涂料配方

知识点

1. 涂料： 是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化在物体表面后形成美观而有一定强度的连续

性保护膜，或者形成具有某种特殊功能的涂膜的一类精细化工产品。

2. 颜料的组成： 1）成膜物质：组成涂料的基础，又称为基料，是使涂料牢固附着于被涂物件表面上形成

连续薄膜并黏结涂料中企图组分的主要物质，对涂料和涂膜的性质起决定性作用。 2）颜料：是一种微细的粉末状的有色物质，在使用过程中一般不溶于它所分散的介质，而始终以原来的晶体状态存在，因此它不能离开主要成膜物质（基料）而单独构成涂膜，称次要成膜物质。 3）助剂：也称为涂料的辅助材料组分，不能单独成膜，而是在涂料成膜后作为涂膜中的一个组分存在。 4）溶剂：是不包括无极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。

3. 涂料配方设计： 是指根据基材，涂装目的，涂膜性能，使用环境，施工环境等进行涂料各组分的选择

并确定相对比例，并在此基础上提出合理的生产工艺，施工工艺和固化方式。涂料配方设计的关键：根据涂层性能和环境的要求合理地选择树脂，填料，颜料，溶剂及助剂。

4. 涂料配方设计的几种形式： 1）原材料更换 2）成本降低 3）产品改进 4）新产品开发 5）新原材

料的使用 6）新技术

5. 聚酯树脂的性质：

6. 涂料体系选择的一般性原则 ： 1）涂料性能——耐磨性，柔软性，保光保色性，温度范围，干燥时间，

防霉性，外观，耐水耐油性，润湿性。 2）被涂物件的材质（水，混凝土，钢，塑料，存在旧涂层等）。 3）涂料赋予的基本功能——防变质，防火，温度控制，标记，外观。 4）可使用性（表面处理及涂料使用设备工具）。 5）环境因素——温度，湿度，与化学药品接触，辐射，生物问题。 6）成本

7. 涂料体系选择的主要因素： 1）基材 2）环境因素 3）表面处理 4）涂料的性能因素

8. 涂料中常用的助剂：脂肪烃，脂环烃，芳香烃，萜烯烃和萜类化合物，氯化烃，醇类，酮类，酯类，醇

醚类，其他助剂

9. 涂料中溶剂的选择： 1）涂料中溶剂的组成 2）涂料中溶剂的作用 3）涂料中溶剂选择的原则： ①

极性相似原则——即极性相近的物质可以互溶，可根据物质的极性，初步确定选择什么溶剂。 ②溶剂化原则——指高分子链段和溶剂分子间的作用力，它使溶剂将高分子链段分离开。 ③溶解度参数相近原则——溶解参数可作为选择溶剂的参考指标。 ④确定适当的溶剂挥发速率——溶剂是挥发性液体，在施工过程中首先接触到的是涂层干燥快慢问题，这和溶剂的挥发速率有关。 ⑤溶剂平衡——溶剂的挥发应均衡，真溶剂，助剂及稀释剂的比例平衡。

10. 体质颜料（亦称填料）的种类：主要是碱土金属盐类，硅酸盐类和铝镁等轻金属盐类。有：碳酸钙，

镁颜料，硫酸钡，硅藻石，云母，高岭土，硅藻土，石英，石膏。

11. 选择颜料的几个因素：1）颜料的色彩 2）颜料的粒径 3）颜料的分散性 4）颜料的遮盖力

12. 润湿分散剂的原理：润湿剂主要是降低物质的表面张力，其分子量较小。分散剂是吸附在颜料的表面

上产生电荷斥力或空间位阻，防止颜料产生有害絮凝，使分散体系处于稳定状态，一般分子量较大。 作用机理：可以与无机颜料通过极性基间的相互作用，牢固的吸附在颜料粒子的表面上，还能电离带电产生静电吸附。该类分散剂的极性基吸附在颜料粒子的表面上，另一端朝向分散介质中伸展，产生位阻作用。

