涂料和黏合剂

, , , , , ,2014/12/5 Fri,#,第六章 涂料和黏结剂,涂料,1,、,概 述,涂料,是一种流动态物质，通过简单施工方法，并经干燥或固化，在物体表面牢固覆盖一层均匀的薄膜，这样的流动态物质称为,涂料。,一、简介,涂料,可以是,液态或粉末状态。,简单施工方法主要指刷涂、淋涂、浸涂、喷涂等，形成的薄膜又叫涂层。,用来对被涂物体表面起,装饰,与,保护,作用。,1,、,概 述,一、简介,1.,保护作用,金属材料：,易受到,环境中腐蚀性介质、水分和空气中氧的侵蚀和腐蚀,；,木材：,易,受潮气、微生物的作用而腐烂,；,塑料：,会,受光和热的作用而降解,；,混凝土：,易,风化或受化学品的侵蚀,，,二、涂料的作用,2.,装饰,作用,用色彩来,装饰,我们的环境，是人类的天性,，伴随,着人类及其社会整个发展过程,。,由于涂料很容易配出成千上百种颜色，,色彩丰富,；涂层既可以做到平滑光亮，也可以做出各种立体质感的效果。,1,、,概 述,二、涂料的作用,3.,标志作用,标志作用是利用色彩的明度和反差强烈的特性，引起人们,警觉,，,避免危险事故发生,，保障人们的安全,。,有些公共设施，如医院、消防车、救护车、邮局等，也常用色彩来标示，方便人们辨别。,1,、,概 述,二、涂料的作用,4.,特殊作用,（,1,）力学功能：耐磨涂料、润滑涂料等；,（,2,）热功能：耐高温涂料、阻燃涂料等；,（,3,）电磁学功能：导电涂料、防静电涂料等；,（,4,）光学功能：发光涂料、荧光涂料等；,（,5,）生物功能：防污涂料、防霉涂料等；,（,6,）化学功能：耐酸、碱等化学介质涂料。,二、涂料的作用,一、概述,19世纪中期：德国,合成了,醇酸树脂,。,1912年：美国通用电气公司,用,邻苯二甲酸酐,和,甘油,经,缩合制成醇酸树脂，代替电,绝缘材料虫胶。,2,、,醇酸树脂涂料,1927年：美国,R.H.,基恩尔开发出适于各种用途的醇酸树脂，同年由通用电气公司进行工业化生产。,醇酸树脂用于涂料对涂料工业来说，是一个新的突破，是涂料发展史上重要的,转折点，使,涂料,突破了传统的以干性油和天然树脂合并熬制油漆，,而真正成为,化学工业的部门-涂料,。,目前，醇酸树脂涂料产量很大，约占涂料工业总量的,2025,。,2,、,醇酸树脂涂料,一、概述,醇酸树脂是由,多元醇、多元酸和一元酸制成,的缩聚物。一元酸的作用是调节多元醇的官能度（避免在缩聚时因线型缩聚物间的交联而致物料凝胶化），以及改善树脂的油溶性、混溶性、柔韧性等性能,。,一、概述,2,、,醇酸树脂涂料,醇酸树脂,可与其他树脂配成多种不同性能的,自干或烘干磁漆、底漆、面漆和清漆,，广泛用于桥梁等建筑物以及机械、车辆、船舶、飞机、仪表等涂装。,一、概述,2,、,醇酸树脂涂料,二、醇酸树脂涂料的特点,优点,:, 醇酸树脂,涂料干燥后形成高度网状结构，,不易老化，具有耐候性好，光泽持久,；, 漆膜,附着力好、柔韧坚牢、耐摩擦,；, 抗,矿物油、醇类溶剂良好，烘烤后的漆膜等,耐水性、绝缘性、耐油性,等大为提高，且施工方便。,缺点,:, 干结,成膜快，但是,完全干燥时间长,；, 涂,膜,耐水、耐碱性欠佳,；, 醇酸树脂涂料虽不是油脂漆，但基本上还未脱离脂肪酸衍生物的范围，对,防湿热、防霉菌和防盐雾,等三防还不能完全得到保证。,二、醇酸树脂涂料的特点,以,丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及苯乙烯,等乙烯基类单体为主要原料合成的共聚物称为,丙烯酸树脂,，以其为成膜基料的涂料称作,丙烯酸树脂涂料,。