常用涂料助剂(简单明了)

第三部分:溶剂
一、涂料工业溶剂的定义:
用来溶解或分散成膜物质,形成便于施工的液体,并在涂膜中形成过程中挥发掉的液体。
二、分类
1、按化学结构分:烃类溶剂(烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃);醇、酯、酮、醚类溶剂;卤代烃溶剂;含氮化合物溶剂以及缩醛类、呋喃类、酸类、含硫化合物等溶剂。
2、按溶剂的沸点分:低沸点溶剂(常压下沸点在100度以下);中沸点溶剂(沸点100—150度);高沸点溶剂(沸点在150度以上)
3、按溶剂的极性分类:极性溶剂(指酮、酯等具有极性和较大的介电常数以及偶极距大的溶剂);非极性溶剂(指烃类等物极性功能基团、介电常数、偶极距小的溶剂)
4、按溶解能力分类:
A溶剂:能单独溶剂溶质,一般不包含助溶剂和稀释剂的溶剂。
B助溶剂(潜伏性溶剂):单独不能溶解溶质,和其他成分混合使用时才能表现出溶解能力(例如醇类对硝化纤维素的溶解)。
C稀释剂:对溶质没有溶解力,可稀释溶液又不使溶质析出或沉淀的溶剂,有时也称非溶剂。例如甲苯、二甲苯、庚烷等烃类都可作为硝化纤维素的稀释剂。
5、增塑剂:一般蒸发速度非常慢的溶剂可作为增塑剂,与增塑剂的分子量、蒸发速度有关,还要求与涂膜形成组分的相互溶解性大。增塑剂用来增加附着力和柔韧性。】
三、溶剂的主要特性:
选择溶剂是一个全面衡量和抉择的过程,需要充分考虑溶剂的溶解力、挥发速率、粘度、表面张力、电阻率、毒性和安全性,以及价格和资源诸项因素。
1、溶解力:指溶剂溶解成膜物质而形成均匀的高分子聚合物溶液的能力。
相关判断的三个原则:
A、极性相似的原则:非极性溶剂溶于非极性或弱极性溶剂中,极性溶剂溶于极性溶剂中。简单的讲就是:同类溶解同类。
B、溶解度参数相近的原则:溶解度参数越相近,越容易溶解
C、溶剂化原则:溶剂化作用是高分子聚合物和溶剂接触时,溶剂分子对高聚物分子相互产生的作用力,使聚合物溶解和溶胀。
2、粘度:
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溶剂以两种方式影响着树脂的粘度:溶剂对高聚物的溶解力;溶剂自身的粘度。
3、挥发速率:
以溶剂的沸点高低来预测挥发速率的快、中、慢是不准确的。涂料工业中用相对挥发速率来表示挥发快慢。其中设醋酸正丁酯的相对挥发速率为1,溶剂的相对挥发速率越大,表示该溶剂挥发越快。
4、表面张力:
涂料的表面张力对漆制造,涂料喷涂施工及涂膜质量有密切关系,而溶剂的选择是降低涂料的表面张力途径之一。
5、电阻率:
静电喷涂时,电阻率是一个重要的指标。
6、毒性和安全:
在选择溶剂时,应十分重视溶剂的气味、对人体的毒性、空气污染限制和安全性。
第六部分:颜料和填料
(一)颜料的定义和作用
1、定义:颜料是一种微细的粒状物,不溶于它所分散的介质中,而且其物理性质和化学性质基本上不因分散介质而改变。颜料的粒度范围,从很小的胶态粒子(0.01um)到较大粒子(约100um)之间。
2、作用:
彩和装饰;
改善涂料的物理和化学性能,提高涂膜的机械强度、附着力、防腐蚀性能、耐光性和耐候性,以及赋予涂料特殊性能等。
(二)颜料特性
1、颜
(1)颜的三个参数:调、明度、饱和度(彩度)
(2)颜的分类:
消(中性):黑、灰、白
电子煎药壶彩
(3)影响颜料光的因素:光取决于化学成分,更重要的、经常起作用的因素是它的物理形状,例如形成颜料粒子的颗粒大小、晶相、晶形、杂质的参与等等。
2、遮盖力
颜料加在透明基料中使之成为不透明,完全盖住基片的黑白格所需的最少颜料量称之为遮盖力。通常以每平方底材面积所需要覆盖干颜料克数,以G/M2表示。
遮盖力的本质是颜料和存在其周围的介质的折射率之差造成。当颜料的折射率大于基料的折射率时就
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表现出遮盖力。
3、着力
着力是某一颜料与另一基准颜料混合后形成颜强弱的能力,通常是以白颜料为基准去衡量。通常是以百分数表示:A/B*100%化学
A-标准颜料所需白颜料数
B-待测颜料所需白颜料数
