涂料的組成及其性能和特點(diǎn)
涂料通常由成膜物質(zhì)、顏料、填料、溶劑和助劑等五種物質(zhì)組成,這五種組成物在涂料的應(yīng)用中各自都起到非常重要的作用。
一、成膜物質(zhì)
成膜物質(zhì)一般包括:油脂、天然樹脂、酚醛樹脂、瀝青、醇酸樹脂、氨基樹脂、纖維素、過氯乙烯樹脂、烯類樹脂、丙烯酸類樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、元素有機(jī)化合物、橡膠、其他(無機(jī)高分子,二甲苯樹脂等)。
成膜物質(zhì)一般分為兩大類:
(1)一類是在成膜過程中組成結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,即成膜物質(zhì)與涂膜的組成結(jié)構(gòu)相同,這類成膜物質(zhì)稱為非轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì),它們具有熱塑性,受熱軟化,冷卻后又變硬等特點(diǎn)。
(2)另一類是在成膜過程中組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,即成膜物質(zhì)形成與原來組成結(jié)構(gòu)完全不相同的涂膜,稱為轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì),這類成膜物質(zhì)在熱、氧或其他物質(zhì)作用下能夠聚合成與原來組成不同的網(wǎng)狀高聚物。成膜物質(zhì)的功能是將顏、填料與樹脂結(jié)合在一起,在基板上形成均一、致密的涂膜,固化后形成涂層。它是涂料的基礎(chǔ),決定了涂料對基板的附著力、涂層的物理、化學(xué)和力學(xué)性能。
二、顏料
顏料即著色顏料,它是一種不溶于水、不溶于油的固體粉末,其主要作用是呈現(xiàn)色彩,并有保護(hù)和裝飾性能,著色顏料與連接料結(jié)合同時(shí)還可增強(qiáng)涂膜的物理化學(xué)性能,起到保護(hù)美化被涂物的作用。著色顏料的主要指標(biāo)是著色力和遮蓋力,遮蓋力是能夠?qū)⒈煌课锩嬲谏w住時(shí)的最少用量,遮蓋力取決于顏料與油料折光率之差,越大越好。當(dāng)某種著色顏料在基料中與其他顏料混合時(shí),能呈現(xiàn)出其他顏料本身色彩未影響涂料顏色的能力稱為著色力。
三、填料
填料即填充顏料(又稱為體質(zhì)顏料),它是一種沒有遮蓋力和著色力的粉狀物質(zhì),主要有耐化學(xué)藥品,耐候、耐磨性良好,呈中性,改進(jìn)涂料流變性能、封閉性能、耐溫性能、力學(xué)性能、施工性能,并可以大幅降低涂料的成本。同時(shí)還影響許多性能,包括光澤度、耐擦洗性、外墻的保色性等。
一些常用的填料包括:
(1)黏土:硅酸鋁(也被稱為高嶺土和瓷土)主要用于內(nèi)墻涂料,但也可用于某些外墻涂料。經(jīng)過煅燒的黏土(加熱去除水分并形成含有空氣微粒的表面)比大多數(shù)填料能提供更高的遮蓋力;分層的黏土可以增強(qiáng)耐沾污性。
(2)硅土和硅酸鹽:提供耐擦洗性和耐磨損性。在外墻涂料中,很多硅土和硅酸鹽展示出杰出的耐久性。
(3)硅藻土:這是一種由遠(yuǎn)古單細(xì)胞有機(jī)體化石構(gòu)成的含水硅土,用于控制涂料和清漆的光澤度。
(4)碳酸鈣:也稱為石灰石,是一種內(nèi)墻和外墻涂料通用的、低成本、低遮蓋力的顏料。
(5)滑石粉:一種相對較軟的多用途填料,適用于內(nèi)墻和外墻涂料。
(6)氧化鋅:一種有助于防霉、防腐和防污漬的活性顏料。主要用于底漆和外墻涂料。
四、溶劑
溶劑的主要作用是將成膜樹脂溶解或分散成均一穩(wěn)定的液體分散體系,降低涂料黏度,以使易于施工成薄膜,而當(dāng)施工后又能從薄膜中揮發(fā)至大氣中,從而使薄膜形成固態(tài)的涂膜。所以一般將溶劑組分習(xí)慣上稱為揮發(fā)分。但是,現(xiàn)在在其個(gè)別的涂料中溶劑能參與漆膜的形成,把這種溶劑通稱為反應(yīng)性溶劑或活性稀釋劑。它的重要指標(biāo)有溶解力和揮發(fā)率。溶劑是揮發(fā)性的有機(jī)液體,只要兩種涂料性質(zhì)相似,兩者溶劑可以通用。溶劑一般分真溶劑、助溶劑、稀釋劑等幾類,如果這幾類都能夠適當(dāng)配合,可使涂料達(dá)到溶解力、揮發(fā)速度、價(jià)格之間的最佳平衡。
(1)酮類作用:真溶劑,丙酮沸點(diǎn)低,揮發(fā)快,易吸水,易發(fā)白,但溶解力強(qiáng),環(huán)己酮沸點(diǎn)高,不易揮發(fā),可防白。
(2)酯類作用:真溶劑,對樹脂溶解力強(qiáng),對底材浸蝕性強(qiáng)。
(3)醇類作用:助溶劑,緩和對底材的浸蝕
(4)醚類作用:助溶劑,促進(jìn)流平,減輕對底材的浸蝕
五、助劑
助劑在涂料中的作用,就相當(dāng)于維生素和微量元素對人體的作用一樣。用量很少,作用很大,不可或缺,是主要用來轉(zhuǎn)化涂料特性的物質(zhì)。為了調(diào)整和改進(jìn)涂料和涂層的綜合性能,在涂料配方和生產(chǎn)過程中主要使用潤濕劑和分散劑,還有其他如防浮色劑、防流掛劑等。常用的助劑有:
(1)對涂料生產(chǎn)過程發(fā)生作用的助劑,如消泡劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑等。
(2)對涂料儲存過程發(fā)生作用的助劑,如防沉劑、穩(wěn)定劑,防結(jié)皮劑等。
(3)對涂料施工過程起作用的助劑,如流平劑、消泡劑、催干劑、防流掛劑等。
(4)對涂膜性能產(chǎn)生作用的助劑,如增塑劑、消光劑、阻燃劑、防霉劑等。
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