涂料

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涂料,在中国传统称为油漆。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的:“涂料是一种材料,这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜,又称漆膜或涂层。”早期大多以植物油为主要原料,故被叫做“油漆”。

不论是传统的以天然物质为原料的涂料产品,还是现代发展中的以合成化工产品为原料的涂料产品,都属于有机化工高分子材料,所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类,涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料,是化学工业中的一个重要行业。

涂料与油漆的区别[编辑]

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  • Coating:A layer of a substance spread over a surface for protection or decoration(覆盖在物体表面上用于保护或装饰的一层物质)
  • Paint:A liquid mixture, usually of a solid pigment in a liquid vehicle, used as a decorative or protective coating(油漆一种用作装饰或保护外层的液体混合物,通常由液态展色剂和固体颜料组成)
  • 涂料:涂在物体表面,使其美观或防蚀的物质。如:油漆、煤焦油等。
  • 油漆:涂料的旧名;泛指油类和漆类涂料产品。

在具体的涂料品种命名时常用“”字表示“涂料”,例如调合漆水泥漆底漆面漆等。

涂料的功能[编辑]

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  1. 保护功能:防腐、防水、防油、耐化学品、耐光、耐温等。物件暴露在大气之中,受到氧气分等的侵蚀,造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象。在物件表面涂以涂料,形成一层保护膜,能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展,使各种材料的使用寿命延长。所以,保护作用是涂料的一个主要作用。
  2. 装饰功能:颜色、光泽、图案和平整性等。不同材质的物件涂上涂料,可得到五光十色、绚丽多彩的外观,起到美化人类生活环境的作用,对人类的物质生活和精神生活做出不容忽视的贡献。
  3. 其他功能:标记、防污、绝缘等。

对现代涂料而言,这种作用与前两种作用比较越来越显示其重要性。现代的一些涂料品种能提供多种不同的特殊功能,如:电绝缘、导电、屏蔽电磁波、防静电产生等作用;防霉、杀菌、杀虫、防海洋生物粘附等生物化学方面的作用;耐高温、保温、示温和温度标记、防止延燃、烧蚀隔热等热能方面的作用;反射光、发光、吸收和反射红外线、吸收太阳能、屏蔽射线、标志颜色等光学性能方面的作用;防滑、自润滑、防碎裂飞溅等机械性能方面的作用;还有防噪声、减振、卫生消毒、防结露、防结冰等各种不同作用等。随着国民经济的发展和科学技术的进步,涂料将在更多方面提供和发挥各种更新的特种功能。

涂料的组成[编辑]

涂料主要由四部分组成:成膜物质、颜料溶剂、助剂。

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  • 成膜物质——是涂料的基础,它对涂料和涂膜的性能起决定性的作用,它具有粘结涂料中其它组分形成涂膜的功能。可以作为成膜物质的使用的物质品种很多,当代的涂料工业主要使用树脂。树脂是一种无定型状态存在的有机物,通常指高分子聚合物。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,例如:醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶树脂、环氧树脂等。
  • 颜料——是有颜色的涂料(色漆)的一个主要的组分。颜料使涂膜呈现色彩,使涂膜具有遮盖被涂物体的能力,以发挥其装饰和保护作用。有些颜料还能提供诸如:提高漆膜机械性能、提高漆膜耐久性、提供防腐蚀、导电、阻燃等性能。颜料按来源可以分为天然颜料和合成颜料;按化学成份,分为无机颜料和有机颜料;按在涂料中的作用可分为,着色颜料、体质颜料和特种颜料。涂料中使用最多的是无机颜料,合成颜料使用也很广泛,现在有机颜料的发展很快。
  • 溶剂——能将涂料中的成膜物质溶解或分散为均匀的液态,以便于施工成膜,当施工后又能从漆膜中挥发至大气的物质,原则上溶剂不构成涂膜,也不应存留在涂膜中。很多化学品包括水、无机化合物和有机化合物都可以作为涂料的溶剂组分。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,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在漆膜中的化合物,被称为反应活性剂或活性稀释剂。溶剂有的是在涂料制造时加入,有的是在涂料施工时加入。
  • 助剂——也称为涂料的辅助材料组分,但它不能独立形成涂膜,它在涂料成膜后可以作为涂膜的一个组分而在涂膜中存在。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,以发挥其不同作用。(例如:消泡剂、润湿剂、防流挂、防沉降、催干剂、增塑剂、防霉剂……等)

涂料的分类[编辑]

Baby playing with yellow paint. Work by Dutch artist Peter Klashorst entitled "Experimental".jpg

经过长期的发展,涂料的品种特别繁多,分类方法也很多:

  1. 按照涂料形态(粉末、液体)
  2. 按成膜机理分(转化形、非转化型)
  3. 按施工方法分(刷、辊、喷、浸、淋、电泳)
  4. 按干燥方式分(常温干燥、烘干、湿气固化、蒸汽固化、辐射能固化)
  5. 按使用层次分(底漆、中层漆、面漆、腻子等)
  6. 按涂膜外观分(清漆、色漆;无光、平光、亚光、高光;锤纹漆、浮雕漆…)
  7. 按使用对象分(汽车漆、船舶漆、集装箱漆、飞机漆、家电漆……)
  8. 按漆膜性能分(防腐漆、绝缘漆、导电漆、耐热漆……)
  9. 按成膜物质分(醇酸、环氧、氯化橡胶、丙烯酸、聚氨酯、乙烯……)

以上的各种分类方法各具特点,但是无论哪一种分类方法都不能把涂料所有的特定都包含进去,所以世界上还没有统一的分类方法。中国的国家标准GB2705-92,采用以涂料中的成膜物质为基础的分类方法。

涂料的成膜机理[编辑]

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涂料涂饰施工在被涂物件表面只是完成了涂料成膜的第一步,还要继续进行变成固态连续膜的过程,才能完成全部的涂料成膜过程。这个由“湿膜”变为“干膜”的过程通常称为“干燥”或“固化”。这个干燥和固化的过程是涂料成膜过程的核心。不同形态和组成的涂料有各自的成膜机理,成膜机理是由涂料所用的成膜物质的性质决定的。通常我们将涂料的成膜发生分为两大类:

  • 非转化型

一般指物理成膜方式,即主要依靠涂膜中的溶剂或其它分散介质的挥发,涂膜粘度逐渐增大而形成固体涂膜。例如:丙烯酸涂料、氯化橡胶涂料、沥青漆、乙烯涂料等

  • 转化型

一般指成膜过程中发生了化学反应,及涂料主要依靠化学反应发生成膜。这种成膜就是涂料中的成膜物质在施工后聚合称为高聚物的涂膜的过程,可以说是一种特殊的高聚物合成方式,它完全遵循高分子合成反应机理。例如:醇酸涂料、环氧涂料、聚氨酯涂料、酚醛涂料等。但是,现代的涂料大多不是一种单一的方式成膜,而是依靠多种方式最终成膜的。