着力是颜料对光线吸收和散射的结果,并主要取决于吸收。吸收能力越大,其着力越强。着力除了和颜料的化学本质有关外,还和颜料粒子的大小、形状有关。
4、吸油量:一般以100G颜料所吸收精制亚麻油的最低克数来表示。
对每种颜料来书,吸油量除和颜料的化学本质有关外、又和颜料的物理状态有关,颜料粒子大小及其颜料和颜料的孔隙有关。
5、化学组成:是颜料间相互区别的主要标志,体现颜料的一系列物理和化学稳定性能。
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6、耐光性和耐候性:是衡量颜料应用性能的重要指标。
7、颗粒形状和粒度分布:影响光线的反射程度,因而影响颜料的颜,还影响遮盖力、着力、吸油量、质地、制漆性能等。
8、水分:颜料表面总要吸附一定的物质,水分是其中之一。这里所指的水分是湿存水。颜料含适当的水分是必要的,但水分的存在会影响涂料的研磨分散性。
9、制漆性能:其密度和比容、分散性能影响制漆性能。
(三)颜料综述:
颜料按用途分,可分为五大类
A、着颜料
B、体质颜料
C、防锈颜料
D、特殊颜料
E、功能颜料
1、着颜料:
(1)白颜料:钛白、氧化锌、锌钡白
(2)黑颜料:炭黑、氧化铁黑、
(3)无机彩颜料:铬酸盐颜料(铅铬黄、钼铬橙)、镉系颜料(镉黄、镉红)、铁系颜料(铁黄、铁红、)绿颜料(铬绿、氧化铬绿)、蓝颜料(铁蓝、青)
(4)有机彩颜料:偶氮颜料、酞箐颜料、喹丫啶酮颜料、异吲哚啉颜料、还原颜料、氮甲型金属络合颜料、其他杂环颜料。
(5)金属颜料:铝粉、锌粉、铜粉。
2、体质颜料:碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、硅酸盐类等。
3、防锈颜料:红丹、锌铬黄、磷酸锌、其它铬酸盐(铬酸钙、铬酸锶、铬酸钡)
4、特种颜料:珠光颜料、荧光颜料、示温颜料
5、功能颜料:耐高温彩复合颜料、含镍不锈钢颜料、加工颜料、偏硼酸钡、氧化亚铜等。
(四)颜料和染料异同
染料颜料
溶剂于水或有机溶剂分散在介质中
透明度高不透明
着力强着力一般
耐性差耐性佳
颜鲜艳颜沌
第四部分:助剂
一、概述:
1、定义:即涂料添加剂。不同种类的助剂分别在涂料生产、储存、涂装和成膜等不同阶段发挥作用,对涂料和涂膜性能有极大的影响。有的助剂还能赋予涂料某些新的功能。
2、分类:
按用途分类:
A、在涂料制造时发挥作用的助剂:润湿分散剂、消泡剂
B、在储存和运输时发挥作用的助剂:分散剂、防尘剂、防节皮剂、防腐剂、防霉剂、冻融稳定剂、消泡剂等。
C、在施工和涂膜干燥时发挥作用的助剂:防流坠剂、流平剂、防浮发花剂等
D、在涂膜中发挥作用的助剂:紫外线吸收剂、光稳定剂、划痕防止剂、防霉剂、分散剂、偶联剂、流平剂、增滑剂、消光剂等。
E、具有特殊功能的助剂:阻燃剂、防霉剂等。
按结构分类:按结构和作用机理又可分为有界面活性的和无界面活性的两大类。
A、界面活性剂:在涂料的各相之间的界面处发挥作用的。又可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、电中性和高分子聚合物等5类。如润湿剂、分散剂、浮发花防止剂、流平剂、消泡剂、乳化剂、防尘剂等。
B、无界面活性助剂:用于增强或削弱涂料的某些性能。如:催干剂、消光剂、增塑剂、防腐剂、防霉剂、防污剂、阻燃剂、导电剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、防尘剂、粘度调整剂、触变剂、防流坠剂、防结皮剂、防划伤剂、防粘连剂、附着力促进剂、固化促进剂等。
(一)、防尘剂
1、定义:添加于涂料中能使涂料增稠,防止已分散的颜料沉降,并具有使涂料产生触变性粘度,在施工条件下,使涂料粘度变小,易于流平;而涂膜流平后又能恢复到原始粘度,防止流挂的助剂,称为流变助剂。在储存中,就是防尘剂。
2、颜料的沉降:
在涂料中颜料粒子应以悬浮状态分散在体系中,但颜料和基料之间由于受到密度差、电荷、凝聚力、作用力和分散体系的结构等诸多因素的影响,常出现颜料沉降现象。在沉淀的诸多因素中,主要是颜料粒子凝聚的问题。
颜料沉降速度的斯托克斯法则:
