弹性感。2. 2. 造粒造粒 单螺杆挤出机生产型材时,必须对塑料原材料造粒。单螺杆挤出机生产型材时,必须对塑料原材料造粒。造粒目的造粒目的是使塑料预是使塑料预塑化,
98、以便生产型材时完全塑化。塑化,以便生产型材时完全塑化。 粒子规格:粒子规格:粒子大小均匀,一般为粒子大小均匀,一般为3 3 4mm4mm,形状以球状或药片状较好。,形状以球状或药片状较好。 粒子质量评价方法粒子质量评价方法:将粒子在常温下浸泡于丙酮溶液中:将粒子在常温下浸泡于丙酮溶液中2h2h,若溶胀率小于,若溶胀率小于40% 40% 50%50%,则造粒塑化良好。,则造粒塑化良好。 63633. 3. 挤出成型挤出成型 成型温度、挤出压力、螺杆转速、加料速度成型温度、挤出压力、螺杆转速、加料速度等对型材性能有影响。等对型材性能有影响。4. 4. 真空冷却定型真空冷却定型5. 5. 牵引、定长
99、切割得半成品牵引、定长切割得半成品 还有还有共挤出共挤出,共挤出可把不同材料挤出成型为多层复合材料。,共挤出可把不同材料挤出成型为多层复合材料。vPVCPVC塑料窗组装过程塑料窗组装过程 拼装联接方法拼装联接方法:热熔焊接和机械联接。热熔焊接和机械联接。64 1. 1. 异型材锯切;异型材锯切;2. 2. 插入金属增强型材;插入金属增强型材;3. 3. 开泄水孔;开泄水孔;4. 4. 嵌密封条;嵌密封条;5. 5. 焊接;焊接;6. 6. 焊缝修理;焊缝修理;7. 7. 装配五金件;装配五金件;8. 8. 装配玻璃和压条;装配玻璃和压条;9. 9. 上铰链;上铰链;10. 10. 检验外观和各
100、部位尺寸,检验外观和各部位尺寸,合格后入库。合格后入库。 6565第二节 塑料管材和管件 在建筑中可代替铸铁管、白铁管、水泥管,广泛用于建筑供水管、排在建筑中可代替铸铁管、白铁管、水泥管,广泛用于建筑供水管、排水管、排气管、排污卫生管、地下排水管系统、雨水管及电线电缆护套管。水管、排气管、排污卫生管、地下排水管系统、雨水管及电线电缆护套管。 v特点特点 1. 1. 重量轻重量轻 塑料管相对密度只有铸铁的塑料管相对密度只有铸铁的1/71/7,管道,管道运输费用运输费用及施工及施工劳动强度劳动强度降低。降低。 2. 2. 耐腐蚀性好耐腐蚀性好 可用于输送腐蚀性液体、气体,不锈蚀,减少维修费用,寿命
101、长达可用于输送腐蚀性液体、气体,不锈蚀,减少维修费用,寿命长达5050年。年。 3. 3. 管壁光滑管壁光滑 液体流动阻力小,塑料管的流动量比铸铁管液体流动阻力小,塑料管的流动量比铸铁管高高3030。 4. 4. 节能节能 与钢管相比,塑料加工与钢管相比,塑料加工能耗和导热系数低。能耗和导热系数低。 6666 5. 5. 价格低价格低 采用采用UPVCUPVC排水系统,排水系统,材料费可降低材料费可降低2020。 6. 6. 耐热性差耐热性差 大多数塑料管耐热性差,因大多数塑料管耐热性差,因PVCPVC、PE PE 、PPPP均为热塑性塑料。均为热塑性塑料。 7. 7. 热胀系数大热胀系数大
102、管道系统中应采取相应措施,如安装管道系统中应采取相应措施,如安装伸缩接头等伸缩接头等。 8. 8. 抗冲击性较低抗冲击性较低 受撞击时易破裂,应避免冲击。受撞击时易破裂,应避免冲击。v塑料管类型塑料管类型 1. 1. 按材质分按材质分 有有PVCPVC、PEPE、PP PP 、ABSABS、CPVCCPVC、PBPB和玻璃钢管及复合管等。和玻璃钢管及复合管等。 PEPE管可分为管可分为HDPEHDPE、LDPELDPE和交联聚乙烯管(和交联聚乙烯管(X-PE)X-PE);PPPP管可分为管可分为均聚均聚PP-HPP-H(一型),(一型),嵌段嵌段共聚共聚PP-BPP-B(二型)和乙烯、丙烯(二
103、型)和乙烯、丙烯气相无规共聚气相无规共聚PP-RPP-R(三型)(三型) 2. 2. 按受压程度分按受压程度分 受压塑料管:建筑上水管和饮用水管、灌溉管道、天然气输送管道、原受压塑料管:建筑上水管和饮用水管、灌溉管道、天然气输送管道、原油集合管道、污水压送管道、真空管道、工业工艺管道等;油集合管道、污水压送管道、真空管道、工业工艺管道等; 6767 无压塑料管:下水、排污和放空管道,电气、电讯护套管,建无压塑料管:下水、排污和放空管道,电气、电讯护套管,建筑或桥梁雨水管,矿山用管道。筑或桥梁雨水管,矿山用管道。3. 3. 按可挠性分按可挠性分 塑料硬管,可挠性管(如波纹管)。塑料硬管,可挠性管
104、(如波纹管)。4. 4. 按结构分按结构分 均质管和复合管均质管和复合管。复合管类型:不同品种塑料复合和塑料与。复合管类型:不同品种塑料复合和塑料与金属复合(如铝塑管、衬塑管等)。金属复合(如铝塑管、衬塑管等)。5. 5. 按用途分按用途分 液体、气体、机械物料及灌浆用输送管。液体、气体、机械物料及灌浆用输送管。v塑料管连接技术塑料管连接技术 1. 1. 溶剂粘接法溶剂粘接法 主要用于主要用于PVCPVC管连接,连接形式为管连接,连接形式为承插式。承插式。 68682. 2. 焊接法焊接法 主要用于聚烯烃管,因常温无合适溶剂。主要用于聚烯烃管,因常温无合适溶剂。承插热熔焊接承插热熔焊接热熔对接
105、热熔对接3. 3. 橡胶环密封连接(伸缩节)橡胶环密封连接(伸缩节)4. 4. 螺纹连接螺纹连接5. 5. 异径管有两种连接方法:偏心大小头和同心大小头。异径管有两种连接方法:偏心大小头和同心大小头。6. GRP6. GRP连接连接包缠对接包缠对接套管连接套管连接软管连接软管连接6969第三节第三节 其他塑料建材其他塑料建材v塑料墙面装饰材料塑料墙面装饰材料 有塑料墙纸、塑料墙布(如玻璃布、无纺布)、塑料墙面砖(如有塑料墙纸、塑料墙布(如玻璃布、无纺布)、塑料墙面砖(如PVC、PS等)、装饰层压板(如等)、装饰层压板(如三聚氰胺板三聚氰胺板)等。)等。 塑料墙纸塑料墙纸以纸为基材,塑料为面层,
106、经复合、印花、压花或发泡、切边、以纸为基材,塑料为面层,经复合、印花、压花或发泡、切边、成卷等加工而成。成卷等加工而成。 塑料墙纸塑料墙纸按性能分:按性能分:普通墙纸、发泡墙纸和特种墙纸(如耐水、防火、防普通墙纸、发泡墙纸和特种墙纸(如耐水、防火、防霉、防污染、可剥离墙纸等);霉、防污染、可剥离墙纸等); 塑料墙纸塑料墙纸按材质分按材质分:聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等,以聚氯乙:聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等,以聚氯乙烯墙纸产量最大。烯墙纸产量最大。 塑料墙纸特性:塑料墙纸特性:装饰效果优良;吸音消声;易成型加工;粘贴方便,维修装饰效果优良;吸音消声;易成型加工;粘贴方便,维修保
107、养简便;使用寿命保养简便;使用寿命2至至3年,成本低。年,成本低。 塑料墙布塑料墙布采用天然或合成纤维,经无纺成型、上树脂胶、印花、成卷等加采用天然或合成纤维,经无纺成型、上树脂胶、印花、成卷等加工而成。工而成。7070v塑料铺地材料塑料铺地材料 PVCPVC塑料,氯醋塑料,钙塑,塑料,氯醋塑料,钙塑,PPPP塑料地板等。塑料地板等。 v塑料板材塑料板材 建筑板材用塑料建筑板材用塑料主要有主要有硬硬PVCPVC、PMMAPMMA、GRPGRP等,同时还可与其他等,同时还可与其他材料复合制成材料复合制成复合板材复合板材,如纸质装饰层压板,塑料复合钢板,具,如纸质装饰层压板,塑料复合钢板,具有隔热
108、材料芯材的复合板材等有隔热材料芯材的复合板材等 。 还有还有PSPS和和PUPU泡沫隔热材料、防潮膜、养护膜、塑料模板和模具、泡沫隔热材料、防潮膜、养护膜、塑料模板和模具、聚合物混凝土、塑料地毯等。聚合物混凝土、塑料地毯等。7171第二篇第二篇 建筑涂料建筑涂料第五章第五章 建筑涂料概述建筑涂料概述 涂料概念涂料概念: 涂覆在物体表面并在一定条件下形成连续涂膜的材料。涂覆在物体表面并在一定条件下形成连续涂膜的材料。 以以天然油脂和天然树脂天然油脂和天然树脂为主要原料经合成树脂改性的涂料称为为主要原料经合成树脂改性的涂料称为油漆油漆,以,以合合成树脂(含无机高分子)成树脂(含无机高分子)为主要成
109、膜物质的称为为主要成膜物质的称为涂料涂料。 建筑涂料指用于建筑涂料指用于建筑物建筑物上起上起装饰、保护装饰、保护等作用的一类涂料。等作用的一类涂料。 7272第一节 建筑涂料组成和功能及涂膜类型v组成组成 基料(主要成膜物质)、颜填料(次要成膜物质)、助剂和水或有机溶剂基料(主要成膜物质)、颜填料(次要成膜物质)、助剂和水或有机溶剂(辅助成膜物质)(辅助成膜物质)等。等。 1. 1. 基料基料 由一种或多种由一种或多种树脂树脂组成,是涂料中最重要的成分,决定涂料的基本性能。组成,是涂料中最重要的成分,决定涂料的基本性能。 成膜机理:成膜机理:水或溶剂挥发,聚合物微粒或分子相互靠近而凝聚,或由固
110、化水或溶剂挥发,聚合物微粒或分子相互靠近而凝聚,或由固化物与聚合物化学反应而凝聚,将颜填料粘结起来形成连续涂膜。物与聚合物化学反应而凝聚,将颜填料粘结起来形成连续涂膜。 2. 2. 颜填料颜填料 颜料(颜料(着色颜料)着色颜料),主要作用是使涂膜具有,主要作用是使涂膜具有遮盖力遮盖力和和色彩。色彩。 颜填料粒径范围较宽,颜料粒径为颜填料粒径范围较宽,颜料粒径为0.1-10m0.1-10m,填料粒径为,填料粒径为0.5-50m0.5-50m,甚,甚至达至达100m100m。 7373填料(填料(体质颜料),体质颜料),主要作用是主要作用是“填充填充”以增加涂膜厚度,还具有提高涂以增加涂膜厚度,还
111、具有提高涂膜耐久性、耐热性和表面硬度、降低涂膜收缩和涂料成本作用。膜耐久性、耐热性和表面硬度、降低涂膜收缩和涂料成本作用。3.3.助剂助剂 用量很少,但能用量很少,但能明显改善涂料性能明显改善涂料性能。(1 1)成膜助剂)成膜助剂降低降低成膜物质成膜物质TgTg和最低成膜温度和最低成膜温度,增加涂料流平性,促进涂膜完整性及,增加涂料流平性,促进涂膜完整性及提高涂膜附着力、耐洗刷等;提高涂膜附着力、耐洗刷等;减慢减慢涂膜水分涂膜水分蒸发速度蒸发速度,使涂膜边缘保持较长时间湿润,有利于形成完,使涂膜边缘保持较长时间湿润,有利于形成完整涂膜。整涂膜。(2 2)润湿分散剂)润湿分散剂 润湿分散颜填料颗
112、粒,以得到良好分散体。润湿分散颜填料颗粒,以得到良好分散体。7474(3 3)消泡剂)消泡剂 降低降低液体液体表面张力表面张力,消除因,消除因搅拌和表面活性剂搅拌和表面活性剂等产生的气泡。但消泡剂用等产生的气泡。但消泡剂用量不能太高,否则涂膜会出现量不能太高,否则涂膜会出现“发花发花”、“鱼眼鱼眼”等。等。(4 4)增稠剂)增稠剂 增加涂料粘度增加涂料粘度,阻止已分散颜料颗粒凝聚,改进涂料涂刷性和流变性等。,阻止已分散颜料颗粒凝聚,改进涂料涂刷性和流变性等。(5 5)防腐防霉剂)防腐防霉剂 防止涂料因微生物和酶作用而变质、涂膜霉变。防止涂料因微生物和酶作用而变质、涂膜霉变。(6 6)防冻剂)防
113、冻剂 提高防冻性提高防冻性途径途径:加入某些物质降低水的冰点;加入某些物质降低水的冰点;使用离子型表面活性使用离子型表面活性剂使乳液微粒带电,以电荷的相互排斥力抵制冰冻时产生的膨胀压力,提高剂使乳液微粒带电,以电荷的相互排斥力抵制冰冻时产生的膨胀压力,提高冻融循环性。冻融循环性。 还有还有增塑剂、抗老化剂、增塑剂、抗老化剂、pHpH调节剂、防锈剂、阻燃剂、消光剂调节剂、防锈剂、阻燃剂、消光剂等。等。75754. 4. 水和溶剂(分散介质)水和溶剂(分散介质) (1 1)使原材料分散成均匀粘稠液体,)使原材料分散成均匀粘稠液体,调整涂料粘度调整涂料粘度,改善涂膜,改善涂膜性能;性能; (2 2)
114、依靠水和溶剂蒸发,依靠水和溶剂蒸发,使涂料干燥硬化形成连续均质薄膜。使涂料干燥硬化形成连续均质薄膜。水和溶剂都不存留于涂膜中。水和溶剂都不存留于涂膜中。 水约占乳液总质量的水约占乳液总质量的50%,50%, 约占乳胶漆总质量的约占乳胶漆总质量的35%35%50%50%。 乳胶漆用水不如乳液聚合严格,乳胶漆用水不如乳液聚合严格,自来水和饮用水自来水和饮用水都可用,但应都可用,但应尽量没有尽量没有多价离子多价离子。原因:。原因: A A、多价离子、多价离子压缩双电层有效厚度,压缩双电层有效厚度,影响乳胶漆稳定性。影响乳胶漆稳定性。 B B、水的硬度影响、水的硬度影响分散剂用量分散剂用量。 C C、
115、水电导率高,易使金属腐蚀,乳胶漆最好用、水电导率高,易使金属腐蚀,乳胶漆最好用塑料桶塑料桶包装。包装。铁皮桶包装时,一定要有铁皮桶包装时,一定要有内衬内衬,否则会生锈。,否则会生锈。 D D、水电导率高还使乳胶漆、水电导率高还使乳胶漆静电喷涂困难。静电喷涂困难。7676v建筑涂料功能建筑涂料功能 1. 1. 装饰装饰 建筑物经涂装后达到建筑物经涂装后达到美化和装饰美化和装饰效果,起效果,起美化环境,调节环境美化环境,调节环境气氛气氛作用。作用。 评价评价装饰功能要素:装饰功能要素:色彩、色深、图案、光泽、立体感等。色彩、色深、图案、光泽、立体感等。 2. 2. 保护保护 保护保护建筑物免受或减
116、轻外界因素建筑物免受或减轻外界因素侵蚀、破坏,提高侵蚀、破坏,提高建筑物建筑物使用使用寿命寿命。 3. 3. 特种功能特种功能 防霉、防水、防火、防静电、防结露、保温隔热、防冻、防化防霉、防水、防火、防静电、防结露、保温隔热、防冻、防化学腐蚀等。学腐蚀等。77涂膜类型涂膜类型 根据涂膜分子结构分:根据涂膜分子结构分:1 1、低分子球状结构低分子球状结构涂膜涂膜 是由球形或类似球形的低分子(如胶、松香衍生物等)组成的,其对是由球形或类似球形的低分子(如胶、松香衍生物等)组成的,其对木材附着力尚好,但分子间联系微弱,耐磨性很差、弹性低,大多数不木材附着力尚好,但分子间联系微弱,耐磨性很差、弹性低,
117、大多数不耐水、不耐热,不能抵抗大气侵入。耐水、不耐热,不能抵抗大气侵入。2 2、线形分子结构线形分子结构涂膜涂膜 是由线形或支链形大分子(如硝酸纤维)等非转化型树脂(如过氯乙是由线形或支链形大分子(如硝酸纤维)等非转化型树脂(如过氯乙烯、聚醋酸乙烯等)组成。其分子间相互交织,联系紧密,弹性、耐磨烯、聚醋酸乙烯等)组成。其分子间相互交织,联系紧密,弹性、耐磨性、耐水性和耐热性等均高于低分子结构的涂膜。性、耐水性和耐热性等均高于低分子结构的涂膜。3 3、体形网状分子结构体形网状分子结构涂膜涂膜 有聚酯、丙烯酸、聚氨酯等,分子间由许多侧链连接起来,涂膜的耐有聚酯、丙烯酸、聚氨酯等,分子间由许多侧链连
118、接起来,涂膜的耐水、耐候、耐热、耐寒、耐磨、耐化学药品等均比其他两种分子结构的水、耐候、耐热、耐寒、耐磨、耐化学药品等均比其他两种分子结构的涂膜高得多。涂膜高得多。7878第二节第二节 建筑涂料分类和命名建筑涂料分类和命名 一、按基料性质分为:一、按基料性质分为:有机类、无机类、有机无机复合类有机类、无机类、有机无机复合类。 1. 1. 有机类有机类分为:分为:溶剂型和水性(包括水乳型和水溶液型)溶剂型和水性(包括水乳型和水溶液型)。另有无溶剂涂料,。另有无溶剂涂料,如粉末涂料、光敏涂料、干性油(以干性油为基料的涂料也称油漆)等。如粉末涂料、光敏涂料、干性油(以干性油为基料的涂料也称油漆)等。
119、 2. 2. 无机类无机类分为:水溶性硅酸盐系(即碱金属硅酸盐)、硅溶胶系、磷酸盐系、分为:水溶性硅酸盐系(即碱金属硅酸盐)、硅溶胶系、磷酸盐系、硅酮及无机聚合物系。应用较多的是硅酮及无机聚合物系。应用较多的是碱金属硅酸盐系的硅酸钾、硅酸钠和硅碱金属硅酸盐系的硅酸钾、硅酸钠和硅溶胶系。溶胶系。 3. 3. 有机无机复合:有机无机复合: 物理复合物理复合:两类以上基料混合。:两类以上基料混合。 两类涂料的两类涂料的涂层复合涂层复合。 化学复合:化学复合:有机和无机通过化学反应形成有机有机和无机通过化学反应形成有机- -无机树脂基料。无机树脂基料。二、二、涂料产品分类、命名和型号涂料产品分类、命名
120、和型号(GB2705-92GB2705-92)按主要成膜物质按主要成膜物质将涂料分为将涂料分为1717大类。涂料用辅助材料则列为第大类。涂料用辅助材料则列为第1818大类,按用途又分为大类,按用途又分为5 5个小类。个小类。 7979三、按涂膜厚度和质感三、按涂膜厚度和质感1 1、平面涂料(平面涂料(薄质涂料)薄质涂料) 据表面光洁度分为无光、亚光、有光、高光等,涂膜厚度在据表面光洁度分为无光、亚光、有光、高光等,涂膜厚度在1mm1mm以下以下。 薄层内墙薄层内墙建筑涂料涂建筑涂料涂膜厚度膜厚度一般为一般为50-150m50-150m,薄层外墙薄层外墙建筑涂料涂膜厚度建筑涂料涂膜厚度一般为一般
121、为100-200m100-200m。2 2、厚质涂料、厚质涂料 彩砂涂料(彩砂涂料(砂壁状涂料),以粗砂为骨料,以合成树脂乳液或砂壁状涂料),以粗砂为骨料,以合成树脂乳液或无机高分子硅酸盐为胶结料制成。无机高分子硅酸盐为胶结料制成。 花纹复层涂料花纹复层涂料(浮雕涂料,喷塑涂料、凹凸花纹涂料),采用(浮雕涂料,喷塑涂料、凹凸花纹涂料),采用稠浆状或近似膏状厚质涂料喷涂施工而得。稠浆状或近似膏状厚质涂料喷涂施工而得。 厚质涂料厚度一般为厚质涂料厚度一般为2 23mm3mm。四、按使用部位分:内墙、外墙、地面、顶棚涂料等。四、按使用部位分:内墙、外墙、地面、顶棚涂料等。808181五、五、按有无颜
122、料分:按有无颜料分: 清漆清漆( (无颜料透明体)和无颜料透明体)和色漆色漆(有色不透明),若含有大量颜填料的(有色不透明),若含有大量颜填料的稠厚浆状体即为稠厚浆状体即为腻子腻子。 色漆还可分为色漆还可分为调和漆调和漆( (在清漆基础上加入颜料制成,在清漆基础上加入颜料制成,不需研磨不需研磨 ) )、磁磁漆漆( (以清漆为基以清漆为基料加入颜料料加入颜料研磨制成研磨制成,涂层干燥后呈磁光色彩而涂膜坚硬,涂层干燥后呈磁光色彩而涂膜坚硬,常用的有酚醛磁漆和醇酸磁漆两类,适合于金属窗纱网格等常用的有酚醛磁漆和醇酸磁漆两类,适合于金属窗纱网格等) )。六、按形态分:液态、粉末、高固体分涂料。六、按形
123、态分:液态、粉末、高固体分涂料。七、按分散介质分:溶剂型和水性涂料。七、按分散介质分:溶剂型和水性涂料。八、按组分:单组分、双组分和多组分漆。八、按组分:单组分、双组分和多组分漆。九、按使用对象的材质分:钢铁、轻金属、塑料、木材、混凝土、橡胶、皮九、按使用对象的材质分:钢铁、轻金属、塑料、木材、混凝土、橡胶、皮革和纸张用涂料。革和纸张用涂料。十、按施工时有无溶剂挥发分十、按施工时有无溶剂挥发分 溶剂型、无溶剂型涂料(如不饱和聚酯漆)等。溶剂型、无溶剂型涂料(如不饱和聚酯漆)等。8282十一、按施工方法分十一、按施工方法分 喷涂、辊涂、刷涂、刮涂喷涂、辊涂、刷涂、刮涂、浸涂、淋涂、静电涂装、电泳
124、涂料(包括阳极、浸涂、淋涂、静电涂装、电泳涂料(包括阳极电泳涂料和阴极电泳涂料)及自泳涂料等。电泳涂料和阴极电泳涂料)及自泳涂料等。十二、按施工工序分十二、按施工工序分 底涂涂料(底漆、封闭漆、腻子)、中涂涂料(打磨涂料、二道浆)和上底涂涂料(底漆、封闭漆、腻子)、中涂涂料(打磨涂料、二道浆)和上涂涂料(面漆和罩光漆)等。涂涂料(面漆和罩光漆)等。十三、按涂膜性能分十三、按涂膜性能分 防水、防火、防腐蚀、防锈、耐高温、带锈、电绝缘、导电、耐药品、防防水、防火、防腐蚀、防锈、耐高温、带锈、电绝缘、导电、耐药品、防污、杀虫、示温、发光、耐磨及其他功能性涂料。污、杀虫、示温、发光、耐磨及其他功能性涂
125、料。十四、按成膜机理分十四、按成膜机理分转化型和非转化型涂料转化型和非转化型涂料 转化型转化型包括氧化聚合型、热固化型、化学交联型和辐射能固化型涂料等。包括氧化聚合型、热固化型、化学交联型和辐射能固化型涂料等。在辐射能固化型中,须经紫外线或电子束辐射才能固化成膜的漆类称作在辐射能固化型中,须经紫外线或电子束辐射才能固化成膜的漆类称作光敏光敏漆或电子束固化漆。非转化型漆或电子束固化漆。非转化型包括挥发型、热熔型、水乳胶型涂料等。包括挥发型、热熔型、水乳胶型涂料等。 8383十五、按涂膜干燥方式分十五、按涂膜干燥方式分 自干、烘干(烘漆、烤漆)、光固化和电子束固化涂料等。自干、烘干(烘漆、烤漆)、