,3,、,丙烯酸涂料,一、概述,丙烯酸,树脂,涂料,具有,色浅、保色、保光、耐候、耐腐蚀和耐污染,等优点，使用温度范围宽，已广泛应用于汽车、飞机、机械、电子、家具、建筑、皮革涂饰、造纸、印染、木材加工、工业塑料及日用品的涂饰,。,3,、,丙烯酸涂料,一、概述,近年来,，国内外丙烯酸烯树脂涂料的发展很快，目前已占涂料的,/,以上,，因此，丙烯酸树脂在涂料成膜树脂中居于重要地位,。,涂料用丙烯酸树脂也经常按其成膜特性分为：,热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂,。,3,、,丙烯酸涂料,一、概述,热塑性丙烯酸树脂是我国最早开发使用的丙烯酸树脂漆。多由不同,甲基丙烯酸酯,类单体共聚而成。利用,过氧化苯甲酰,或,偶氮二异丁脂,等为引发剂通过自由基聚合原理在溶液中完成聚合反应。,二、,热塑性丙烯酸树脂,3,、,丙烯酸涂料,三、应用及特点,广泛应用于,黑色家电产品外壳,的表面喷涂装饰。,热塑性丙烯酸酯,清漆：色泽,很,浅，,一般,可达水白的程度，并有极好的透明度。,耐光、耐候性,好，,户外,曝晒耐久性强，耐紫外光照射不易分解或变黄,。,3,、,丙烯酸涂料,三、应用及特点,保,光、保色性能,好,，能,长期保持原有漆膜的光泽及色泽。,耐热性能好,。,耐腐蚀,，有,较好的耐酸、碱、盐、油脂、洗涤剂等化学品的沾污及腐蚀性能。,3,、,丙烯酸涂料,热固性丙烯酸树脂选用在,侧链带有活性官能团,的单体，因此其分子结构,上仍,有活性官能团，在,加热,情况下或加入,交联剂,后会自己或与其它外加树脂,进行交联反应,，从而形成一种不溶，不融的体型结构的高分子。,四、,热固性丙烯酸树脂,3,、,丙烯酸涂料,4,、,聚氨酯树脂涂料,一、概述,聚氨酯,：,即,聚氨基甲酸酯,，是指具有,结构,的聚合物,。,有时,聚合物中含有,酯键、醚键、脲键、丙烯酸酯,成分，但习惯上总称聚氨酯。,聚氨酯树脂涂料是继醇酸树脂涂料,之后,的最通用的涂料品种，它,可低温固化,，弹性,好,，潮气固化聚氨酯涂料可,多季节施工,，,低温、高温施工性能优异,；双组份聚氨酯可用多种树脂改性，,性能全面,而且容易调整。,4,、,聚氨酯树脂涂料,一、概述,特点：,1,、优异的耐磨性,2,、优良的耐化学药品和耐油性,3,、附着力强,4,、低温固化性能,二、,聚氨酯涂料的特点及用途,4,、,聚氨酯树脂涂料,特点：,5,、高装饰性能,6,、性能多样性、可调性,7,、耐高温、低温性,8,、涂膜固化后无毒性,9,、环保型低,VOC,涂料,二、,聚氨酯涂料的特点及用途,用途：,1,、飞机外壁涂料,2,、木器涂料,3,、交通运输工具,4,、防腐蚀涂装,5,、机床及仪器仪表涂装,6,、塑料涂装,二、,聚氨酯涂料的特点及用途,第六章 涂料和黏结剂,黏合剂,1,、概 述,粘合剂,又称胶粘剂,，简称,胶，是,使,物体与另一物体紧密连接为一体的非金属媒介材料,。,在两个被粘物面之间,胶粘剂只占很薄的一层体积,，但使用胶粘剂完成胶接施工之后，所得胶接件在机械性能和物理化学性能方面，能满足实际需要的各项要求。,一,、简介,由于,胶粘剂具有应用广，用简便，经济效益高等许多特点，随着科学技术的发展，,胶粘剂正在越来越多地代替机械联结,，从而为各行业简化工艺、节约能源、降低成本、提高经济效益提供了有效途径。,1,、概 述,一,、简介,胶接与其它连接法相比有如下,优点：,（）,能粘合用其他方法不能连接的物质,，如粘接薄膜、纤维、小颗粒等；,（）应力分布面广，,比采用机械连接易得到更轻、更牢固的组件,。