涂料的组成成分是啥?
涂料一般由四种基本成分:成膜物质(树脂、乳液)、颜料(包括体质颜料)、溶剂和添加剂(助剂)。
1成膜物质是涂膜的主要成分,包括油脂、油脂加工产品、纤维素衍生物、天然树脂、合成树脂和合成乳液。成膜物质还包括部分不挥发的活性稀释剂,它是使涂料牢固附着于被涂物面上形成连续薄膜的主要物质,是构成涂料的基础,决定着涂料的基本特性。
2助剂如消泡剂,流平剂等,还有一些特殊的功能助剂,如底材润湿剂等。这些助剂一般不能成膜并且添加量少,但对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用。
3 颜料一般分两种,一种为着色颜料,常见的钛白粉,铬黄等,还有种为体质颜料,也就是常说的填料,如碳酸钙,滑石粉。
4 溶剂包括烃类。溶剂(矿物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等)、醇类、醚类、酮类和酯类物质。溶剂和水的主要作用在于使成膜基料分散而形成黏稠液体。它有助于施工和改善涂膜的某些性能。
根据涂料中使用的主要成膜物质可将涂料分为油性涂料、纤维涂料、合成涂料和无机涂料;按涂料或漆膜性状可分溶液、乳胶、溶胶、粉末、有光、消光和多彩美术涂料等。
涂料的一般组成一般涂料的组成中包含成膜物质、颜填料、溶剂、助剂共四类成分。成膜物质是组成涂料的基础,它对涂料的性质起着决定作用。转化型涂料成膜物主要有干性油和半干性油,双组分的氨基树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、热固型丙烯酸树脂、酚醛树脂等等。
颜填料:颜料可以使涂料呈现出丰富的颜色,使涂料具有一定的遮盖力,并且具有增强涂膜机械性能和耐久性的作用.颜料的品种很多,在配制涂料时应注意根据所要求的不同性能和用途仔细选用,特点是基本不具有遮盖力,在涂料中主要起填充作用.填料可以降低涂料成本,增加涂膜的厚度,增强涂膜的机械性能和耐久性。常用填料品种有滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅等。
溶剂:除了少数无溶剂涂料和粉末涂料外,溶剂是涂料不可缺少的组成部分。一般常用有机溶剂主要有脂肪烃、芳香烃、醇、酯、酮、卤代烃、萜烯等等。溶剂在涂料中所占比重大多在50%以上。现代涂料行业正在努力减少溶剂的使用量。开发出了高固体份涂料、水性涂料、乳胶涂料、无溶剂涂料等环保型涂料。
粉末涂料成分分析是树脂。粉末涂料主要成分是树脂,一般树脂份占50%左右,填充料占50%以下,颜料属于填充料范畴,占0.7%至30%。纯白色的颜料份最高,无机颜料很多。
环保方面你不用担心的,粉末涂料的环保性能还是很强的,无机颜料包括各种金属氧化物、铬酸盐、碳酸盐、硫酸盐和硫化物等。
粉末涂料的分类
粉末涂料是与一般涂料完全不同的形态,它是以微细粉末的状态存在的。由于不使用溶剂,所以称为粉末涂料。粉末涂料的主要特点有:具有无害、高效率、节省资源和环保特点。
它有两大类热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料。
热塑性粉末涂料是由热塑性树脂、颜料、填料、增塑剂和稳定剂等成分组成的。热塑性粉末涂料包括:聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯、氯化聚醚、聚酰胺系、纤维素系、聚酯系等。
热固性粉末涂料是由热固性树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成。热固性粉末涂料包括环氧树脂系、环氧聚酯系、聚酯系、聚氨酯系、丙烯酸树脂系等。缺点边角上粉不均一、固化后涂膜缺陷难掩盖、固化条件高、使用基材受限。