126、光固化和电子束固化涂料等。十六、按涂膜外观分十六、按涂膜外观分 皱纹漆、锤纹漆、橘纹漆和浮雕漆等。皱纹漆、锤纹漆、橘纹漆和浮雕漆等。十七、按涂膜光泽分十七、按涂膜光泽分 有光漆(亮光漆)和亚光漆(半光漆、无光漆和柔光漆)。有光漆(亮光漆)和亚光漆(半光漆、无光漆和柔光漆)。8484第六章第六章 建筑涂料原材料及性能建筑涂料原材料及性能第一节第一节 基料基料 按按分散介质分散介质分:分:水性(水溶型和水乳型)和溶剂型基料水性(水溶型和水乳型)和溶剂型基料等。等。v水溶型基料水溶型基料 聚乙烯醇、碱金属硅酸盐和硅溶胶。聚乙烯醇、碱金属硅酸盐和硅溶胶。 1.1.聚乙烯醇类聚乙烯醇类 醇解度在醇解度在
127、88%88%以下时,在以下时,在2020水中可完全溶解;醇解度在水中可完全溶解;醇解度在99%99%时,在时,在9595温温度下才能溶解。度下才能溶解。 聚乙烯醇有吸湿性,耐水性较差,一般需采用醛类(如聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇有吸湿性,耐水性较差,一般需采用醛类(如聚乙烯醇缩甲醛或与碱金属硅酸盐复合(如水玻璃聚乙烯醇涂料)改性。与碱金属硅酸盐复合(如水玻璃聚乙烯醇涂料)改性。 聚乙烯醇类只能作内墙涂料的基料。有聚乙烯醇类只能作内墙涂料的基料。有聚乙烯醇水玻璃涂料(聚乙烯醇水玻璃涂料(106106涂料),涂料),聚乙烯醇缩甲醛涂料(聚乙烯醇缩甲醛涂料(803803涂料涂料)。聚乙烯醇涂料价格便宜
128、、无毒无味、生)。聚乙烯醇涂料价格便宜、无毒无味、生产工艺简单,但耐水性差、易脱粉等。产工艺简单,但耐水性差、易脱粉等。 8585 2. 2. 碱金属硅酸盐(水玻璃类)碱金属硅酸盐(水玻璃类) 分子式分子式R R2 2O nSiOO nSiO2 2,有硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂等,有硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂等,常用前两者常用前两者。 SiO SiO2 2和碱金属氧化物的分子比和碱金属氧化物的分子比n n称为水玻璃称为水玻璃模数。模数。n=1n=1时,常温下可溶于水,时,常温下可溶于水,n n 1 1时,只能溶解于热水,时,只能溶解于热水,n n 3 3时,须在压力下才能溶解。模数越高,时,须在压力下
129、才能溶解。模数越高,耐水性越好,粘结性越好,我国耐水性越好,粘结性越好,我国商品水玻璃模数为商品水玻璃模数为1 13.53.5。 水玻璃水玻璃一般一般不单独作基料不单独作基料,往往往往与其他基料复合使用(如聚乙烯醇水玻璃与其他基料复合使用(如聚乙烯醇水玻璃涂料)涂料)或或加入固化剂(如氟硅酸钠、缩合磷酸铝等)固化提高耐水性。加入固化剂(如氟硅酸钠、缩合磷酸铝等)固化提高耐水性。 水玻璃成膜性好,不燃、耐热、耐候、耐酸,但含有较多碱金属成分,涂水玻璃成膜性好,不燃、耐热、耐候、耐酸,但含有较多碱金属成分,涂膜干燥慢,耐水性很差。膜干燥慢,耐水性很差。86863.3.硅溶胶(硅酸溶胶,硅溶胶(硅酸
130、溶胶, H H2 2SiOSiO3 3 ) 是硅酸的多分子聚合物胶体液,即以是硅酸的多分子聚合物胶体液,即以SiOSiO2 2为基本单元在水中的分散为基本单元在水中的分散体,常用硅溶胶浓度为体,常用硅溶胶浓度为20%20%40%40%,pHpH 8.58.59.59.5。 硅溶胶硅溶胶性能性能:A.A.耐水性好;耐水性好;B.B.涂膜强度高;涂膜强度高;C.C.粘结力强;粘结力强;D.D.耐热、耐热、耐酸碱、耐候。但硅溶胶成膜后干燥收缩大、涂膜脆性大、易开裂,在耐酸碱、耐候。但硅溶胶成膜后干燥收缩大、涂膜脆性大、易开裂,在建筑涂料中建筑涂料中很少单独使用很少单独使用,通常与聚合物乳液拼用以改善
131、其脆性。,通常与聚合物乳液拼用以改善其脆性。 硅溶胶涂料以硅溶胶涂料以胶体二氧化硅胶体二氧化硅为主要成膜物质。为主要成膜物质。成膜机理成膜机理:硅溶胶在:硅溶胶在空气中失去水分,空气中失去水分,多聚硅酸失水形成胶体网络,最后形成多聚硅酸失水形成胶体网络,最后形成SiOSiSiOSi链链涂膜。涂膜。 其渗透力强、附着性好、涂膜细腻、致密坚硬,具有良好耐水性、其渗透力强、附着性好、涂膜细腻、致密坚硬,具有良好耐水性、耐酸碱性、耐候性和耐热性等。但涂膜冷热收缩大、发脆、易开裂等。耐酸碱性、耐候性和耐热性等。但涂膜冷热收缩大、发脆、易开裂等。8787 v乳液型基料乳液型基料 1. 1. 概述概述(1
132、1)乳液定义乳液定义: 一种物质在乳化剂作用下以微细粒子一种物质在乳化剂作用下以微细粒子0.050.055m5m均匀地分散在另一种液体均匀地分散在另一种液体中而形成的稳定物系称为乳液。中而形成的稳定物系称为乳液。 油分散在水中的乳液以油分散在水中的乳液以O/WO/W表示,水分散在油中的乳液以表示,水分散在油中的乳液以W/OW/O表示,建筑涂表示,建筑涂料常用料常用O/WO/W乳液。乳液。(2 2) O/WO/W乳液基本组分乳液基本组分 连续相(亦称分散介质,如水)、分散相(如聚合物树脂)、乳化剂。连续相(亦称分散介质,如水)、分散相(如聚合物树脂)、乳化剂。(3 3)据制备方法乳液分为)据制备
133、方法乳液分为分散乳液和聚合乳液分散乳液和聚合乳液两种。两种。 8888 (4 4)乳液成膜过程及影响因素)乳液成膜过程及影响因素A.A.充填充填 水分挥发,当水分挥发,当理论体积固含量为理论体积固含量为74%74%时,乳胶微粒相互靠近达到时,乳胶微粒相互靠近达到密集充填密集充填状状态。乳化剂及水溶性助剂留在微粒间隙的水中。态。乳化剂及水溶性助剂留在微粒间隙的水中。B.B.融合融合 水分继续挥发,聚合物微粒表面吸附的保护层破坏,裸露的微粒相互接触,水分继续挥发,聚合物微粒表面吸附的保护层破坏,裸露的微粒相互接触,其间隙小至毛细管径时,其间隙小至毛细管径时,表面张力和毛细管压力高于聚合物微粒抗变形
134、力表面张力和毛细管压力高于聚合物微粒抗变形力,微粒变形凝聚融合成连续涂膜。微粒变形凝聚融合成连续涂膜。C.C.扩散扩散 残留在水中的残留在水中的助剂助剂逐渐逐渐向涂膜扩散向涂膜扩散,高聚物长链相互扩散形成高聚物长链相互扩散形成涂膜。涂膜。 影响因素:影响因素:组成组成:聚合物化学组成和结构;:聚合物化学组成和结构; 物理性能物理性能:颗粒大小和分散质量;:颗粒大小和分散质量; 环境环境:时间、湿度和温度等。:时间、湿度和温度等。 乳胶漆乳胶漆表干在表干在2h2h以内以内,完全成膜完全成膜需要需要4 4周以上周以上。 涂膜由固体聚合物、颜填料、残留助剂和气孔组成多相体系。涂膜由固体聚合物、颜填料
135、、残留助剂和气孔组成多相体系。 8989(5 5)乳胶漆成膜驱动力)乳胶漆成膜驱动力 A.A.缩水表面产生的力(缩水表面产生的力(表面张力表面张力););B.B.凹月面水的毛细管力;凹月面水的毛细管力;C.C.范德华力;范德华力;D.D.重力。重力。(6 6)阻碍乳胶漆聚结的力)阻碍乳胶漆聚结的力 A.A.弹性变形力;弹性变形力;B.B.静电斥力。静电斥力。 主要是主要是表面张力和毛细管力克服弹性变形抗力表面张力和毛细管力克服弹性变形抗力而聚结成膜。而聚结成膜。2. 2. 乳液基本性能乳液基本性能(1 1)最低成膜温度)最低成膜温度 最低成膜温度:最低成膜温度:乳胶漆形成不开裂连续涂膜的最低温
136、度。乳胶粒子变形能乳胶漆形成不开裂连续涂膜的最低温度。乳胶粒子变形能力与最低成膜温度密切相关。力与最低成膜温度密切相关。 加入增塑剂和成膜助剂加入增塑剂和成膜助剂等可降低成膜温度。等可降低成膜温度。T Tg g高,成膜温度高。高,成膜温度高。9090(2 2)玻璃化温度)玻璃化温度T Tg g T Tg g高,涂膜硬度高,光泽高,耐沾污,力学性能相应好些,但延伸率低,高,涂膜硬度高,光泽高,耐沾污,力学性能相应好些,但延伸率低,易开裂。易开裂。(3 3)残存单体含量)残存单体含量 残存单体含量过高导致产品成本及单体耗用量提高,且影响乳液稳定性。残存单体含量过高导致产品成本及单体耗用量提高,且影
137、响乳液稳定性。残存单体含量控制在残存单体含量控制在0.1%0.1%以下。以下。(4 4)粒度和粒度分布)粒度和粒度分布 根据乳液粒径均匀程度分为:根据乳液粒径均匀程度分为:单分散性单分散性和和多分散性多分散性乳液。乳液。 粒度及分布对乳液粘度、成膜性质及涂膜性能有很大影响。细粒度乳胶漆粒度及分布对乳液粘度、成膜性质及涂膜性能有很大影响。细粒度乳胶漆有较高临界颜料体积浓度,且有较好渗透性,适于多孔底材涂饰。有较高临界颜料体积浓度,且有较好渗透性,适于多孔底材涂饰。9191(5 5)机械稳定性)机械稳定性 对剪切应力的敏感程度。对剪切应力的敏感程度。(6 6)相容性)相容性 亦即化学稳定性,与颜填
138、料、助剂等的相容性。相容性不好,重则亦即化学稳定性,与颜填料、助剂等的相容性。相容性不好,重则 破乳,轻则影响成膜后的性质。破乳,轻则影响成膜后的性质。(7 7)稀释稳定性)稀释稳定性(8 8)冻融稳定性)冻融稳定性(9 9)贮存和热稳定性)贮存和热稳定性 9292v溶剂型基料溶剂型基料 有机溶剂为分散介质,溶剂贵有机溶剂为分散介质,溶剂贵, ,存在环境污染,易燃存在环境污染,易燃, ,要求底材含水率低;要求底材含水率低;但流平性好,光泽度高,硬度、耐污染性较乳胶漆好。但流平性好,光泽度高,硬度、耐污染性较乳胶漆好。 据成膜机理分为据成膜机理分为转化型转化型(如环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯等)
139、和(如环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯等)和非转化非转化型型(热塑性树脂)两类。(热塑性树脂)两类。1. 1. 氯化橡胶基料氯化橡胶基料 无毒无味无毒无味, ,耐水、耐酸碱及耐候性优良,含耐水、耐酸碱及耐候性优良,含60%60%以上氯的氯化橡胶阻燃、不以上氯的氯化橡胶阻燃、不燃,与其他树脂相容性好,但耐有机溶剂较差。用作外墙和地面涂料。燃,与其他树脂相容性好,但耐有机溶剂较差。用作外墙和地面涂料。2. 2. 过氯乙烯基料过氯乙烯基料 涂料用过氯乙烯树脂,涂料用过氯乙烯树脂,含氯量为含氯量为61%61%65%65%,耐化学腐蚀和耐候性优良,用,耐化学腐蚀和耐候性优良,用作地面涂料。配制涂料时常加作地
140、面涂料。配制涂料时常加醇酸树脂醇酸树脂改进光泽和附着力,加改进光泽和附着力,加增塑剂增塑剂改进改进 9393 柔韧性,加柔韧性,加脂肪酸钡脂肪酸钡等改进对光和热稳定性。等改进对光和热稳定性。溶剂为丙酮、醋酸丁酯和二甲溶剂为丙酮、醋酸丁酯和二甲苯等的混合溶剂。苯等的混合溶剂。 3. 3. 聚氨酯基料聚氨酯基料 分为分为单组分单组分和和双组分双组分两类。两类。 (1 1) 单组分又分为氧固化型和湿固化型。单组分又分为氧固化型和湿固化型。 氧固化型氧固化型聚氨酯主链中含聚氨酯主链中含不饱和双键不饱和双键,成膜机理是靠不饱和双键,成膜机理是靠不饱和双键自动氧化自动氧化成膜,成膜,性能较差性能较差。 湿
141、固化型聚氨酯由分子末端带有异氰酸酯基的预聚物组成,湿固化型聚氨酯由分子末端带有异氰酸酯基的预聚物组成,异氰酸酯端基异氰酸酯端基与空气中与空气中水分子作用水分子作用引起一连串反应,导致预聚物进一步聚合成膜。引起一连串反应,导致预聚物进一步聚合成膜。(2 2) 双组分聚氨酯基料有预聚物双组分聚氨酯基料有预聚物催化固化型催化固化型和预聚物和预聚物羟基固化型羟基固化型两种。两种。 催化固化型中一个组分的结构与湿固化型相似,但二异氰酸酯基含量小,单催化固化型中一个组分的结构与湿固化型相似,但二异氰酸酯基含量小,单靠湿固化,其速度慢,常用靠湿固化,其速度慢,常用二甲基乙醇胺二甲基乙醇胺催化固化。催化固化。
142、9494羟基固化型中一个组分是二异氰酸酯与多元醇的预聚物,另一组羟基固化型中一个组分是二异氰酸酯与多元醇的预聚物,另一组分是含羟基聚合物(如含羟基聚醚、聚酯和聚丙烯酸酯),两组分是含羟基聚合物(如含羟基聚醚、聚酯和聚丙烯酸酯),两组分混合后,常温下交联成膜。分混合后,常温下交联成膜。 4. 4. 丙烯酸酯类基料丙烯酸酯类基料5. 5. 环氧树脂类基料环氧树脂类基料 环氧树脂溶于丙酮、环己酮、乙二醇、甲苯和苯乙烯等,常作环氧树脂溶于丙酮、环己酮、乙二醇、甲苯和苯乙烯等,常作地面涂料。地面涂料。9595 颜料:颜料:不溶于不溶于分散介质(如油、水等)的有色或白色粉末状物质。具有很分散介质(如油、水
143、等)的有色或白色粉末状物质。具有很好着色力,适当遮盖力,较高分散度,鲜明颜色和光、热稳定性及耐化学腐好着色力,适当遮盖力,较高分散度,鲜明颜色和光、热稳定性及耐化学腐蚀性等。蚀性等。 颜料和染料统称颜料和染料统称色料色料。它们有很多相似之处,都是显色物质和固体粉末。它们有很多相似之处,都是显色物质和固体粉末。区别是染料对染色材料具有亲和力,而颜料须用黏结剂;染料一般溶于水或区别是染料对染色材料具有亲和力,而颜料须用黏结剂;染料一般溶于水或溶剂。溶剂。 据来源分为据来源分为天然颜料天然颜料(矿物性的如朱砂、红土、雄黄、铜绿等,植物性的(矿物性的如朱砂、红土、雄黄、铜绿等,植物性的如藤黄等)和如藤
144、黄等)和合成颜料合成颜料(无机、有机)两类。无机颜料稳定性、耐候性优于(无机、有机)两类。无机颜料稳定性、耐候性优于有机颜料。有机颜料。 填料:不溶于基料、水和溶剂等的粉末状物质。其折光指数小(填料:不溶于基料、水和溶剂等的粉末状物质。其折光指数小(1.41.41.71.7),能增加涂膜厚度、体质和强度,提高耐久性。填料除无着色力和遮盖),能增加涂膜厚度、体质和强度,提高耐久性。填料除无着色力和遮盖力要求外,其他性能与颜料相同。力要求外,其他性能与颜料相同。第二节第二节 颜料与填料颜料与填料9696v颜料基本特性颜料基本特性一一. . 颜色颜色 颜料颜色取决于化学组成和结构,还与光源、颜料粒径
145、和感知颜色的人颜料颜色取决于化学组成和结构,还与光源、颜料粒径和感知颜色的人等有关。等有关。1 1、光和色关系、光和色关系 可见光波长为可见光波长为380380780nm780nm,只有可见光辐射才能刺激人眼产生视觉。,只有可见光辐射才能刺激人眼产生视觉。 光和颜料的作用:透过、反射、吸收等。光和颜料的作用:透过、反射、吸收等。 若可见光全部透过颜料,则该颜料呈无色;若全部被反射,则呈白色;若可见光全部透过颜料,则该颜料呈无色;若全部被反射,则呈白色;若全部被吸收,则呈黑色。若全部被吸收,则呈黑色。只有颜料选择吸收可见光中某些波长光线,反只有颜料选择吸收可见光中某些波长光线,反射另一些波长光线
146、,颜料才是彩色的射另一些波长光线,颜料才是彩色的。 人们感觉到的颜色,不是吸收光波长的光谱色,而是反射光的光谱色,人们感觉到的颜色,不是吸收光波长的光谱色,而是反射光的光谱色,它是吸收光的补色。它是吸收光的补色。 每种颜色对应的波长范围如下: 380-470nm 紫色 470-480nm 紫蓝 480-490nm 蓝色 490-500nm 蓝绿 500-530nm 绿色 530-570nm 黄绿 570-580nm 黄色 580-600nm 橙色 600-780nm 红色9798982 2、颜色表征参数:色相(色调)、亮度(明度)和饱和度(纯度、颜色表征参数:色相(色调)、亮度(明度)和饱和度
147、(纯度、彩度彩度)。)。 色相:表征红、黄、绿、蓝、紫等颜色特性,是视觉感知属性。色调色相:表征红、黄、绿、蓝、紫等颜色特性,是视觉感知属性。色调决定于光源光谱组成和物体表面反射(或透射)各波长比例对人眼产生决定于光源光谱组成和物体表面反射(或透射)各波长比例对人眼产生的感觉。的感觉。 色调划分没有色调划分没有绝对界限绝对界限,可见光波连续变化的两个相邻颜色,如红黄,可见光波连续变化的两个相邻颜色,如红黄之间、黄绿之间等存在过渡区,从一个颜色过渡到另一个颜色,其中间之间、黄绿之间等存在过渡区,从一个颜色过渡到另一个颜色,其中间的颜色变化是连续的。的颜色变化是连续的。 亮度:表示物体表面颜色明亮
148、程度的视知觉特性值,以亮度:表示物体表面颜色明亮程度的视知觉特性值,以绝对白色和绝绝对白色和绝对黑色对黑色为基准给予分度。为基准给予分度。 饱和度是在色调饱和度是在色调“质质”的基础上表现出的颜色纯度。的基础上表现出的颜色纯度。 可见光的各种单色光是最饱和的彩色,这些颜色中掺入白光越多就越可见光的各种单色光是最饱和的彩色,这些颜色中掺入白光越多就越不饱和,对光波反射选择性就越差,最终变成白色。对光波选择性越强不饱和,对光波反射选择性就越差,最终变成白色。对光波选择性越强越饱和。越饱和。 99993 3、颜色分类、颜色分类(1 1)非彩色)非彩色 是对可见光波是对可见光波无选择吸收无选择吸收的结
149、果,所显现的是黑、灰、白颜色系列。的结果,所显现的是黑、灰、白颜色系列。 非彩色非彩色只有明度只有明度差别,即中性色。当对可见光波所有波长反射率在差别,即中性色。当对可见光波所有波长反射率在80%80%90%90%以上时,明度很高,可看成白色。若对可见光波所有波长反射率在以上时,明度很高,可看成白色。若对可见光波所有波长反射率在4%4%以以下时,明度很低,可看成黑色。反射率在这两者之间的是灰色。下时,明度很低,可看成黑色。反射率在这两者之间的是灰色。纯白纯白是理是理想的想的全反射全反射物体,其光物体,其光反射率为反射率为1 1。(2 2)彩色)彩色 黑白系列以外的颜色就是彩色,是物体对光谱各波
150、长选择吸收的结果黑白系列以外的颜色就是彩色,是物体对光谱各波长选择吸收的结果 。 可见光谱反射率的高低表现为彩色对光谱的选择性,选择性越强,饱和度可见光谱反射率的高低表现为彩色对光谱的选择性,选择性越强,饱和度越高,反射率越高,明度越高。越高,反射率越高,明度越高。 因此,彩色能全部包括颜色的因此,彩色能全部包括颜色的3 3个特性:色调、明度和饱和度个特性:色调、明度和饱和度。而非彩色而非彩色只包括一个颜色特性,即明度。只包括一个颜色特性,即明度。1001004 4、颜色测量、颜色测量(1 1)目测法)目测法 国内颜料颜色检测大多用目测法,按国内颜料颜色检测大多用目测法,按GB/T 1864-
151、89GB/T 1864-89颜料颜色颜料颜色的比较的比较进行。规定在相同条件下将颜料分散至展色剂中,然后进行。规定在相同条件下将颜料分散至展色剂中,然后用湿膜制备器涂布在无色透明玻璃板上,涂后立即在散射日光或用湿膜制备器涂布在无色透明玻璃板上,涂后立即在散射日光或标准光源下,与标准样品进行比较,颜色差异评级分为:近似、标准光源下,与标准样品进行比较,颜色差异评级分为:近似、微、稍、较微、稍、较4 4级。其中微、稍、较之后需列入色相及鲜、暗评语。级。其中微、稍、较之后需列入色相及鲜、暗评语。(2 2)仪器测量)仪器测量 用测色仪可把每个颜色用数字测出来,准确快速,资料也易交用测色仪可把每个颜色用
152、数字测出来,准确快速,资料也易交流和保存。但仪器测色有局限性,在某些情况下,仪器测定结果流和保存。但仪器测色有局限性,在某些情况下,仪器测定结果与目测结果存在较大差别。与目测结果存在较大差别。 目测和仪器测量的结合能客观准确地评定颜色。目测和仪器测量的结合能客观准确地评定颜色。101101二、遮盖力二、遮盖力 涂膜中颜料能够遮盖被涂饰物体使涂膜中颜料能够遮盖被涂饰物体使其表面不再能透过涂膜而显露的能力。其表面不再能透过涂膜而显露的能力。以每底材面积所需完全覆盖底色的以每底材面积所需完全覆盖底色的干颜料质量克数表示。干颜料质量克数表示。 遮盖力是颜料对光线产生散射、吸遮盖力是颜料对光线产生散射、
153、吸收和反射的结果。收和反射的结果。1 1、白色颜料主要是散射、白色颜料主要是散射,由散射产生的,由散射产生的遮盖力与折射率、粒子大小遮盖力与折射率、粒子大小和颜料浓度有关。和颜料浓度有关。(1 1)颜料与成膜物折射率(约)颜料与成膜物折射率(约1.551.55)差越大,遮盖力愈高。)差越大,遮盖力愈高。(2 2)粒径很小时,散射很小;粒径增大,散射达最大值;粒径进一)粒径很小时,散射很小;粒径增大,散射达最大值;粒径进一步增大,散射下降。不同颜料的最佳散射粒径不同,当入射光为步增大,散射下降。不同颜料的最佳散射粒径不同,当入射光为可见光平均波长(可见光平均波长(550nm550nm)时,如金红
