涂料過去俗稱油漆,因為當(dāng)時涂料絕大部分是用天然油脂或漆樹的汁液煉制而成,一般都含有油的成分。隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步,尤其石油化學(xué)工業(yè)的興起,為涂料制造提供了大量的原材料,今天的涂料已有相當(dāng)一部分完全不用油脂制造,品種亦由單一的溶劑型發(fā)展到有水乳化型(如乳膠漆)、水溶型(如電泳漆)及粉末型(如環(huán)氧、聚酯粉末涂料)等不同形態(tài)的系列產(chǎn)品。涂料不管其形態(tài)如何,它的定義都應(yīng)為:“涂復(fù)在物體表面能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的配套性工程材料”,。亦可簡稱為:“涂在物體表面能形成涂層的材料。”
一、涂料的經(jīng)濟特點:
l、選擇范圍廣:涂料是一種多品種的工程材料,服務(wù)面廣,并可根據(jù)應(yīng)用范圍不同,可生產(chǎn)出各種不同性質(zhì)的涂料產(chǎn)品適應(yīng)用戶需要。(如自干型、光固化型、熱固化型等涂料)
2、適應(yīng)性強:除了特種性能涂料外,就被涂物而言,它既能涂于鋼鐵金屬表面,也能涂于各種有色金屬(如銅、鋁、鋅等金屬)、混凝土、木材、塑料、橡膠、玻璃及纖維等表面,不受材質(zhì)、設(shè)備、及形狀大小限制,亦不會影響被涂物的表面性質(zhì)。
3、使用方便:一般涂料不需用很復(fù)雜的工藝設(shè)備,較大的場地及大量的基建投資便可使用,可使用各種不同的施工方法進行刷、噴、浸、淋、刮、擦、漆涂以及電泳、靜電、高壓無空氣涂裝、流化床或靜電粉末噴涂等。
4、成本較低:大部分涂料原料來源豐富、價廉易得、生產(chǎn)成本要比電鍍、搪瓷、玻璃鋼、襯膠、磷化膜等低廉,方便就地取材,起貨快等。
二、涂料的作用
涂料在我們?nèi)粘I钪袩o時無地不接觸到它,上至航空工業(yè),下至日用工業(yè)品都要用到它。由于其廣泛應(yīng)用于各種金屬、木材、水泥、磚石、皮革、織物、塑料、橡膠、玻璃及紙張等制品表面,在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中有重要的地位,它的發(fā)展不僅標(biāo)志著我們工業(yè)的發(fā)展速度和技術(shù)水平,同時也表達了我國人民生活和文化教育的提高和增長,、當(dāng)前發(fā)達國家
他們的涂料人均用量達到15kg/年以上,而我國目前只能在17kg/年左右,世界90年代涂料總產(chǎn)量約2千萬噸,而我國近年經(jīng)過改革開放涂料生產(chǎn)從計劃經(jīng)濟轉(zhuǎn)向市場經(jīng)濟后估計產(chǎn)量已接近200萬噸,為解放初期的0.5萬噸/年的400倍,為80年代70萬噸/年的近3倍,已有長足的進步。
涂料的主要作用有下列各點。
1、保護作用
涂料可在被涂物面上形成牢固附著的連續(xù)薄膜,使之免受各種腐蝕介質(zhì)(如大氣中的濕氣、氧、工業(yè)大氣、H2S,CO2,NO2,NH3,等和化學(xué)液體如酸、堿、鹽的水溶液及有機溶劑等)的侵蝕,也能使涂漆物體表面減少或免受機械損傷和日曬雨淋而帶來的腐蝕,從而延長其使用壽命。
2、裝飾作用
涂料能使物面帶上鮮艷或明顯的色彩、能給人們美的感受和輕快之感,并提高產(chǎn)品的使用和商品銷售價值。各種輕工產(chǎn)品、木器家具、房屋建筑以至鉛筆、玩具等等無一不需用涂料加以裝飾。
3,標(biāo)志作用
