建筑涂料 .ppt

1、3 建筑涂料建筑涂料本章提要本章提要 介绍了建筑涂料的定义、发展历史、发展介绍了建筑涂料的定义、发展历史、发展趋势、组成、分类、命名、成膜机理、常用树趋势、组成、分类、命名、成膜机理、常用树脂料及乳液基料的制备等；分别阐述了常用的脂料及乳液基料的制备等；分别阐述了常用的内墙涂料、外墙涂料、地面涂料等的特点、用内墙涂料、外墙涂料、地面涂料等的特点、用途、使用范围及主要技术指标；并简单介绍了途、使用范围及主要技术指标；并简单介绍了建筑涂料的质量检测、施工及化学毒性等。建筑涂料的质量检测、施工及化学毒性等。本章内容本章内容3.1 建筑涂料基础建筑涂料基础3.2 常用树脂基料的制备常用树脂基料的制备3

2、.3 常用乳液基料的制备常用乳液基料的制备3.4 内墙装饰涂料内墙装饰涂料3.5 外墙装饰涂料外墙装饰涂料3.6 水性墙面腻子水性墙面腻子3.7 地面涂料地面涂料3.8 建筑防火及防腐涂料建筑防火及防腐涂料3.9 建筑涂料的质量检测、施工及化学毒性建筑涂料的质量检测、施工及化学毒性3.1 建筑涂料基础建筑涂料基础3.1.1 建筑涂料定义及发展历史建筑涂料定义及发展历史 涂料是指涂敷于物体表面，能与物体粘结在涂料是指涂敷于物体表面，能与物体粘结在一起，并能形成连续性涂膜，从而对物体起到一起，并能形成连续性涂膜，从而对物体起到装装饰饰、保护保护或使物体具有某种或使物体具有某种特殊功能特殊功能的材料

3、。的材料。涂涂料用途非常广泛，我们把用于建筑领域的涂料，料用途非常广泛，我们把用于建筑领域的涂料，称为称为建筑涂料建筑涂料。发展发展历史历史 天然成膜物质的使用天然成膜物质的使用 涂料工业的形成涂料工业的形成 合成树脂涂料的生产合成树脂涂料的生产定义定义3.1.2 建筑涂料的发展趋势建筑涂料的发展趋势 低低VOC（有机挥发物）、水性化（有机挥发物）、水性化 功能化、复合化功能化、复合化 高性能、高档次高性能、高档次 通过在内墙涂料中加入某种特殊通过在内墙涂料中加入某种特殊材料，从而达到吸收室内有毒有害气材料，从而达到吸收室内有毒有害气体、消除室内异味、净化空气的目的。体、消除室内异味、净化空气

4、的目的。发发 展展 趋趋 势势3.1.3 建筑涂料的分类建筑涂料的分类 按构成涂膜主要成膜物质的化学成分，可将按构成涂膜主要成膜物质的化学成分，可将建筑涂料分为有机涂料、无机涂料、无机和有机建筑涂料分为有机涂料、无机涂料、无机和有机复合涂料三类。复合涂料三类。1）有机涂料有机涂料 有机涂料常用的有三种类型：溶剂型涂料、有机涂料常用的有三种类型：溶剂型涂料、乳液型涂料及水溶性涂料乳液型涂料及水溶性涂料（1）按主要成膜物质的化学成分分类）按主要成膜物质的化学成分分类 溶剂型涂料是以高分子合成树脂为主要成膜溶剂型涂料是以高分子合成树脂为主要成膜物质，有机溶剂为稀释剂，加入适量的颜料、填物质，有机溶剂

5、为稀释剂，加入适量的颜料、填料（体质颜料）及辅助材料，经研磨而成的涂料（体质颜料）及辅助材料，经研磨而成的涂料。料。常用品种有过氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、氯常用品种有过氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、氯化橡胶、丙烯酸酯等。化橡胶、丙烯酸酯等。溶剂型涂料溶剂型涂料 乳液涂料又称乳胶漆。它是由合成树脂借助乳液涂料又称乳胶漆。它是由合成树脂借助乳化剂的作用，以乳化剂的作用，以0.10.5m的极细微粒子分散的极细微粒子分散于水中构成乳液，并以乳液为主要成膜物质，加于水中构成乳液，并以乳液为主要成膜物质，加入适量的颜料、填料及辅助材料经研磨而成的涂入适量的颜料、填料及辅助材料经研磨而成的涂料。料。常用品种有聚醋酸