154、石型钛白粉最佳粒径为)时,如金红石型钛白粉最佳粒径为0.270.27微米。微米。(3 3)颜料浓度)颜料浓度 对于钛白粉,对于钛白粉,PVCPVC10%10%时,遮盖力随浓度提高而时,遮盖力随浓度提高而线性增加;线性增加;PVCPVC超过超过10%10%时,遮盖力随浓度提高而增加,但并非线时,遮盖力随浓度提高而增加,但并非线性;性;PVCPVC超过超过30%30%,钛白粉附聚,遮盖力不再随浓度提高而增加,钛白粉附聚,遮盖力不再随浓度提高而增加,甚至有所下降。甚至有所下降。102103103 2 2、黑色颜料主要是吸收、黑色颜料主要是吸收,当入射光频率和颜料分子的固有频率相同时发生,当入射光频率
155、和颜料分子的固有频率相同时发生吸收,吸收系数越大,遮盖力越好。吸收,吸收系数越大,遮盖力越好。 3 3、对彩色颜料、对彩色颜料,散射和吸收同时起作用。,散射和吸收同时起作用。4 4、提高遮盖力的措施、提高遮盖力的措施:A.A.引进气孔降低介质折射率,增加介质与颜料折射率差。如使引进气孔降低介质折射率,增加介质与颜料折射率差。如使PVCPVC大于大于CPVCCPVC或加入不透明聚合物。或加入不透明聚合物。B.B.通过位隔作用提高遮盖力。粗填料使钛白粉在干膜中堆积在一起,使遮盖通过位隔作用提高遮盖力。粗填料使钛白粉在干膜中堆积在一起,使遮盖力降低,而细填料能把钛白粉分隔开,提高遮盖力。细填料的这种
156、作用叫力降低,而细填料能把钛白粉分隔开,提高遮盖力。细填料的这种作用叫位隔作用。位隔作用。104104三、三、 着色力着色力 指某种颜料与基准颜料混合后显现颜色强弱的能力。通常以白色颜料为基指某种颜料与基准颜料混合后显现颜色强弱的能力。通常以白色颜料为基准去衡量彩色或黑色颜料对白色颜料的着色能力。准去衡量彩色或黑色颜料对白色颜料的着色能力。 对于白色颜料着色力,以测定对于白色颜料着色力,以测定消色力消色力来表示,消色力是指在规定条件下,来表示,消色力是指在规定条件下,白色颜料使有色颜料颜色变浅的能力。白色颜料使有色颜料颜色变浅的能力。 着色力是颜料对光线吸收和散射的结果,主要取决于吸收着色力是
157、颜料对光线吸收和散射的结果,主要取决于吸收,吸收能力越大,吸收能力越大,着色力越高。还与粒子大小、形状、粒径分布、晶型和分散度有关。着色力越高。还与粒子大小、形状、粒径分布、晶型和分散度有关。四、吸油量和吸水量四、吸油量和吸水量 吸油量指定量干颜料黏结成糊所吸收亚麻仁油的质量。以吸油量指定量干颜料黏结成糊所吸收亚麻仁油的质量。以100g100g颜料达到规颜料达到规定状态所吸收亚麻仁油质量表示,定状态所吸收亚麻仁油质量表示,g/100gg/100g。 实质上,吸油量就是在临界颜料体积浓度(实质上,吸油量就是在临界颜料体积浓度(CPVCCPVC)时所需的亚麻仁油量。)时所需的亚麻仁油量。 吸油量与
158、吸油量与CPVCCPVC、颜料密度和亚麻仁油密度的关系式:、颜料密度和亚麻仁油密度的关系式: CPVC=1/1+(OACPVC=1/1+(OA/93.5,OA/93.5,OA为吸油量,为吸油量, 为颜料密度,为颜料密度,93.593.5为亚麻仁油为亚麻仁油密度密度100100。颜料密度大,颜料密度大,CPVCCPVC高,颜料吸油量就小。高,颜料吸油量就小。 105105 乳胶漆以水为分散介质,也有以乳胶漆以水为分散介质,也有以吸水量吸水量来评价乳胶漆用颜料的。有时还在水来评价乳胶漆用颜料的。有时还在水中加一定量湿润分散剂(如多聚磷酸钠),使颜料更易被水湿润,使滴至终中加一定量湿润分散剂(如多聚
159、磷酸钠),使颜料更易被水湿润,使滴至终点易于掌握,同时也会使水的表面张力更接近乳液的表面张力。但水是分散点易于掌握,同时也会使水的表面张力更接近乳液的表面张力。但水是分散介质,不是基料,所以介质,不是基料,所以吸水量与吸水量与CPVCCPVC联系概念不明确联系概念不明确。五、耐光性和耐候性五、耐光性和耐候性 影响因素:颜料化学组成和结构,还与介质及颜料粒径有关。影响因素:颜料化学组成和结构,还与介质及颜料粒径有关。 无机颜料耐光性和耐候性比有机好。无机颜料受阳光和大气作用颜色变暗、无机颜料耐光性和耐候性比有机好。无机颜料受阳光和大气作用颜色变暗、变深,而有机颜料会褪色。变深,而有机颜料会褪色。
160、 耐光性按耐光性按GB/T 1710-79GB/T 1710-79颜料耐光性测定法颜料耐光性测定法,与蓝色标准卡的变色程度,与蓝色标准卡的变色程度相比,分相比,分8 8级评定,级评定,8 8级耐光性最好级耐光性最好。耐候性可通过自然曝晒或人工老化仪测。耐候性可通过自然曝晒或人工老化仪测定,定,分分5 5级评定,级评定,5 5级耐候性最好级耐候性最好。六、耐酸碱性六、耐酸碱性 建筑乳胶漆的基层一般是水泥砂浆或混合砂浆抹灰层,呈碱性,颜料须耐碱。建筑乳胶漆的基层一般是水泥砂浆或混合砂浆抹灰层,呈碱性,颜料须耐碱。 106106 建筑乳胶漆使用环境通常没有酸,故无耐酸要求。但我国西南建筑乳胶漆使用环
161、境通常没有酸,故无耐酸要求。但我国西南部有酸雨,故又提出耐酸要求。酸雨是弱酸,部有酸雨,故又提出耐酸要求。酸雨是弱酸,pHpH5.65.6,世界上,世界上酸雨平均酸雨平均pHpH约为约为4.24.2。七、临界表面张力七、临界表面张力 是衡量颜料表面润湿难易程度的一个重要指标。是衡量颜料表面润湿难易程度的一个重要指标。 无机颜料临界表面张力较高,表面属高能表面,较易分散。无机颜料临界表面张力较高,表面属高能表面,较易分散。而有机颜料临界表面张力较低(而有机颜料临界表面张力较低( 100mN/m) 100mN/m),属,属低能表面低能表面,较较难湿润分散难湿润分散。 107107v颜料分类颜料分类
162、 按按色谱色谱分:黄色、绿色、红色、蓝色颜料等。分:黄色、绿色、红色、蓝色颜料等。 按按化学组成和结构化学组成和结构分:有机和无机颜料。分:有机和无机颜料。无机颜料无机颜料耐光、耐候、耐碱、耐耐光、耐候、耐碱、耐热性能好,价格较有机颜料便宜;但无机颜料光偏暗,鲜艳度差,色谱不全,热性能好,价格较有机颜料便宜;但无机颜料光偏暗,鲜艳度差,色谱不全,品种少。品种少。有机颜料有机颜料色谱范围广,颜色鲜艳,色调明亮,着色力高。色谱范围广,颜色鲜艳,色调明亮,着色力高。 无机类颜料无机类颜料 有机类颜料有机类颜料 色泽色泽 较暗较暗 鲜艳鲜艳 着色力着色力 较低较低 较高较高 遮盖力遮盖力 较高较高 较
163、低较低 耐性指标耐性指标 较高较高 某些品种较低某些品种较低 价格价格 较低较低 较高较高 无机颜料还能细分为金属、氧化物、氧化物复相颜料等。有机颜料细分为无机颜料还能细分为金属、氧化物、氧化物复相颜料等。有机颜料细分为偶氮、酞菁、色淀、稠环酮颜料等。偶氮、酞菁、色淀、稠环酮颜料等。 按按颜料特性颜料特性分为荧光、珠光、变色颜料等。分为荧光、珠光、变色颜料等。108108v白色颜料白色颜料 都是无机颜料,通常都是无机颜料,通常折射率大于折射率大于1.71.7才能称为颜料。除用于白色涂料外,才能称为颜料。除用于白色涂料外,复色涂料也通常采用部分白色颜料。白色颜料有金红石型和鋭钛型钛白粉、复色涂料
164、也通常采用部分白色颜料。白色颜料有金红石型和鋭钛型钛白粉、氧化锌、立德粉和氧化锑等。氧化锌、立德粉和氧化锑等。v一、钛白粉一、钛白粉v 遮盖力高,消色力强,明度值大,稳定性好,是最常用的白色颜料。遮盖力高,消色力强,明度值大,稳定性好,是最常用的白色颜料。1 1、晶型、晶型 钛白粉有钛白粉有3 3种结晶体:种结晶体:金红石型、鋭钛型和板钛型金红石型、鋭钛型和板钛型。板钛型无工业价值。板钛型无工业价值。金红石型钛白粉比鋭钛型遮盖力、抗粉化性和光稳定性好。金红石型钛白粉比鋭钛型遮盖力、抗粉化性和光稳定性好。2 2、分类、分类 金红石型和鋭钛型分别称为金红石型和鋭钛型分别称为R R型和型和A A型型
165、。未经表面未经表面处理处理的金红石型和鋭钛型分别称为的金红石型和鋭钛型分别称为R1R1型和型和A1A1型型。经表面。经表面处理的分别称为处理的分别称为R2R2型、型、R3R3型和型和A2A2型型。 109109 表面处理又称表面处理又称后处理和包膜后处理和包膜。目的是提高钛白粉耐候性、化学稳定性、分。目的是提高钛白粉耐候性、化学稳定性、分散性和光泽等。散性和光泽等。R3R3型是专为平光乳胶漆设计的产品。型是专为平光乳胶漆设计的产品。二、氧化锌(锌白)二、氧化锌(锌白) 氧化锌优点是氧化锌优点是防霉防霉,耐光性、耐热性和抗粉化性良好。缺点是制漆后存,耐光性、耐热性和抗粉化性良好。缺点是制漆后存在
166、在增稠增稠问题。问题。 三、立德粉(钡白)三、立德粉(钡白) 是硫化锌和硫酸钡组成的白色晶状物,分子式是硫化锌和硫酸钡组成的白色晶状物,分子式ZnSBaSOZnSBaSO4 4 。标准立德。标准立德粉硫化锌含量粉硫化锌含量28%28%30%30%。有。有未经表面处理的和表面处理未经表面处理的和表面处理的。的。四、锑白四、锑白 锑白是两性化合物,分子式锑白是两性化合物,分子式SbSb2 2O O3 3 。 锑白主要用于锑白主要用于防火涂料防火涂料中。中。防火机理防火机理是高温下和含氯树脂反应生成氯是高温下和含氯树脂反应生成氯化锑,能阻止火焰蔓延。化锑,能阻止火焰蔓延。110110v着色颜料着色颜
167、料按颜色分为黄色、蓝色、绿色、红色和黑色颜料。按颜色分为黄色、蓝色、绿色、红色和黑色颜料。一、黄色颜料一、黄色颜料1 1、氧化铁黄(铁黄、氧化铁黄(铁黄) ) 分子式分子式FeFe2 2O O3 3HH2 2O O。常用于。常用于内外乳胶漆。内外乳胶漆。温度超过温度超过177177脱水变成脱水变成氧化铁氧化铁红。红。2 2、钒酸铋、钒酸铋 是复相氧化物颜料,没有确定化学组成。是复相氧化物颜料,没有确定化学组成。在外墙涂料中使用,但不多在外墙涂料中使用,但不多。 3 3、耐晒黄、耐晒黄 常用于常用于内墙乳胶漆,其实不耐晒内墙乳胶漆,其实不耐晒。 4 4、异吲哚啉酮黄、异吲哚啉酮黄 用于内外乳胶漆
168、。用于内外乳胶漆。111二、蓝色颜料二、蓝色颜料1 1、酞菁蓝、酞菁蓝 主要组成是铜酞菁。有多种晶态,颜色也有差异。是主要组成是铜酞菁。有多种晶态,颜色也有差异。是内外用乳胶漆蓝色颜内外用乳胶漆蓝色颜料料。2 2、钴蓝、钴蓝 钴蓝属尖晶石结构,可作钴蓝属尖晶石结构,可作高级外墙乳胶漆着色用高级外墙乳胶漆着色用。3 3、群青、群青 是一种复杂铝钠的硫硅酸盐。是一种复杂铝钠的硫硅酸盐。 一般不单独用于着色一般不单独用于着色。群青能消除白色涂料中的黄色光,在灰、黑色中。群青能消除白色涂料中的黄色光,在灰、黑色中掺入群青,可使颜色有柔和光泽,常用于掺入群青,可使颜色有柔和光泽,常用于白乳胶漆的增白白乳
169、胶漆的增白。112112三、绿色颜料三、绿色颜料1 1、酞菁绿、酞菁绿 是一种很好的绿色颜料是一种很好的绿色颜料。2 2、氧化铬绿(三氧化二铬)、氧化铬绿(三氧化二铬) 着色力不及酞菁绿。但着色力不及酞菁绿。但铬是重金属,是非环境友好颜料铬是重金属,是非环境友好颜料。 四、红色颜料四、红色颜料1 1、氧化铁红(、氧化铁红(FeFe2 2O O3 3 ) 是一种是一种紫红色惰性颜料。缺点是颜色不够鲜艳。紫红色惰性颜料。缺点是颜色不够鲜艳。2 2、DPPDPP红:具有红:具有1 1,4 4二酮吡咯并吡咯结构。二酮吡咯并吡咯结构。3 3、萘酚、萘酚ASAS红:系红色偶氮颜料,用于红:系红色偶氮颜料,
170、用于内墙乳胶漆。内墙乳胶漆。4 4、二溴代蒽缔蒽酮红、二溴代蒽缔蒽酮红 系蒽醌稠环酮颜料,用于系蒽醌稠环酮颜料,用于内外乳胶漆内外乳胶漆。5 5、喹吖啶酮红、喹吖啶酮红 113113五、黑色颜料五、黑色颜料1 1、氧化铁黑(铁黑)、氧化铁黑(铁黑) 分子式分子式FeFe2 2O O3 3FeOFeO,氧化亚铁含量在,氧化亚铁含量在181826%26%之间,属尖晶石型,之间,属尖晶石型,有很强磁性。有很强磁性。2 2、炭黑、炭黑 主要成分是元素碳,碳原子排列类似石墨组成六角形平面。其主要成分是元素碳,碳原子排列类似石墨组成六角形平面。其粒度细,遮盖力和着色力好。粒度细,遮盖力和着色力好。六、紫色
171、颜料六、紫色颜料1 1、永固紫、永固紫 它具有它具有红外反射特性,可用于隐蔽涂层中。红外反射特性,可用于隐蔽涂层中。2 2、喹吖啶酮紫、喹吖啶酮紫 114114七、橙色颜料七、橙色颜料1 1、永固橙、永固橙RNRN 学名二硝基苯胺橙,可用于学名二硝基苯胺橙,可用于内墙乳胶漆内墙乳胶漆。2 2、DPPDPP橙橙 性能优于永固橙性能优于永固橙RNRN,可用于,可用于内外乳胶漆内外乳胶漆。八、棕色颜料八、棕色颜料1 1、钛铬黄、钛铬黄 可用于可用于内外内外乳胶漆。乳胶漆。2 2、氧化铁棕、氧化铁棕 可用于可用于内外内外乳胶漆。乳胶漆。115115九、珠光颜料九、珠光颜料 是是高折射率片状高折射率片状
172、颜料。用珠光颜料可获得颜料。用珠光颜料可获得珍珠光泽、彩虹效应和金属光珍珠光泽、彩虹效应和金属光泽。泽。 常用珠光颜料有常用珠光颜料有云母钛和氯氧化铋云母钛和氯氧化铋。云母钛又称。云母钛又称珠光粉珠光粉,以白云母为基,以白云母为基片,用二氧化钛等无机氧化物或金属包膜制成。氯氧化铋化学成分是片,用二氧化钛等无机氧化物或金属包膜制成。氯氧化铋化学成分是BIOCI,BIOCI,与白云母可制成珠光颜料。与白云母可制成珠光颜料。 值得注意的是,值得注意的是,珠光颜料不能与珠光颜料不能与不透明着色颜料混用,炭黑和群青除不透明着色颜料混用,炭黑和群青除外,只能与透明性遮盖力低的着色颜料外,只能与透明性遮盖力
173、低的着色颜料混用,如酞菁系。混用,如酞菁系。十、金属颜料:铝粉(十、金属颜料:铝粉(银粉银粉)、铜粉)、铜粉(金粉金粉)、锌粉、不锈钢粉等。)、锌粉、不锈钢粉等。十一、防锈颜料:十一、防锈颜料:1 1、物理防锈颜料、物理防锈颜料:活性如活性如氧化锌、碱性碳酸铅、碱性硫酸铅;氧化锌、碱性碳酸铅、碱性硫酸铅;非活非活性如性如氧化铁红、铝粉、石墨等。氧化铁红、铝粉、石墨等。2 2、化学防锈颜料:化学防锈颜料:红丹、锌铬黄、铅酸钙、锌粉、铅粉、碱性铅铬红丹、锌铬黄、铅酸钙、锌粉、铅粉、碱性铅铬黄等。黄等。十二、特种颜料:十二、特种颜料:示温颜料、发光颜料和荧光颜料等。示温颜料、发光颜料和荧光颜料等。1
174、16117117v色浆 乳胶漆用颜料粉配色较少见,主要用色浆配色。乳胶漆用颜料粉配色较少见,主要用色浆配色。 水性色浆分为水性色浆分为3 3类:类:1 1、以颜料、湿润分散剂、消泡剂、防腐剂、水溶性低挥发有机溶剂和水以颜料、湿润分散剂、消泡剂、防腐剂、水溶性低挥发有机溶剂和水制成。湿润分散剂含量较高,有的加入聚合物黏结剂或树脂。用这类制成。湿润分散剂含量较高,有的加入聚合物黏结剂或树脂。用这类色浆配色时,把大量表面活性剂带入乳胶漆中,使乳胶漆黏度下降,色浆配色时,把大量表面活性剂带入乳胶漆中,使乳胶漆黏度下降,干燥成膜后留在涂膜中,影响涂膜耐水性。有的无黏结剂色浆,在使干燥成膜后留在涂膜中,影
175、响涂膜耐水性。有的无黏结剂色浆,在使用中存在颜料震荡返粗问题。用中存在颜料震荡返粗问题。2 2、把颜料分散在把颜料分散在树脂性颜料湿润分散剂树脂性颜料湿润分散剂中而制成。可减轻上述副作用。中而制成。可减轻上述副作用。3 3、通用色浆:通用色浆:指指颜色、色强度、流变性颜色、色强度、流变性等严格控制的色浆。具有较高稳等严格控制的色浆。具有较高稳定性和批次间一致性。与大多数涂料体系具有良好混溶性和着色性,定性和批次间一致性。与大多数涂料体系具有良好混溶性和着色性,对涂料性能无不良影响。为适应自动调色需要,以实现精确体积对涂料性能无不良影响。为适应自动调色需要,以实现精确体积注入注入式配色。式配色。
176、 118118 v体质颜料(填料)体质颜料(填料) 除除降低成本和增加乳胶漆降低成本和增加乳胶漆PVCPVC外,还可改善乳胶漆施工性,提高颜料悬浮性外,还可改善乳胶漆施工性,提高颜料悬浮性和防止流挂,提高涂膜耐水性、耐磨性和耐温性等。和防止流挂,提高涂膜耐水性、耐磨性和耐温性等。一、碳酸钙一、碳酸钙 有天然有天然( (重质碳酸钙重质碳酸钙, ,又称大白粉、石灰石粉、方解石粉)和人工合成(又称大白粉、石灰石粉、方解石粉)和人工合成(轻轻质碳酸钙质碳酸钙)两种。)两种。 pH pH值为值为9 9左右的碱性填料,不耐酸雨,分解温度左右的碱性填料,不耐酸雨,分解温度800800900900,可用在,可
177、用在耐高温耐高温漆中漆中。由于它可水解生成氢氧化钙,从而增加对底材的附着力,碳酸钙还能。由于它可水解生成氢氧化钙,从而增加对底材的附着力,碳酸钙还能吸收酸性介质,有利于漆的防锈,因此吸收酸性介质,有利于漆的防锈,因此防锈漆中大量使用碳酸钙。防锈漆中大量使用碳酸钙。 重钙可改善保色性和抗粉化性,超细粒子能提供位隔作用,增加遮盖力。重钙可改善保色性和抗粉化性,超细粒子能提供位隔作用,增加遮盖力。轻钙悬浮性较好,能提供位隔作用,吸油量高,室外耐久性稍差。轻钙悬浮性较好,能提供位隔作用,吸油量高,室外耐久性稍差。 119二、硫酸钡二、硫酸钡 天然的称重晶石粉,合成的称沉淀硫酸钡。为白色粉末,是体天然的
178、称重晶石粉,合成的称沉淀硫酸钡。为白色粉末,是体质颜料中密度最大的一种,密度为质颜料中密度最大的一种,密度为4.3 4.3 4.54.5。密度越大,折射密度越大,折射率越大率越大,重晶石粉折射率为,重晶石粉折射率为1.63 1.63 1.651.65,颜色较白,遮盖力稍,颜色较白,遮盖力稍强。耐酸碱、光、热。强。耐酸碱、光、热。 重晶石粉常用于地面涂料重晶石粉常用于地面涂料,增加涂膜硬度和耐磨性。沉淀硫酸,增加涂膜硬度和耐磨性。沉淀硫酸钡白度高,质地细腻,抗起霜,抗铁锈污染。缺点是密度大,易钡白度高,质地细腻,抗起霜,抗铁锈污染。缺点是密度大,易沉淀。沉淀。三、硅酸盐类三、硅酸盐类1 1、滑石
179、粉、滑石粉 是天然产品,如滑石、皂石、纤维滑石等。颗粒形态有是天然产品,如滑石、皂石、纤维滑石等。颗粒形态有片状和片状和纤维状两种纤维状两种,对于涂膜耐水性和防潮性,片状比纤维滑石粉好,对于涂膜耐水性和防潮性,片状比纤维滑石粉好,片状滑石粉涂膜屏蔽性和整体性好,施工性好。滑石粉在涂料中片状滑石粉涂膜屏蔽性和整体性好,施工性好。滑石粉在涂料中不易下沉,可使颜料悬浮,防止涂料流挂,在涂膜中能吸收伸缩不易下沉,可使颜料悬浮,防止涂料流挂,在涂膜中能吸收伸缩应力,免于发生裂缝和空隙病态,因此滑石粉适用于应力,免于发生裂缝和空隙病态,因此滑石粉适用于内外漆内外漆及耐及耐 120120 洗、耐磨漆。但滑石
180、粉洗、耐磨漆。但滑石粉易粉化易粉化,应与其他填料共同使用改善粉化程度。,应与其他填料共同使用改善粉化程度。 2 2、高岭土(水合硅酸铝、瓷土、白陶土)、高岭土(水合硅酸铝、瓷土、白陶土) 据加工方法分为据加工方法分为煅烧和水洗高岭土煅烧和水洗高岭土,前者优于后者前者优于后者。外观白色粉末,质地。外观白色粉末,质地松软。用于乳胶漆中可改进悬浮性,防止颜料沉降,能提高钛白粉在涂料中松软。用于乳胶漆中可改进悬浮性,防止颜料沉降,能提高钛白粉在涂料中的遮盖力,并增强涂膜硬度,的遮盖力,并增强涂膜硬度,但吸水性较大但吸水性较大。3 3、硅灰石、硅灰石 化学成分为硅酸钙,针状结构,有化学成分为硅酸钙,针状
181、结构,有天然和合成天然和合成两种。天然硅灰石为白色粉两种。天然硅灰石为白色粉末,密度末,密度2.92.9,折射率在体质颜料中较高,为,折射率在体质颜料中较高,为1.631.63,为,为pH9.9pH9.9的碱性颜料。天的碱性颜料。天然硅灰石耐候性好,耐洗刷,易沉降。然硅灰石耐候性好,耐洗刷,易沉降。 人工合成产品为人工合成产品为水合硅酸钙水合硅酸钙,主要用于,主要用于内墙平光涂料内墙平光涂料,有一定不透明性,有一定不透明性,能改善耐湿磨性,有高的能改善耐湿磨性,有高的平光效应。平光效应。4 4、云母粉、云母粉 是含铝、镁的硅酸盐,主要成分为是含铝、镁的硅酸盐,主要成分为K K2 2O2AlO2