13. 粉末涂料的组成：成膜物质，颜料和填料，助剂，载体。

14. 溶剂的作用：溶解作用——主要是溶解或稀释高粘度的成膜物质；调节作用——调节由成膜物质和颜

料组成的复合体系的粘度和流变性能；其他作用。

15. 反应性溶剂（活性稀释剂）：一种既能溶解或分散成膜物质，又能在涂料成膜过程中和成膜物质发生化

学反应，形成不挥发组分而留在涂膜中的化合物。

16. 溶剂挥发的描述（汉森“两阶段挥发”理论）：“湿”阶段——决定于溶剂本身的挥发度，可依据溶剂

相对挥发速率来判断溶剂挥发快慢；“干”阶段——决定于溶剂在涂层中的扩散速度。

17. 影响“干”阶段挥发速率的因素：1）溶剂分子的大小与形状的影响 2）聚合物和溶剂相互作用的影响。 18. 溶剂的溶解力：指溶剂溶解成膜物质而形成均匀的聚合物溶液的能力。 19. 粘弹性：高分子物质或分散体系具有粘性和弹性双重特性

20. 应力缓和：物质被施加一定的压力而变形，并使其保持一定应力时，应力随时间而减少，此现象称应

力缓和。

21. 蠕变性：对物质附加一定的重量使，表现为一定的伸展性或形变，而且随时间变化。

22. 影响涂料流平性的因素：溶剂的挥发梯度，溶解性能，涂料的表面张力，湿膜厚度，表面张力梯度，

涂料的流变性，施工工艺和环境。其中最重要的因素：涂料的表面张力，成膜过程中湿膜产生的表面张力梯度和湿膜表层的表面张力均匀化能力。

23. 颜料最重要的作用是：赋予涂层色彩和装饰性。

24. 体积颜料不影响涂层性质，但可增加涂料的体积和粘度，大大降低其成本。

主要简答题

一．着色颜料的基本性质

1）颜色——颜料的颜色属于其化学性质，是颜料对可见光组分选择性吸收的结果。 2）遮盖力——颜料遮盖住被涂物的表面，使被涂物的表面不能透过涂膜而显露的能力。 3）着色力——颜料的着色力以其本身的色彩来影响整个混合物颜色的能力。 4）吸油值——表示颜料的吸油能力。

5）颗粒大小与形状——颜料通常是不同粒径粒子的混合物。 6）化学组成——颜料的化学组成决定了颜料的化学性质。

7）耐光性，耐候性——是颜料应用性能的重要指标，是影响户外涂料保色性，粉化性的重要因素。 8）表面处理——对颜料表面进行处理，改变颜料的表面特性，可提高颜料的分散性，润湿性，流变性，耐候性等性能。

9）毒性——应尽量使用无毒，无公害的颜料。 二．金属涂料

金属涂料中最常用的是氨基树脂固化的醇酸树脂烤漆，丙烯酸树脂烤漆和聚酯树脂烤漆。由于反应性不同，固化温度分别为140C,160C,180C为佳。涂料用氨基树脂按母体化合物可分为脲醛树脂，三聚氰胺甲醛树脂及苯代三聚氰胺甲醛树脂；由醚化剂不同可分为丁醚化，甲醚化和混醚化。

1）丙烯酸氨基烤漆：热固性丙烯酸烤漆广泛适用于铁，铝，铜及锌合金，电木等制品，具有保光，保色，耐化学品优良，漆膜坚固耐用，附着力好等特点。

2）聚酯烤漆：广泛适用于铁，铝，铜及锌合金底材，具有丰满度好，流平好，硬度佳，耐冲击，柔韧性好，附着力优良，耐化学性好的优点。

3）醇酸氨基烤漆：广泛用于铁，铝，铜等金属用品，具有坚固韧性的漆膜，具有优良的抵抗外力冲击及化学品侵入的特点。

4）双组份聚氨酯涂料：常用羟基丙稀酸树脂与TDI或HDI配伍制备，耐候性要求高的户外用涂料常用HDI作固化剂。

PU双组份聚氨酯漆广泛用于金属，塑料，电木等底材，具有漆膜光，亮度高，丰满度好，优良的保光保色及耐候性，高硬度，耐磨，耐腐蚀，耐溶剂，可自干或烘干等特点。

聚氨酯涂料可分为AB两部分，通常分开储存，使用时才混合。其中B组分指固化剂部分，常用的聚氨酯涂料B组分为：L-75（TDI）,N-75(HDI缩二脲)及N3390(HDI三聚体)。 三．金属防腐有哪几种方式：

