涂料混合溶剂配方设计

近年来涂料技术发展迅速，出现了许多树脂，并常复合使用。涂装技术也日新月异，出

现了多种多样的施工工艺，这都要求有不同的溶解性和挥发特性的溶剂来配合。以往使用的

单一溶剂已再不能胜任，必须应用混合溶剂，以照顾全面。而混合溶剂又不像单一溶剂那样

简单，它除了满足溶解性和挥发特性外，还有溶剂平衡问题，所以混合溶剂的配方设计也成

为近代涂料配方设计整体中的一个组成了。

一、混合溶剂的溶解性溶剂对成膜物的溶解性可用溶解度参数来衡量。

溶解度参数的概念是由Hidebrand提出，认为溶质与溶剂有相近似的内聚能密度时，则

溶质可为溶剂所溶解。为了处理方便起见，溶解度参数(δ)采用内聚能密度的平方根为单位

称为Hildebrand(h)。Hildebrand体系的溶解度参数涉及的是非电解质在非极性溶剂中的溶解性。

在Hansen体系的溶解度参数中，把内聚能(E)分为非极性的相互作用力，即色散力(Ed)、

偶极力(Ep)和氢键力(Eb)，即ΔE＝ΔEa+ΔEp+ΔEh

或（1）

式中：V为摩尔体积，δd、δp和δh分别为溶解度参数的色散力、偶极力和氢键力组成。

要定量地将δ分解成δd、δp和δh是不太容易的。在Hansen体系中，用同形(homomorph)

的概念来估计δd，用同形物间的气化热差作为偶极力与氢键力之和，其中的偶极力，则以摩尔介电常数、折光率和偶极距以Boetther经验式求得。并为了简化式(1)在三维座标中溶解

区“体”的图形，使之为球体起见，将δd的座标值加倍，这样球体内的溶剂将都能溶解某一特定树脂。

在Crowhy体系的溶解度参数中，用Hildebrand体系的溶解度参数(δ)用Gordy方法测定光谱中波长位移数的十分之一作为氢键合值(γ)，以及偶极距(μ)在三维座标中来描绘的。

溶解度参数的体系还有几种。就目前而论，Hansen体系比较最富理论。由于ASTM D3132采用了Crowley体系，为了有标准测定方法可资遵循，故宜采用来衡量混合溶剂对成膜物的溶解性。

ASTM D3132“测定树脂和聚合物溶解区”的方法的大要如下：

按该标准的附表一所列的溶剂或混合溶剂以一定的成膜物/溶剂比例来溶解某一成膜物。有的能完全溶解；有的在溶解的边缘上，即混浊但无明显的分离；有的不溶解，即有胶粒或固相、或分层。由于溶剂对成膜物的溶解性以溶解度参数为最重要，氢键合值次之。因而对大多数的成膜物，以溶解度参数和氢键合值作溶解区图，已足够定其溶解性，故可将测定的结果分别以附表一上所对应的δ和γ值在座标中标出，绘成溶解区图。

偶极距在一般情况下对溶解区的影响不大。在某些情况下，溶解区的界线不清。这是偶

极距对之有较大的影响了。就需在几个氢键合值的水平上，以相对应的μ和δ值在座标中标

出而绘成溶解区图。

溶解区中任何一点，就是对成膜物有溶解性的混合溶剂，它的δm和γm值(或某一氢键

合值水平上的μm和δm)，可用下面的关系式分解为它的组成以及比例。

δm＝∑δiχi/∑χiVi

γm＝∑γiχi/∑χiVi (2)

μm＝∑μiχi/∑χiVi

式中的χi和Vi分别为混合溶剂中组成溶剂i的摩尔分数和摩尔容积。

这样就可设计有合适溶解性的混合溶剂的组成和比例了。

二、混合溶剂的挥发特性理想液体混合物在气/液平衡态下，它的蒸气压为各组成的分蒸气压Pi之和，即P＝∑Pi，而Pi可用RaooH定律给出，即Pi＝P0iχi

式中的P0i为组成i在纯态时的蒸气压。然而大多数液体包括大多数的溶剂在内是非理想

的，所以混合溶剂的蒸气压不能简单地用Raoult定律求得。为了矫正Raoult定律对非理想液体混合物的偏离导入了“活性系数”(γ)，即Pi＝γiP0iχi

这活性系数可用UNIFAC(Universal Functional Group Activity Coefficient)方法求得。这方法由Fredenslund等将溶剂的基团概念与UNIQUAC(Universal Quasi-Chemistry)模式相结合。这方法认为活