6、乙烯乳液、乙烯醋酸乙常用品种有聚醋酸乙烯乳液、乙烯醋酸乙烯、醋酸乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯等烯、醋酸乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯等共聚乳液共聚乳液。乳液涂料乳液涂料 水溶性涂料是以水溶性合成树脂为主要成膜水溶性涂料是以水溶性合成树脂为主要成膜物质，以水为稀释剂，加入适量的颜料及辅助材物质，以水为稀释剂，加入适量的颜料及辅助材料，经研磨而成的涂料。料，经研磨而成的涂料。一般只用于内墙涂料。常用品种有聚乙烯醇一般只用于内墙涂料。常用品种有聚乙烯醇水玻璃内墙涂料、聚乙烯醇甲醛类涂料等。水玻璃内墙涂料、聚乙烯醇甲醛类涂料等。水水溶溶性性涂涂料料 目前所使用的无机涂料是以水玻璃、硅溶目前所使用的无机涂

7、料是以水玻璃、硅溶胶、水泥等为基料，加入颜料、填料、助剂等经胶、水泥等为基料，加入颜料、填料、助剂等经研磨、分散等而成的涂料。研磨、分散等而成的涂料。无机涂料的价格低，资源丰富，无毒、不无机涂料的价格低，资源丰富，无毒、不燃，具有良好的遮盖力，对基层材料的处理要求燃，具有良好的遮盖力，对基层材料的处理要求不高，可在较低温度下施工，涂膜具有良好的耐不高，可在较低温度下施工，涂膜具有良好的耐热性、保色性、耐久性等。热性、保色性、耐久性等。2）无机涂料）无机涂料 不论是有机涂料还是无机涂料，在单独使用不论是有机涂料还是无机涂料，在单独使用时，都存在一定的局限性。为克服其缺点，发挥时，都存在一定的局限

8、性。为克服其缺点，发挥各自的长处，出现了无机和有机复合的涂料。如各自的长处，出现了无机和有机复合的涂料。如聚乙烯醇水玻璃内墙涂料就比聚乙烯醇有机涂料聚乙烯醇水玻璃内墙涂料就比聚乙烯醇有机涂料的耐水性好。此外，以硅溶胶、丙烯酸系列复合的耐水性好。此外，以硅溶胶、丙烯酸系列复合的外墙涂料在涂膜的柔韧性及耐候性方面更能适的外墙涂料在涂膜的柔韧性及耐候性方面更能适应气候的变化。应气候的变化。3）无机有机复合涂料）无机有机复合涂料（2）按构成涂膜的主要成膜物质分类）按构成涂膜的主要成膜物质分类 按构成涂膜的主要成膜物质，可将涂料分为按构成涂膜的主要成膜物质，可将涂料分为聚乙烯醇系列建筑涂料、丙烯酸系列建

9、筑涂料、聚乙烯醇系列建筑涂料、丙烯酸系列建筑涂料、氯化橡胶外墙涂料、聚氨酯建筑涂料和水玻璃及氯化橡胶外墙涂料、聚氨酯建筑涂料和水玻璃及硅溶胶建筑涂料。硅溶胶建筑涂料。（3）按建筑使用部位分类）按建筑使用部位分类 按建筑物使用部位，可将涂料分为外墙建筑按建筑物使用部位，可将涂料分为外墙建筑涂料、内墙建筑涂料、地面建筑涂料、顶棚涂料涂料、内墙建筑涂料、地面建筑涂料、顶棚涂料和屋面防水涂料等。和屋面防水涂料等。按使用功能，可将涂料分为装饰性涂料、防按使用功能，可将涂料分为装饰性涂料、防火涂料、保温涂料、防腐涂料、防水涂料、抗静火涂料、保温涂料、防腐涂料、防水涂料、抗静电涂料、防结露涂料、闪光涂料、幻

10、彩涂料等。电涂料、防结露涂料、闪光涂料、幻彩涂料等。按涂膜状态，可将涂料分为薄质涂层涂料、按涂膜状态，可将涂料分为薄质涂层涂料、厚质涂层涂料、粒状涂料、复合层涂料等。厚质涂层涂料、粒状涂料、复合层涂料等。（4）按特殊性能或使用功能分类）按特殊性能或使用功能分类（5）按涂膜状态分类）按涂膜状态分类（6）按涂料的状态分类）按涂料的状态分类 按涂料状态，可将涂料分为溶剂型、水溶型按涂料状态，可将涂料分为溶剂型、水溶型、乳液型及粉末型等。、乳液型及粉末型等。（7）按有无颜料分类）按有无颜料分类 按有无颜料，可将涂料分为清漆（无颜料的按有无颜料，可将涂料分为清漆（无颜料的透明体）和色漆（有色不透明），若