涂料可作色彩廣告標(biāo)志,利用不同色彩來表示警告、危險、安全或停止等信號,在各種管道、道路、容器、機械、設(shè)備上涂上各種色彩涂料,能調(diào)節(jié)人的心理、行動、使色彩功能達到充分發(fā)揮。目前應(yīng)用涂料作標(biāo)志在國際上已逐漸走上標(biāo)準(zhǔn)化、為人們所承認。
4、特殊作用
各種專用涂料還具有其特殊作用,尤其在特定較惡劣的環(huán)境條件下作用,如電器產(chǎn)品的絕緣,用于濕熱帶及海洋地區(qū)產(chǎn)品要求涂料有三防性能(防濕熱、防鹽霧、防霉菌),在船舶底部表面要求防污(防海生物附著)抗微生物腐蝕涂料,示溫涂料可指示被涂物面的溫度變化,保障安全運作,防火涂料可減緩燃燒速度和火勢的蔓延,燒蝕涂料的“自我犧牲”可保護宇宙飛船免受高溫?zé)龤,總之,涂料的特殊作用在現(xiàn)代工程技術(shù)和國防建設(shè)中愈來愈顯示它的特殊作用,受到人們的日益重視。
三、涂料的組成
涂料通常是以樹脂或油為主,并加或不加顏、填料,用有機溶劑或水調(diào)制而成的粘稠液體,近年也出現(xiàn)了以固體形態(tài)存在的涂料新品種如粉末涂料。各類涂料不論涂料品種的形態(tài)(液體或固體)如何,至少應(yīng)由兩種或三種基本成分組成。即分為主要成膜物質(zhì);次要成膜物質(zhì)和輔助成膜物質(zhì)。
l、主要成膜物質(zhì)(或稱為成膜基料)
它主要由樹脂或油料組成,是使涂料牢固附著于物面上形成連續(xù)薄膜的主要物質(zhì),是構(gòu)成涂料的基礎(chǔ),決定著涂料的基本特性,主要成膜中的油料有干性油、半干性油和不干性油。而樹脂則有天然樹脂和人造樹脂(合成樹脂)兩種。在涂料中用量常在10-30%之間。
2、次要成膜物質(zhì)
次要成膜物質(zhì)是指涂料中使用的顏料、填充料和增塑劑。這些物料本身不能單獨成膜。、主要用于著色和改善涂膜性能,增強涂膜的保護、裝飾和防銹等功能,亦可降低產(chǎn)品的成本,次要成膜物主要有著色顏料(如大紅粉、鉻黃、華藍、鈦白、碳黑等等。防銹顏料(如紅丹、鐵紅、鋅粉鋁粉、磷酸鋅等。其次是體質(zhì)顏料(又稱填充料)常用的有滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化硅等。還有作為增加涂膜的柔韌性的增塑劑如氯化石蠟、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等。次要成膜物質(zhì)中顏、填料在涂料中常用在3-40%之間,由于各種顏料的著色力和吸油量不同,故用量波幅很大。而增塑劑用量一般不超過10%。
3、輔助成膜物質(zhì)(也稱為分散介質(zhì)及助劑)
輔助成膜物質(zhì)主要是分散介質(zhì)(即溶劑或水)它是揮發(fā)的物料,成膜后不留存在涂膜中,其作用在于使成膜基料分散而形成粘稠液體,本身不能構(gòu)成涂層,但在涂料制造和施工中都不可缺少,平時常將成膜基料和分散介質(zhì)的混合物稱為基料或漆料。常用的輔助成膜物質(zhì)除水外,溶劑主要有#200溶劑油、二甲苯、松節(jié)油、甲苯、丁醇、醋酸丁酯、環(huán)已酮等。
其次是助劑,它的作用是改善涂料生產(chǎn)或施工過程中出現(xiàn)的問題,同時又可提高和改進涂膜的性能,它用量雖少,但作用很大。涂料常用的助劑主要有:催干劑、濕潤分散劑、消泡劑、流平劑、增調(diào)劑、防霉劑、防沉劑、結(jié)皮劑、防浮色發(fā)花劑及消光劑等。輔助材料在涂料中除粉末涂料不用溶劑外,液態(tài)涂料常用為30-50%之間。而助劑用量一般不超過50%.