1）屏蔽作用，提高漆膜的致密性，降低漆膜的渗透性 2）缓蚀作用，对屏蔽作用的辅助 3）阴极保护作用

四．容积选择的方法：

1）通过溶解参数值选择能溶解树脂的溶剂或混合溶剂 2）建立溶剂或混合溶剂的挥发轮廓图 3）优化溶剂或混合溶剂以满足树脂的溶解性和涂料的其他性能 4）实验证实所选的溶剂或混合溶剂 五．泡沫产生的原因：

1.以水为稀释剂的乳胶漆在乳胶聚合时已经使用了一定量的乳化剂，乳化剂的使用导致乳胶的表面张力显著下降，从根本上造成泡沫大量产生 2.乳胶漆在生产过程中还要使用润湿分散剂，这类物质也能降低其表面张力，有助于泡沫的产生和稳定 3.乳胶漆一般都要使用增稠剂，这样导致泡沫的膜壁增厚并增加了泡沫的弹性，使泡沫更为稳定，消除也更为困难。

计算题（重要第1章第二节）

例1.已知天然橡胶的溶解度参数平均值为8.2，正己烷的溶解度参数值δ为7.3与8.2相差很近（0.9），可以很好的溶解天然橡胶，但若加入适量的甲醇可以使其溶解增强，试求甲醇的最佳加入量。 单位：（Cal/cm3）?；甲醇的溶解度参数值14.6。

解：设加入甲醇后，在甲醇——正己烷的混合溶剂中，甲醇所占的体积分数为X，正己烷的体积分数为1-X，混合溶剂的溶解度参数为：

δmin=14.6X+7.3(1-X) 欲使此混合溶剂对天然橡胶有最大的溶解能力，混合溶剂和天然橡胶的溶解参数值相同，即

δmin=8.2=14.6X+7.3(1-X) 得 X=0.125 即正己烷中加入12.5%的甲醇

例2.如果环氧树脂的环氧值为0.5eq/100g，使用乙二胺作固化剂，求其理论用量为多少？ 解：乙二胺 H2N-CH2-CH2-NH2 分子量60

根据其结构式，N原子上有4个活泼H，因此活泼H当量为60/4=15，以克为单位即 15g/eq，根据公式 G=

ME 代入得 Hn G=60/4×0.5=7.5 例3.（CPVC的计算）

100CPVC(%)=

V颜1??100%??100%??1000(OA)(OA)??V基料?V颜?1??0.9350.935OA——吸油量

1.用ZnO为颜料制涂料，求CPVC值。已知ZnO的密度为5.6g/ml，OA为19.

解：CPVC（%）=

11?100%??100%?46.77%(OA)??191?()?5.60.9351?1000.935

2.在某个配方中金红石钛白100kg，密度4.2kg/dm3，OA=16，重钙200kg，密度2.7kg/dm3，OA=13，硅灰石100kg，密度2.75kg/dm3，OA=18,硫酸钡80kg，密度4.47kg/dm3，OA=6，求其CPVC。

解：这个粉料的体积计算 金红石钛白：100÷4.2=23.8 重钙：200÷2.7=74 硅灰石：100÷2.75=36.4 硫酸钡：80÷4.47=17.9

总的体积：23.8+74+36.4+17.9=152.1 各个粉料所占的百分数% 金红石钛白：23.8÷152.1=0.156 重钙：74÷152.1=0.486 硅灰石：36.4÷152.1=0.239 硫酸钡：17.9÷152.1=0.117 则混合粉料的CPVC值为 CPVC??11??[(OA)???V/93.5]11?[(16?4.2?0.156)?(13?2.7?0.486)?(18?2.75?0.239)?(6?4.47?0.117)]/93.5?0.688?68.8%

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