11、含有大量体透明体）和色漆（有色不透明），若含有大量体质颜料的稠厚浆状体，即为腻子。质颜料的稠厚浆状体，即为腻子。涂料的分类涂料的分类见表见表3.1。我国的涂料共分为。我国的涂料共分为17大类，每一类用一个汉语拼音字母为代号表示。大类，每一类用一个汉语拼音字母为代号表示。序号序号代号代号名称名称 序号序号代号代号名称名称 1Y油脂漆类油脂漆类 10X烯烃树脂漆类烯烃树脂漆类 2T天然树脂涂料天然树脂涂料 11B丙烯酸漆类丙烯酸漆类 3F酚醛漆类酚醛漆类 12Z聚酯树脂漆类聚酯树脂漆类 4L沥青漆类沥青漆类 13H环氧树脂漆类环氧树脂漆类 5C醇酸树脂漆类醇酸树脂漆类 14S聚氨酯漆类聚氨酯漆类

12、6A氨基树脂漆类氨基树脂漆类 15W元素有机聚合物漆类元素有机聚合物漆类 7Q硝基漆类硝基漆类 16J橡胶漆类橡胶漆类 8M纤维素漆类纤维素漆类 17E其他漆类其他漆类 9G过氯乙烯漆类过氯乙烯漆类 表表3.13.1涂料的分类和命名代号涂料的分类和命名代号 3.1.3 建筑涂料的命名建筑涂料的命名 根据国家标准根据国家标准涂料产品的分类与命名涂料产品的分类与命名（GB/T 27052003），对涂料命名的规定，涂料），对涂料命名的规定，涂料全名一般是由颜色或颜料名称加上成膜物质名全名一般是由颜色或颜料名称加上成膜物质名称，再加上基本名称而组成。称，再加上基本名称而组成。对不含颜料的清漆，其全名

13、一般是由成膜物对不含颜料的清漆，其全名一般是由成膜物质的名称加上基本名称组成。质的名称加上基本名称组成。3.1.4 建筑涂料的命名建筑涂料的命名 颜色名称通常由红、黄、蓝、白、黑、绿、紫、棕、颜色名称通常由红、黄、蓝、白、黑、绿、紫、棕、灰等颜色，有时再加上深、中、浅灰等颜色，有时再加上深、中、浅(淡淡)等词构成。若颜料等词构成。若颜料对漆膜性能起显著作用，则可用颜料的名称代替颜色的名对漆膜性能起显著作用，则可用颜料的名称代替颜色的名称，例如铁红、锌黄、红丹等。称，例如铁红、锌黄、红丹等。成膜物质名称可做适当简化，漆基中含有多种成膜物成膜物质名称可做适当简化，漆基中含有多种成膜物质时，选取起主

14、要作用的一种成膜物质命名。必要时也可质时，选取起主要作用的一种成膜物质命名。必要时也可选取两或三种成膜物质命名，主要成膜物质名称在前，次选取两或三种成膜物质命名，主要成膜物质名称在前，次要成膜物质名称在后，例如红环氧硝基磁漆。要成膜物质名称在后，例如红环氧硝基磁漆。基本名称表示涂料的基本品种、特性和专业用途。例基本名称表示涂料的基本品种、特性和专业用途。例如清漆、磁漆、底漆、锤纹漆、罐头漆、甲板漆、汽车修如清漆、磁漆、底漆、锤纹漆、罐头漆、甲板漆、汽车修补漆等。补漆等。3.1.5 建筑涂料的组成建筑涂料的组成（1）主要成膜物质主要成膜物质 主要成膜物质又称基料、胶粘剂，它的作用主要成膜物质又称

15、基料、胶粘剂，它的作用是将涂料中的其他组分粘结在一起，并能牢固地是将涂料中的其他组分粘结在一起，并能牢固地附着在基层表面，形成连续均匀、坚韧的保护附着在基层表面，形成连续均匀、坚韧的保护膜。具有较高的化学稳定性和一定的机械强度。膜。具有较高的化学稳定性和一定的机械强度。建筑涂料用主要成膜物质应具有以下特点：建筑涂料用主要成膜物质应具有以下特点：1）能常温成膜能常温成膜 2）具有较好的耐碱性具有较好的耐碱性 3）具有较好的耐水性具有较好的耐水性4）具有良好的耐候性具有良好的耐候性5）要求原料来源广，资源丰富，价格便宜。要求原料来源广，资源丰富，价格便宜。目前我国建筑涂料所用的成膜物质主要目前我国

16、建筑涂料所用的成膜物质主要以合成树脂为主。以合成树脂为主。3.1.5 建筑涂料的组成建筑涂料的组成（2）次要成膜物质次要成膜物质 次要成膜物质是指涂料中所用的次要成膜物质是指涂料中所用的颜料和填颜料和填料料，它们是构成涂膜的组成部分，并以，它们是构成涂膜的组成部分，并以微细粉状微细粉状均匀地分散于涂料介质中，赋予涂膜以色彩、质均匀地分散于涂料介质中，赋予涂膜以色彩、质感，使涂膜具有一定的遮盖力，减少收缩，还能感，使涂膜具有一定的遮盖力，减少收缩，还能增加膜层的机械强度，防止紫外线的穿透作用，增加膜层的机械强度，防止紫外线的穿透作用，提高涂膜的抗老化性、耐候性。提高涂膜的抗老化性、耐候性。（2）

