第2章 常用涂料

2.1 涂料的組成和作用

2.1.1 涂料由哪些組分組成？

涂料是由成膜物質(zhì)、分散介質(zhì)（溶劑）、顏料和填料及助劑組成的復(fù)雜多相分散體系（見圖2-1），經(jīng)適當(dāng)?shù)耐垦b工藝能轉(zhuǎn)變成具有一定物理力學(xué)性能的涂層，發(fā)揮保護(hù)和裝飾的作用。涂料的各種組分在形成涂層過程中發(fā)揮各自的作用。

圖2-1 涂料組成分類

在某些關(guān)于涂料的圖書中，有的把涂料的組成分為三個(gè)部分：主要成膜物質(zhì)、次要成膜物質(zhì)和輔助成膜物質(zhì)。

2.1.2 涂料組成有何特性？

1）主要成膜物質(zhì)包括（半）干性油、天然樹脂、合成樹脂等，它是涂料中不可缺少的成分，涂膜的性質(zhì)也主要由它所決定，故稱為基料。其中合成樹脂的品種多、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大、性能好，是現(xiàn)代涂料工業(yè)的基礎(chǔ)。這些合成樹脂包括：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、氨基樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、乙烯基樹脂、氟碳樹脂及氯化烯基樹脂等。由這些樹脂配成的涂料，在防腐蝕保護(hù)和耐候性方面各有側(cè)重，并有低檔、中檔及高檔之分，以滿足國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域產(chǎn)品的涂裝要求。

2）次要成膜物質(zhì)包括顏料和填料、功能性材料添加劑，它自身沒有形成完整涂膜的能力，但能與主要成膜物質(zhì)一起參與成膜，賦予涂膜色彩或某種功能，也能改變涂膜的物理力學(xué)性能。顏料和填料包括防銹顏料、著色顏料和體質(zhì)顏料三大類。

3）輔助成膜物質(zhì)包括稀釋劑和助劑。稀釋劑由溶劑、非溶劑和助溶劑組成。溶劑直接影響到涂料的穩(wěn)定性、施工性和涂膜質(zhì)量：①選用的溶劑應(yīng)該賦予涂料適當(dāng)?shù)恼扯龋怪c涂料施工方式相適應(yīng)；②應(yīng)保持溶劑在一定的揮發(fā)速度下與涂膜的干燥性相適宜，使之形成理想的膜層，避免出現(xiàn)泛白、失光、桔皮、針孔等涂膜缺陷；③應(yīng)增加涂料對物體表面的潤濕性，賦予涂膜良好的附著力。

2.1.3 涂料成膜物質(zhì)有哪些？

有一類成膜物質(zhì)在成膜過程中其組成結(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，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，多具有可溶解性，即為可溶可熔的物質(zhì)，屬于這類成膜物質(zhì)的有天然樹脂、人造樹脂及合成的高分子線型聚合物樹脂，如過氯乙烯樹脂、聚醋酸乙烯樹脂。用于涂料的熱塑性樹脂與用于塑料、纖維橡膠、粘合劑的同類品種，在組成、相對分子質(zhì)量和性能上都不相同。

另一類成膜物質(zhì)在涂料成膜過程中其組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即成膜物質(zhì)形成與其原來組成結(jié)構(gòu)不相同的涂膜，這類成膜物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)。它們具有能起化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)，在熱、氧或其他物質(zhì)的作用下能夠聚合成與原有組成結(jié)構(gòu)不相同的不溶不熔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高聚物，即熱固性高聚物。屬于這類成膜物質(zhì)的有：來源于植物油脂的干性油、半干性油，它們是具有一定數(shù)量的官能團(tuán)的低分子化合物；天然漆和漆酚也屬于含有活性基團(tuán)的低分子化合物；低分子化合物的加成物和反應(yīng)物，如多異氰酸酯的加成物；合成聚合物，這種類型很多。屬于低聚合度低相對分子質(zhì)量的聚合物有：聚合度為5～15的齊聚物、低相對分子質(zhì)量的預(yù)聚物和低相對分子質(zhì)量的縮聚型樹脂，如酚醛樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯預(yù)聚物、丙烯酸酯齊聚物等。還有屬于線型高聚物的合成樹脂，如熱固性丙烯酸樹脂等。另外還有多種新型聚合物，如集團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合物和互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物等。