分类标准多,市场上各类粉末的名称参差不齐。按照成膜物质的性质分为两大类热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料。或者以成膜物质的外观分为消光型、高光型、美术型等。还可以按使用环境分为户内型和户外型两大类。
一:树脂
1. 热塑性丙烯酸树脂:是由丙烯酸和甲基丙烯酸及其酯类通过聚合反应生产的高分子化合物。是有丙烯酸类单体上的不饱和双键通过聚合反应形成的以C-C主链的高聚物。常见的用于合成热塑性丙烯酸类的单体其名称和化学结构如下:
⑴丙烯酸类单体:
丙烯酸甲酯(MA):CH2=CHCOOCH3
丙烯酸乙酯(EA):CH2=CHCOOC2H
丙烯酸正丁酯(BA) CH2=CHCOOC4H9
丙烯酸2-乙基已酯(2EHA)(又名丙烯酸异辛酯:C11H20O2
⑵甲基丙烯酸类单体:
甲基丙烯酸甲酯(MMA):CH2=C(CH3)COOCH3
甲基丙烯酸乙酯: CH2=C(CH3)COOCH2CH3
甲基丙烯酸丁酯: CH2=C(CH3)COO(CH2)3CH3
⑶其他类型的单体:
苯乙烯:C6H5C2H3
α-甲基苯乙烯: C6H5C(CH3)=CH2
顺丁烯二酸酐:C4H2O3
二:颜料
1. 钛白粉(TIO2):涂料中用到的二氧化钛通常是经过表面处理的工业产品,并非纯的二氧化钛。常见包覆物如下:
⑴AI2O3 SiO2ZnO TIO2
⑵AI2O3 TIO2
⑶AI2O3 TIO2 SiO2
2. 炭黑:炭黑的主要成分是碳
3. 酞青蓝(蓝色颜料):主要成分是铜钛青,结构式为:C32H16N8Cu, 化学结构复杂
4.黄色颜料(联苯胺黄系黄色偶氮颜料):分子式:C32H26Cl2N6O4,化学结构复杂
5. 紫色颜料:永固紫:分子式一般为: ,结构式大至表示如下:
4. 红色颜料:甲苯胺红:分子式一般为C17H13N3O3,结构大至如下:
5. 红色颜料:喹吖啶酮 分子式: C20H12N2O2,结构大至如下:
6. 铝粉:又称银粉,其微粒呈微小鳞片状,,厚度0.1~2.0微米, 直径为1~200微米。主要成分为AI,同时还含有油酸等包裹物。
7.珠光粉:家电涂料中用额珠光粉主要为云母钛,以云母为基片,用二氧化钛进行包膜形成。
云母粉的化学成分主要是:K2O.3AI2O3.6SiO2.2H2O, 二氧化钛的成分主要是:TIO2.
8. 填料(体制颜料)
⑴沉淀硫酸钡:BaSO4 ⑵重质/轻质碳酸钙 :CaCO3 ⑶ 滑石粉:3MgO.4SiO2.H2O
⑷气相二氧化硅:SiO2
三:助剂:
在助剂体系中容易产生颗粒的类型有:微分化蜡、 消光粉等,没有分散均匀。
1. 微分化蜡:主要是聚乙烯蜡粉用得比较广泛:结构式为[-CH2-CH2-]n,分子量在1500~3000范围内。
2. 消光粉:表面处理的气相二氧化硅,主要成分为:SiO2。
一般涂料由三个组分组成,分别是成膜物、颜料和溶剂。有时需要加一些功能助剂来提高其特殊功能。具体可以参见文章:涂料的基本组成介绍。
涂料会在基材表面形成一层薄膜。这种膜除了具有一定的机械性能外,一些装饰性能等特殊的功能也越来越多的受到人们的追求。例如:夜光、变色、保温、特殊的触感等。
一般说来,涂料开始是一种流动的液体,在涂布完成之后才形成固化成膜,其成膜方式主要有下列几种:
02 溶剂挥发和热熔的成膜方式
一般聚合物只在较高的分子量下才表现出较好的物理性质,但分子量高,玻璃化温度也高,为了使它们可以涂布,必须用足够的溶剂将体系的玻璃化温度降低,使T—Tg的数值大到足够使溶液可以流动和涂布。
当溶液在室温下接近0.1Pa·s左右时,可以用于喷涂。在涂布以后溶剂挥发,于是形成固体薄膜,这便是一般可塑性涂料的成膜形式。为了使漆膜平整光滑,需要选择好溶剂。
如果溶剂挥发太快,浓度很快升高,表面的涂料可因粘度过高失去流动性,结果漆膜不平整;另外,挥发太快,由于溶剂蒸发时失热过多,表面温度有可能降至零点,会使水凝结在膜中,导致漆膜失去透明性而发白或使漆膜强度下降;溶剂不同会影响漆膜中聚合物分子的形态。