17、次要成膜物质次要成膜物质1）颜料）颜料 颜料的品种很多，按化学组成可分为有机颜颜料的品种很多，按化学组成可分为有机颜料和无机颜料；按来源可分为合成（人造）颜料料和无机颜料；按来源可分为合成（人造）颜料与天然颜料；按其作用又可分为着色颜料、防锈与天然颜料；按其作用又可分为着色颜料、防锈颜料与体质颜料（即填料）和特种颜料。颜料与体质颜料（即填料）和特种颜料。着色颜料是建筑涂料中品种最多的一种。着着色颜料是建筑涂料中品种最多的一种。着色颜料的颜色有红、黄、蓝、白、黑、金属光泽色颜料的颜色有红、黄、蓝、白、黑、金属光泽及中间色等。及中间色等。防锈颜料主要是防止金属锈蚀。常用的有红防锈颜料主要是防止金属

18、锈蚀。常用的有红丹、锌铬黄、氧化铁红、银粉等。丹、锌铬黄、氧化铁红、银粉等。常用的颜料品种见表常用的颜料品种见表3.2。（2）次要成膜物质次要成膜物质2）填料）填料 填料的主要作用在于改善涂料的涂膜性能，降填料的主要作用在于改善涂料的涂膜性能，降低成本。低成本。填料主要是一些碱土金属盐、硅酸盐和镁、铝填料主要是一些碱土金属盐、硅酸盐和镁、铝的金属盐和重晶石粉（的金属盐和重晶石粉（BaSO4）、轻质碳酸钙）、轻质碳酸钙(CaCO3)、重碳酸钙、滑石粉、重碳酸钙、滑石粉(3MgO.4SiO2.H2O)、云母粉云母粉(K2O.Al2O3.6SiO2.H2O)、硅灰石粉、膨润土、硅灰石粉、膨润土、瓷土

19、、石英石粉或砂等。瓷土、石英石粉或砂等。1）溶剂）溶剂 溶剂是涂料的挥发性组分，它的主要作用是溶剂是涂料的挥发性组分，它的主要作用是使涂料具有一定的粘度，以符合施工工艺的要使涂料具有一定的粘度，以符合施工工艺的要求。求。常用的溶剂有松香水、乙醇、常用的溶剂有松香水、乙醇、200号溶剂汽号溶剂汽油、苯、二甲苯、丙酮、乙酸乙酯等。油、苯、二甲苯、丙酮、乙酸乙酯等。（3）辅助成膜物质辅助成膜物质1）溶剂）溶剂 溶剂的溶解力溶剂的溶解力 溶剂的挥发性溶剂的挥发性 溶剂的易燃性溶剂的易燃性 常用溶剂的闪点和着火点常用溶剂的闪点和着火点见表见表3.3。溶剂的毒性溶剂的毒性 配制溶剂型建筑涂料时对溶剂的选择

20、应注意配制溶剂型建筑涂料时对溶剂的选择应注意以下几点：以下几点：溶剂溶剂闪点闪点()着火点着火点()溶剂溶剂闪点闪点()着火点着火点()丙酮丙酮-2053.6异丁醇异丁醇 3842.6丁醇丁醇 _34.3异丙醇异丙醇 2145.5醋酸丁酯醋酸丁酯 3342.1甲醇甲醇 1846.9乙醇乙醇 1642.6松香水松香水 _24.6甲乙酮甲乙酮-451.4甲苯甲苯 555.0表表3.3常用溶剂的闪点和着火点常用溶剂的闪点和着火点 2）助剂）助剂 助剂是为进一步改善或增加涂料的某些性助剂是为进一步改善或增加涂料的某些性能，在配制涂料时加入的物质，其掺量较少，一能，在配制涂料时加入的物质，其掺量较少，一

21、般只占涂料总量的百分之几到万分之几，但效果般只占涂料总量的百分之几到万分之几，但效果显著。常用的助剂有如下几类：显著。常用的助剂有如下几类：乳化剂、润湿分散剂等。乳化剂、润湿分散剂等。防结皮剂、防沉淀剂等。防结皮剂、防沉淀剂等。流平剂、增稠剂、成膜助剂等。流平剂、增稠剂、成膜助剂等。增塑剂、消光剂、防霉杀菌剂、光稳定剂增塑剂、消光剂、防霉杀菌剂、光稳定剂等。等。3.1.6 配方设计原理配方设计原理（1）配方设计的影响因素配方设计的影响因素1）颜基比（颜基比（P/B）颜基比是涂料配方体系中颜料（包括填料）的质量和颜基比是涂料配方体系中颜料（包括填料）的质量和基料固体（非挥发分）质量的比值，通常用