182、Al2 2O O3 36SiO6SiO2 22H2H2 2O O 。一般呈。一般呈鳞片鳞片状状,多为无色,有时为淡棕红色、淡绿色和绿色、银白色、银灰色等。锂云,多为无色,有时为淡棕红色、淡绿色和绿色、银白色、银灰色等。锂云母有紫色、淡红、淡黄、灰色、白色等。母有紫色、淡红、淡黄、灰色、白色等。 121121 可增加涂膜抗裂性,在涂膜中水平排列可阻止紫外线辐射而保护涂膜,还可增加涂膜抗裂性,在涂膜中水平排列可阻止紫外线辐射而保护涂膜,还可防止水分穿过。化学稳定性好,能提高涂膜耐温、耐候性,能起阻尼、可防止水分穿过。化学稳定性好,能提高涂膜耐温、耐候性,能起阻尼、绝缘和减震作用,还能提高涂膜机械强
183、度、抗粉化性、耐久性,绝缘和减震作用,还能提高涂膜机械强度、抗粉化性、耐久性,可用于阻可用于阻尼漆、防火漆和外墙乳胶漆中。尼漆、防火漆和外墙乳胶漆中。5 5、合成硅酸铝(硅酸铝钠)、合成硅酸铝(硅酸铝钠) 无定形高分散的体质颜料。无定形高分散的体质颜料。能赋予涂料触变性和提高遮盖力能赋予涂料触变性和提高遮盖力,但比表面积,但比表面积大,吸油量高(大,吸油量高(7575150g/10g150g/10g)。)。6 6、其他、其他 膨胀珍珠岩、蛭石等可作隔热保温、耐燃、吸音、防结露等特膨胀珍珠岩、蛭石等可作隔热保温、耐燃、吸音、防结露等特种建筑涂料的填料。种建筑涂料的填料。四、二氧化硅四、二氧化硅
184、有天然和人造两类。为白色粉状中性物质,化学稳定性较高,耐高温。有天然和人造两类。为白色粉状中性物质,化学稳定性较高,耐高温。1221221 1、天然无定形二氧化硅、天然无定形二氧化硅 价廉和化学稳定性好,可用于底漆、平光漆和地板漆。价廉和化学稳定性好,可用于底漆、平光漆和地板漆。2 2、天然结晶型二氧化硅(天然石英砂)、天然结晶型二氧化硅(天然石英砂) 耐热、化学稳定性好,涂刷性、平光作用及耐候性均好。耐热、化学稳定性好,涂刷性、平光作用及耐候性均好。粒状石英砂还粒状石英砂还用于真石漆和饰纹涂料用于真石漆和饰纹涂料。天然石英砂消光、抗抛光、耐磨、耐擦洗。天然石英砂消光、抗抛光、耐磨、耐擦洗。3
185、 3、硅藻土、硅藻土 天然无定形和结晶型二氧化硅均为不含水天然无定形和结晶型二氧化硅均为不含水二氧化硅,硅藻土为二氧化硅,硅藻土为含水二氧化硅含水二氧化硅。它是海生物。它是海生物的遗骸。灰白色至白色粉末,多孔,的遗骸。灰白色至白色粉末,多孔,它有引进气它有引进气孔而提高遮盖力的作用孔而提高遮盖力的作用,用于平光涂料和厚质涂,用于平光涂料和厚质涂料。料。4 4、人造烧结彩砂、人造烧结彩砂 色彩丰富,颜色均匀,保色彩丰富,颜色均匀,保色性好,用于真石漆等砂色性好,用于真石漆等砂壁状涂料。壁状涂料。 采用两种方法制成:一是采用两种方法制成:一是将金属氧化物与将金属氧化物与天然石英天然石英砂砂等用水充
186、分混合,干燥等用水充分混合,干燥后在窑内经高温烧结而成。后在窑内经高温烧结而成。二是将金属氧化物与二是将金属氧化物与瓷土瓷土混合放入窑内经高温烧结混合放入窑内经高温烧结后,破碎而成。后,破碎而成。123124124v不透明聚合物不透明聚合物 有机体质颜料。是有机体质颜料。是苯丙共聚乳液,粒子呈中空球状,苯丙共聚乳液,粒子呈中空球状,其中充满水,其中充满水,是一种不成膜的乳液聚合物。当涂膜成膜时,随着粒子中水不可逆挥是一种不成膜的乳液聚合物。当涂膜成膜时,随着粒子中水不可逆挥发,中空部分被空气填充。不透明聚合物与空气的折射率分别为发,中空部分被空气填充。不透明聚合物与空气的折射率分别为1.551
187、.55和和1.01.0,因而产生光的,因而产生光的散射散射,使聚合物具有一定遮盖力,故称不透明,使聚合物具有一定遮盖力,故称不透明聚合物。聚合物。 有单分散(粒子大小均匀,外径约有单分散(粒子大小均匀,外径约0.40.4微米,内径约微米,内径约0.30.3微米)和多微米)和多分散不透明聚合物(粒径大小不均匀,粒径比较大)。分散不透明聚合物(粒径大小不均匀,粒径比较大)。特点:特点:(1 1)粒径较细,有很好空间位隔作用;)粒径较细,有很好空间位隔作用; (2 2)粒子呈)粒子呈球形,表面积小,因此乳液需要量少,故能提高乳胶球形,表面积小,因此乳液需要量少,故能提高乳胶漆漆CPVCCPVC。 (
188、3 3)粒子细而均匀,乳胶漆膜表面平整,提高了耐沾污性;)粒子细而均匀,乳胶漆膜表面平整,提高了耐沾污性; (4 4)不需分散,只需搅拌混合均匀;)不需分散,只需搅拌混合均匀; (5 5)密度低,自身质量小。)密度低,自身质量小。125125常用助剂按功能分:润湿分散剂、增稠剂、成膜助剂、防腐防霉剂、消泡常用助剂按功能分:润湿分散剂、增稠剂、成膜助剂、防腐防霉剂、消泡剂五类。剂五类。v润湿分散剂润湿分散剂润湿剂润湿剂:使颜填料湿润或加速湿润的表面活性剂;润湿剂主要是:使颜填料湿润或加速湿润的表面活性剂;润湿剂主要是降低表面降低表面张力,张力,分子量较小。分子量较小。分散剂:分散剂:使分散容易且
189、分散后的颗粒稳定地悬浮在液体中的表面活性剂。使分散容易且分散后的颗粒稳定地悬浮在液体中的表面活性剂。分散剂吸附在颜料表面产生分散剂吸附在颜料表面产生电荷斥力或空间位阻,电荷斥力或空间位阻,防止颜料有害絮凝,使分防止颜料有害絮凝,使分散体系处于稳定状态,分子量较大。散体系处于稳定状态,分子量较大。润湿剂和分散剂的作用有时很难区分,有的助剂兼备润湿和分散功能。润湿剂和分散剂的作用有时很难区分,有的助剂兼备润湿和分散功能。种类:种类:A.A.阴离子型。非极性基带负电荷的化合物,如油酸钠等;阴离子型。非极性基带负电荷的化合物,如油酸钠等;B.B.非离子。不能电离,不带电荷,在颜料表面吸附力较弱,主要用
190、于水性非离子。不能电离,不带电荷,在颜料表面吸附力较弱,主要用于水性涂料,如脂肪酸环氧乙烷加成物;涂料,如脂肪酸环氧乙烷加成物;C.C.阳离子型。非极性基带正电荷的化合物,如十八碳烯胺醋酸盐等;阳离子型。非极性基带正电荷的化合物,如十八碳烯胺醋酸盐等;第三节第三节 助助 剂剂126126 D.D.两性两性。指阴离子和阳离子所组成的化合物,如卵磷脂是由磷酸酯。指阴离子和阳离子所组成的化合物,如卵磷脂是由磷酸酯盐型的阴离子部分和季铵盐型的阳离子部分构成的;盐型的阴离子部分和季铵盐型的阳离子部分构成的;E.E.电中性电中性。分子中阴离子和阳离子有机基团的大小基本相等,分子。分子中阴离子和阳离子有机基
191、团的大小基本相等,分子呈中性,但有极性,如油氨基油酸酯。呈中性,但有极性,如油氨基油酸酯。 干颜料有干颜料有3 3种结构形态种结构形态:A.A.原级粒子原级粒子,单个颜料晶体或一组晶体,粒径小;,单个颜料晶体或一组晶体,粒径小;B.B.凝聚体凝聚体,以,以面相接面相接的原级粒子团,其表面积比单个粒子组成之和的原级粒子团,其表面积比单个粒子组成之和小得多,再分散困难;小得多,再分散困难;C.C.附聚体附聚体,以,以点、角相接点、角相接的原级粒子团,其总表面积比凝聚体大,的原级粒子团,其总表面积比凝聚体大,但小于单个粒子组成之总和,再分散较容易。但小于单个粒子组成之总和,再分散较容易。 凝聚体和附
192、聚体统称为凝聚体和附聚体统称为2 2次粒子次粒子。 粉碎粉碎指用机械力把凝聚体和附聚体的指用机械力把凝聚体和附聚体的2 2次团粒分散成接近次团粒分散成接近1 1次粒子次粒子的细小粒子。的细小粒子。 127127 颜填料在水中的稳定分散有颜填料在水中的稳定分散有湿润、分散和稳定湿润、分散和稳定3 3个过程,但个过程,但水水的高表面张力和高介电常数的高表面张力和高介电常数等使乳胶漆的颜填料分散有别于溶剂等使乳胶漆的颜填料分散有别于溶剂型涂料的颜填料分散。型涂料的颜填料分散。一、湿润一、湿润 指指用树脂或添加剂取代颜料表面上的吸附物如空气、水等,即用树脂或添加剂取代颜料表面上的吸附物如空气、水等,即
193、固固/ /气界面转变为固气界面转变为固/ /液的过程。液的过程。 湿润程度用液固湿润程度用液固接触角(接触角(湿润角)湿润角)表示。表示。=180=180时,完全时,完全不湿润;不湿润;=0=0,完全湿润;,完全湿润;9090,不湿润;,不湿润;9090,湿润。,湿润。 湿润和渗透本质是水溶液表面张力低于固相临界表面张力的结果湿润和渗透本质是水溶液表面张力低于固相临界表面张力的结果。水表面张力为水表面张力为 7.28107.2810-2-2N/mN/m,比有机溶剂表面张力(如二甲苯,比有机溶剂表面张力(如二甲苯为为310310-2-2N/mN/m)大得多,因此颜填料在水中湿润比在有机溶剂中)大
194、得多,因此颜填料在水中湿润比在有机溶剂中湿润慢,须湿润慢,须借助润湿剂降低水表面张力借助润湿剂降低水表面张力,才能使颜填料在水中达,才能使颜填料在水中达到良好和快速湿润。到良好和快速湿润。二、分散二、分散 指固体粉末均匀地分散在某一种液体中。指固体粉末均匀地分散在某一种液体中。三、稳定三、稳定 颜填料分散体系是多相体系,颜填料分散体系是多相体系,在热力学上是一个不稳定体系。在热力学上是一个不稳定体系。但可加入但可加入湿润分散剂和增稠剂湿润分散剂和增稠剂而处于相对稳定状态。而处于相对稳定状态。 颜料悬浮分散体系的稳定或聚沉取决于颜料悬浮分散体系的稳定或聚沉取决于粒子间的排斥力和吸引粒子间的排斥力
195、和吸引力力。据这两种力产生原因及相互作用情况,可用。据这两种力产生原因及相互作用情况,可用两大胶体稳定理两大胶体稳定理论论来分析。来分析。1281291291 1、DLVODLVO理论理论 是研究是研究带电胶粒稳定性带电胶粒稳定性的理论。的理论。该理论认为该理论认为,带电胶粒间存在两种相互作,带电胶粒间存在两种相互作用力(用力(双电层重叠时的静电斥力和粒子间的长程范德华引力)双电层重叠时的静电斥力和粒子间的长程范德华引力)。当吸引力占。当吸引力占优势时,胶体聚沉;当排斥力占优势,并大到足以阻止胶粒由于布朗运动而优势时,胶体聚沉;当排斥力占优势,并大到足以阻止胶粒由于布朗运动而发生碰撞聚沉时,则
196、胶体处于稳定状态。发生碰撞聚沉时,则胶体处于稳定状态。2 2、空间稳定理论、空间稳定理论 吸附聚合物层对分散体系稳定性影响:吸附聚合物层对分散体系稳定性影响:A A、由于聚合物的吸附而、由于聚合物的吸附而产生产生一种新的一种新的斥力位能(空间斥力位能斥力位能(空间斥力位能););B B、带电聚合物吸附会、带电聚合物吸附会增加增加胶粒间胶粒间静电位能静电位能,这一点可用,这一点可用DLVODLVO理论处理;理论处理;C C、高聚物的存在、高聚物的存在减小减小了了范德华引力位能范德华引力位能。 130131131 影响空间稳定性因素:影响空间稳定性因素:吸附聚合物分子结构、分子量、吸附层厚度和分散
197、吸附聚合物分子结构、分子量、吸附层厚度和分散介质可溶解度等。介质可溶解度等。四、吸附四、吸附 吸附分为两阶段:吸附分为两阶段: 第一阶段是表面活性剂分子或离子通过第一阶段是表面活性剂分子或离子通过静电吸引静电吸引(只存在于离子型表面活(只存在于离子型表面活性剂场合,而且此时固体表面所带电荷的符号与表面活性剂电荷的符号相反)性剂场合,而且此时固体表面所带电荷的符号与表面活性剂电荷的符号相反)和和/ /或或范德华引力范德华引力与固体表面直接作用而被吸附。与固体表面直接作用而被吸附。 第二阶段,表面活性剂分子或离子通过第二阶段,表面活性剂分子或离子通过碳氢链的疏水作用形成胶束碳氢链的疏水作用形成胶束
198、而使吸而使吸附激剧上升附激剧上升 。 乳胶漆用湿润分散剂是阴离子型和非离子型表面活性剂。乳胶漆用湿润分散剂是阴离子型和非离子型表面活性剂。 pHpH值对颜填料吸附表面活性剂的影响:值对颜填料吸附表面活性剂的影响: 1 1、对于、对于极性极性的无机颜填料和的无机颜填料和阴离子阴离子表面活性剂表面活性剂 当当pHpH值高于其等电点(假如粒子表面上的正电荷数和非特异吸附的负离值高于其等电点(假如粒子表面上的正电荷数和非特异吸附的负离子数相等,子数相等,电位等于电位等于0 0,此时的,此时的pH pH 值称为值称为等电点等电点。若吸附的负离子数多于。若吸附的负离子数多于粒子表面上的正离子数,那么粒子表
199、面上的正离子数,那么电位为负值电位为负值) )时,无机颜填料表面总的是带时,无机颜填料表面总的是带132132 负电,负电,但也仍然存在一些正吸附位,正是这些正吸附位吸附阴离子基团但也仍然存在一些正吸附位,正是这些正吸附位吸附阴离子基团;当;当pHpH低于其等电点时,则表面带的是正电,吸附阴离子。低于其等电点时,则表面带的是正电,吸附阴离子。 一般来说,一般来说,在乳胶漆中,在乳胶漆中, pHpH值高于颜填料等电点。值高于颜填料等电点。 2 2、对于、对于极性极性的无机颜填料和的无机颜填料和非离子非离子表面活性剂,不管表面活性剂,不管pHpH值高于或低于颜填料等值高于或低于颜填料等电点,无机颜
200、填料都是通过电点,无机颜填料都是通过极性基极性基的作用吸附。的作用吸附。3 3 、对于有机颜料和、对于有机颜料和阴离子或非离子阴离子或非离子表面活性剂,则是通过表面活性剂,则是通过氢键和范德华力氢键和范德华力吸附吸附表面活性剂。表面活性剂。 在乳胶漆中,无机颜填料和有机颜料,阴离子和非离子表面活性剂同时存在乳胶漆中,无机颜填料和有机颜料,阴离子和非离子表面活性剂同时存在时,是处于竞争吸附的,谁强谁先吸附。且增稠剂和乳化剂等也参加了这在时,是处于竞争吸附的,谁强谁先吸附。且增稠剂和乳化剂等也参加了这种竞争。竞争吸附的结果还与加料次序有关。一定要处理好它们之间的平衡种竞争。竞争吸附的结果还与加料次
201、序有关。一定要处理好它们之间的平衡关系,乳胶漆才能稳定。关系,乳胶漆才能稳定。五、乳胶漆用典型湿润分散剂五、乳胶漆用典型湿润分散剂 1 1、湿润剂、湿润剂 分阴离子型和非离子型。湿润剂用量一般为分阴离子型和非离子型。湿润剂用量一般为千分之几千分之几,用量过多会,用量过多会降低涂膜降低涂膜耐水性耐水性。典型湿润剂有非离子型如烷基芳基聚醚(。典型湿润剂有非离子型如烷基芳基聚醚(Triton CF-10Triton CF-10)、)、133133 聚氧乙烯烷芳基醚(聚氧乙烯烷芳基醚(Triton X-405Triton X-405)、聚乙氧基壬基酚()、聚乙氧基壬基酚(Hyonic PE-100,H
202、yonic PE-100, )、聚氧乙烯烷基酚醚()、聚氧乙烯烷基酚醚(OP-10OP-10)、阴离子型如烷基琥珀磺酸钠)、阴离子型如烷基琥珀磺酸钠(Hydropalat 875)Hydropalat 875)等。等。 2 2、分散剂、分散剂 常用无机分散剂常用无机分散剂:聚磷酸盐,如六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、三聚磷酸钾和:聚磷酸盐,如六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、三聚磷酸钾和焦磷酸四钾。焦磷酸四钾。 优点:用量低,约优点:用量低,约0.1%0.1%,对无机颜填料分散效果好。,对无机颜填料分散效果好。 缺点:缺点:A A、随随pHpH值和温度升高,多聚磷酸盐易水解,造成值和温度升高,多聚磷酸盐易水解,
203、造成长期贮存稳定性长期贮存稳定性不良;不良;B B、多聚磷酸盐在乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂中不完全溶解,多聚磷酸盐在乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂中不完全溶解,影响影响有光乳胶漆光泽。有光乳胶漆光泽。 有机分散剂有机分散剂:聚羧酸盐、萘磺酸钠的缩合物、聚丙烯酸盐类、聚苯乙烯:聚羧酸盐、萘磺酸钠的缩合物、聚丙烯酸盐类、聚苯乙烯/ /顺丁烯二酸盐类、聚异丁烯顺丁烯二酸盐类和顺丁烯二酸盐类、聚异丁烯顺丁烯二酸盐类和AMP-95AMP-95等。等。 134 要使分散剂具有良好分散性,就要严格控制分子量,分子量太要使分散剂具有良好分散性,就要严格控制分子量,分子量太小,空间位阻不足;分子量太大,会产生絮凝作
204、用。小,空间位阻不足;分子量太大,会产生絮凝作用。 AMP-95AMP-95主要是主要是pHpH值调节剂,化学名称是值调节剂,化学名称是2-2-氨基氨基-2-2-甲基甲基-1-1-丙醇,丙醇,氨基吸附在无机粒子表面,羟基伸向水中,通过空间位阻起稳定氨基吸附在无机粒子表面,羟基伸向水中,通过空间位阻起稳定作用,但分子量小,空间位阻有限。铵盐分散剂因具有挥发性,作用,但分子量小,空间位阻有限。铵盐分散剂因具有挥发性,故对涂膜耐水性影响小,但钠盐分散剂更经济。故对涂膜耐水性影响小,但钠盐分散剂更经济。135135六、溶剂型建筑涂料常用分散剂六、溶剂型建筑涂料常用分散剂 (1 1)卵磷脂(天然高分子分
205、散剂),()卵磷脂(天然高分子分散剂),(2 2)长链多氨基酰胺和高分子酸酯的盐)长链多氨基酰胺和高分子酸酯的盐(电中性分散剂),(电中性分散剂),(3 3)长链多氨基酰胺磷酸盐(阳离子型分散剂),)长链多氨基酰胺磷酸盐(阳离子型分散剂),(4 4)高分子聚羧酸盐(电中性分散剂),()高分子聚羧酸盐(电中性分散剂),(5 5)高分子不饱和聚羧酸(阴离)高分子不饱和聚羧酸(阴离子分散剂),(子分散剂),(6 6)磷酸酯盐(阴离子分散剂),()磷酸酯盐(阴离子分散剂),(7 7)三异硬脂酰基钛酸异)三异硬脂酰基钛酸异丙酯(属偶联剂单烷基型分散剂),(丙酯(属偶联剂单烷基型分散剂),(8 8)聚羧酸
206、和胺的衍生物盐(电中性分)聚羧酸和胺的衍生物盐(电中性分散剂)。散剂)。七、湿润分散剂的筛选七、湿润分散剂的筛选 参照参照流动点和光谱粒径分布测定法流动点和光谱粒径分布测定法等确定分散剂种类和用量。等确定分散剂种类和用量。 流动点测定法流动点测定法:将定量颜填料加少量水形成可搅动的黏稠浆状物,滴入分:将定量颜填料加少量水形成可搅动的黏稠浆状物,滴入分散剂溶液,边滴边搅动,加到黏稠浆状颜填料黏度突然下降为准,此时的分散剂溶液,边滴边搅动,加到黏稠浆状颜填料黏度突然下降为准,此时的分散剂用量,便是该颜填料浆系统的流动点。散剂用量,便是该颜填料浆系统的流动点。 流动点是颜填料解聚所需分散剂的最低量流
207、动点是颜填料解聚所需分散剂的最低量。136136 对超细重质或轻质碳酸钙,黏度并未明显下降。因其比表面积大,在分散对超细重质或轻质碳酸钙,黏度并未明显下降。因其比表面积大,在分散初期黏度下降,随分散细度提高,表面积增大,吸附分散剂增多,空间位阻初期黏度下降,随分散细度提高,表面积增大,吸附分散剂增多,空间位阻加大,黏度反而提高。所以加大,黏度反而提高。所以分散超细颜填料时,黏度曲线不是唯一标准,改分散超细颜填料时,黏度曲线不是唯一标准,改用光谱粒径分布测定法。用光谱粒径分布测定法。 对给定分散剂,稳定分散体系需要一个有效分散剂浓度范围。该范围低端对给定分散剂,稳定分散体系需要一个有效分散剂浓度
208、范围。该范围低端是流动点,高端是是流动点,高端是浓度浓度- -聚集度(聚集度(C-A)C-A)值值。C-AC-A值是保证在最严酷条件下,颜值是保证在最严酷条件下,颜料不聚集、不絮凝的分散剂需要量料不聚集、不絮凝的分散剂需要量。 测试方法:将颜填料加入水成为硬而微湿浆体,将分散剂配制成测试方法:将颜填料加入水成为硬而微湿浆体,将分散剂配制成10%10%重量重量固含量的水溶液。用此溶液滴定上述浆体并搅拌至达到流动,即刮刀在其中固含量的水溶液。用此溶液滴定上述浆体并搅拌至达到流动,即刮刀在其中移动时刀后不留痕迹,表示达到流动点,记录分散剂用量。达到流动点后,移动时刀后不留痕迹,表示达到流动点,记录分
209、散剂用量。达到流动点后,滴入阴离子增稠剂,体系出现絮凝。再滴加分散剂解絮,反复滴加,直至不滴入阴离子增稠剂,体系出现絮凝。再滴加分散剂解絮,反复滴加,直至不再出现絮凝为止,说明达到再出现絮凝为止,说明达到C-AC-A值。值。 据试验结合经验,就能筛选出湿润分散剂种类和用量。据试验结合经验,就能筛选出湿润分散剂种类和用量。137137八、颜料分散质量测定方法:八、颜料分散质量测定方法: A.A.刮板细度计;刮板细度计; B.B.电镜;电镜; C.C.光谱分析;光谱分析; D.D.利用着色力和色相测定;利用着色力和色相测定; E.E.测定涂料贮存稳定性。粘度增加,分散测定涂料贮存稳定性。粘度增加,