如前所述,在不良溶剂中的聚合物分子是卷曲成团的,而在良溶剂中的聚合物分子则是舒展松弛的。溶剂不同,最后形成的漆膜的微观结构也有很大差异,前者分子之间较少缠绕而后者是紧密缠绕的,前者往往有高得多的强度。
这种成膜方式可以用罐头内壁氯乙烯漆来说明,将聚氯乙烯溶于丁酮和甲苯混合溶剂中,使所得聚氯乙烯溶液25℃时粘度达到0.1Pa·s左右。涂布以后溶剂逐渐挥发,Tg不断上升。三天以后,Tg可达室温左右,即T-Tg=0,这意味着自由体积已达最低,不能充分提供分子运动的孔穴,溶剂不易再从膜内逸出,但此时大约还有3-4%的溶剂束缚在膜内,这些溶剂必须在180℃加热(亦即增加T-Tg数值)2min以上才能被除去。
为了使聚合物成膜,除了加溶剂降低体系的Tg外,也可用升高温度的办法来增加T-Tg(即增加自由体积),使聚合物达到可流动的程度,亦即加热使聚合物熔融。流动的聚合物在基材表面成膜后予以冷却,便可得到固体漆膜,这也是热塑性涂料成膜的另一种形式,即热熔成膜,例如涂在牛奶纸瓶上的聚乙烯就是用这种方法成膜的。
粉末涂料也是热熔成膜的:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯等可塑性聚合物都可被粉碎成粉末,然后用静电或热的办法将其附在基材表面上,并被加热至熔融温度以上,熔融的聚合物粘流体流平后,冷却即得固体漆膜。粉末涂料中主要是热固性粉碎末涂料,它在加热熔融成膜过程中还伴有交联反应,有关粉末涂料的内容以后还要讨论。
03 化学成膜方式
分子量的聚合物涂覆在基材表面以后,在加温或其它条件下,分子间发生反应而使分子量进一步增加或发生交联而成坚韧的薄膜的过程。这种成膜方式是热固性涂料包括光敏涂料、粉末涂料、电泳漆等的共同成膜方式。
其中如干性油和醇酸树脂通过和氧气的作用成膜,氨基树酯与含羟基的醇酸树脂、聚酯和丙烯酸树脂通过醚交换反应成膜,环氧树酯与多元胺交联成膜,多异氰酸酯与含羟基低聚物间反应生成聚氨酯成膜以及光敏涂料通过自由基聚合或阳离子聚合成膜等等,这些内容将在以后逐个讨论。需要指出的是在发生化学反应之前或同时,一般也包含一个溶剂的挥发过程。
粉末涂料是由树脂、固化剂、抗菌剂、填料和助剂组成的热固性粉末涂料,主要成分是树脂,一般树脂份占50%左右,填充料占50%以下,颜料属于填充料范畴,占0.7%至30%。纯白色的颜料份最高,无机颜料很多。
粉末涂料特点:
1、该产品不含毒性,不含溶剂和不含挥发有毒性的物质,故无中毒、无火灾、无“三废”的排放等公害的问题,完全符合国家环保法的要求。
2、原材料利用率高,一些知名品牌的粉末供应商生产的粉末,其过喷的粉末可回收利用,最高的利用率甚至能达99%以上。
3、被涂物前处理后, 一次性施工,无需底涂,即可得到足够厚度的涂膜,易实现自动化操作,生产效率高, 可降低成本。
4、涂层致密、附着力、抗冲击强度和韧性均好,边角覆盖率高,具有优良的耐化学药品腐蚀性能和电气绝缘性能。
5、粉末涂料存贮、运输安全和方便。
油漆的主要成分是:油料、树脂、颜料、稀料、辅料
装饰涂料的成分主要由三部分组成: 主要成膜物质:也称胶粘剂和固着剂,是组成涂料的基础。 次要成膜物质:也是构成涂膜的组成部分,但它不能离开主要成膜物质而单独构成涂膜。 辅助成膜物质:其中包括溶剂和辅助材料。前者如汽油、烟油、松香水、苯、乙酸乙酯、丙酮等;后者如固化剂、乳化剂、增粘剂、催干剂、湿润剂、分散剂、消泡剂、引发剂、催化剂、稳定剂、防老化剂、防冻剂等。
油料:包括干性油和半干性油,是主要成膜物质之一。
树脂:包括天然树脂和人造树脂,也是主要成膜物质的一部分。
颜料:包括着色颜料、体质颜料和防锈颜料,具体品种相当繁多,为次要成膜物质。
稀料:包括溶剂和稀释剂,用来溶解上述物质和调剂稠度,为辅助成膜物质。
辅料:包括催干剂、固化剂、增塑剂、防潮剂。也属于辅助成膜物质。