22、基料固体（非挥发分）质量的比值，通常用P/B来表示。来表示。P/B颜料基料比颜料基料比着色颜料的质量体质颜料的质量着色颜料的质量体质颜料的质量 基料的固体分（非挥发分）的质量基料的固体分（非挥发分）的质量 不同的涂料对不同的涂料对P/B的要求是不同的。的要求是不同的。耐久性要求高的耐久性要求高的户外用涂料不宜采用户外用涂料不宜采用P/B高的配方，其原因是基料用量较高的配方，其原因是基料用量较少不能在大量颜料、填料粒子周围形成连续涂膜。因此，少不能在大量颜料、填料粒子周围形成连续涂膜。因此，对涂料性能要求越高，其对涂料性能要求越高，其P/B则应越低。则应越低。2）颜料体积浓度（颜料体积浓度（PV

23、C）颜料体积浓度为涂料中颜料和填料的体积占配方中所颜料体积浓度为涂料中颜料和填料的体积占配方中所有非挥发分的总体积之比，用有非挥发分的总体积之比，用PVC来表示。来表示。PVCVpVpVb100 PVC值对乳胶漆的值对乳胶漆的流平性、储存稳定性流平性、储存稳定性影响较大。在影响较大。在总固体体积含量不变的条件下，总固体体积含量不变的条件下，PVC增高，乳胶漆流平性、增高，乳胶漆流平性、储存稳定性会变差；反之，这些性能会明显改善。但成本储存稳定性会变差；反之，这些性能会明显改善。但成本也相应提高。也相应提高。涂膜的许多性能随着涂料的涂膜的许多性能随着涂料的PVC的变化而逐渐变化，的变化而逐渐变化

24、，当涂料的性能随着当涂料的性能随着PVC变化超过某一极限值时，这些性能变化超过某一极限值时，这些性能会发生突变，这一特定的颜料体积浓度值称为会发生突变，这一特定的颜料体积浓度值称为临界颜料体临界颜料体积浓度（积浓度（CPVC）。当当达到达到CPVC时，涂膜中恰好有足够的基料润湿质点，时，涂膜中恰好有足够的基料润湿质点，即在涂膜里，基料物质恰恰填满颜料、填料颗粒间的空隙即在涂膜里，基料物质恰恰填满颜料、填料颗粒间的空隙而没有多余量；在而没有多余量；在低于低于CPVC值时配制涂料，基料物质的值时配制涂料，基料物质的数量除了润湿颜料、填料外，还有余量使颜料、填料质点数量除了润湿颜料、填料外，还有余量

25、使颜料、填料质点牢固地分散在基料物质的连续相中，增加涂膜光泽度，降牢固地分散在基料物质的连续相中，增加涂膜光泽度，降低透气、透水性，提高防锈性。但是容易产生气泡。低透气、透水性，提高防锈性。但是容易产生气泡。超过超过CPVC值时，由于基料物质的数量不足，难以润湿所有颜值时，由于基料物质的数量不足，难以润湿所有颜料、填料质点。这些颜料、填料质点在涂膜中呈疏松状态料、填料质点。这些颜料、填料质点在涂膜中呈疏松状态存在，其相应的性能与存在，其相应的性能与PVC值低于值低于CPVC值时的结果恰恰值时的结果恰恰相反。相反。3）临界颜料体积浓度（）临界颜料体积浓度（CPVC）在涂料中，溶剂的作用既能溶解基

26、料物质又能控制涂在涂料中，溶剂的作用既能溶解基料物质又能控制涂料的粘度，使挥发性液体符合储存和施工要求，同时还可料的粘度，使挥发性液体符合储存和施工要求，同时还可以降低涂料的制造成本，改善性能，符合环境保护的要求。以降低涂料的制造成本，改善性能，符合环境保护的要求。溶解能力溶解能力 选择溶剂或混合溶剂遵循的原则是溶解选择溶剂或混合溶剂遵循的原则是溶解度参数度参数。4）溶剂的影响）溶剂的影响 蒸发速度蒸发速度 涂料中溶剂的蒸发速度对涂膜的干燥时涂料中溶剂的蒸发速度对涂膜的干燥时间、流平、成膜过程及涂膜性能有很大影响。因此，涂料间、流平、成膜过程及涂膜性能有很大影响。因此，涂料中的溶剂要有适宜的蒸