210、分散体系稳定性不好;体系稳定性不好; F.F.涂膜光泽。颜料分散好,漆膜表面粗糙涂膜光泽。颜料分散好,漆膜表面粗糙度低,光漫反射低,光泽高。度低,光漫反射低,光泽高。138138v流平剂流平剂 流平影响涂膜外观和光泽。流平影响涂膜外观和光泽。流平驱动力是涂料表面张力,而不是重力流平驱动力是涂料表面张力,而不是重力,因施涂在天花板上的涂料同样会流平。黏力阻碍流平。流平时间随涂料流因施涂在天花板上的涂料同样会流平。黏力阻碍流平。流平时间随涂料流变性变化,通常为变性变化,通常为3030300s300s。 提高涂料流平性的助剂称为提高涂料流平性的助剂称为流平剂流平剂。流平剂多种,在乳胶漆中。流平剂多种
211、,在乳胶漆中常用常用1 1,2 2丙二醇丙二醇。v防冻剂防冻剂 一般采用低分子醇类和醚类,如乙二醇、一般采用低分子醇类和醚类,如乙二醇、1 1,2 2丙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚等。从环保考虑,乙二醇乙醚、乙二醇丁醚等。从环保考虑,丙二醇较好。丙二醇较好。v增稠剂增稠剂( (流变助剂流变助剂) ):能明显提高涂料表观粘度并赋予涂料触变性等。能明显提高涂料表观粘度并赋予涂料触变性等。 影响乳胶漆沉降影响乳胶漆沉降主要因素:主要因素:颜填料粒子大小、形状和密度,液相黏度和颜填料粒子大小、形状和密度,液相黏度和密度,颜填料粒子和液相的相互作用,粒子荷电性质,添加
212、剂及存放环境密度,颜填料粒子和液相的相互作用,粒子荷电性质,添加剂及存放环境等。等。139139 乳胶漆乳胶漆是非牛顿流体,是非牛顿流体,有剪切变稀性质有剪切变稀性质。 常用常用三种黏度计三种黏度计测试范围:布鲁克菲尔德黏度计、斯托默黏度计和测试范围:布鲁克菲尔德黏度计、斯托默黏度计和ICIICI黏度黏度计分别测试计分别测试1010-2 -2 10S10S-1-1、 101010102 2S S-1-1、 10104 4 S S-1-1等剪切速率下的黏度。乳胶漆等剪切速率下的黏度。乳胶漆ICIICI黏度一般为黏度一般为0.10.10.12Pas0.12Pas,斯托默黏度一般为,斯托默黏度一般为
213、757595KU95KU之间。之间。一、增稠剂种类及增稠特点一、增稠剂种类及增稠特点1 1、纤维素醚及衍生物、纤维素醚及衍生物 甲基纤维素(甲基纤维素(MC)MC)、羟乙基纤维素、羟乙基纤维素(HEC(HEC)、甲基羟乙基纤维素()、甲基羟乙基纤维素(MHEC)MHEC)、乙、乙基羟乙基纤维素(基羟乙基纤维素(EHEC)EHEC)、甲基羟丙基纤维素(、甲基羟丙基纤维素(MHPC)MHPC)、多糖类及黄原胶等。、多糖类及黄原胶等。都为都为非离子和非缔合型水相增稠剂非离子和非缔合型水相增稠剂,分子量为,分子量为5105104 48108105 5。在乳胶漆中最在乳胶漆中最常用的是常用的是HECHE
214、C。 增稠机理:增稠机理: A. A.能吸附在乳胶颗粒表面形成包覆层,使乳胶粒子体积增大致粘度提高;能吸附在乳胶颗粒表面形成包覆层,使乳胶粒子体积增大致粘度提高; B. B.能进入水相使粘度提高;能进入水相使粘度提高; C. C.水溶性聚合物吸附于水溶性聚合物吸附于2 2个以上粒子(乳胶粒子和颜料粒子)之间,形成立个以上粒子(乳胶粒子和颜料粒子)之间,形成立体网状结构。体网状结构。140140 优点:与乳胶漆各组分相容性好,低剪增稠效果好,对优点:与乳胶漆各组分相容性好,低剪增稠效果好,对pHpH容忍度大,保水容忍度大,保水性好,触变性高。性好,触变性高。 缺点:缺点:A A、低剪黏度高,流平
215、性差,对涂膜光泽有影响。、低剪黏度高,流平性差,对涂膜光泽有影响。 B B、因分子量较大,分子链较柔韧,高剪切速率时黏度低,所以涂料、因分子量较大,分子链较柔韧,高剪切速率时黏度低,所以涂料抗飞溅性和涂膜丰满度差。抗飞溅性和涂膜丰满度差。 C C、苷键易受细菌侵蚀降解而使涂料黏度下降,甚至变质,体系中必、苷键易受细菌侵蚀降解而使涂料黏度下降,甚至变质,体系中必须添加防腐剂。须添加防腐剂。 纤维素醚遇水易结块,常以乙二醛处理纤维素醚,以降低其在低纤维素醚遇水易结块,常以乙二醛处理纤维素醚,以降低其在低pHpH值时的值时的水合作用;水合作用; 防霉型纤维素醚通过提高取代度屏蔽苷键免受细菌侵蚀。防霉
216、型纤维素醚通过提高取代度屏蔽苷键免受细菌侵蚀。 疏水改性疏水改性纤维素(纤维素(HMHEC)HMHEC)是在纤维素骨架上引入长链疏水烷基,属于是在纤维素骨架上引入长链疏水烷基,属于缔合缔合型型增稠剂。增稠剂。 增稠机理除前述外,其增稠机理除前述外,其分子支链上的疏水性支串在水中缔合形成微胞(小分子支链上的疏水性支串在水中缔合形成微胞(小室),这些支串还能与涂料中其他组分如憎水性表面活性剂、颜料和乳胶等室),这些支串还能与涂料中其他组分如憎水性表面活性剂、颜料和乳胶等的疏水端缔合,形成更多微胞。的疏水端缔合,形成更多微胞。141141 上述缔合作用达到动态平衡时,缔合的疏水支串能互换位置而使微胞
217、处于上述缔合作用达到动态平衡时,缔合的疏水支串能互换位置而使微胞处于游动状态,不仅使涂料在受高剪切作用时,这些微胞间的链能顽强地防止断游动状态,不仅使涂料在受高剪切作用时,这些微胞间的链能顽强地防止断裂,涂料仍能具有稳定粘度而裂,涂料仍能具有稳定粘度而不致流挂或溅落不致流挂或溅落,而且在低剪切作用情况下,而且在低剪切作用情况下,也具有也具有良好流动性和流平性。良好流动性和流平性。 具有具有缔合缔合增稠增稠作用,其增稠效果可与分子量大得多的纤维素品种相当。作用,其增稠效果可与分子量大得多的纤维素品种相当。2 2、碱溶胀型增稠剂、碱溶胀型增稠剂 分为缔合型(分为缔合型(HASEHASE)和非缔合型
218、()和非缔合型(ASEASE)。都是阴离子型增稠剂,分子量)。都是阴离子型增稠剂,分子量2102105 55105105 5 。 非缔合型非缔合型ASEASE是聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液,是聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液,增稠机理增稠机理是在碱性体系中发生中是在碱性体系中发生中和反应,聚丙烯酸盐被溶解,羧基在静电排斥作用下使分子链伸展,从而使和反应,聚丙烯酸盐被溶解,羧基在静电排斥作用下使分子链伸展,从而使体系黏度提高,达到增稠效果。体系黏度提高,达到增稠效果。 缔合型缔合型HASEHASE是是疏水改性疏水改性聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。增稠机理增稠机理是在是在ASEASE增稠增稠基础
219、上,加上缔合作用,即增稠剂疏水链和乳胶粒子、表面活性剂、颜料粒基础上,加上缔合作用,即增稠剂疏水链和乳胶粒子、表面活性剂、颜料粒子等疏水部位缔合成三维网络结构,从而使乳胶漆体系黏度提高。子等疏水部位缔合成三维网络结构,从而使乳胶漆体系黏度提高。142 特点:特点:增稠效率较高,因黏度较低,在涂料中极易分散。大多增稠效率较高,因黏度较低,在涂料中极易分散。大多数品种有触变性、适度流平性,涂料滚涂抗飞溅性较好,抗菌性数品种有触变性、适度流平性,涂料滚涂抗飞溅性较好,抗菌性好,对涂膜光泽无不良影响,但好,对涂膜光泽无不良影响,但对对pHpH值敏感值敏感。HASEHASE有含聚氨酯和有含聚氨酯和不含聚
220、氨酯两类。不含聚氨酯两类。3 3、聚氨酯增稠剂(、聚氨酯增稠剂(HEURHEUR) 是是疏水改性疏水改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物,属非离子型的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物,属非离子型缔合缔合增增稠剂,分子量稠剂,分子量3103104 45105104 4。 增稠机理:增稠机理:HEURHEUR在乳胶漆水相中形成胶束,即疏水端与乳胶粒在乳胶漆水相中形成胶束,即疏水端与乳胶粒子、表面活性剂等的疏水结构吸附在一起,形成立体网状结构,子、表面活性剂等的疏水结构吸附在一起,形成立体网状结构,达到增稠效果。达到增稠效果。 特点:特点:低剪切速率黏度低,流平性较好,对涂料光泽无影响。低剪切速率黏度低,流平性较
221、好,对涂料光泽无影响。而高剪切速率黏度高,故涂膜丰满度高和抗飞溅性好(一般优于而高剪切速率黏度高,故涂膜丰满度高和抗飞溅性好(一般优于碱溶胀型增稠剂)。抗菌性好,屈服值低。碱溶胀型增稠剂)。抗菌性好,屈服值低。但配方中表面活性剂、但配方中表面活性剂、乳液、溶剂等对增稠效果有很大影响。乳液、溶剂等对增稠效果有很大影响。1431434 4、疏水改性非疏水改性非聚氨酯增稠剂(聚氨酯增稠剂(HENN)HENN) 是疏水改性的乙氧基非聚氨酯水溶性聚合物,属是疏水改性的乙氧基非聚氨酯水溶性聚合物,属非离子型缔合增稠剂非离子型缔合增稠剂,性,性能与能与HEURHEUR相似,如疏水改性聚醚。相似,如疏水改性聚
222、醚。5 5、无机增稠剂、无机增稠剂(1 1)膨润土)膨润土 使用较多的是钠基膨润土,呈片状结构,吸水体积增大,形成触变立体网使用较多的是钠基膨润土,呈片状结构,吸水体积增大,形成触变立体网状结构而使体系增稠。状结构而使体系增稠。(2 2)凹凸棒土)凹凸棒土 呈针状,分散于水中后,颗粒间形成网络,将水包裹于其中而起增稠作用。呈针状,分散于水中后,颗粒间形成网络,将水包裹于其中而起增稠作用。其增稠效率比膨润土高,具有触变性。其增稠效率比膨润土高,具有触变性。(3 3)气相二氧化硅(白炭黑)气相二氧化硅(白炭黑) 在体系含醇的情况下,增稠效果较好,具有触变性,防沉效果好。在体系含醇的情况下,增稠效果
223、较好,具有触变性,防沉效果好。 这三类增稠剂共同特点是抗生物降解性好,这三类增稠剂共同特点是抗生物降解性好,低剪增稠效果好,但滚涂抗飞低剪增稠效果好,但滚涂抗飞溅性差。溅性差。 1441446 6、络合型有机金属化合物增稠剂、络合型有机金属化合物增稠剂 有机锆配合物、氨基醇络合钛酸酯等。有机锆配合物、氨基醇络合钛酸酯等。 特点:抗流挂性、滚涂抗飞溅性、流平性等都优于纤维素醚类增稠剂。特点:抗流挂性、滚涂抗飞溅性、流平性等都优于纤维素醚类增稠剂。 增稠机理:通过氢键作用。其对增稠机理:通过氢键作用。其对HECHEC保护胶体的乳液增稠有效。保护胶体的乳液增稠有效。二、增稠剂对乳胶漆二、增稠剂对乳胶
224、漆增稠、稳定及流变等增稠、稳定及流变等起改进调节作用:起改进调节作用: A.A.生产。在乳液聚合中作保护胶体,提高乳液稳定性。在颜填料分散阶段,生产。在乳液聚合中作保护胶体,提高乳液稳定性。在颜填料分散阶段,提高分散物料粘度而利于分散。提高分散物料粘度而利于分散。 B.B.贮存。由于稠度增加,防止颜填料沉淀结块,水层分离,改善涂料稳定性。贮存。由于稠度增加,防止颜填料沉淀结块,水层分离,改善涂料稳定性。 C.C.施工。施工。调节乳胶漆粘稠度,调节乳胶漆粘稠度,在滚涂及刷涂高剪切速率下,粘度下降而不费在滚涂及刷涂高剪切速率下,粘度下降而不费力,剪切力消除,则恢复原来粘度,使厚膜不流挂,粘漆时不滴
225、落,滚涂时力,剪切力消除,则恢复原来粘度,使厚膜不流挂,粘漆时不滴落,滚涂时不飞溅。它又能不飞溅。它又能延迟涂膜失水速度延迟涂膜失水速度,使一次涂刷面积较大。,使一次涂刷面积较大。 D.D.浮雕型乳胶漆、彩砂涂料、砂胶涂料、乳胶腻子等厚浆型涂料,增稠技术浮雕型乳胶漆、彩砂涂料、砂胶涂料、乳胶腻子等厚浆型涂料,增稠技术是关键。是关键。145145三、理想增稠剂三、理想增稠剂应具有的应具有的特点特点: A A. .用量少增稠效果好。用量少增稠效果好。B.B.不受酶侵蚀及温度、酸碱度变化而使乳胶漆粘度下不受酶侵蚀及温度、酸碱度变化而使乳胶漆粘度下降,不使颜料絮凝,贮存稳定性好。降,不使颜料絮凝,贮存
226、稳定性好。C.C.保水性好,无明显起泡现象。保水性好,无明显起泡现象。D.D.对漆对漆膜性能如耐水性、耐碱性、耐擦洗性、光泽、遮盖力等无副作用。膜性能如耐水性、耐碱性、耐擦洗性、光泽、遮盖力等无副作用。四、增稠剂选择四、增稠剂选择 通常使用通常使用两类增稠剂两类增稠剂才能达到较理想的效果。才能达到较理想的效果。 需结合乳胶漆体系来选择增稠剂。尤其采用需结合乳胶漆体系来选择增稠剂。尤其采用缔合型增稠剂缔合型增稠剂时,要考虑乳液、时,要考虑乳液、表面活性剂、成膜助剂的综合影响。表面活性剂、成膜助剂的综合影响。(1 1)对高)对高PVCPVC乳胶漆,乳液含量低,颜填料用量高,为了保证贮存中不分层,其
227、乳胶漆,乳液含量低,颜填料用量高,为了保证贮存中不分层,其低剪切黏度和触变性应就高控制,因此可采用低剪切黏度和触变性应就高控制,因此可采用HECHEC和碱溶胀增稠剂配合来调整和碱溶胀增稠剂配合来调整黏度。黏度。PVCPVC越高,采用的越高,采用的HECHEC分子量越大。分子量越大。(2 2)中等和低)中等和低PVCPVC乳胶漆,乳液含量较高,可将黏度不同乳胶漆,乳液含量较高,可将黏度不同缔合型缔合型增稠剂配合使用。增稠剂配合使用。146146 大多数情况下,以大多数情况下,以HASEHASE(缔合型碱溶胀)、(缔合型碱溶胀)、HEURHEUR(聚氨酯)搭(聚氨酯)搭配配HECHEC(羟乙基纤维
228、素),或者以(羟乙基纤维素),或者以HASEHASE搭配搭配HEURHEUR使用。仅以使用。仅以HECHEC和和HEURHEUR搭配使用,因亲油亲水性差距太大,往往导致分水。搭配使用,因亲油亲水性差距太大,往往导致分水。v成膜助剂(聚结助剂)成膜助剂(聚结助剂) 促进乳胶粒子塑性流动和弹性变形,降低乳液最低成膜温度。促进乳胶粒子塑性流动和弹性变形,降低乳液最低成膜温度。一、对成膜助剂一、对成膜助剂要求要求: A.A. 聚合物的良溶剂聚合物的良溶剂,能降低聚合物玻璃化温度,并有很好相容,能降低聚合物玻璃化温度,并有很好相容性,否则影响漆膜外观和光泽。性,否则影响漆膜外观和光泽。 B.B.在在水中
229、溶解度要小水中溶解度要小,易为乳胶粒吸附而有优良聚结性能。其,易为乳胶粒吸附而有优良聚结性能。其微弱水溶性可使它易为乳胶漆中的分散剂、表面活性剂及保微弱水溶性可使它易为乳胶漆中的分散剂、表面活性剂及保护胶所乳化。护胶所乳化。 C. C.应具有应具有适宜挥发速度适宜挥发速度;在成膜前保留在涂膜中,其挥发速度;在成膜前保留在涂膜中,其挥发速度应低于水和乙醇;成膜后应完全挥发掉。应低于水和乙醇;成膜后应完全挥发掉。 D. D. 吸附在乳胶微粒表面,但吸附在乳胶微粒表面,但不影响乳胶体系稳定性不影响乳胶体系稳定性。147147 加入成膜助剂后,乳胶粒子溶胀变大,其表面上起保护作用的表面活性加入成膜助剂
230、后,乳胶粒子溶胀变大,其表面上起保护作用的表面活性剂及保护胶体的浓度相应降低,甚至为成膜助剂取代而使乳胶不稳定。剂及保护胶体的浓度相应降低,甚至为成膜助剂取代而使乳胶不稳定。二、助成膜机理二、助成膜机理 成膜助剂吸附到聚合物粒子上,成膜助剂吸附到聚合物粒子上,因溶解作用而使粒子表面软化因溶解作用而使粒子表面软化,从而使粒,从而使粒子变形容易,在较小作用力下就可紧密靠拢。又因成膜助剂使聚合物玻璃化子变形容易,在较小作用力下就可紧密靠拢。又因成膜助剂使聚合物玻璃化温度降低,温度降低,能提供较多自由体积能提供较多自由体积,使分子链互相扩散、融合成膜。,使分子链互相扩散、融合成膜。三、成膜助剂种类三、
231、成膜助剂种类 松节油、双戊烯、十氢萘;松节油、双戊烯、十氢萘;1 1,6-6-己二醇、苯甲醇、甲基苄醇、双丙酮醇、己二醇、苯甲醇、甲基苄醇、双丙酮醇、乙二醇乙醚和丁醚及醋酸酯、醇酯乙二醇乙醚和丁醚及醋酸酯、醇酯-12 -12 ( TexanolTexanol醇酯,化学名为醇酯,化学名为2 2,2 2,4-4-三甲基三甲基-1-1,3-3-戊二醇单异丁酸酯)、丙二醇醚类及醋酸酯,此外,乙二醇苯戊二醇单异丁酸酯)、丙二醇醚类及醋酸酯,此外,乙二醇苯醚、二乙二醇丁醚、二甘醇乙醚、二丁基卡必醇、苄醇等。醚、二乙二醇丁醚、二甘醇乙醚、二丁基卡必醇、苄醇等。 乙二醇和丙二醇等在水中溶解度大,不能作为成膜助
232、剂,但有利于乳液防冻乙二醇和丙二醇等在水中溶解度大,不能作为成膜助剂,但有利于乳液防冻性和涂刷性。性和涂刷性。 醇酯醇酯-12-12是常用成膜助剂。是常用成膜助剂。 148148四、成膜助剂用量和相容性四、成膜助剂用量和相容性 1 1、用量取决于、用量取决于最低成膜温度和成膜助剂效能最低成膜温度和成膜助剂效能。成膜助剂用量一般为乳液固含成膜助剂用量一般为乳液固含量的量的2%2%10%10%。 成膜助剂用量按乳液量考虑,其实不完全如此。低成膜助剂用量按乳液量考虑,其实不完全如此。低PVCPVC时,应少于按配方时,应少于按配方中乳液量得到的结果;中乳液量得到的结果;高高PVCPVC时,应多于按配方
233、中乳液量得到的结果,时,应多于按配方中乳液量得到的结果,因随因随PVCPVC提高,尽管乳液量减少,但体系颜填料增加,成膜困难加大,且颜填料提高,尽管乳液量减少,但体系颜填料增加,成膜困难加大,且颜填料黏附成膜助剂量增大,成膜助剂效能降低,需要更多成膜助剂。黏附成膜助剂量增大,成膜助剂效能降低,需要更多成膜助剂。2 2、成膜助剂和乳液相容性、成膜助剂和乳液相容性 Texanol Texanol醇酯与不同类型乳液相容性都好,且添加方便;醇酯与不同类型乳液相容性都好,且添加方便; 丙二醇苯醚和纯丙乳液会产生絮凝;苯甲醇只与苯丙乳液相容;而乙二丙二醇苯醚和纯丙乳液会产生絮凝;苯甲醇只与苯丙乳液相容;而
234、乙二醇丁醚与长兴醇丁醚与长兴65126512苯丙乳液相容。苯丙乳液相容。 149149五、成膜助剂副作用五、成膜助剂副作用 1 1、影响涂膜硬度发展和使用期的表面黏性,也即影响涂膜耐沾污性。、影响涂膜硬度发展和使用期的表面黏性,也即影响涂膜耐沾污性。 2 2、成膜助剂加入会降低乳液和乳胶漆稳定性,尤其是快速加入时,甚、成膜助剂加入会降低乳液和乳胶漆稳定性,尤其是快速加入时,甚至造成乳液破乳。至造成乳液破乳。 3 3、成膜助剂对缔合型增稠剂的增稠有影响,成膜助剂对缔合型增稠剂的增稠有影响,使增稠系统调整较复杂。使增稠系统调整较复杂。v防腐防霉剂防腐防霉剂 微生物繁殖取决于环境条件:有机物、氧气、
235、湿度、酸碱度和温度等。微生物繁殖取决于环境条件:有机物、氧气、湿度、酸碱度和温度等。乳胶漆中有乳胶漆中有水及纤维素增稠剂水及纤维素增稠剂,易滋生细菌和霉菌。,易滋生细菌和霉菌。一、微生物危害一、微生物危害 乳胶漆会因细菌繁殖出现黏度下降、发臭、乳液破坏等。乳胶涂膜在高乳胶漆会因细菌繁殖出现黏度下降、发臭、乳液破坏等。乳胶涂膜在高温、高湿环境下,会遭到霉菌和藻类侵蚀,造成涂膜变色,聚合物降解等。温、高湿环境下,会遭到霉菌和藻类侵蚀,造成涂膜变色,聚合物降解等。150150二、防腐剂和防霉防藻剂作用机理二、防腐剂和防霉防藻剂作用机理1 1、阻碍菌体呼吸;、阻碍菌体呼吸;2 2、干扰病原菌生物合成;
236、、干扰病原菌生物合成;3 3、破坏细胞壁合成;、破坏细胞壁合成;4 4、阻碍、阻碍类酯合成。类酯合成。三、常用防霉剂三、常用防霉剂 异噻唑啉酮类、释放甲醛类、苯并咪唑类、取代芳烃类、有机溴类、有异噻唑啉酮类、释放甲醛类、苯并咪唑类、取代芳烃类、有机溴类、有机胺类、哌三嗪类等。机胺类、哌三嗪类等。 含有少量甲醛的防腐剂具有容器上部空间的保护作用,不含甲醛的没有含有少量甲醛的防腐剂具有容器上部空间的保护作用,不含甲醛的没有容器上部空间的保护作用。容器上部空间的保护作用。四、常用防霉防藻剂四、常用防霉防藻剂 异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、取代芳烃类、碘炔丙基类、二硫代氨基甲异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、取代
237、芳烃类、碘炔丙基类、二硫代氨基甲酸盐类等。酸盐类等。 干膜防霉防藻剂的关键是不溶于水,否则会被水冲淋掉。干膜防霉防藻剂的关键是不溶于水,否则会被水冲淋掉。151五、防腐剂和防霉剂选择与用量五、防腐剂和防霉剂选择与用量 一般选择一般选择两个活性组分及以上的复配两个活性组分及以上的复配防霉剂和防腐剂。其原则防霉剂和防腐剂。其原则是高效、低毒、广谱、相容、稳定、持久和性价比高。是高效、低毒、广谱、相容、稳定、持久和性价比高。 用量:有效成分浓度要至少等于或大于最低抑制浓度(用量:有效成分浓度要至少等于或大于最低抑制浓度(MICMIC)。)。一般来说,防腐剂一般来说,防腐剂0.1%0.1%0.3%0.