如可以采用夹心板（由蜂窝芯和薄的铝或镁）制造飞机的机翼、尾翼和机身，可以减轻飞机的重量、降低疲劳破坏的可能性；,二、特点,（）通过交叉粘接,能使各向异性材料的强度、重量比及尺寸稳定性得到改善,，如木材本身不均一且对水敏感，经交叉粘接后可变成不翘曲且耐水的层压板；无破坏性。,（）,粘合剂有许多特殊性能,，如电容器、印刷线路、电动机、电阻器等的粘合面具有电绝缘性能；,二、特点,（）可以,粘合异种材料,，如铝,-,纸、铜,-,钢、纸,-,木等。两种金属粘合在一起，粘合物件间有粘合剂层割开，从而可以防止腐蚀。如两种热膨胀系数相差显著的材料粘合在一起，柔性的胶层能降低因温度变化所产生的应力,；,（）粘合方法比其他连接方法（焊接、铆钉、螺栓等连接）,便于施工，且速度快，经济，美观,。,二、特点,胶,黏剂是一类,古老,而又,年轻,的材料,。,早,在数千年前，人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。许多出土文物表明，,5000,年前,我们祖先就会用,粘土、淀粉,和,松香,等天然产物做胶黏剂；,4000,千多年前,就会用,生漆,做胶黏剂和涂料制造器具；,3000,年前,的周朝已用,动物胶,作木船的填缝密封胶。,1,、概 述,三、历史及发展,两千年前,的秦朝用,糯米浆,与,石灰作砂浆粘合长城的基石,，使万里长城成为中华民族伟大文明的象征之一。,秦俑博物馆中出土的大型彩绘,铜车马,的制造中，用了磷酸盐无机胶黏剂。,公元前,200,年,东汉时期用糯米浆糊制成棺木密封胶，配以防腐剂，使,马王堆,古尸出土时,肌肉及关节仍有弹性,足见中国胶接技术之高超。,1,、概 述,三、历史及发展,到上世纪初，合成酚醛树脂的发明，开创了胶黏剂的现代发展史。目前，与三大合成高分子材料的产量比较，胶黏剂只占,第五位,，但年增长速度则居,第一位,。,1,、概 述,三、历史及发展,目前,，,胶黏剂,的应用已渗入到国民经济中的各个部门,成为工业生产中不可缺少的技术，在高技术领域中的应用也十分广泛。如据报导：国外在生产一辆汽车中要使用,5,10kg,胶黏剂；一架波音飞机的粘接面积达到,2400m,2,；,一架宇航飞机需要粘接,30000,块陶瓷片。,1,、概 述,三、历史及发展,粘接使用的部件由原来机内装饰、非结构件、发展到结构件、受力件，甚至整个机体。,内饰装配粘接：,顶棚，车门内护板，地毯，挡风玻璃等。,汽车结构件粘接：,发动机中罩与前后加强梁，通常用,改性环氧树脂胶黏剂,从市场应用看，,建筑业,用量最大，约占总胶量,51.8%,，其次是,纸包装业,，约占总胶量的,12.6%,，第三是,制鞋业,，约占,9.0%,。,1,、概 述,三、历史及发展,木材,胶黏剂,用量日益扩大增多，全世界木材胶黏剂产量占胶黏剂总产量的,3/4,，如美国约,60%,的合成胶黏剂用于木材加工业，俄罗斯为,79%,，日本为,75%,，在我国,60%,70%,的胶黏剂也用于木材加工业。,1,、概 述,三、历史及发展,我国,目前已有,1200,多家企业，品种牌号,3000,多个，胶黏剂生产能力,300,万。其中产量最大的仍然是,三醛胶,(,酚醛、脲醛和三聚氰胺甲醛,),和,乳液型胶,，二者分别占总产量的,45.2%,和,29.2%,。,1,、概 述,三、历史及发展,1927,年问世，,1950,年商品化,。,俗称,万能胶,，是以环氧树脂为基料制备的胶粘剂，能粘接许多金属和非金属材料,。,粘合,强度高,，,收缩率小,，尺寸较稳定，电性能优良，耐介质性好，易于改性，,几乎能粘合各种材料,，用途广泛,。,2,、,环氧树脂胶黏剂,一、简介,环氧树脂,是,热塑性线型结构,，不能直接使用，必须加入固化剂，固化交联之后，才能发挥其优良的粘合性。