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涂料的组成  

2013-10-12 11:08:19


涂料要经过施工在物件表面而形式涂膜,因而涂料的组成   中就包含了为完成施工过程和组成涂膜所需要的组分。其中组成涂膜的组分最主要的,是每一个涂料品种中所必需含有的,这种组分通称为面膜物质。在带有颜色的涂膜中颜料是其组 成中的一个重要组分。为了完成施工过程,涂料组成中有时含有溶剂组分。为了施工和涂膜性能等方面的需要,涂料组成中有时含有助剂组分。因此,涂料组成中包含成膜物质、颜料、溶剂、助剂四个组分。
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1、成膜物质

成膜物质是 组成涂料的基础,它具有粘接涂料中其他组分形成涂膜物质的功能。它对涂料和涂膜的性质起决定作用。

可以作为涂 料成膜物质使用的物质品种很多。原始的涂料的成膜物质是油脂,主要是植物油,到现在仍在应用。后来大量使用树脂作为涂料成膜物质。树脂是一类以无定形状态存在的有机物,通指未经过加工的高分子聚合物。过去,涂料使 用天然树脂为成膜物质。现代则广泛应用合成树脂,包括各种热塑性树脂和热固性树脂。
 
涂料成膜物 质具有的最基本特性是它能经过施工形成薄层的涂膜,并为涂膜提供所需要的各种性能。它还要能与涂料中所加入的必要的其他组分混容,形式均匀的分散体。具备这些特性的化合物都可用为涂料成膜物质。它们的形态可以是液 态,也可以是固态。

1、成膜物质 在粉笔料成膜过程中组成结构不发生变化,即成膜物质与涂膜的组成结构相同,在涂膜中可以检查出成膜物质的原有结构,这类成膜物质称为非转化型成膜物质,它们具有热塑性,受热软化,冷却后又变硬,多具有可溶解性。由 此类成膜物质构成的涂膜,具有与成膜物质同样的化学结构,也是可溶可熔的。属于这类成 膜物质的品种有:a、天然树脂 ,包括来源于植物的松香(树脂状低分子化合物),来源于动物的虫胶,来源于文化石的琥珀、柯巴树脂等,和来源于矿物的天然沥青;b、天然高聚 物的加工产品,如硝基纤维素、氯化橡胶等;c、合成的高 分子线型聚合物即热塑性树脂,如过氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯树脂等。用于涂料的热塑性树脂与用于塑料、纤维、橡胶或粘合剂的同类品种,组成、分子量和性能都不相同,它应按照涂料的要求而制成。
 
2、成膜物质 在成膜过程中组成结构发生变化,即成膜物质形成与其原来组成结构完全不相同的涂膜,这类成膜物质称为转化型成膜物质。它们都具有能起化学反应的官能团,在热、氧或其他物质的作用下能够聚合成与原子核组成结构不同的 不溶不熔的网状高聚物,即热固性高聚物。因而所形成的涂膜的热固性的,通常具有网状结构。

属于这类成 膜物质的品种有:

a. 干性油和半 干性油,主要是来源于植物油脂,它们是具有一定数量官能团的低分子化合物;
b.天然漆和漆 酚,也属于含有活性基团的低分子化合物;
c.低分子化合 物的加成物或反应物,如多异氰酸脂的加成物;d.合成聚合物 ,有很多类型。属于低聚合度低分子量的聚合物有:聚合度为5~15的齐聚物、 低分子量的预聚物和低分子量的缩聚型合成树脂,如酚醛树脂、醇酸树脂、聚氨酯预聚物、丙烯酸酯齐聚物等。属于线型高聚物的合成树脂,如环氧树脂、热固性丙烯酸树脂等。现在还开发了多种新型聚合物如集团转移聚合物, 互穿网络聚合物等。品种不断发展。 现代涂料很 少使用单一品种作为成膜物质,而经常是采用几个树脂品种,互相补充互相改性,以适应多方面性能要求。随着科学技术的进步,将会有更多品种的合面材料应用为涂料的成膜物质。 我国将涂料 成膜物质分为十七类,并以此作为划分涂料种类的依据。
 