238、3%;防霉防藻剂;防霉防藻剂0.30.31.2%1.2%。v消泡剂消泡剂 泡沫破除要经泡沫破除要经3 3个过程,即个过程,即气泡再分布,膜壁减薄和膜破裂气泡再分布,膜壁减薄和膜破裂。 一、消泡机理一、消泡机理 消泡剂扩散到气泡周围的水膜中,接触到泡沫后消泡剂扩散到气泡周围的水膜中,接触到泡沫后捕获捕获泡沫泡沫表面的表面的憎水链端憎水链端,迅速铺展并形成很薄的双膜层,进一步以,迅速铺展并形成很薄的双膜层,进一步以微细粒子侵入到泡沫体系中。微细粒子侵入到泡沫体系中。 低表面张力消泡剂总是带动一些液体流向高表面张力的泡低表面张力消泡剂总是带动一些液体流向高表面张力的泡沫体系中,消泡剂本身的低表面张力
239、沫体系中,消泡剂本身的低表面张力使泡膜的表面张力局部使泡膜的表面张力局部降低,促使膜壁逐渐变薄降低,促使膜壁逐渐变薄,而被周围表面张力大的膜层强力,而被周围表面张力大的膜层强力牵引,产生牵引,产生应力不平衡,最终导致气泡破裂。应力不平衡,最终导致气泡破裂。152152二、泡沫产生原因二、泡沫产生原因1 1、湿润分散剂和乳化剂等、湿润分散剂和乳化剂等使乳液体系表面张力下降使乳液体系表面张力下降产生气泡;产生气泡;2 2、增稠剂使泡沫膜壁增厚,增加泡沫弹性,从而使泡沫稳定;、增稠剂使泡沫膜壁增厚,增加泡沫弹性,从而使泡沫稳定;3 3、搅拌和高速分散,喷涂、滚涂和刷涂等,都能产生泡沫。、搅拌和高速分
240、散,喷涂、滚涂和刷涂等,都能产生泡沫。三、消泡剂的组成三、消泡剂的组成 消泡剂表面张力要低消泡剂表面张力要低,且具有,且具有一定亲水性,一定亲水性,使其既不溶解于发泡介质之中,使其既不溶解于发泡介质之中,又能很好地散布。又能很好地散布。 典型消泡剂含典型消泡剂含3 3个主要组分个主要组分:活性物质、表面活性剂和载体。:活性物质、表面活性剂和载体。1 1、活性物质是阻止泡沫产生或将已有泡沫消除的物质。、活性物质是阻止泡沫产生或将已有泡沫消除的物质。 活性物质作用机理是不相容的铺展和表面活性剂的吸附。活性物质作用机理是不相容的铺展和表面活性剂的吸附。 不相容的铺展物质有不相容的铺展物质有脂肪酸胺、
241、脂肪酸酯、脂肪酸胺酯、聚烷基二醇、有脂肪酸胺、脂肪酸酯、脂肪酸胺酯、聚烷基二醇、有机磷酸盐、有机聚合物(聚丙烯酸、聚酯)和硅油或硅氧烷机磷酸盐、有机聚合物(聚丙烯酸、聚酯)和硅油或硅氧烷- -聚酯共聚物。聚酯共聚物。 除泡吸附的物质有除泡吸附的物质有金属皂、憎水二氧化硅和有机脲衍生物。金属皂、憎水二氧化硅和有机脲衍生物。1531532 2、表面活性剂在气相界面具有消泡活性,它使活性物质与稳定的气泡结构、表面活性剂在气相界面具有消泡活性,它使活性物质与稳定的气泡结构接触。接触。3 3、载体把憎水活性物质均匀地带入亲水介质。载体通常具有比起泡介质更载体把憎水活性物质均匀地带入亲水介质。载体通常具有
242、比起泡介质更低的表面张力,低的表面张力,因此有效地帮助湿润泡膜。直链烃和芳烃矿物油、混合因此有效地帮助湿润泡膜。直链烃和芳烃矿物油、混合溶剂,甚至水(在水包油乳液的情况)都可用作载体。溶剂,甚至水(在水包油乳液的情况)都可用作载体。 典型矿物油消泡剂含典型矿物油消泡剂含75%75%矿物油、矿物油、10%10%憎水二氧化硅、憎水二氧化硅、7.5%7.5%改性聚硅氧改性聚硅氧烷、烷、5.5%5.5%乳化剂和乳化剂和2%2%助剂。助剂。四、消泡剂选用四、消泡剂选用1 1、消泡剂选择、消泡剂选择(1 1)矿物油消泡剂适合平光和丝光乳胶漆;)矿物油消泡剂适合平光和丝光乳胶漆;(2 2)有机硅消泡剂效果好
243、,使用不当易出现缩边缩孔现象;)有机硅消泡剂效果好,使用不当易出现缩边缩孔现象;(3 3)高粘度乳胶漆可采用)高粘度乳胶漆可采用非硅消泡剂和有机硅消泡剂复配非硅消泡剂和有机硅消泡剂复配消泡;消泡; 一般粘度和高粘度乳胶漆,消泡剂用量为一般粘度和高粘度乳胶漆,消泡剂用量为0.2%0.2%0.8%0.8%;低粘度;低粘度乳胶漆为乳胶漆为0.01%0.01%0.2%0.2%。1541551552 2、消泡剂选择试验程序、消泡剂选择试验程序 (1 1)乳胶漆中加入一定量消泡剂,如加入总配方量的)乳胶漆中加入一定量消泡剂,如加入总配方量的0.5%0.5%或或0.2%0.2%消泡剂;消泡剂; (2 2)高
244、剪切分散)高剪切分散1min1min和在振动器上振动和在振动器上振动10min10min; (3 3)计算)计算每升涂料的质量每升涂料的质量,以此衡量消泡剂效能;,以此衡量消泡剂效能; (4 4)在基材上涂刷成膜,观测湿膜)在基材上涂刷成膜,观测湿膜气泡破灭速度和干膜光泽度、颜色;气泡破灭速度和干膜光泽度、颜色; (5 5)按不同色调重复试验。)按不同色调重复试验。 (6 6)在)在120 120 140140老化一周后,观测老化一周后,观测干膜强度干膜强度。3 3、消泡剂的使用、消泡剂的使用(1 1)使用前须充分搅拌,混合均匀;)使用前须充分搅拌,混合均匀;(2 2)在搅拌下加入消泡剂;)在
245、搅拌下加入消泡剂;(3 3)使用前一般)使用前一般不需用水稀释不需用水稀释,可直接加入。某些品种若需稀释,则随配随用;,可直接加入。某些品种若需稀释,则随配随用;(4 4)用量要适当。用量过多,会引起缩孔、缩边、涂刷性和再涂性差等,用量)用量要适当。用量过多,会引起缩孔、缩边、涂刷性和再涂性差等,用量过少,消泡效果差;过少,消泡效果差;(5 5)最好分两次添加,即分别在研磨颜料浆前和加入乳液调漆后加入。一般)最好分两次添加,即分别在研磨颜料浆前和加入乳液调漆后加入。一般156156 每次加量为总量的一半。在每次加量为总量的一半。在研磨颜料浆阶段研磨颜料浆阶段可选用可选用抑泡效果好的抑泡效果好的
246、消泡剂,在消泡剂,在调漆阶段调漆阶段可选用可选用破泡效果好的破泡效果好的消泡剂。消泡剂。 有机硅消泡剂有机硅消泡剂最好在最好在研磨颜料阶段研磨颜料阶段添加,并尽可能少加水,这样可使之添加,并尽可能少加水,这样可使之充分分散。充分分散。调漆阶段调漆阶段则加入则加入非硅消泡剂非硅消泡剂。(6 6)消泡剂加入后至少需)消泡剂加入后至少需24h24h才能达到消泡性能与缩孔缩边之间的平衡。故测才能达到消泡性能与缩孔缩边之间的平衡。故测试涂料的性能必须在试涂料的性能必须在24h24h后进行。后进行。五、主要消泡剂品种五、主要消泡剂品种 水性涂料水性涂料消泡剂有难溶于水的消泡剂有难溶于水的矿物油、萜烯油、脂
247、肪酸低级醇酯、高级醇、矿物油、萜烯油、脂肪酸低级醇酯、高级醇、高级脂肪酸、高级脂肪酸金属皂、高级脂肪酸甘油酯、高级脂肪酸酰胺、聚高级脂肪酸、高级脂肪酸金属皂、高级脂肪酸甘油酯、高级脂肪酸酰胺、聚乙二醇、聚丙二醇、有机硅树脂等;乙二醇、聚丙二醇、有机硅树脂等; 溶剂型涂料消泡剂多为难溶于有机溶剂的溶剂型涂料消泡剂多为难溶于有机溶剂的低级醇、高级脂肪酸金属皂、低低级醇、高级脂肪酸金属皂、低级烷基磷酸酯、有机硅树脂等。级烷基磷酸酯、有机硅树脂等。vpHpH调节剂调节剂 pHpH值对乳胶漆值对乳胶漆稳定性、抗菌性和消泡难易稳定性、抗菌性和消泡难易等都有影响,通常控制在等都有影响,通常控制在7.57.5
248、1010之间。常采用之间。常采用AMP-95AMP-95、AMP-90AMP-90、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾等调节。等调节。157157 常用常用AMP-95AMP-95、AMP-90AMP-90,学名为,学名为2-2-氨基氨基-2-2-甲基甲基-1-1-丙醇。两者区别仅为浓丙醇。两者区别仅为浓度不同。度不同。 AMP-95AMP-95有机胺含量约有机胺含量约95%95%,AMP-90AMP-90有机胺含量约有机胺含量约90%.90%.我国一般用我国一般用AMP-95AMP-95,而欧洲通常用,而欧洲通常用AMP-90AMP-90。 AMP-95AMP-95、AMP-
249、90AMP-90的优点是调节后乳胶漆的优点是调节后乳胶漆pHpH值稳定。由于随后挥发,对涂值稳定。由于随后挥发,对涂膜耐水性没有影响,耐洗刷性提高。它膜耐水性没有影响,耐洗刷性提高。它兼有分散作用兼有分散作用,能提高有光乳胶漆,能提高有光乳胶漆光泽,是一种多功能助剂,缺点是有一定气味,要光泽,是一种多功能助剂,缺点是有一定气味,要注意与防腐剂相容性。注意与防腐剂相容性。 以氨水为以氨水为pHpH调节剂,同样由于其挥发性,不影响涂膜耐水性,但有气味,调节剂,同样由于其挥发性,不影响涂膜耐水性,但有气味,乳胶漆存放时,随着氨挥发,乳胶漆存放时,随着氨挥发, pHpH值会降低。值会降低。乳胶漆用助溶
250、剂乳胶漆用助溶剂 指指乙二醇、丙二醇、乙二醇、丙二醇、200200号溶剂油和埃克森化工公司号溶剂油和埃克森化工公司D60D60等,有些把它等,有些把它们归入成膜助剂,但它们水溶性太大或不溶于水,单独使用时,降低乳液们归入成膜助剂,但它们水溶性太大或不溶于水,单独使用时,降低乳液成膜温度的能力有限,往往与成膜助剂配合使用,所以称为成膜温度的能力有限,往往与成膜助剂配合使用,所以称为助溶剂助溶剂。158158助溶剂具有助溶剂具有5 5个功能:个功能:A.A.挥发速度比水慢挥发速度比水慢,延长乳胶漆开放时间和搭接时间,防止接痕出现;,延长乳胶漆开放时间和搭接时间,防止接痕出现;B.B.软化或溶解乳胶
251、粒,协同成膜助剂促进成膜;软化或溶解乳胶粒,协同成膜助剂促进成膜;C.C.降低涂料冰点,起防冻作用;降低涂料冰点,起防冻作用;D.D.降低水的表面张力,提高对颜料和基层的湿润能力。降低水的表面张力,提高对颜料和基层的湿润能力。E E、调节调节乳胶漆乳胶漆黏度黏度,如二醇类助溶剂会降低缔合型增稠剂增稠效果。,如二醇类助溶剂会降低缔合型增稠剂增稠效果。v乳化剂乳化剂 乳化剂能使两种互不相容的液体形成稳定乳液。有阴离子、非离子、乳化剂能使两种互不相容的液体形成稳定乳液。有阴离子、非离子、阳离阳离子乳化剂等,阳离子乳化剂在建筑涂料中不常使用。子乳化剂等,阳离子乳化剂在建筑涂料中不常使用。 主要作用是能
252、降低分散相的表面张力主要作用是能降低分散相的表面张力,在其微细离子的表面形成薄膜或双,在其微细离子的表面形成薄膜或双电层,以阻止微细离子的相互凝聚。电层,以阻止微细离子的相互凝聚。159159第四节第四节 溶溶 剂剂 主要作用:降低涂料粘度,改善施工性能,提高涂膜附着力、光泽和流平主要作用:降低涂料粘度,改善施工性能,提高涂膜附着力、光泽和流平性等。性等。 溶剂溶剂要求要求:A.A.溶解能力强;溶解能力强; B.B.安全性高,毒性小,不易燃;安全性高,毒性小,不易燃;C. C. 挥发速度挥发速度适中。适中。 v溶剂主要特性溶剂主要特性 1. 1. 溶解力溶解力 溶剂能够溶解分散高分子物的能力。
253、溶解力越强,溶解速度越快,溶液溶剂能够溶解分散高分子物的能力。溶解力越强,溶解速度越快,溶液粘度越低。粘度越低。 溶解力溶解力表征表征:A.A.溶剂的稀释比值溶剂的稀释比值。溶解力越强,溶剂容忍非溶剂的加入。溶解力越强,溶剂容忍非溶剂的加入量越多。量越多。B.B.溶液稳定性或溶液适应温度变化的能力溶液稳定性或溶液适应温度变化的能力。溶解力越强,溶液储存。溶解力越强,溶液储存中没有不溶物析出或分层,受温度变化产生的不良影响也越小。中没有不溶物析出或分层,受温度变化产生的不良影响也越小。 据溶剂溶解能力分为据溶剂溶解能力分为真溶剂、助溶剂和稀释剂真溶剂、助溶剂和稀释剂。真溶剂具有溶解能力;。真溶剂
254、具有溶解能力;助溶剂单独使用没有溶解能力,但与真溶剂并用,有助溶作用;稀释剂无溶助溶剂单独使用没有溶解能力,但与真溶剂并用,有助溶作用;稀释剂无溶解能力,仅起调整溶液粘度、降低成本作用。解能力,仅起调整溶液粘度、降低成本作用。 160160 2. 2. 溶剂挥发率溶剂挥发率 挥发速度影响涂料干燥、流平和成膜。挥发速度影响涂料干燥、流平和成膜。 溶剂蒸发潜热、分子量及分子极性越大,则挥发速度越慢。溶剂蒸发潜热、分子量及分子极性越大,则挥发速度越慢。 溶剂挥发速度常用对某种标准溶剂(如醋酸丁酯或乙醚)进行比较而得溶剂挥发速度常用对某种标准溶剂(如醋酸丁酯或乙醚)进行比较而得到的相对挥发数值表示。挥
255、发率到的相对挥发数值表示。挥发率= =受检溶剂的挥发时间受检溶剂的挥发时间/ /同重量乙醚的挥发同重量乙醚的挥发时间,或挥发率时间,或挥发率= =受检溶剂的挥发质量受检溶剂的挥发质量/ /醋酸丁酯的挥发质量。醋酸丁酯的挥发质量。 3. 3. 溶剂闪点(闪燃点)和燃点(着火点)溶剂闪点(闪燃点)和燃点(着火点) 溶剂挥发到空气中,遇明火而初次发生蓝色火焰闪光时的温度称溶剂挥发到空气中,遇明火而初次发生蓝色火焰闪光时的温度称闪点闪点。闪。闪点温度比着火点低,闪点表示发生爆炸可能性的大小。点温度比着火点低,闪点表示发生爆炸可能性的大小。 燃点燃点是溶剂表面上蒸汽和空气混合物与明火接触而发生的火焰能开
256、始燃烧是溶剂表面上蒸汽和空气混合物与明火接触而发生的火焰能开始燃烧不少于不少于5 5秒时的温度,是反映发生爆炸或燃烧的可能性大小指标。秒时的温度,是反映发生爆炸或燃烧的可能性大小指标。 4. 4. 溶剂毒性溶剂毒性 161161v常用溶剂常用溶剂 1. 1. 石油溶剂:由石油分馏而得的一种脂肪烃化合物,如汽油、煤石油溶剂:由石油分馏而得的一种脂肪烃化合物,如汽油、煤油、重油和渣油等。若将油、重油和渣油等。若将200200号溶剂汽油与松节油、二甲苯以号溶剂汽油与松节油、二甲苯以适当比例混合,可适当比例混合,可配制常用油漆的稀释剂(松香水)。配制常用油漆的稀释剂(松香水)。2. 2. 煤焦溶剂:由
257、煤干馏而得,如苯、甲苯、二甲苯等。煤焦溶剂:由煤干馏而得,如苯、甲苯、二甲苯等。3. 3. 萜烯类溶剂:属植物性溶剂,如松节油和松油。萜烯类溶剂:属植物性溶剂,如松节油和松油。4. 4. 醇类溶剂:如乙醇、丁醇和异丙醇等。醇类溶剂:如乙醇、丁醇和异丙醇等。5. 5. 酮类溶剂:如丙酮、环己酮和甲乙酮等。酮类溶剂:如丙酮、环己酮和甲乙酮等。6. 6. 酯类溶剂:如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。酯类溶剂:如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。7. 7. 醇醚类溶剂:如丙二醇乙醚、乙二醇丁醚等。醇醚类溶剂:如丙二醇乙醚、乙二醇丁醚等。162162第七章第七章 建筑涂料生产工艺与设备建筑涂料生产工艺与设
258、备第一节第一节 建筑涂料一般生产过程建筑涂料一般生产过程 基料制备、颜填料分散磨细、涂料配制、调色、过滤及称量包装基料制备、颜填料分散磨细、涂料配制、调色、过滤及称量包装等。等。v基料制备基料制备 通过高分子通过高分子合成合成获得成膜物质或将高聚物获得成膜物质或将高聚物改性改性的过程。的过程。 v颜填料分散磨细颜填料分散磨细 尽管颜填料都是粉料,但颗粒都是数百个到数千个一次粒子相互凝聚在一尽管颜填料都是粉料,但颗粒都是数百个到数千个一次粒子相互凝聚在一起的二次粒子,这些二次粒子用一般搅拌设备难以分散,需使用砂磨机、胶起的二次粒子,这些二次粒子用一般搅拌设备难以分散,需使用砂磨机、胶体磨、三辊研
259、磨机等研磨设备才能达到要求的分散效果。体磨、三辊研磨机等研磨设备才能达到要求的分散效果。 据颜填料加入方式分为据颜填料加入方式分为色浆法和干着色法色浆法和干着色法。乳胶漆多采用色浆法乳胶漆多采用色浆法,水溶型,水溶型和溶剂型涂料两者均可。和溶剂型涂料两者均可。 色浆法(色浆法(研磨着色法):研磨着色法):将颜填料二次粒子还原成一次粒子制成色将颜填料二次粒子还原成一次粒子制成色浆后再用于调制涂料。浆后再用于调制涂料。 适用于适用于薄质薄质涂料涂料,但涂料,但涂料固含量固含量一般小于一般小于65%(65%(因磨料调制受粘因磨料调制受粘度影响,打浆时固含量一般在度影响,打浆时固含量一般在70%70%
260、以下),比干着色法低;以下),比干着色法低;色浆色浆法对法对颜料混合稳定性颜料混合稳定性的要求比干着色法低。的要求比干着色法低。163 干着色法:将颜填料直接加入水、助剂中制成浆料后用于调制涂干着色法:将颜填料直接加入水、助剂中制成浆料后用于调制涂料。料。 适用于适用于弹性乳胶漆、砂壁状涂料和立体花纹涂料等弹性乳胶漆、砂壁状涂料和立体花纹涂料等厚质涂料厚质涂料,固,固含量可高达含量可高达88%88%。干着色法的颜料解聚不如色浆法充分。干着色法的颜料解聚不如色浆法充分。 164半干着色法:半干着色法:当配方中总用水量不足以采用研磨着色法时,可在水当配方中总用水量不足以采用研磨着色法时,可在水中加
261、入中加入部分乳液部分乳液,然后将颜填料加入其中分散,分散达到要求后,然后将颜填料加入其中分散,分散达到要求后,将剩下乳液加入调制涂料将剩下乳液加入调制涂料。 (半)干着色法要求乳液机械稳定性好。(半)干着色法生产(半)干着色法要求乳液机械稳定性好。(半)干着色法生产时,颜料、填料分散后,应将乳液慢速加入颜填料浆中调和成漆,时,颜料、填料分散后,应将乳液慢速加入颜填料浆中调和成漆,而不是反之。而不是反之。165166166涂料配制涂料配制 将基料、色浆(或颜填料)和助剂配制成涂料。通常在变速搅拌调和设备将基料、色浆(或颜填料)和助剂配制成涂料。通常在变速搅拌调和设备中完成。中完成。 现代钛白粉中
262、有专供乳胶漆使用的极易分散品种,常用填料也都经过超细现代钛白粉中有专供乳胶漆使用的极易分散品种,常用填料也都经过超细处理,加之乳胶漆对细度要求不高,所以乳胶漆生产线上通常处理,加之乳胶漆对细度要求不高,所以乳胶漆生产线上通常只需装置高速只需装置高速分散机。有些乳胶漆车间也装备砂磨机等研磨设备。分散机。有些乳胶漆车间也装备砂磨机等研磨设备。 乳胶漆加料顺序一般如下:乳胶漆加料顺序一般如下:1 1、在搅拌缸中加入、在搅拌缸中加入水、防腐剂、防霉剂、湿润分散剂、水、防腐剂、防霉剂、湿润分散剂、约约1/21/2消泡剂、增稠剂、助溶剂消泡剂、增稠剂、助溶剂,混合均匀。如必要可,混合均匀。如必要可加入部分
263、乳液。对热稳定性差的防腐剂和防霉剂,应加入部分乳液。对热稳定性差的防腐剂和防霉剂,应在调漆阶段加入,以防制浆时温度过高而分解。在调漆阶段加入,以防制浆时温度过高而分解。2 2、先加、先加细细颜填料,后加颜填料,后加粗粗颜填料。以利分散和消泡。颜填料加入后颜填料。以利分散和消泡。颜填料加入后磨料变稠,应提高分散盘位置和转速,使分散盘线速度约为磨料变稠,应提高分散盘位置和转速,使分散盘线速度约为202025m/s25m/s,搅拌分散时间为,搅拌分散时间为15min15min左右。磨料温度左右。磨料温度超过超过4545,黏度下,黏度下降降,分散将无法进行,可暂停待冷却后再分散。,分散将无法进行,可暂
264、停待冷却后再分散。167168168 对对丝光、半光和有光丝光、半光和有光乳胶漆磨料,细度应小于乳胶漆磨料,细度应小于2020微米微米,对,对平光平光内墙内墙乳胶漆磨料,细度控制在乳胶漆磨料,细度控制在4040微米以下微米以下;对;对平光外墙平光外墙乳胶漆,乳胶漆,磨料细度可放至磨料细度可放至100100微米微米以下。以下。3 3、细度合格后,低速搅拌下加入、细度合格后,低速搅拌下加入乳液、成膜助剂、部分增稠剂和约乳液、成膜助剂、部分增稠剂和约1/21/2消泡剂。消泡剂。4 4、至于、至于pHpH调节,如是调节,如是AMP-95AMP-95,在,在颜填料分散前颜填料分散前加入;如是氨水,在加入
265、;如是氨水,在乳液加入后乳液加入后加入;如为氢氧化钠、氢氧化钾,在加入;如为氢氧化钠、氢氧化钾,在颜填料分散后,颜填料分散后,乳液加入前乳液加入前加入。加入。 将成膜助剂在颜填料分散前加入,对乳液较安全,但有可能被将成膜助剂在颜填料分散前加入,对乳液较安全,但有可能被颜填料黏着吸入了一部分。颜填料黏着吸入了一部分。 别将制备好而未加乳液的浆料放置别将制备好而未加乳液的浆料放置超过超过24h24h,以防止絮凝、结,以防止絮凝、结块和不稳定等。块和不稳定等。v涂料过滤及包装涂料过滤及包装 部分部分颜填料未被分散颜填料未被分散,乳液因,乳液因破乳胶化成粒及杂质破乳胶化成粒及杂质等需过滤。等需过滤。1
266、69170170v配色配色一、色浆选择一、色浆选择 内用乳胶漆色浆可自由选择内用乳胶漆色浆可自由选择,因室内紫外线很弱,无雨水等降,因室内紫外线很弱,无雨水等降解作用,保色性不成问题。解作用,保色性不成问题。(1 1)外用乳胶漆外用乳胶漆色浆应选择色浆应选择耐光和耐候性好的色浆耐光和耐候性好的色浆,且,且冲淡后冲淡后还要还要保持较高耐光和耐候性,因乳胶漆配色时,颜料浓度是比较低的。保持较高耐光和耐候性,因乳胶漆配色时,颜料浓度是比较低的。(2 2)应)应耐碱耐碱,如无机类和酞菁系列色浆等。,如无机类和酞菁系列色浆等。(3 3)相同的色浆)相同的色浆配深色比配浅色保色性好配深色比配浅色保色性好。
267、有些色浆,配深色乳胶。有些色浆,配深色乳胶漆能用,但浅色漆就不能用。漆能用,但浅色漆就不能用。(4 4)色浆应色浆应贮存稳定、颜色稳定和色强度稳定等。贮存稳定、颜色稳定和色强度稳定等。(5 5)色浆和被配色乳胶漆应具有良好)色浆和被配色乳胶漆应具有良好相容性相容性,不絮凝、不浮色等。,不絮凝、不浮色等。 (6) (6)色浆应环境友好。挥发性有机物(色浆应环境友好。挥发性有机物(VOCVOC)和重金属含量低,甲醛)和重金属含量低,甲醛含量符合要求。不含含量符合要求。不含烷基酚乙氧基酯(烷基酚乙氧基酯(APEOAPEO),该类表面活性剂),该类表面活性剂对人体内分泌有干扰,对人体内分泌有干扰,用丙
268、二醇不用乙二醇等。用丙二醇不用乙二醇等。 171171二、配色方法二、配色方法 全白色和基础漆乳胶漆配色法全白色和基础漆乳胶漆配色法两种。两种。 基础漆配色法:基础漆配色法:白色和透明乳胶漆为基础漆。透明乳胶漆是指白色和透明乳胶漆为基础漆。透明乳胶漆是指不含钛白粉等遮盖力颜料的乳胶漆,用不含钛白粉等遮盖力颜料的乳胶漆,用白色乳胶漆和色浆配浅色白色乳胶漆和色浆配浅色漆,用透明乳胶漆和色浆配深色漆,白色和透明乳胶漆搭配和色漆,用透明乳胶漆和色浆配深色漆,白色和透明乳胶漆搭配和色浆配中色漆。浆配中色漆。对深色漆,当遮盖力达不到要求时,可用钛白浆或对深色漆,当遮盖力达不到要求时,可用钛白浆或含钛白粉的
269、白色乳胶漆调整。含钛白粉的白色乳胶漆调整。 全白色乳胶漆配色法:全白色乳胶漆配色法:用白色乳胶漆配深色甚至中色乳胶漆,用白色乳胶漆配深色甚至中色乳胶漆,须加入大量色浆才能达到一定饱和度,大量色浆加入使配色成本须加入大量色浆才能达到一定饱和度,大量色浆加入使配色成本提高,乳胶漆性能下降,产生不必要遮盖力过剩。提高,乳胶漆性能下降,产生不必要遮盖力过剩。三、色差三、色差1 1、色差产生原因、色差产生原因 涂膜颜色取决于涂膜本身性质、基层、光源和观测者等。涂膜颜色取决于涂膜本身性质、基层、光源和观测者等。(1 1)同品种、颜色,批号不同。)同品种、颜色,批号不同。172172(2 2)基层的材料、结
270、构、吸水性等差异。)基层的材料、结构、吸水性等差异。(3 3)光泽不同。)光泽不同。(4 4)涂刷时间间隔较长,先涂涂膜的褪色和沾污。)涂刷时间间隔较长,先涂涂膜的褪色和沾污。(5 5)色浆批号变化。)色浆批号变化。(6 6)原材料变化。)原材料变化。(7 7)白色乳胶漆、基础漆和色浆计量不准。)白色乳胶漆、基础漆和色浆计量不准。(8 8)色卡属印刷品,与实际墙面上的颜色在视觉上不同。)色卡属印刷品,与实际墙面上的颜色在视觉上不同。(9 9)环境条件不同,同一颜色在视觉上不一样。)环境条件不同,同一颜色在视觉上不一样。2 2、色差、色差( (E)E)的度量的度量 涂料企业根据用户选定的涂料企业
271、根据用户选定的色卡上颜色或给定的颜色样板色卡上颜色或给定的颜色样板按按GB/T GB/T 9761-889761-88色漆和清漆色漆和清漆 色漆的目视比色色漆的目视比色进行对比,如果色差进行对比,如果色差在容许范围内,则认为合格。在容许范围内,则认为合格。 用肉眼可区分涂膜的颜色差别,且实际涂刷后,色差都是人眼用肉眼可区分涂膜的颜色差别,且实际涂刷后,色差都是人眼观察的。但目测法标准难以统一,人为因素比较大,属定性的观察的。但目测法标准难以统一,人为因素比较大,属定性的173173 方法。方法。 质量控制比较严的企业采用质量控制比较严的企业采用测色仪测色仪,根据,根据GB/T 11186.1.
272、2.3-GB/T 11186.1.2.3-8989涂膜颜色测量方法涂膜颜色测量方法进行定量测试,并设置定量色差指标,进行定量测试,并设置定量色差指标,结果比较客观。色差单位为结果比较客观。色差单位为NBSNBS,(national bureau of (national bureau of standards unitstandards unit),),一个一个NBSNBS单位表示一般目光能辨别的极微小单位表示一般目光能辨别的极微小颜色差别。颜色差别。该单位数值与人眼感觉关系如下表。该单位数值与人眼感觉关系如下表。 因肉眼对不同波长颜色具有不同敏感度。因肉眼对不同波长颜色具有不同敏感度。有些颜
273、色,测色仪测有些颜色,测色仪测出的色差已很小,但肉眼却感觉色差很大,反之也一样。把肉眼出的色差已很小,但肉眼却感觉色差很大,反之也一样。把肉眼与客观快速的仪器测试相结合,是度量色差最有效的方法。与客观快速的仪器测试相结合,是度量色差最有效的方法。3 3、色差控制范围、色差控制范围 除特殊要求外,建筑涂料颜色和标准色板颜色之间的除特殊要求外,建筑涂料颜色和标准色板颜色之间的色差色差控制控制E E (2 23 3),),既经济又较合理。既经济又较合理。 同一小区同一小区不同建筑物,不同建筑物,色差色差E 1E 1;同一栋建筑物;同一栋建筑物不同墙面不同墙面,色差色差E 0.6E 0.6;同一墙面同
274、一墙面不能用两批涂料,万不得已用二批涂不能用两批涂料,万不得已用二批涂料时,色差料时,色差E 0.4E 0.4。 174174NBS单位单位相对于人的色差感觉相对于人的色差感觉00.5极轻微极轻微0.5 1.5轻微轻微1.5 3.0明显明显3.0 6.0严重严重6.0 12.0 强烈强烈12.012.0极强烈极强烈175175第二节第二节 建筑涂料生产设备建筑涂料生产设备 有有基料合成、研磨分散、过滤、配色、输送、包装、计量、检验和废水基料合成、研磨分散、过滤、配色、输送、包装、计量、检验和废水处理等设备。处理等设备。v基料制备设备基料制备设备 主要为主要为反应釜(反应罐)反应釜(反应罐)1.