V=218r2(ρ-ρ1)/η
上式中ρ和ρ1分别为固体粒子和液体的密度,η为分散体系的粘度,r为粒子半径。
根据斯托克斯法则,防止沉降的途径有三个:减少颜料粒子半径;减少液相和固相的密度差;增加粘度。
A、在已经设计好的涂料配方中,颜料与漆料的密度差实际上已经固定。
B、在涂料分散体系中减少粒径是指在颜料研磨粉碎时,细度要尽可能的小;更重要的是如何确保处于稳定的分散状态。
C、获得高粘度涂料的方法很多,如导入较高颜料体积浓度;导入吸油量高的颜料;导入内聚能高的颜料;导入高粘度树脂;导入低溶解度树脂等。但是会损害施工操作性、涂料储存性、涂膜的一些物化性能、流平等。
故最理想的选择是既能防止沉降,又不影响流平的助剂。所以人们广泛应用触变剂做防尘剂。
2、防尘剂的作用原理:在分散系统中形成凝胶网络,赋予涂料在低剪切速率下的结构粘度。
3、防尘剂的作用:A、防流挂,防沉降。B、配合施工,改善刷痕。C、防止涂料渗入多孔性基材。
4、流变助剂分类:
有机膨润土
气相二氧化硅
氧化聚乙烯蜡
聚酰胺蜡
氰化蓖麻油蜡
5、流变助剂的应用:
(1)有机膨润土类:
A、物化说明:膨润土为乳白或浅黄细粉,水分小于3%,相对密度约1.6—1.8。
它是2:1的层状结构粘土,上下两层为硅氧四面体,中间一层为八面体,由镁或铝与6个氧原子或氢氧原子团配位而成。
B、防尘原理:膨润土是片状结构,可称为附聚的薄层堆集结构,有机长链横卧于薄层表面。
片状结构的边缘含有氧和氢氧基团,分散在漆料中的薄片借助这些基团能够形成氢键,在漆料中形成立体网状结构。
C、使用:使用时,需使之活化。所谓活化,就是使薄层堆相互解离,分开。工业上称之为预备胶的制备,需润湿正常,极性活化剂用量适当,施加一定的剪切力。
D、常用产品:国内临安化工的801,802;
美国NL化学品公司的BENTONE 27,34;SD-1,SD-2,SD-3等。
(2)气相二氧化硅:
A、物化说明:凝结的气相二氧化硅是球形,X射线下为无定形颗粒。平均原始粒径为7—40NM,相当于比表面积380—50M2/G。一般采用200 M2/G的产品。球形气相二氧化硅表面上含有憎水性硅氧烷单元和亲水性硅醇基团。
B、防尘原理:由于相邻颗粒的硅醇基团间的氢键合,形成三维结构。这种体系具有触变性。
C、使用:必须进行充分的分散,一般制成母体混合物法较为理想。
D、常用产品:DEGUSSA公司的Aerosil 200,300,380,COK84
伴热管线(3)蓖麻油衍生物:
A、物化说明:由蓖麻油加氢制得熔点在85—87度的蜡状固体并经过处理。它是12-羟基硬脂酸三甘油酯,在脂肪酸链上有羟基。
手指灯B、防尘原理:膨润溶胀后能在粒子间产生微弱的氢键键合,形成网状结构。
C、使用:在含有极性溶剂的涂料中使用,储存稳定性不好。使用时注意控制温度,温度过高会溶解,溶后能在低温下析出。
D、常用产品:ICI的Thixomen; NL化学的:Thixcin R;Thixatroi ST.
(4)氧化聚乙烯蜡:
A、物化说明:分子量在1500—3000的乙烯共聚物,可在制造中以氧化处理的方式引入羧基、羟基、醛基、酮基和过氧化基等极性基团。
B、防尘原理:羧基可以定向吸附在颜料表面,碳链伸展在漆料中,由于溶媒化作用和颜料同时形成触变的凝胶体结构。
C、使用:除防尘外,可作为定向排位剂。
D、同类产品:德谦201,NL德MPA系列。
帝斯巴隆防尘剂介绍:
一、6900-20X
1、性质:20%聚酰胺蜡;蜡熔点134度,溶剂为二甲苯、乙醇、甲醇;酸价最大值为2.5;胺价最大值为2.5。
2、优点:优秀的防流挂、防沉降性质;强力。持续的稳定性;不影响涂膜光泽和耐候性。
3、应用:所有溶剂型涂料,特别适用于汽车漆,汽车修补漆,木器漆。
4、添加量:
防尘降用:0.5-2.0%
防流挂用:1.0-5.0%
5、使用方法:母液的制作:
(1)准备:树脂40份
二甲苯40份
6900-20x    20份
100份
(2)预混合:1000-1500rpm,2-3min

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