四、涂料的分類和命名
涂料品種有千多種,分類方法亦很多。按其有否顏料可分為:清漆、色漆;按其形態(tài)可分為溶劑型涂料、水性涂料和粉末涂料、高固體分涂料(合不揮發(fā)分70%以上)、無溶劑型涂料(光固化、酸固化)等;按其用途可分為船舶漆、汽車漆、建筑漆、木器漆等;按其施工方法可分為噴漆、手掃漆、烘漆、。電泳漆;按其使用效果可分為防污漆、防銹漆、防腐蝕漆、絕緣漆等;按其施工工序可分為:底漆、膩子、二道底漆、面漆、罩光漆、等等。這些分類方法都是從不同的角度強調(diào)某一個方面而各自分類命名的,有它的片面性。為了建立一個統(tǒng)一而科學(xué)的分類方法, 1967年化學(xué)工業(yè)部召開會議初步制定了我國油漆產(chǎn)品的分類方法,此后,又于 1975年和1982年兩次修訂,使其更加完善。這種分類方法是以油漆基料中主要成膜物質(zhì)為基礎(chǔ)的。若成膜物質(zhì)為混合樹脂,則按在漆膜中起主要作用的一種樹脂為基礎(chǔ)。成膜物質(zhì)共分為17大類,另將稀釋劑等輔助材料定為一大類,所以,按照這種分類方法,我國油漆產(chǎn)品分為18大類。以下將18大類涂料按其序號、名稱、代號及主要成膜物分別介紹如下:
1、涂料的分類
(1)代號Y,油脂涂料
代表性成膜物質(zhì):天然動植物油,清油(熟油),合成干性油。
(2)代號T,天然樹脂涂料。
代表性成膜物質(zhì):松香及其衍生物、蟲膠、乳酪素,動物膠,大漆及其衍生物。
(3)代號F,酚醛樹脂涂料
代表性成膜物質(zhì):純酚醛樹脂,改性酚醛樹脂,二甲苯樹脂。
(4)代號L瀝青樹脂涂料
代表性成膜物質(zhì):天然瀝青,煤焦瀝青,石油瀝青。
(5)代號C,醇酸樹脂涂料
代表性成膜物質(zhì):甘油(或季戊四醇等)醇酸樹脂和各種改性醇酸樹脂
(6)代號A,氨基樹脂涂料
代表性成膜物質(zhì);脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂和各種改性氨基樹脂。
(7)代號Q,硝基涂料
代表性成膜物質(zhì):硝化纖維素和改性硝化纖維素。
(8)代號M,纖維素涂料
代表性成膜物質(zhì):醋酸纖維素、芐基纖維、乙基纖維、醋-丁纖維、羥甲基纖維等。
(9)代號G,過氯乙烯涂料
代表性成膜物質(zhì):過氯乙烯樹脂及改性過氯乙烯樹脂。
(l0)代號X,乙烯樹脂涂料
代表性成膜物質(zhì):氯乙烯共聚樹脂,聚醋酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚二乙烯基乙炔樹脂、含氟樹脂、聚苯乙烯、石油樹脂。
(11)代號B,丙烯酸樹脂涂料
代表性成膜物質(zhì):丙烯酸樹脂、丙烯酸共聚樹脂及其改性樹脂。
(l2)代號Z,聚酯樹脂涂料
代表性成膜物質(zhì);飽和聚酯、不飽和聚酯樹脂。
(l3)代號H,環(huán)氧樹脂涂料
代表性成膜物質(zhì):環(huán)氧樹脂、脂肪族聚烯烴環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂。
(14)代號S,聚氨酯涂料
代表性成膜物質(zhì);加成物、預(yù)聚物、縮二脲及異氰脲酸酯多異氰酸酯(芳香族與脂肪族)
(l5)代號W,元素有機聚合物涂料
代表性成膜物質(zhì);有機硅、有機鈦、有機鋁、有機磷等元素有機聚合物。
(16)代號J,橡膠涂料
代表性成膜物質(zhì):天然橡膠及其衍生物,如氯化橡膠,合成橡膠及其衍生物。
(17)代號E,其它涂料
代表性成膜物質(zhì):以上16類包括不了的成膜物質(zhì),如無機高聚物,聚酰亞氨樹脂等。
(18)輔助材料
代表性成膜物質(zhì):溶劑和稀釋劑,如松香水、二甲苯。防潮劑、催干劑、脫漆劑、固化劑及表面處理劑等。
2、涂料產(chǎn)品的劃分:
為了適應(yīng)生產(chǎn)計劃和商業(yè)統(tǒng)計方面的需要。又將全部涂料產(chǎn)品劃分為48小類:如表1所示
表1 涂料產(chǎn)品的劃分
清漆
3、涂料命名原則
(l)、涂料全名一般是由顏色或顏料名稱加上成股物質(zhì)名稱,再加上基本名稱組成。對于不含顏料的清漆,其全名一般是由成膜物質(zhì)名稱加上基本名稱而組成。
(2)顏色名稱通常由紅、黃、藍、白、黑、綠、紫、棕、灰等顏色,有時再加上深、中、淺、演等詞構(gòu)成……若顏料對深股性能起顯著作用,則可用顏料的名稱代替顏色的名稱。例如錢紅、鋅黃、紅丹等。