275、 1. 间接加热式反应釜间接加热式反应釜 有有不锈钢或搪瓷内衬不锈钢或搪瓷内衬,靠蒸汽夹层加,靠蒸汽夹层加热或热或电加热电加热,安装有搅拌器和冷凝器。,安装有搅拌器和冷凝器。2. 2. 直接加热式反应釜直接加热式反应釜 不带夹层(内衬),材质多用不锈钢不带夹层(内衬),材质多用不锈钢,采用蒸汽或电直接加热。不足之处是物料,采用蒸汽或电直接加热。不足之处是物料受热不均,温度不易控制。受热不均,温度不易控制。3. 3. 锅炉锅炉 提供蒸汽的供热设备,分为工业和生活锅炉。提供蒸汽的供热设备,分为工业和生活锅炉。176176 v研磨分散设备研磨分散设备 用于用于颜填料研磨分散颜填料研磨分散。1.1.砂
276、磨机砂磨机 工作原理:原料通过泵吸入砂磨桶内,砂磨桶内盛有工作原理:原料通过泵吸入砂磨桶内,砂磨桶内盛有研磨介质,研磨介质,由由主主轴带动轴带动砂磨桶内的砂磨桶内的叶轮高速运转叶轮高速运转,使桶体内物料与研磨介质产生强烈撞,使桶体内物料与研磨介质产生强烈撞击、剪切、摩擦、挤压等,以达到迅速分散和均匀混合的目的。击、剪切、摩擦、挤压等,以达到迅速分散和均匀混合的目的。 研磨介质有研磨介质有石英砂、玻璃珠、陶珠、钢珠石英砂、玻璃珠、陶珠、钢珠等等, ,一般一般粒径在粒径在2.5mm2.5mm左右左右。国内常用玻璃珠,但易碎,陶珠质量优于玻璃珠,但价贵。国内常用玻璃珠,但易碎,陶珠质量优于玻璃珠,但
277、价贵。 研磨效率在研磨设备中最高,研磨效率在研磨设备中最高,细度可达细度可达1 12m2m,是最常用的研磨分散是最常用的研磨分散设备。设备。有立式和卧式,并分为开启式和封闭式。有立式和卧式,并分为开启式和封闭式。 该机械对该机械对颗粒细又易分散的合成颜料,粗颗粒或微粉化天然颜填料颗粒细又易分散的合成颜料,粗颗粒或微粉化天然颜填料等等低黏度、易分散的漆是高效的分散设备。其生产能力高,液料挥发少,低黏度、易分散的漆是高效的分散设备。其生产能力高,液料挥发少,能连续生产。能连续生产。 砂磨机用于加工碳黑等砂磨机用于加工碳黑等颗粒细而难分散的合成颜料颗粒细而难分散的合成颜料时生产效率低,不时生产效率低
278、,不适于生产适于生产膏状或厚浆状膏状或厚浆状的悬浮分散体。的悬浮分散体。 砂磨机砂磨机177178178 2. 2. 胶体磨胶体磨 是是无介质无介质研磨设备,工作原理是通过一对研磨设备,工作原理是通过一对锥形转齿与定齿锥形转齿与定齿作相对运动,使作相对运动,使被加工物料受到很大剪切力、摩擦力、离心力和高频振动,达到粉碎、乳化、被加工物料受到很大剪切力、摩擦力、离心力和高频振动,达到粉碎、乳化、搅拌、均质和分散的效果。搅拌、均质和分散的效果。 具有效率高、占地少、不污染环境等优点;但具有效率高、占地少、不污染环境等优点;但不宜研磨粘度高和细度要求不宜研磨粘度高和细度要求不太高的(不太高的(50m
279、50m)料浆。)料浆。3. 3. 三辊研磨机三辊研磨机 有有3 3个钢质个钢质(不锈钢或经特殊处理的钢)(不锈钢或经特殊处理的钢)滚筒滚筒安装在金属支架上,中心保持安装在金属支架上,中心保持在同一直线上,滚筒间距离和压力可调节。滚筒内芯是空的,以通水加热或在同一直线上,滚筒间距离和压力可调节。滚筒内芯是空的,以通水加热或装置电加热装置通电加热。物料由中后两滚筒及两块挡料板组成的自然料斗装置电加热装置通电加热。物料由中后两滚筒及两块挡料板组成的自然料斗加入。由于加入。由于3 3个滚筒旋转方向和转速不同,物料经中、后两滚筒的相反异步旋个滚筒旋转方向和转速不同,物料经中、后两滚筒的相反异步旋转而引起
280、摩擦翻动,剪切外力破坏了物料颗粒内分子间的结构应力,再经中、转而引起摩擦翻动,剪切外力破坏了物料颗粒内分子间的结构应力,再经中、前两滚筒高速二次研磨,达到迅速粉碎、分散和均匀混合的效果。前两滚筒高速二次研磨,达到迅速粉碎、分散和均匀混合的效果。 优点为优点为分散效果好,更换色彩方便,能加工高粘稠度物料;缺点:劳动生分散效果好,更换色彩方便,能加工高粘稠度物料;缺点:劳动生产效率低,维修技术要求高,溶剂易挥发。产效率低,维修技术要求高,溶剂易挥发。179179 4. 4. 球磨机球磨机 由水平轴架、圆筒体、研磨介质(如瓷球、卵石、钢球等)及电动机构由水平轴架、圆筒体、研磨介质(如瓷球、卵石、钢球
281、等)及电动机构成。工作原理是成。工作原理是圆筒体绕水平轴旋转带动筒体内研磨球体圆筒体绕水平轴旋转带动筒体内研磨球体相互撞击、摩擦,相互撞击、摩擦,对物料产生冲击和剪切等使物料分散。对物料产生冲击和剪切等使物料分散。 优点是,操作简便,密闭性好,溶剂或水分不会挥发,无扬尘等污染,优点是,操作简便,密闭性好,溶剂或水分不会挥发,无扬尘等污染,物料细度易控制。缺点是间歇式操作,周期长,生产效率低,变换颜色困物料细度易控制。缺点是间歇式操作,周期长,生产效率低,变换颜色困难,噪声大。难,噪声大。在涂料工业中已很少采用。在涂料工业中已很少采用。适于分散易流动的悬浮分散体系,适于分散易流动的悬浮分散体系,
282、对分散粗颗粒颜填料和细颗粒及难分散的合成颜料有突出效果。但其对分散粗颗粒颜填料和细颗粒及难分散的合成颜料有突出效果。但其研磨研磨细度难以达到细度难以达到15m15m以下以下,清洗换色困难,不适合加工细度要求很高的色,清洗换色困难,不适合加工细度要求很高的色浆及经常调换花色品种的场合。浆及经常调换花色品种的场合。v调和设备调和设备 分为高速搅拌机、低速搅拌机和捏合机。分为高速搅拌机、低速搅拌机和捏合机。 高速搅拌机由搅拌叶轮高速转动,使颜填料粒子受到较强冲高速搅拌机由搅拌叶轮高速转动,使颜填料粒子受到较强冲击力和剪切力,达到分散和混合,其击力和剪切力,达到分散和混合,其适用于细度要求不太高适用于
283、细度要求不太高涂涂料的分散与调和。料的分散与调和。v 优点:优点:A.A.投资省,结构简单,维护容易;投资省,结构简单,维护容易;B.B.双速,无级变速;双速,无级变速;将分散、调和、混合等在一机中进行,简化了工艺流程;将分散、调和、混合等在一机中进行,简化了工艺流程;C.C.效效率高,分散和搅拌一般各需率高,分散和搅拌一般各需10-20min10-20min就能完成,操作成本低;就能完成,操作成本低;D.D.结构简单,清洗方便。结构简单,清洗方便。缺点:缺点:剪切力较低,研磨能力弱,只适用于较易分散颜填料。剪切力较低,研磨能力弱,只适用于较易分散颜填料。 目前细填料和超细填料供应充足,目前细
284、填料和超细填料供应充足,钛白粉不需研磨,研磨将钛白粉不需研磨,研磨将使其包膜破坏,使其包膜破坏,因此高速搅拌机是最常用的颜填料分散设备。因此高速搅拌机是最常用的颜填料分散设备。 低速搅拌机适用于较高粘度涂料及乳胶涂料配制。低速搅拌低速搅拌机适用于较高粘度涂料及乳胶涂料配制。低速搅拌设备分散作用不显著,一般只用作混合均匀物料。设备分散作用不显著,一般只用作混合均匀物料。180181v过滤设备过滤设备 A.A.过滤箩;过滤箩;B.B.振动筛;振动筛;C.C.袋式过袋式过滤机;滤机;D.D.旋转过滤机,因使用方便,旋转过滤机,因使用方便,过滤快,是现代乳胶漆企业常选过过滤快,是现代乳胶漆企业常选过滤
285、机。滤机。捏合机是用于稠厚质涂料的低速搅拌设备捏合机是用于稠厚质涂料的低速搅拌设备。基本构造是在。基本构造是在机内横轴上安装两个工型桨叶转子,当机器运转时,机内横轴上安装两个工型桨叶转子,当机器运转时,两个桨叶反向运转,一个桨叶向上卷起物料,另一个两个桨叶反向运转,一个桨叶向上卷起物料,另一个桨叶同时向下卷起物料,经反复捏合达到均匀混合的桨叶同时向下卷起物料,经反复捏合达到均匀混合的目的。目的。182182v配色设备配色设备 现代调色系统由现代调色系统由调色机、混和机、分光光度计和装有配色管理软件、数据调色机、混和机、分光光度计和装有配色管理软件、数据库库等的计算机组成。等的计算机组成。1.1
286、.调色机调色机: :用于准确计量色浆,并把它加入到基础漆中的设备。调色机中装有不用于准确计量色浆,并把它加入到基础漆中的设备。调色机中装有不同的色浆以供配色用。同的色浆以供配色用。2.2.混和机:用于色浆和基础漆混合均匀的设备。混和机:用于色浆和基础漆混合均匀的设备。3.3.分光光度计分光光度计 是测量颜色的设备。它将被测颜色的数据通过软件输入电脑。是测量颜色的设备。它将被测颜色的数据通过软件输入电脑。4.4.计算机计算机 装有配色管理软件、数据库等。根据分光光度计提供的数据进行计算比较,装有配色管理软件、数据库等。根据分光光度计提供的数据进行计算比较,给出基本配方。给出基本配方。v灌装设备灌
287、装设备 按灌装嘴分:单嘴和多嘴自动灌装机。按灌装嘴分:单嘴和多嘴自动灌装机。 按计量方式分:质量式和容积式自动灌装机。按计量方式分:质量式和容积式自动灌装机。183183v输送设备输送设备 1.1.液料输送泵:有隔膜泵、内齿轮泵、螺杆泵。液料输送泵:有隔膜泵、内齿轮泵、螺杆泵。 2.2.螺旋输送机:用于粉料水平输送。螺旋输送机:用于粉料水平输送。 3.3.粉料输送泵粉料输送泵: :分仓式输送泵和螺旋输送泵。用于粉料垂直输送。分仓式输送泵和螺旋输送泵。用于粉料垂直输送。4.4.其他输送设备其他输送设备: :小推车、电动葫芦、叉车等。小推车、电动葫芦、叉车等。 v计量设备计量设备 一般选用一般选用
288、流量计流量计计量液体原料;计量液体原料;带传感器配料仓带传感器配料仓计量粉料;计量粉料;料位计料位计计量贮计量贮罐中物料;用调色机进行配色计量;用自动灌装机进行灌装计量。罐中物料;用调色机进行配色计量;用自动灌装机进行灌装计量。v检验仪器设备检验仪器设备1 1、酸度计;、酸度计;2 2、刮板细度计;、刮板细度计;3 3、涂料比重杯、密度计;、涂料比重杯、密度计;4 4、黏度杯、旋转黏度计、黏度杯、旋转黏度计、Brook FieldBrook Field黏度计、斯托默黏度计、锥板黏度计;黏度计、斯托默黏度计、锥板黏度计;5 5、固含量用天平,干燥、固含量用天平,干燥箱或红外干燥仪;箱或红外干燥仪
289、;6 6、刷子、辊筒、喷枪;、刷子、辊筒、喷枪;7 7、对比率用反射率测定仪;、对比率用反射率测定仪;8 8、干、干燥时间试验器;燥时间试验器; 9 9、耐洗刷仪;、耐洗刷仪;1010、低温稳定性和耐冻融性用带温控低温箱;、低温稳定性和耐冻融性用带温控低温箱;1111、耐沾污性用耐沾污测定仪、反射率测定仪;、耐沾污性用耐沾污测定仪、反射率测定仪;1212、耐水性和耐碱性用水槽;、耐水性和耐碱性用水槽;1313、光泽度仪;、光泽度仪;1414、颜色和色差用分光光度计、色差计;、颜色和色差用分光光度计、色差计;1515、抗裂性用由、抗裂性用由184184 风机、风管和试架组成的初期干燥抗裂试验仪或
290、带楔形槽的抗裂测定仪;风机、风管和试架组成的初期干燥抗裂试验仪或带楔形槽的抗裂测定仪;1616、力学性能用拉力试验机;力学性能用拉力试验机;1717、冲击试验仪;、冲击试验仪;1818、抗回黏性用回黏测定器;、抗回黏性用回黏测定器;1919、流平性用刮涂器、刮涂棒;流平性用刮涂器、刮涂棒;2020、流挂性用流挂测定仪;、流挂性用流挂测定仪;2121、防霉性和防腐性、防霉性和防腐性用接种杯、高压灭菌锅、培养箱等;用接种杯、高压灭菌锅、培养箱等;2222、耐人工老化性用、耐人工老化性用QUVQUV、氙灯、碳弧、氙灯、碳弧灯等人工老化仪;灯等人工老化仪;2323、最低成膜温度仪;、最低成膜温度仪;2
291、424、溶剂的折射率用阿贝折射率测、溶剂的折射率用阿贝折射率测定仪;定仪;2525、制板用线棒、涂布器;、制板用线棒、涂布器;v废水处理设备废水处理设备 由于冲洗设备和贮罐等产生废水。废水处理设备有:贮水池、絮凝槽、斜由于冲洗设备和贮罐等产生废水。废水处理设备有:贮水池、絮凝槽、斜板沉淀池、压力容器罐、气浮池、净化水池、过滤装置等。板沉淀池、压力容器罐、气浮池、净化水池、过滤装置等。絮凝剂絮凝剂可采用熟可采用熟石灰、三氯化铁、粉煤灰、聚铝、石灰、三氯化铁、粉煤灰、聚铝、PAM(PAM(聚丙烯酰胺)等。聚丙烯酰胺)等。 废水处理有生化法、吸附法、化学氧化法、电渗析法、絮凝沉淀法等。废水处理有生化
292、法、吸附法、化学氧化法、电渗析法、絮凝沉淀法等。 应用最广、成本最低的是应用最广、成本最低的是絮凝沉淀法絮凝沉淀法:废水先经过初沉池,再流入均质池,:废水先经过初沉池,再流入均质池,用泵泵入加药池,加入絮凝剂并搅拌,然后打入沉淀池沉淀,上清液用滗水用泵泵入加药池,加入絮凝剂并搅拌,然后打入沉淀池沉淀,上清液用滗水器打入清水收集池,污泥送入二次沉淀池,经干化后外运。器打入清水收集池,污泥送入二次沉淀池,经干化后外运。 絮凝剂有熟石灰、三氯化铁、粉煤灰、聚铝、聚丙烯酰胺和絮凝剂有熟石灰、三氯化铁、粉煤灰、聚铝、聚丙烯酰胺和PXPX絮凝剂等,絮凝剂等,其中其中PXPX絮凝剂对各种颜色乳胶漆废水均有效
293、。絮凝剂对各种颜色乳胶漆废水均有效。185185第八章第八章 建筑乳胶漆建筑乳胶漆 美国涂料工艺学会定义:美国涂料工艺学会定义: 乳胶漆是以乳液聚合法合成树脂的稳定水分散体为基料的涂料。而乳液涂乳胶漆是以乳液聚合法合成树脂的稳定水分散体为基料的涂料。而乳液涂料是以粘结剂(油、油性树脂清漆、树脂或其他可乳化粘结剂)的水乳化液料是以粘结剂(油、油性树脂清漆、树脂或其他可乳化粘结剂)的水乳化液为基料的涂料。为基料的涂料。 乳胶漆乳胶漆特点:特点:(1 1)环保。水为分散介质,不含或仅含少量有机溶剂环保。水为分散介质,不含或仅含少量有机溶剂。(2 2)施工方便。可刷涂、辊涂、刮涂、喷涂,可用水稀释施工
294、方便。可刷涂、辊涂、刮涂、喷涂,可用水稀释。(3 3)涂膜干燥快。表干时间涂膜干燥快。表干时间不到不到2h2h,一般,一般4h4h可重涂,可重涂,一天可施涂一天可施涂2 23 3道道。(4 4)透气性好。溶剂型涂料施涂时要求含水率透气性好。溶剂型涂料施涂时要求含水率 8%8%,乳胶漆可放宽至,乳胶漆可放宽至10%10%,从从而缩短工期;乳胶漆能将湿气排除,不存在涂膜鼓泡、脱落现象;大大缓解而缩短工期;乳胶漆能将湿气排除,不存在涂膜鼓泡、脱落现象;大大缓解涂膜结露问题,甚至基本不结露涂膜结露问题,甚至基本不结露。(5 5)干燥后的涂膜不溶于水,具有很好耐水性干燥后的涂膜不溶于水,具有很好耐水性。
295、(6 6)施工时环境温度和基层温度一般要求在施工时环境温度和基层温度一般要求在55之上,有的还要在之上,有的还要在1010以上以上,具,具体视最低成膜温度而定。体视最低成膜温度而定。186186 (7 7)干燥成膜受温度、湿度影响大。夏季干燥太快而产生接痕,)干燥成膜受温度、湿度影响大。夏季干燥太快而产生接痕,冬季或相对湿度大于冬季或相对湿度大于80%80%时,干燥太慢影响施工,未干的涂膜易时,干燥太慢影响施工,未干的涂膜易脏,甚至涂膜质量下降。脏,甚至涂膜质量下降。(8 8)实干时间长。可达)实干时间长。可达4 4周甚至更长。对于门窗漆来说,是必须克周甚至更长。对于门窗漆来说,是必须克服的缺
296、点。服的缺点。(9 9)贮存温度要在贮存温度要在00以上。以上。 乳胶漆具有乳胶漆具有有机溶剂含量低、无毒无污染、节约能源、施工方有机溶剂含量低、无毒无污染、节约能源、施工方便、装饰效果好便、装饰效果好等特点,良好的等特点,良好的耐水性、耐候性、抗污染性耐水性、耐候性、抗污染性等,等,是应用十分广泛的中、高档建筑涂料。在是应用十分广泛的中、高档建筑涂料。在光泽、流平性、附着力、光泽、流平性、附着力、耐污染性耐污染性等不及溶剂型建筑涂料,但在等不及溶剂型建筑涂料,但在保持光泽保持光泽方面占优。方面占优。187187第一节第一节 颜料浓度与涂膜物性的关系颜料浓度与涂膜物性的关系一、一、PVCPVC
297、与与CPVCCPVC 颜料浓度(颜料体积浓度)颜料浓度(颜料体积浓度): PVC=V: PVC=Vb b/(V/(Vp p+V+Vb b)100)100,V Vp p、V Vb b为涂膜中基为涂膜中基料聚合物、颜填料体积。料聚合物、颜填料体积。 颜基比颜基比是颜填料与基料固体(非挥发分)质量的比值。是颜填料与基料固体(非挥发分)质量的比值。 PVCPVC较低时,颜填料分散于基料聚合物中,形成聚合物为连续相的海岛结较低时,颜填料分散于基料聚合物中,形成聚合物为连续相的海岛结构,涂膜性能随构,涂膜性能随PVCPVC连续变化。连续变化。 PVCPVC超过某一限值时,基料聚合超过某一限值时,基料聚合物
298、不能将颜填料粒子间隙充满,涂膜开物不能将颜填料粒子间隙充满,涂膜开始出现空隙,性能急剧下降,始出现空隙,性能急剧下降,这个极限这个极限值称为值称为临界临界PVC(CPVC)PVC(CPVC),在此之上,涂在此之上,涂膜性能随膜性能随PVCPVC呈非连续变化。呈非连续变化。 在乳胶漆的在乳胶漆的CPVCCPVC时,开始出现气孔,且是连续相结构的相转变点,时,开始出现气孔,且是连续相结构的相转变点,即即由聚合物为主连续相转变为空气为主连续相由聚合物为主连续相转变为空气为主连续相。 CPVCCPVC是指基料聚合物恰好覆盖颜填料粒子表面,并充满颜填是指基料聚合物恰好覆盖颜填料粒子表面,并充满颜填料粒子
299、间隙时的颜料体积浓度。料粒子间隙时的颜料体积浓度。可通过涂膜性能在可通过涂膜性能在CPVCCPVC附近小范附近小范围突变来测定,如干膜应力、孔隙率、遮盖力和透水汽性等。围突变来测定,如干膜应力、孔隙率、遮盖力和透水汽性等。188189189二、二、CPVCCPVC测定测定1 1、沥青、沥青CPVCCPVC测定法测定法 原理是利用原理是利用涂膜对沥青溶液的不可逆吸收,孔隙率越大,吸收沥青溶液越涂膜对沥青溶液的不可逆吸收,孔隙率越大,吸收沥青溶液越多,变色越明显多,变色越明显。在。在CPVCCPVC处,涂膜孔隙率突然增大,测定一系列不同处,涂膜孔隙率突然增大,测定一系列不同PVCPVC涂膜涂膜试板
300、在浸沥青溶液前后颜色变化(光度计测定试板在浸沥青溶液前后颜色变化(光度计测定反射系数差)反射系数差),就能确定,就能确定CPVCCPVC。 该法快速、简便,因此被广泛使用。该法快速、简便,因此被广泛使用。但在测定很高但在测定很高CPVCCPVC时,如堆积很密实时,如堆积很密实的滑石粉,精确度不高。的滑石粉,精确度不高。 2 2、塑料薄膜涂布涂膜应力、塑料薄膜涂布涂膜应力CPVCCPVC测定法测定法 原理是原理是在在CPVCCPVC处涂膜中应力最大,因此卷曲最厉害处涂膜中应力最大,因此卷曲最厉害,从而确定,从而确定CPVCCPVC。 该法简便,重复性好,关键是塑料薄膜软硬适中。该法简便,重复性好
301、,关键是塑料薄膜软硬适中。190190三、影响三、影响CPVCCPVC因素因素 在颜填料相同时,乳胶漆的在颜填料相同时,乳胶漆的CPVCCPVC小于溶剂涂料的小于溶剂涂料的CPVCCPVC 。1 1、乳液、乳液 不同组成和结构的聚合物乳液,即使聚合物粒径相同,不同组成和结构的聚合物乳液,即使聚合物粒径相同,CPVCCPVC也不同。相也不同。相同组成和结构的同组成和结构的乳液粒子变细,乳液粒子变细,CPVCCPVC升高。升高。同类乳液聚合物同类乳液聚合物玻璃化温度下玻璃化温度下降,降,CPVCCPVC提高。提高。2 2、钛白粉、钛白粉 钛白粉吸油量越低,钛白粉吸油量越低,CPVCCPVC越高。越
302、高。3 3、填料对、填料对CPVCCPVC的影响的影响 填料粒径越细,吸油量越大,填料粒径越细,吸油量越大,CPVCCPVC就越低就越低。4 4、成膜助剂和温度、成膜助剂和温度 合适的成膜助剂达到最佳用量时,合适的成膜助剂达到最佳用量时,CPVCCPVC最大。成膜时温度升高,最大。成膜时温度升高,CPVCCPVC也也升高。升高。 191191四、四、PVCPVC与涂膜性能与涂膜性能v抗拉强度、延伸率抗拉强度、延伸率 CPVC CPVC之前,抗拉强度随之前,抗拉强度随PVCPVC升高,升高,CPVCCPVC时,抗拉强度达最大,之后降低。时,抗拉强度达最大,之后降低。 CPVCCPVC之前,延伸率
303、随之前,延伸率随PVCPVC急剧下降,但超过急剧下降,但超过CPVCCPVC,变化不明显。,变化不明显。v耐洗擦性、耐污染性、耐候性耐洗擦性、耐污染性、耐候性 耐洗擦性随耐洗擦性随PVCPVC直线下降;直线下降; CPVCCPVC之前,耐污染性随之前,耐污染性随PVCPVC升高变好;升高变好;CPVCCPVC以上,耐污染性变化不大。以上,耐污染性变化不大。 CPVCCPVC之前,耐候性不受之前,耐候性不受PVCPVC影响,影响,CPVCCPVC之上,耐候性急剧下降。之上,耐候性急剧下降。v光泽:是涂膜表面对光的反射能力,以涂膜表面反射光和黑平玻璃表面光泽:是涂膜表面对光的反射能力,以涂膜表面反
304、射光和黑平玻璃表面(折射系数(折射系数n=1.567n=1.567)反射光之比乘)反射光之比乘100100表示。表示。 光泽与观察角、涂膜表面平整度和涂膜折射系数等有关。通常观察角为光泽与观察角、涂膜表面平整度和涂膜折射系数等有关。通常观察角为2020、6060、8585,特殊情况为,特殊情况为4545。 192192 PVCPVC2020时,光泽很高,超过这个浓度,随时,光泽很高,超过这个浓度,随PVCPVC增加急速下降。在增加急速下降。在CPVCCPVC处处观察不到光泽急剧变化。观察不到光泽急剧变化。 除除PVCPVC外,聚合物含量愈高,聚合物折射率愈大,乳胶粒子粒径越小,涂外,聚合物含量