27、发速度。中的溶剂要有适宜的蒸发速度。闪点闪点 涂料或溶剂的闪点是其可燃性的表征。在设涂料或溶剂的闪点是其可燃性的表征。在设计涂料配方时，应测定其闪点，调整合适的闪点值。计涂料配方时，应测定其闪点，调整合适的闪点值。粘度粘度 涂料粘度主要是根据储存稳定性和施工特性涂料粘度主要是根据储存稳定性和施工特性的要求而设计的。的要求而设计的。3.1.6 配方设计原理配方设计原理（2）配方设计内容配方设计内容1）选择基料种类并确定用量选择基料种类并确定用量 2）确定颜（填）料种类及用量确定颜（填）料种类及用量 3）确定助剂的种类及其用量确定助剂的种类及其用量 4）试配及检验试配及检验 5）配方调整配方调整

28、6）综合性能检测综合性能检测 3.1.7 涂料的表面化学涂料的表面化学 （1）表面张力表面张力 当把液体做成液膜，为保持表面平整，就需要有一适当当把液体做成液膜，为保持表面平整，就需要有一适当的力的力f与液面相切并作用于宽度为与液面相切并作用于宽度为l液膜上。达到平衡时必须液膜上。达到平衡时必须有一个与有一个与f力大小相等方向相反力，即表面张力。力大小相等方向相反力，即表面张力。f2l 通常将表面张力系数称为表面张力，并定义为垂直通过通常将表面张力系数称为表面张力，并定义为垂直通过液体表面上任一单位长度与液面相切收缩表面的力。表面张液体表面上任一单位长度与液面相切收缩表面的力。表面张力也可以看

29、做是表面作用能，液体表面自动收缩时可以做功力也可以看做是表面作用能，液体表面自动收缩时可以做功即有自由能。因此，表面张力等于产生新表面每单位面积所即有自由能。因此，表面张力等于产生新表面每单位面积所需的功。需的功。W3.1.7 涂料的表面化学涂料的表面化学 （2）润湿作用与润湿角润湿作用与润湿角 润湿作用是指表面上一种流体被另一种流体所取代。润湿润湿作用是指表面上一种流体被另一种流体所取代。润湿作用有三类，即沾湿、浸湿和铺展。作用有三类，即沾湿、浸湿和铺展。指液体与固体接触过程，即液指液体与固体接触过程，即液/气界面和固气界面和固/气界面变为液气界面变为液/固界面的过程。例如涂料的液滴有效地粘

30、附于基材表面之上。固界面的过程。例如涂料的液滴有效地粘附于基材表面之上。1）沾湿沾湿 2）浸湿浸湿 浸湿指固体浸入液体的过程。即将固浸湿指固体浸入液体的过程。即将固/气界面变为固气界面变为固/液界液界面的过程。例如颜料置入涂料的过程。面的过程。例如颜料置入涂料的过程。3）铺展铺展 将涂料涂布于基材时，不但要求涂料能粘附于其上，而将涂料涂布于基材时，不但要求涂料能粘附于其上，而且还要流动，该过程的实质是以固且还要流动，该过程的实质是以固/液界面代替固液界面代替固/气界面的同时气界面的同时液体表面也扩展。凡能铺展的必能沾湿与浸湿。液体表面也扩展。凡能铺展的必能沾湿与浸湿。3.1.7 涂料的表面化学

31、涂料的表面化学 润湿角是液体表面的一个参数，定义为气、液、固三润湿角是液体表面的一个参数，定义为气、液、固三相交界处在液体中量得的角，以相交界处在液体中量得的角，以表示，如图表示，如图3.23.2所示。所示。4）润湿角（接触角）润湿角（接触角）当当180时，可沾湿；当时，可沾湿；当 90时，可浸湿；当时，可浸湿；当 0时，可铺展。习惯上，以时，可铺展。习惯上，以 90 为标准，称为标准，称 90为为不润湿，不润湿，90可润湿。可润湿。愈小，润湿愈好。当愈小，润湿愈好。当 0或或不存在，可铺展不存在，可铺展。（2）润湿作用与润湿角润湿作用与润湿角3.1.7 涂料的表面化学涂料的表面化学（3）流平

32、和流挂流平和流挂 1）流平性流平性 流平性是指涂料施工后能否达到涂层平整光滑的特性。流平性是指涂料施工后能否达到涂层平整光滑的特性。当涂料涂刷在基材上时留下刷痕，刷痕可因涂料在未干燥前当涂料涂刷在基材上时留下刷痕，刷痕可因涂料在未干燥前的流动而减轻。如果涂料的流平性差，在涂膜表面用肉眼可的流动而减轻。如果涂料的流平性差，在涂膜表面用肉眼可见到不平的刷痕。涂料的流平性好是指粘度低涂层厚。见到不平的刷痕。涂料的流平性好是指粘度低涂层厚。2）流挂流挂 流挂是指涂料涂布于一个垂直面时，由于重力的作用，流挂是指涂料涂布于一个垂直面时，由于重力的作用，涂料有向下流动的倾向。流挂是重力引起的流动，用粘度可涂