(3)、成膜物質(zhì)名稱應(yīng)適當(dāng)簡化,例如聚氨基甲酸酯簡化成聚氨酯;環(huán)氧樹脂簡化成環(huán)氧;硝基纖維素(酯)簡化為硝基。
漆基中含有多種成膜物質(zhì)時,選取起主要作用的一種成膜物質(zhì)命名。必要時可選取兩或三種成膜物質(zhì)命名,主要成膜物質(zhì)名稱在前,次要成膜物質(zhì)名稱在后,例如J06-3鋁粉氰化橡膠醇酸底漆。
(4)、基本名稱表示涂料的基本品種、特性和專業(yè)用途,例如清漆、磁漆、底漆、錘紋漆、罐頭漆、甲板漆、汽車修補漆等,如表3
(5)、在成膜物質(zhì)名稱和基本名稱之間,必要時可插入適當(dāng)詞語來標(biāo)明專業(yè)用途和特性等,例如白硝基球臺磁漆、綠硝基外用磁漆、紅過氯乙烯靜電磁漆。
(6)凡是烘拷干燥的漆,名稱中(成膜物質(zhì)名稱和基本名稱之間)都有“烘干”字樣,例如銀灰氨基烘干磁漆、鐵紅環(huán)氧聚酯酚醛烘干絕緣漆。如名稱中無“烘干”詞,則表明該漆是自然干燥,或自然干燥、烘烤干燥均可。
(7)、幾雙(多)包裝的涂料,在名稱之后應(yīng)增加“(分裝)”字樣,例如Z22-l聚酯木器漆(分裝)。
4、涂料型號
(l)、涂料型號用于區(qū)別具體涂料品種,它位于涂料名稱之前。
(2)、涂料型號由一個漢語拼音字母和幾個阿拉伯?dāng)?shù)字組成。字母表示涂料類別代號,位于型號的最前部;第一、二位數(shù)字表示涂料基本名稱代號;第三位或第三位與以后位數(shù)字表示涂料序號;在第二位數(shù)字和第三位數(shù)字之間加有半字線(讀成“之”),把基本名稱與序號分開。
涂料類別代號如表2 所示:
涂料類別
涂料序號用于區(qū)別同類、同名稱漆的不同品種。
(3)、涂料用輔助材料型號有一個漢語拼音字母和l~2位阿拉伯?dāng)?shù)字組成,字母與數(shù)字之間有半字線(讀成“之”)。字母表示輔助材料類別代號。數(shù)字位序號,用以區(qū)別同一類輔助材料的不同品種。輔助材料代號見表
代號
(4)、型號名稱舉例
型號名稱型號名稱
Q01-17硝基清漆G64-1過氯乙烯
Q04-36白硝基臺球磁漆A04-81黑氨基無光烘干磁漆
C04-2黃醇酸磁漆Q20-34天藍硝基抽條鉛筆漆
H36-51中綠環(huán)氧烘干電容器漆S07-1淺灰聚氨酯膩子(分裝)
H52-98鐵紅環(huán)氧酚醛防腐底漆X-5丙烯酸稀釋劑
Y53-31紅丹油性防銹漆H-1環(huán)氧固化劑
五、部分涂料生產(chǎn)工藝流程:
聚合油(定油)、桐油、改性松香(硬樹脂)混合熱煉后加入溶劑稀釋,然后過濾制成半成品(漆料)
2、油改性醇酸樹脂
a、一步法生產(chǎn)(脂肪酸法),用蓖麻油改性也可用此法。
將脂肪酸或蓖麻油、甘油、苯酐和回流溶劑逐次投入反應(yīng)釜中進行酯化反應(yīng),當(dāng)中控指標(biāo)達到所需指標(biāo)時用溶劑稀釋,而后過濾制成半成品。
b、二步法生產(chǎn)(醇解法)
先將植物沒油和季戊四醇或甘油(多元醇)并在要求的條件下加入催化劑進行醇解反應(yīng),當(dāng)醇解終點達到時,稍降溫后加入苯酐(多元酸)、回流溶劑,升溫進行酯化反應(yīng),當(dāng)指標(biāo)達到中控指標(biāo)時,降溫進行溶劑稀釋,過濾制成樹脂半制品。
3、溶劑型清漆及色漆
a、油基或醇酸清漆
將漆料(油基或醇酸樹脂)加入催干劑和溶劑進行拌合,而后過濾制成清漆。
b、色漆
將顏料、填料和漆料(油基或醇酸樹脂)進行拌合(配料),而后進行研磨(分散),當(dāng)達到所求指標(biāo)時加入催干劑和溶劑用其它色漿進行調(diào)漆(調(diào)色),過濾后制成色漆。
4、氨基烘干磁漆
將甲醛、三聚氰胺進行羥化(縮合)反應(yīng),反應(yīng)達到一定的程度后加入丁醇進行醚化(縮聚)反應(yīng),進行分水(脫水)到一定的程度時制成二聚氰胺甲醛樹脂。
將醇酸樹脂、顏料進行拌合、研磨,達到所要求的指標(biāo)時加入二聚氰胺甲醛樹脂,用色漿調(diào)色,而后過濾制成成品。
5、乳膠漆
將水和部分助劑(增稠劑)進行溶解(攪拌),而后加入顏料及填料、部分助劑進行研磨(高速分散)到一定的程度后,加入乳液,用色漿進行調(diào)漆,達到所需色度時過濾制成乳膠漆。