305、愈高,聚合物折射率愈大,乳胶粒子粒径越小,涂料流变性愈好,涂膜光泽越好。料流变性愈好,涂膜光泽越好。v附着力附着力 主要是主要是机械咬合力和范德华力,也存在少量化学键力、静电引力和扩散力机械咬合力和范德华力,也存在少量化学键力、静电引力和扩散力等。等。附着力随附着力随PVCPVC升高而下降。升高而下降。193193第二节第二节 建筑乳胶漆配方设计、种类、问题及建筑乳胶漆配方设计、种类、问题及解决办法解决办法配方设计内容:配方设计内容: 1 1、基料、颜填料、溶剂、助剂等选择;固体分确定;、基料、颜填料、溶剂、助剂等选择;固体分确定; 2 2、基料组分、基料与颜料、颜料与填料、溶剂及助剂等配比选
306、择;、基料组分、基料与颜料、颜料与填料、溶剂及助剂等配比选择; 3 3、涂料基本配方确定;涂料生产配方、生产工艺确定。、涂料基本配方确定;涂料生产配方、生产工艺确定。配方设计程序:配方设计程序: 性能要求(贮存、涂装和使用等)性能要求(贮存、涂装和使用等)确定基料确定基料初步配方设计初步配方设计试配试配涂装涂装性能检验性能检验综合性能检验综合性能检验确定配方。确定配方。一、乳液选择一、乳液选择 内墙可选择苯丙、醋丙、醋叔和醋酸乙烯内墙可选择苯丙、醋丙、醋叔和醋酸乙烯- -乙烯共聚乳液等。较多的是乙烯共聚乳液等。较多的是苯苯丙、醋丙乳液。丙、醋丙乳液。 外墙可选择硅丙、纯丙、氟碳、苯丙、醋叔乳液
307、等。外墙可选择硅丙、纯丙、氟碳、苯丙、醋叔乳液等。 玻璃化温度、最低成膜温度、平均粒度和粒度分布是乳液选择的定量指标。玻璃化温度、最低成膜温度、平均粒度和粒度分布是乳液选择的定量指标。如有光乳胶漆选用玻璃化温度较高的乳液,平均粒径较细的乳液对颜填料的如有光乳胶漆选用玻璃化温度较高的乳液,平均粒径较细的乳液对颜填料的黏结能力较强等。黏结能力较强等。194194 还有聚合物的构成、残余单体含量、乳液涂膜光泽、附着力、物还有聚合物的构成、残余单体含量、乳液涂膜光泽、附着力、物理机械性能和室内外耐用性能等。理机械性能和室内外耐用性能等。 对对838A-2(3#)838A-2(3#)和市面苯丙和市面苯丙
308、(4#)(4#)作初期耐水性和恢复性试验,图作初期耐水性和恢复性试验,图左边左边5050烘干,图右边为烘干,图右边为1010 1515实干成膜实干成膜(8(8小时内小时内) )。图中可以看出。图中可以看出838A-2838A-2低温初期耐水性优于市面产品。低温初期耐水性优于市面产品。 195二、颜填料选择二、颜填料选择 着色力,遮盖力,光、热、化学稳定性,耐着色力,遮盖力,光、热、化学稳定性,耐碱性,耐候性,易分散性等是颜填料选择的主碱性,耐候性,易分散性等是颜填料选择的主要指标。要指标。 氧化锌在乳胶漆中可部分地用为防腐蚀颜料氧化锌在乳胶漆中可部分地用为防腐蚀颜料或防霉,而不是遮盖颜料,且对
309、含游离羧基的聚或防霉,而不是遮盖颜料,且对含游离羧基的聚合物不宜选用;合物不宜选用; 蓝色有酞菁蓝和钴蓝,蓝色有酞菁蓝和钴蓝,铁蓝不耐碱,不能用于建筑乳胶漆中;铁蓝不耐碱,不能用于建筑乳胶漆中;红色红色以氧化铁红为主,黄色以氧化铁黄为主,绿色有酞菁绿,黑色有氧化以氧化铁红为主,黄色以氧化铁黄为主,绿色有酞菁绿,黑色有氧化铁黑和炭黑;铁黑和炭黑; 有机颜料和炭黑都是难分散的亲油性颜料,对分散剂的选择和分散有机颜料和炭黑都是难分散的亲油性颜料,对分散剂的选择和分散工艺提出了极高要求;工艺提出了极高要求; 具有圆形粒子碳酸钙粗细搭配时,容易发挥其填充作用;滑石粉、具有圆形粒子碳酸钙粗细搭配时,容易发
310、挥其填充作用;滑石粉、高岭土、二氧化硅等对涂膜有消光作用。高岭土、二氧化硅等对涂膜有消光作用。 196196 三、助剂选择三、助剂选择 助剂都有副作用,如湿润分散剂在成膜后留在涂膜中就成为渗透剂,助剂都有副作用,如湿润分散剂在成膜后留在涂膜中就成为渗透剂,降低耐水性和耐洗刷性;用量要适度,超量使用花钱买副作用;要注意降低耐水性和耐洗刷性;用量要适度,超量使用花钱买副作用;要注意助剂间相互作用,竞争吸附,如乳液的乳化剂、湿润分散剂和增稠剂等。助剂间相互作用,竞争吸附,如乳液的乳化剂、湿润分散剂和增稠剂等。四、水和助溶剂选择四、水和助溶剂选择 水应水应无多价离子和细菌无多价离子和细菌。助溶剂用丙二
311、醇环保,尽管乙二醇性能不错,。助溶剂用丙二醇环保,尽管乙二醇性能不错,但不环保。但不环保。五、五、 颜基比颜基比P/BP/B确定(颜料体积浓度确定)确定(颜料体积浓度确定) 有光乳胶漆有光乳胶漆0.40.40.60.6,半光乳胶漆,半光乳胶漆0.6 0.6 2.02.0,外墙乳胶漆,外墙乳胶漆0.4 0.4 5.05.0,内墙乳胶漆,内墙乳胶漆0.6 0.6 7.07.0。 197197v常见乳胶涂料常见乳胶涂料 建筑涂料乳液约有建筑涂料乳液约有1010类。类。 . . 聚醋酸乙烯乳胶涂料聚醋酸乙烯乳胶涂料 聚醋酸乙烯酯玻璃化温度为聚醋酸乙烯酯玻璃化温度为2828, 15 15以下不能很好成膜
312、,通常加以下不能很好成膜,通常加入入5%5%10%10%的邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三甲苯酯等增塑,的邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三甲苯酯等增塑,或与软单体或与软单体共聚改性共聚改性,如乙烯,如乙烯- -醋酸乙烯酯乳液和醋丙乳液。醋酸乙烯酯乳液和醋丙乳液。 在碱性介质中,聚醋酸乙烯易水解在碱性介质中,聚醋酸乙烯易水解为聚乙烯醇,耐水性差。涂于碱性灰泥墙为聚乙烯醇,耐水性差。涂于碱性灰泥墙上,聚醋酸乙烯在含上,聚醋酸乙烯在含CaOCaO量多的墙面上被量多的墙面上被皂化皂化生成生成醋酸钙醋酸钙并从聚合物中析出,在涂并从聚合物中析出,在涂层表面结晶而出现层表面结晶而出现“白花现象白花现象”。 聚醋酸乙烯乳液价
313、格低,流动性好,粒度细,与颜料粘结力强,其聚醋酸乙烯乳液价格低,流动性好,粒度细,与颜料粘结力强,其涂膜细腻,透气性好,色彩鲜艳,装饰效果好,但涂膜细腻,透气性好,色彩鲜艳,装饰效果好,但耐水性、耐碱耐水性、耐碱性、耐候性较差,一般用作内墙涂料。性、耐候性较差,一般用作内墙涂料。2. 2. 聚丙烯酸酯乳胶涂料聚丙烯酸酯乳胶涂料 纯丙烯酸酯共聚乳液简称纯丙乳液,由丙烯酸酯类单体共聚纯丙烯酸酯共聚乳液简称纯丙乳液,由丙烯酸酯类单体共聚而成。常用而成。常用硬单体是甲基丙烯酸甲酯,软单体是丙烯酸丁酯和丙硬单体是甲基丙烯酸甲酯,软单体是丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯等烯酸乙酯等。加入少量丙烯酸或甲基丙烯酸,对乳
314、液的附着力和。加入少量丙烯酸或甲基丙烯酸,对乳液的附着力和冻融稳定性有帮助。冻融稳定性有帮助。 聚丙烯酸酯乳液的涂膜遇碱皂化生成聚丙烯酸酯乳液的涂膜遇碱皂化生成聚丙烯酸钙盐聚丙烯酸钙盐,不溶于水,不,不溶于水,不会出现会出现“白花白花”现象。现象。198丙烯酸酯涂膜光亮、柔韧,耐水性、耐酸碱性、耐候性、粘结性较丙烯酸酯涂膜光亮、柔韧,耐水性、耐酸碱性、耐候性、粘结性较优异,主要用于外墙和高档内墙涂料。优异,主要用于外墙和高档内墙涂料。3 3、氯偏乳液、氯偏乳液 氯乙烯与偏氯乙烯单体乳液聚合而得。涂膜透气性小(包括对氧气、氯乙烯与偏氯乙烯单体乳液聚合而得。涂膜透气性小(包括对氧气、氮气等),水蒸
315、气渗透率低,耐化学药品腐蚀,耐油性好和光氮气等),水蒸气渗透率低,耐化学药品腐蚀,耐油性好和光泽度高等,但含泽度高等,但含氯聚合物易遇光变色氯聚合物易遇光变色,常加入,常加入少量丙烯酸酯与少量丙烯酸酯与之共聚之共聚,以降低涂膜泛黄性。常用作耐腐蚀涂料。,以降低涂膜泛黄性。常用作耐腐蚀涂料。4 4、苯丙乳胶涂料、苯丙乳胶涂料 其价格适中,性能较佳,但注意黄变性,是使用最多的乳液其价格适中,性能较佳,但注意黄变性,是使用最多的乳液之一。之一。可用于内外墙。可用于内外墙。199涂料的耐黄变性涂料的耐黄变性2002012015.5.醋丙(乙丙)乳胶涂料醋丙(乙丙)乳胶涂料 价格便宜,颜料结合力好,价格
316、便宜,颜料结合力好,用于内墙。用于内墙。6.6.醋酸乙烯醋酸乙烯- -叔碳酸乙烯酯乳胶涂料叔碳酸乙烯酯乳胶涂料 叔碳酸乙烯酯含量叔碳酸乙烯酯含量 20%20%时,就能保护酯键免于水解并具有良好时,就能保护酯键免于水解并具有良好耐碱性,可作耐碱性,可作内墙乳胶漆内墙乳胶漆; 叔碳酸乙烯酯含量叔碳酸乙烯酯含量 25%25%时时,耐候性良好,可作,耐候性良好,可作外墙乳胶漆。外墙乳胶漆。 7. 7.乙烯乙烯- -醋酸乙烯(醋酸乙烯(EVAEVA或或VAEVAE)共聚乳胶涂料)共聚乳胶涂料 其成膜温度低,成膜性好,高温不回粘。乙烯链段引入提高了涂其成膜温度低,成膜性好,高温不回粘。乙烯链段引入提高了涂
317、膜耐水性、耐碱性、耐候性和耐沾污性。膜耐水性、耐碱性、耐候性和耐沾污性。 EVA EVA共聚乳液具有上述特点,在欧洲,它共聚乳液具有上述特点,在欧洲,它主导着无溶剂乳胶漆市场。主导着无溶剂乳胶漆市场。所谓所谓无溶剂乳胶漆无溶剂乳胶漆,即无成膜助剂和助溶剂,真正实现零,即无成膜助剂和助溶剂,真正实现零VOCVOC。核壳乳液结构核壳乳液结构202叔碳酸酯的疏水保护作用叔碳酸酯的疏水保护作用 叔碳酸乙烯酯与醋酸乙烯酯共聚改性叔碳酸乙烯酯与醋酸乙烯酯共聚改性, ,叔碳酸乙烯酯庞大的侧叔碳酸乙烯酯庞大的侧基就像保护伞一样基就像保护伞一样, ,既保护自己的酯基既保护自己的酯基, ,又保护邻近的醋酸乙烯酯又
318、保护邻近的醋酸乙烯酯的酯基的酯基, ,从而改善了聚醋酸乙烯酯乳液的耐水性。从而改善了聚醋酸乙烯酯乳液的耐水性。203叔碳酸乙烯酯与醋酸乙烯酯共聚物结构叔碳酸乙烯酯与醋酸乙烯酯共聚物结构2042052058.8. 硅丙乳液硅丙乳液 在丙烯酸聚合物主链上引入带烷氧基的硅氧烷或聚硅氧烷,将在丙烯酸聚合物主链上引入带烷氧基的硅氧烷或聚硅氧烷,将有机硅的耐高温性、耐候性、耐化学药品性、低表面能、拒水性有机硅的耐高温性、耐候性、耐化学药品性、低表面能、拒水性及较好耐沾污性等和丙烯酸类聚合物的高保色性、柔韧性及价格及较好耐沾污性等和丙烯酸类聚合物的高保色性、柔韧性及价格适宜等结合起来,兼有机和无机特性。可用
319、作外墙乳胶漆,其适宜等结合起来,兼有机和无机特性。可用作外墙乳胶漆,其拒拒水透气性、耐久性、耐沾污性等都得到提高。水透气性、耐久性、耐沾污性等都得到提高。 还有还有聚氨酯丙烯酸、含氟丙烯酸、弹性乳液、交联乳液等。聚氨酯丙烯酸、含氟丙烯酸、弹性乳液、交联乳液等。9.9.有光乳胶涂料有光乳胶涂料 按光泽分为平光、亚光、半光、高光等。通常将半光到高光称按光泽分为平光、亚光、半光、高光等。通常将半光到高光称为为有光乳胶涂料有光乳胶涂料。其涂膜光洁细腻,抗污染,主要作外墙涂料和。其涂膜光洁细腻,抗污染,主要作外墙涂料和特殊场合使用,特殊场合使用,PVCPVC取值通常小于取值通常小于3030。 20620
320、6v乳胶漆存在问题和解决方法乳胶漆存在问题和解决方法 1 1、黏度偏离控制范围、黏度偏离控制范围(1 1)原料性能变化。如颜填料变细,黏度提高;增稠剂增稠效率或)原料性能变化。如颜填料变细,黏度提高;增稠剂增稠效率或湿润分散效率变化;称量前未充分搅拌均匀等。湿润分散效率变化;称量前未充分搅拌均匀等。(2 2)用量少而很黏的原料黏在容器壁上未能全部加入等。)用量少而很黏的原料黏在容器壁上未能全部加入等。(3 3)pHpH值变化。值变化。 解决办法:解决办法:黏度偏高加水降低黏度,黏度偏低加增稠剂提高黏黏度偏高加水降低黏度,黏度偏低加增稠剂提高黏度。度。调整调整pHpH值。值。2 2、甲醛含量超标
321、、甲醛含量超标(1 1)采用不释放甲醛的防腐防霉剂,但要承担成本提高和)采用不释放甲醛的防腐防霉剂,但要承担成本提高和失去容器失去容器上部空间保护上部空间保护的危险。的危险。(2 2)乳液和)乳液和色浆等色浆等带入甲醛。带入甲醛。2072073 3、贮存时黏度升高甚至发胀、贮存时黏度升高甚至发胀 检查检查湿润分散剂用量、品种、效能;湿润分散剂用量、品种、效能; 配方中是否有反应性原料,如配方中是否有反应性原料,如ZnOZnO。4 4、分层和分水、分层和分水(1 1)减小颜填料粒径和密度,增加乳胶漆黏度。)减小颜填料粒径和密度,增加乳胶漆黏度。(2 2)纤维状和片状填料可改善分层,如硅灰石、高岭
322、土等。)纤维状和片状填料可改善分层,如硅灰石、高岭土等。(3 3)湿润分散剂、助溶剂、乳液及增稠剂等调整。)湿润分散剂、助溶剂、乳液及增稠剂等调整。5 5、浮色、浮色 指彩色乳胶漆在贮存过程中,粒径和指彩色乳胶漆在贮存过程中,粒径和密度较小的颜料漂浮在表面的现象。密度较小的颜料漂浮在表面的现象。208208 (1 1)颜料粒径和密度差,尤其是粒径差产生颜料粒子运动差。如)颜料粒径和密度差,尤其是粒径差产生颜料粒子运动差。如炭黑、炭黑、酞菁蓝、酞菁绿等易浮色。酞菁蓝、酞菁绿等易浮色。(2 2)表面张力差。表面张力小的颜料粒子趋于浮在表面,以降低体系能量。)表面张力差。表面张力小的颜料粒子趋于浮在
323、表面,以降低体系能量。解决办法:粒径和密度一般不能改变,只有调整解决办法:粒径和密度一般不能改变,只有调整湿润分散剂、增稠剂等湿润分散剂、增稠剂等。6 6、贮存中黏度降低、贮存中黏度降低(1 1)纤维素醚受微生物或酶降解。)纤维素醚受微生物或酶降解。 解决办法:增加防腐剂用量或选择更有效防腐剂。对黏度已降低的乳胶解决办法:增加防腐剂用量或选择更有效防腐剂。对黏度已降低的乳胶漆,加防腐剂杀菌,并补加增稠剂。漆,加防腐剂杀菌,并补加增稠剂。(2 2)pHpH值降低导致碱溶胀增稠剂增稠效率降低,可采用稳定的值降低导致碱溶胀增稠剂增稠效率降低,可采用稳定的pHpH值调节剂。值调节剂。7 7、配深色乳胶
324、漆时加入色浆导致黏度降低、配深色乳胶漆时加入色浆导致黏度降低 原因是色浆中含有较多二醇类溶剂和表面活性剂,影响增稠剂(尤其原因是色浆中含有较多二醇类溶剂和表面活性剂,影响增稠剂(尤其是缔合型增稠剂)增稠效果。是缔合型增稠剂)增稠效果。 解决办法:解决办法:补加非缔合型增稠剂;补加非缔合型增稠剂;事先提高待配色乳胶漆或基料黏度。事先提高待配色乳胶漆或基料黏度。2092098 8、乳胶漆与色浆相容性不佳、乳胶漆与色浆相容性不佳 相容性不佳产生絮凝、浮色、发花、着色力下降、色相偏移、细度增大、相容性不佳产生絮凝、浮色、发花、着色力下降、色相偏移、细度增大、光泽降低、涂料稳定性变差等。光泽降低、涂料稳
325、定性变差等。 相容性判断的相容性判断的指研试验:指研试验:将最大量的色浆加入乳胶漆中,混合均匀后涂将最大量的色浆加入乳胶漆中,混合均匀后涂布在刮纸上,在表干前用手指擦拭约布在刮纸上,在表干前用手指擦拭约1min1min,实干后观察擦拭部位与未擦拭,实干后观察擦拭部位与未擦拭部位是否有色差。若有色差则颜料存在絮凝,擦拭部位因受外力作用而解部位是否有色差。若有色差则颜料存在絮凝,擦拭部位因受外力作用而解絮凝。絮凝。 其他办法其他办法:A.A. 絮凝会使色相红移;絮凝会使色相红移;B.B.测量细度;测量细度;C.C.淋涂试验。淋涂试验。 相容性不良相容性不良原因原因: 一是色浆分散稳定性差;一是色浆
326、分散稳定性差; 二是乳胶漆中湿润分散剂用量不足或不适宜,乳胶漆的颜填料粒子抢夺二是乳胶漆中湿润分散剂用量不足或不适宜,乳胶漆的颜填料粒子抢夺色浆颜料表面的分散剂,使色浆颜料絮凝。色浆颜料表面的分散剂,使色浆颜料絮凝。2102109 9、颜色准确性和重现性差、颜色准确性和重现性差 受色浆质量稳定性、颜色配方准确性和基础漆稳定性影响。采用有配色受色浆质量稳定性、颜色配方准确性和基础漆稳定性影响。采用有配色软件支持的高品质色浆,无配色软件支持的只能人工调色。软件支持的高品质色浆,无配色软件支持的只能人工调色。1010、颜色鲜艳性差、颜色鲜艳性差(1 1)色浆饱和度不够。)色浆饱和度不够。(2 2)色
327、浆系统不能很好覆盖整个色空间,靠远离颜色坐标点的色浆调色,即)色浆系统不能很好覆盖整个色空间,靠远离颜色坐标点的色浆调色,即使能调出色浆相近的颜色,但饱和度大大降低。使能调出色浆相近的颜色,但饱和度大大降低。(3 3)色浆过多甚至在同一配方中使用互补色,使饱和度大为降低。原因:颜)色浆过多甚至在同一配方中使用互补色,使饱和度大为降低。原因:颜色混合是相减混合,会使颜色暗淡。色混合是相减混合,会使颜色暗淡。(4 4)乳胶漆中含白色颜料过多,或)乳胶漆中含白色颜料过多,或PVCPVC太高产生的干遮盖力冲淡的缘故。太高产生的干遮盖力冲淡的缘故。211211解决办法:解决办法:(1 1)色浆的颜料须鲜
328、艳。)色浆的颜料须鲜艳。(2 2)色浆系统要能很好地覆盖整个颜色空间,采用色空间距离相近的)色浆系统要能很好地覆盖整个颜色空间,采用色空间距离相近的色浆调制。色浆调制。(3 3)色浆种类应尽可能少。只要色浆系统适当,任何一种颜色最多只)色浆种类应尽可能少。只要色浆系统适当,任何一种颜色最多只要要4 4种色浆种色浆均可调出。均可调出。(4 4)高饱和度的颜色一般不用白色颜料,而用清漆调制。高饱和度的颜色一般不用白色颜料,而用清漆调制。(5 5)乳胶漆中常采用提高)乳胶漆中常采用提高PVCPVC而产生而产生“干遮盖力干遮盖力”的办法来降低成本。的办法来降低成本。当调制高饱和度颜色时,这种当调制高饱
329、和度颜色时,这种“干遮盖力干遮盖力”像白色颜料一样,冲淡像白色颜料一样,冲淡色彩,降低饱和度。因此,乳胶漆色彩,降低饱和度。因此,乳胶漆PVCPVC不可太高,如不可太高,如不大于不大于45%45%。1111、遮盖力不足、遮盖力不足 现行乳胶漆国家标准中,仅对白色或浅色乳胶漆的对比率作了规定,现行乳胶漆国家标准中,仅对白色或浅色乳胶漆的对比率作了规定,对中间色及深色乳胶漆的遮盖力无具体指标,许多厂家对其遮盖力对中间色及深色乳胶漆的遮盖力无具体指标,许多厂家对其遮盖力没有控制。中间色和深色乳胶漆含钛白粉较少,含有机颜料较多,没有控制。中间色和深色乳胶漆含钛白粉较少,含有机颜料较多,而有机颜料的遮盖
330、力差。而有机颜料的遮盖力差。212212解决办法:解决办法:(1 1)基础漆钛白含量要适宜,要分别用钛白含量高、中、低基础漆来)基础漆钛白含量要适宜,要分别用钛白含量高、中、低基础漆来进行浅、中、深色的调色。进行浅、中、深色的调色。(2 2)无机颜料遮盖力比有机颜料遮盖力好,尽可能使用无机颜料。)无机颜料遮盖力比有机颜料遮盖力好,尽可能使用无机颜料。(3 3)选用遮盖力高有机颜料。)选用遮盖力高有机颜料。1212、遮盖力过剩、遮盖力过剩(1 1)白漆已有很好遮盖力,加入大量色浆后,遮盖力严重过剩。)白漆已有很好遮盖力,加入大量色浆后,遮盖力严重过剩。(2 2)白漆中加入大量色浆将使调色成本增加
331、,严重影响乳胶漆耐水性、)白漆中加入大量色浆将使调色成本增加,严重影响乳胶漆耐水性、耐洗刷性和耐候性。耐洗刷性和耐候性。 据颜色深浅,通常选用据颜色深浅,通常选用3 3种钛白粉含量的基础漆来调色。种钛白粉含量的基础漆来调色。 乳胶漆遮盖力还与涂膜厚度有关,颜色配方一般是按干膜厚度为乳胶漆遮盖力还与涂膜厚度有关,颜色配方一般是按干膜厚度为30306060微米的涂料来设计的。当干膜厚度大于微米的涂料来设计的。当干膜厚度大于6060微米时,如弹性乳胶微米时,如弹性乳胶漆,应调整调色配方,适当降低涂料遮盖漆,应调整调色配方,适当降低涂料遮盖力。 213213乳胶漆乳胶漆施工中存在问题和解决方法:施工中
332、存在问题和解决方法:1 1、露底、露底(1 1)乳胶漆遮盖力不够;)乳胶漆遮盖力不够;(2 2)涂膜厚度不足,如乳胶漆对水太多、基面压得太光而吸水性太低、底涂)涂膜厚度不足,如乳胶漆对水太多、基面压得太光而吸水性太低、底涂憎水性太强使用量上不去等;憎水性太强使用量上不去等;(3 3)局部地方漏涂;)局部地方漏涂;(4 4)PVCPVC太高的乳胶漆,干膜遮盖力可以,但下雨淋湿后,微孔中的空气被太高的乳胶漆,干膜遮盖力可以,但下雨淋湿后,微孔中的空气被水取代后出现露底。水取代后出现露底。2 2、流挂、流挂(1 1)乳胶漆接近零剪切速率的黏度过)乳胶漆接近零剪切速率的黏度过低或对水太多;低或对水太多
333、;(2 2)施涂厚度过厚)施涂厚度过厚 辊筒蘸料后,最好通过均料板均辊筒蘸料后,最好通过均料板均匀,以控制好湿膜厚度;匀,以控制好湿膜厚度;(3 3)乳胶漆密度较高,高密度颜填料)乳胶漆密度较高,高密度颜填料使用要适当;使用要适当;(4 4)基面应平而不光,底涂憎水性要)基面应平而不光,底涂憎水性要适中。对于憎水性强的底涂,可缩短中适中。对于憎水性强的底涂,可缩短中涂和底涂之间的涂刷间隔;涂和底涂之间的涂刷间隔;(5 5)基层太湿不能施工,要晾干。施)基层太湿不能施工,要晾干。施工环境相对湿度应小于工环境相对湿度应小于85%85%。214(3 3、接痕、接痕(1 1)延长乳胶漆开放时间。)延长乳胶漆开放时间。(2 2)涂装时温度太高,湿度较低,干)涂装时温度太高,湿度较低,干燥太快。不要在烈日直射下施工。燥太快。不要在烈日直射下施工。(3 3)基层吸水太大。用底涂对基层进)基层吸水太大。用