33、料有向下流动的倾向。流挂是重力引起的流动，用粘度可以作为抵抗流动的度量。粘度越大、涂层越薄，则流挂速度以作为抵抗流动的度量。粘度越大、涂层越薄，则流挂速度越小。控制流挂主要是控制粘度。越小。控制流挂主要是控制粘度。3.1.7 涂料的表面化学涂料的表面化学（4）涂料施工中常见的表面张力问题涂料施工中常见的表面张力问题 1）缩孔现象缩孔现象 湿膜表面若滴落一滴低表面张力的液体，使其邻近的涂湿膜表面若滴落一滴低表面张力的液体，使其邻近的涂料表面张力降低，并向周围表面张力较高处铺展，于是形成料表面张力降低，并向周围表面张力较高处铺展，于是形成一个火山口似的形状，涂膜表面呈凹态，这种现象称之为缩一个火山

34、口似的形状，涂膜表面呈凹态，这种现象称之为缩孔。孔。2）桔皮现象桔皮现象 桔皮现象指涂膜表面有微微地起伏不平，形状像桔子皮。桔皮现象指涂膜表面有微微地起伏不平，形状像桔子皮。其原因是喷涂时，雾化的小滴经过较长的距离，大部分溶剂其原因是喷涂时，雾化的小滴经过较长的距离，大部分溶剂挥发后形成高浓度小液滴，表面张力较大，当它滴落在湿膜挥发后形成高浓度小液滴，表面张力较大，当它滴落在湿膜上，使周围的涂料自动地向该小雾滴铺展，于是形成凸起。上，使周围的涂料自动地向该小雾滴铺展，于是形成凸起。3.1.7 涂料的表面化学涂料的表面化学 3）贝纳儿漩流窝）贝纳儿漩流窝 在干燥过程中，涂料随着溶剂的蒸发，涂膜的

35、表面浓度在干燥过程中，涂料随着溶剂的蒸发，涂膜的表面浓度升高，温度下降，表面张力升高。因表层和底层的表面张力升高，温度下降，表面张力升高。因表层和底层的表面张力不同而产生一种很大的推动力，使涂料从底层向上层运动，不同而产生一种很大的推动力，使涂料从底层向上层运动，造成局部涡流，形成贝纳儿漩流窝。表面张力低的涂料向周造成局部涡流，形成贝纳儿漩流窝。表面张力低的涂料向周围表面张力高的表层铺展，于是形成隆起，并使湿膜形成规围表面张力高的表层铺展，于是形成隆起，并使湿膜形成规则的六角形，其中心与边缘颜料浓度不同。则的六角形，其中心与边缘颜料浓度不同。4）发花和浮色现象）发花和浮色现象 发花指施工后涂膜

36、中颜料的不均匀分布，使外观呈花斑发花指施工后涂膜中颜料的不均匀分布，使外观呈花斑的现象；浮色是指涂膜表面颜色与底层不同的现象。发花和的现象；浮色是指涂膜表面颜色与底层不同的现象。发花和浮色现象都是颜料分布不均的现象，其原因与溶剂蒸发形成浮色现象都是颜料分布不均的现象，其原因与溶剂蒸发形成的贝纳儿漩流窝有关。的贝纳儿漩流窝有关。（4）涂料施工中常见的表面张力问题涂料施工中常见的表面张力问题3.1.8 建筑涂料的成膜机理建筑涂料的成膜机理 涂料涂布于物体表面后，其挥发部分逐渐散去，余下不挥涂料涂布于物体表面后，其挥发部分逐渐散去，余下不挥发部分在物体表面上干结成膜。由于涂料的种类不同，涂膜的发部分

37、在物体表面上干结成膜。由于涂料的种类不同，涂膜的类型与成膜原理也不相同。类型与成膜原理也不相同。（1）涂膜的类型与方式涂膜的类型与方式 根据涂膜的分子结构不同，涂膜有三种类型：根据涂膜的分子结构不同，涂膜有三种类型：1）低分子球状结构涂膜低分子球状结构涂膜 由大量球形或类似球状的低分子组成，分子之间连接较由大量球形或类似球状的低分子组成，分子之间连接较弱，这类涂膜的耐磨性较差，弹性低，大多数不耐水、不耐弱，这类涂膜的耐磨性较差，弹性低，大多数不耐水、不耐热，也不能抵抗大气侵蚀。但是对木材的附着力尚好。热，也不能抵抗大气侵蚀。但是对木材的附着力尚好。3.1.8 建筑涂料的成膜机理建筑涂料的成膜机