目前涂料的成膜物質(zhì)，經(jīng)常是采用幾種樹脂品種互相拼用，以利于互相改性，是使涂料性能更加完美，以適應(yīng)多方面性能需求。

2.1.4 著色顏料有哪些？

1.無機(jī)顏料

（1）白色無機(jī)顏料 二氧化鈦、鋅鋇白、氯化鋅、鉛白、銻白等是常用的白色無機(jī)顏料。

（2）黃色無機(jī)顏料 鉻黃、鋅鉻黃、氧化鐵黃、鎘黃等是常用的黃色無機(jī)顏料。

（3）藍(lán)色無機(jī)顏料 鐵藍(lán)、群青是常用的藍(lán)色無機(jī)顏料。

（4）紅色無機(jī)顏料 氧化鐵紅、紅丹是常用的紅色無機(jī)顏料。

（5）綠色無機(jī)顏料 鉛鉻綠、氧化鉻是常用的綠色無機(jī)顏料。

（6）黑色無機(jī)顏料 氧化鐵黑、炭黑、鉻鐵黑是常用的黑色無機(jī)顏料。

2.有機(jī)顏料

（1）黃色無機(jī)顏料 黃色無機(jī)顏料種類有耐曬黃、聯(lián)苯胺黃G、永固桔黃G。

（2）紅色無機(jī)顏料 紅色無機(jī)顏料種類甲苯胺紅、大紅粉、甲苯胺紫紅。

（3）藍(lán)色無機(jī)顏料 藍(lán)色無機(jī)顏料主要有酞菁藍(lán)BS。

（4）綠色無機(jī)顏料 綠色無機(jī)顏料主要有酞菁綠G。

2.1.5 常用體質(zhì)顏料有哪些？

（1）重晶石粉和沉淀硫酸鋇 重晶石粉是天然重晶石礦研磨粉碎后的產(chǎn)品，其硬度高、穩(wěn)定性好、耐酸、耐堿。用化學(xué)方法合成的硫酸鋇粉與天然重晶石粉的性能相似，也可以作為填料，常稱為沉淀硫酸鋇。

（2）滑石粉 滑石粉是天然礦石粉，是片狀和纖維狀兩種結(jié)構(gòu)形態(tài)的混合物。纖維狀的結(jié)構(gòu)能對涂膜起到增強(qiáng)作用，增加涂膜的柔韌性；片狀結(jié)構(gòu)可提高涂膜的屏蔽效果，能減少水分對涂膜的穿透性。滑石粉還可改善涂料的施工性能。

（3）瓷土 瓷土又稱高嶺土，為天然礦物，其主要成分是水合硅酸鋁，為細(xì)微的鱗片狀或柱狀晶體結(jié)構(gòu)，常在溶劑型涂料中用作填料，但用量不可太多，因?yàn)樗念w粒細(xì)用量過多時(shí)對涂料的流動(dòng)性有不利的影響。

（4）碳酸鈣 碳酸鈣有天然的和合成的兩種，天然碳酸鈣又稱為老粉、重質(zhì)碳酸鈣、石粉、太白粉，是天然石灰石礦粉碎而成的。合成碳酸鈣的顆粒微細(xì)，其吸油量大，不耐有機(jī)酸，因此不宜用于酸性環(huán)境中。

（5）云母粉 云母是片狀的硅酸鋁鉀天然礦物經(jīng)粉碎研磨形成，其結(jié)構(gòu)為片狀，有優(yōu)良的屏蔽效應(yīng)，能顯著減少水在涂膜中的滲透性能，同時(shí)還可提高涂膜的耐候性。

（6）石英粉 石英粉是由天然石英石研磨制成，其結(jié)構(gòu)為三方晶系，常呈六方柱和六方雙錐形晶體，性能較為穩(wěn)定，常在耐酸耐磨涂料中作為填料使用。

2.1.6 防銹顏料主要有哪些？

（1）無機(jī)鹽防銹顏料 無機(jī)鹽防銹顏料主要有紅丹、鉻酸鋅（鉀）、磷酸鋅、四鹽基鉻酸鋅、堿式硅鉻酸鉛、鉛酸鈣等。

（2）金屬粉防銹顏料 這類防銹顏料主要有鋅粉、鋁粉和不銹鋼粉。