2、 颜料

颜料是有颜 色的涂料即通称的色漆的一个主要组分。颜料使涂膜呈现色彩,并使涂膜具有一定的遮盖物件表现的能力,以发挥其装饰和保护作用。颜料还能增加涂膜的机械性能和耐久性能。有些颜料还能为涂膜提供某一种特定功能,如防腐 蚀、导电、防延燃等。 颜料一般为 微细的粉末状的有色物质.将其均匀分 散在成膜物质或其分散体中之后即形成色漆,在成为涂膜 之后颜料是均匀散布在涂膜中。所以,色漆的涂膜实质上是颜料的成膜物质的固—固分散体。 颜料的品种 很多,各具有不同的性能和作用。在配制涂料时,根据所要求的不同性能,需要注意选用合适的颜料。 颜料按其来 源可分为天然颜料和合成颜料两类。又可按其化学成分,分为无机颜料和有机颜料。按其在涂料中所起的作用可分为着色颜料、体质颜料、防锈颜料和特种颜料。每一类都有很多品种。 在涂料中最 早使用的多是天然的无机颜料,现代涂料则广泛使用合成颜料,其中有机颜料不断发展,但仍以使用无机颜料为主。 着色颜料是 涂料中广泛应用的颜料类型,随着国民经济的发展,特种颜料将占有越来越重要的地位。

3、 助剂

助剂,也称 为涂料的辅助材料组分,它是涂料的一个组成部分,但它不能单独自己形成涂膜,它在涂料成膜后可作为涂膜中的一个组成而在涂膜中存在。助剂的作用是对涂料或涂膜的某一特定方面的性能起改进作用。不同品种的涂料需要使 用不同作用的助剂;即使同一类型的涂料由于其使用的目的、方法或性能要求的不同,而需要使用不同的助剂;一种涂料中可使用多种不同的助剂,以发挥其不同的作用。总之,助剂的使用是根据涂料和涂膜的不同要求而决定的 。原始的涂料使用种类有限的助剂,现代的涂料则使用了种类众多的助剂,而且不断发展。现代用作涂料助剂的物质包括多种无机和有机化合物,其中也包括高分子聚合物。具体品种在近年很多的增加。 根据助剂对 涂料和涂膜所起的作用,现代涂料所使用的助剂可分为以下四个类型: ○ 1对涂料生产 过程发生作用的助剂,如:消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等; ○ 2对涂料贮存 过程发生作用的助剂,如防结皮剂、防沉淀剂等; ○ 3对涂料施工 成膜过程发生作用的助剂,如催干剂、固化剂、流平剂、防流挂剂等; ○ 4对涂膜性能 发生作用的助剂,如增塑剂、平光剂、防霉剂、阴燃剂、防静电剂、紫外光吸收剂等。 助剂在涂料 中使用时,虽然用量很少,但能起到显著的作用,因而助剂在涂料在应用越来越受到重视,助剂的应用技术已成为现代涂料生产技术的重要内容之一。
 
4、 溶剂

溶剂是不包 括无溶剂涂料在内的各种液态涂料中所含有的,为使这些类型液态涂料完成施工过程所必需的一类组分。它原则上不构成涂膜,也不应存留在涂膜之中。溶剂组分的作用是将涂料的成膜物质溶解或分散为液态,以使易于施工成薄 膜,而当施工后又能从薄膜中挥发至大气中,从而 - 5 - 使薄膜形成 固态的涂膜。溶剂组分通常是可挥发性液体,习惯上称之为挥发分。作为溶剂组分包括能溶解成膜物质的溶剂,能稀释成膜物质溶液的稀释剂和能分散成膜物质的分散剂,习惯统称为溶剂。现代的某些涂料中开发应用了一些既能 溶解或分散成膜物质为液态而又能在施工成膜过程中与成膜物质发生化学反应形成新的物质而存留于涂膜中的化合物,它们原则上也属于溶剂组分,通称为反应性溶剂或活性稀释剂。现代很多化学品包括水、无机化物和有机化合 物都可以用为涂料的溶液剂组分。其中以有机化合物品种最多,常用的有脂肪烃、芳香烃、醇、酯、醚、萜烯、含氯有机物等,总称为有机溶剂。现代涂料中溶剂组分所占比例还是很大的,常常达到50%(体积比) 。有的是在涂料制造时加入,有的是在涂料施工时加入。 对于溶剂品 种的选用是根据涂料和涂膜的要求而确定的。一种涂料可以使用一个溶剂品种,也可使用多个溶剂品种。溶剂组分虽然主要作用是将成膜物质变成液态的涂料,但它对涂料的生产、贮存、施工和成膜,涂膜的外观和内在性能都产 生重要的影响,因此生产涂料时选择溶剂的品种和用量是不能忽视的。溶剂组分虽是制备液态涂料所必需,但它在施工成膜以后要挥发掉,造成资源的损失,特别是使用具有光化学反应性的溶剂,在涂料生产和施工过程中造成环 境污染,危害人类健康,这些都是使用溶剂组分带来的严重问题。努力解决这些问题,是涂料发展的一个重要方向,目前已取得不少明显成果。


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