,固化剂,种类也很多，分脂肪胺、芳香胺、改性胺、低分子聚酰胺、咪唑及其衍生物、酸酐及潜伏性固化剂等类。,2,、,环氧树脂胶黏剂,一、简介,环氧树脂胶粘剂的组成,基料：环氧树脂；其重要参数：,环氧值,固化剂：环氧树脂与固化剂通过化学反应进行固化，常用的有胺类和酸酐类；,增韧剂：采用具有柔性链的高分子以提高胶膜的柔韧性；,稀释剂：降低环氧乙烷的黏度，可用丙酮、甲苯等；,填料：降低胶膜收缩率，提高耐热性、导电性，降低成本。,二、组成,环氧树脂,胶粘剂剥离强度低，耐冲击韧性、耐热性差，常加入一些线形高分子化合物进行改性，常用的有：环氧,-,聚酰胺胶粘剂，环氧,-,丁腈胶粘剂。,三、改性,2,、,环氧树脂胶黏剂,由,酚类,和,醛类,缩聚而成。有线型及可溶性酚醛树脂两大类。酚醛树脂有,极性大、粘合力强、耐热性好、耐老化、耐水、耐油、耐化学介质、耐霉菌、电绝缘性,优良,等,特点。,3,、,酚醛树脂胶黏剂,特点：,但,脆性大，剥离强度不高,，需加热加压固化，收缩率较大，颜色深，有酚类气味等不足之处。酚醛,-,丁腈、酚醛,-,环氧、酚醛,-,聚乙烯醇缩醛类都是优良的结构粘合剂。,3,、,酚醛树脂胶黏剂,特点：,主链,上含有,氨基甲酸酯基,(NHCOO),的胶黏剂,。,聚氨酯,胶黏剂可分为,三类,，,多异氰酸酯,可直接用作胶黏剂；,预聚体类聚氨酯胶黏剂,，由异氰酸酯和含端羟基的聚酯或聚醚反应而得，这是最主要的品种；,端封型聚氨酯胶黏剂,，用苯酚或羟基将异氰酸基封闭，可制成,水溶液,或,乳液,胶黏剂，使用时加热，端基重新活化而起粘合作用。,4,、,聚氨酯胶黏剂,以,丙烯酸乙酯、丁酯、异辛酯为主，与甲基丙烯酸酯类、苯乙烯或醋酸乙烯共聚而得。具有良好的,耐水性,和,广泛的粘接性,，改变共聚组分，可获得一系列有用的胶黏剂。这一类胶黏剂还可详细分为以下,几种：,4,、,丙烯酸脂类胶黏剂,1.,溶液型丙烯酸酯胶黏剂：,可以粘塑料,。,2.,乳液型丙烯酸酯胶黏剂,：可合成多种共聚乳液，供无纺布、织物、植绒、复合薄膜，纸张上光、建筑密封及涂料应用。,4,、,丙烯酸脂类胶黏剂,3,.,氰基丙烯酸酯,： 为单液型，粘度低，,固化特别快,，见潮即可在几十秒内聚合，常称为,瞬干胶,。 强度高、透明、毒性小、使用方便；但脆性大、耐久性差、,价格昂贵,。可粘各种材料，最适于应急修补。,4,、,丙烯酸脂类胶黏剂,4.,厌氧胶：,是由,丙烯酸,和,甲基丙烯酸,的,双酯,或某些特殊的丙烯酸酯，如,甲基丙烯酸羟丙酯,为主构成的，在隔绝空气下,(,无氧,),可,自行室温固化,的胶黏剂。现已发展成几百个品种，具有单组分、无溶剂、低粘度、使用方便、常温快速固化、耐热、耐溶剂、耐酸碱性好、适用期长、贮存稳定的特点。,主要用于,管道螺纹、法兰面及机械箱体防漏；螺纹螺栓紧固；轴承、插件、嵌件固定。,4,、,丙烯酸脂类胶黏剂,在,主链上含有,不饱和双键,的聚酯，称不饱和聚酯。将其溶于,苯乙烯,中，即得不饱和聚酯,胶黏,剂,。,使用时加入,过氧化物,作引发剂，即可加热固化；若再加入少量,环烷酸钴,，则可常温固化。这种胶黏剂具有黏度小，使用方便，价廉，耐酸碱等特点；但,收缩性大,，有,脆性,。除用作胶黏剂外，还大量用于玻璃钢胶黏剂、人造大理石、胶合板及家具面漆。,5,、,不饱和聚酯胶黏剂,是一类以,尿素,与,甲醛,缩聚为基料配制的,水基型热固性树脂胶黏剂,。这类胶黏剂,无色,，不污染制品，毒性小，胶接强度优于动植物胶，工艺性好，,使用方便,，价廉，但,耐水性差，性脆,。主要用于木材制品、胶合板、纤维板、及家具。加入氯化铵，可室温固化。,6,、,脲醛树脂胶黏剂,