38、理（1）涂膜的类型与方式涂膜的类型与方式 3）体型网状分子结构涂膜）体型网状分子结构涂膜 这类涂膜的各个分子间被化学键连接成网状结构，而且这类涂膜的各个分子间被化学键连接成网状结构，而且许多侧链紧密并牢固连接。该涂膜的耐水、耐热、耐寒、耐许多侧链紧密并牢固连接。该涂膜的耐水、耐热、耐寒、耐磨及耐化学药品性均优于另外两类。磨及耐化学药品性均优于另外两类。2）线型分子结构涂膜）线型分子结构涂膜 由直链或带有支链的大分子与许多非转化型的合成树脂由直链或带有支链的大分子与许多非转化型的合成树脂（过氯乙烯、聚丙烯等）组成的涂膜。这类涂膜由于分子间（过氯乙烯、聚丙烯等）组成的涂膜。这类涂膜由于分子间彼此相

39、互交织，联系紧密。所以耐磨性、弹性、耐水性和耐彼此相互交织，联系紧密。所以耐磨性、弹性、耐水性和耐热性等均好于低分子球状结构的涂膜。热性等均好于低分子球状结构的涂膜。（2）成膜机理成膜机理 当涂料涂敷于被涂物表面上，由液态（或粉末状）变成当涂料涂敷于被涂物表面上，由液态（或粉末状）变成无定形的固态薄膜的过程称为涂料的成膜过程（或涂料的固无定形的固态薄膜的过程称为涂料的成膜过程（或涂料的固化），或称为涂料干燥。化），或称为涂料干燥。1）物理机理干燥物理机理干燥 靠涂料中液体（溶剂或分散相）的蒸发而得到干硬涂膜的靠涂料中液体（溶剂或分散相）的蒸发而得到干硬涂膜的干燥过程的成膜机理。成膜时不伴随化学

40、反应。干燥过程的成膜机理。成膜时不伴随化学反应。溶剂挥发成膜溶剂挥发成膜 成膜方式是靠涂料层中溶剂的挥发而干燥成膜。即当基材成膜方式是靠涂料层中溶剂的挥发而干燥成膜。即当基材上涂刷了一层聚合物涂料后，溶剂分子逐渐挥发，不断地从涂上涂刷了一层聚合物涂料后，溶剂分子逐渐挥发，不断地从涂层中向外扩散，扩散速度随着涂层的渐渐固化而慢慢减小，已层中向外扩散，扩散速度随着涂层的渐渐固化而慢慢减小，已挥发出的溶剂分子在涂层表面形成一层气层，最后冲出气体层挥发出的溶剂分子在涂层表面形成一层气层，最后冲出气体层向外逸出。向外逸出。1）物理机理干燥物理机理干燥 分散介质挥发成膜分散介质挥发成膜 如果乳液的玻璃化温

41、度较高或外界温度低于乳液的最如果乳液的玻璃化温度较高或外界温度低于乳液的最低成膜温度，聚合物的微粒（乳胶粒）很硬，就无法软化低成膜温度，聚合物的微粒（乳胶粒）很硬，就无法软化复形而聚集成膜。此时就要借助于成膜助剂，该助剂实际复形而聚集成膜。此时就要借助于成膜助剂，该助剂实际上是可以溶解乳液聚合物的高沸点溶剂。它可以溶胀聚合上是可以溶解乳液聚合物的高沸点溶剂。它可以溶胀聚合物微粒，使其暂时软化，促使其复形，融合而聚集成膜。物微粒，使其暂时软化，促使其复形，融合而聚集成膜。当成膜助剂挥发后（大约当成膜助剂挥发后（大约10天）涂膜又恢复到原来较高的天）涂膜又恢复到原来较高的玻璃化温度。因此，从宏观上看，成膜助剂可以降低乳液玻璃化温度。因此，从宏观上看，成膜助剂可以降低乳液的最低成膜温度。的最低成膜温度。2）化学机理干燥化学机理干燥 主要是通过缩合、聚合等化学作用完成的。即线型，主要是通过缩合、聚合等化学作用完成的。即线型，或轻度支链化的聚合物，甚至用简单的低分子化合物配制或轻度支链化的聚合物，甚至用简单的低分子化合物配制成涂料，涂料施工后涂膜再发生交联反应，成为固态网状成涂料，涂料施工后涂膜再发生交联反应，成为固态网状结构的高分子化合物，所形成的涂膜不能再被溶剂溶解，结构的高分子化合物，所形成的涂膜不能再被溶剂溶解，受热也不能融化。受热也不能融化。