性系数与浓度和温度有关，还和组成间的相互作用有关。活性系数的计算方法可见参阅参考资料，或《上

海涂料》1987年第一期“涂料的溶剂”一文。

按UNIFAC方法求得了活性系数，那末就可计算混合溶剂在任何温度下的蒸气压(Pm)了，即

Pm＝

∑γiP0iχi (3) 溶剂的挥发速度与蒸气压成正比，所以混合溶剂的挥发速度(Rm)也有与式(3)相同的形式，即 Rm＝

∑γiRi0χi (4) 式中的R0i为纯溶剂的挥发速度。

溶剂的挥发速度可按ASTM D3539用Shell薄膜挥发仪“测定可挥发液体的挥发速度”的

方法。这方法的大要是：以一定重量的溶剂展布在一定尺寸的园形泸纸上，从而形成了一定

的挥发面积，并悬挂在一定流量的空气流中，在一定的温度下，测定挥发掉90％时所需的时

间(在挥发掉90％之前挥发面积不变)，并称为“90％”挥发时间(T90)。

溶剂的挥发速度与挥发时间成反比，所以式(4)中的R值可用T90值的倒数代入。

这样就可用式(4)来设计有合适挥发速度的混合溶剂的组成和比例了。

水性混合溶剂是由水和有机共溶剂组成，由于水的挥发受环境湿度的影响，故应将环境

中的水分蒸气压，即相对湿度的蒸气压(PRH)计入水性混合溶剂的水组成的分蒸气压(PW)之内。而水性混合溶剂中实际水组成的分蒸气压称为“有效”水分蒸气压(Peff)，即：

Peff＝

PW-PRH (5) 与“有效”水分蒸气压相对应的水性混合溶剂中水的“有效”摩尔分数(Xeff)则为Xeff＝

Peff/Peff+PC，式中PC为水性混合溶剂中有机共溶剂的分蒸气压。

经过这样的处理，在一定的环境湿度下，水性混合溶剂的挥发速度也可用式(4)来计算设计了。

三、溶剂平衡混合溶剂在挥发时，由于各组成的分蒸气压不同而使挥发速度各不相同，

故组成比例随着挥发的进行而改变。如果良溶剂组成挥发较快，那末留在湿膜中的混合溶剂的溶解性将逐

渐减弱，可能使成膜物处于不良的溶解状态下，影响了干膜的质量。如果将混合溶剂配成“共沸物”，即

气相和液相的组成比例在挥发过程中始终是相同的，即yi＝Xi，那

末组成比例就不会随挥发的进行而改变了，就像单一溶剂那样。这对混合溶剂的配方设计变

得简单得多了。对二元混合溶剂它的组成比例中X2＝1-X，当它是“共沸物”时，则

将X2＝1-X1代入上式，得

(γ1p10-γ2p20)＝X1(γ1p10-p20γ2)

上式只有在r1p10＝r2p20时才能满足，这就是混合溶剂“共沸”的条件。

“共沸”混合溶剂组成的比例可将一系列组成相同而比例不同的混合溶剂的T90值对组

成的比例作图，曲线的最低点就是“共沸物”。因为绝大多数的共沸物都具有最大的蒸气压，即最快的挥

发速度，也就是最小的T90值。图一中的曲线a是二甲苯/正丁醇在不同比例下

图一二甲苯/正丁醇混合溶剂的挥发时间

用ASTM D3539方法测得的T90值对配比所作的图，最低点(正丁醇28％)即“共沸物”。T90值也可用式(4)计算，即用UNIFAC方法求活性系数，取ASTM D3539附表A4.1的T90值倒数为R。它与对应的配比所作的图如图一中的曲线b。最低点(正丁醇26％)即“共沸物”。

水性混合溶剂中水组成的挥发前已述及，受环境湿度的影响，所以它的“共沸物”组成

的比例还取决于环境湿度。当“有效”水分蒸气压与水性混合溶剂中水的摩尔分数相同时，

就是“共沸物”了。由于“有效”水分蒸气压值取决于环境中的相对湿度(式(5))，不是恒

定的，所以这种“共沸物”称为“假共沸物”。

“假共沸物”水性混合溶剂组成的比例也可和“共沸”混合溶剂一样，可测定组成相同

而比例不同的一系列水性混合溶剂的T90值，只是在一定相对湿度的空气流下，然后以这些

T90值对组成比例作图。曲线的最低点就是在这相对湿度下的“假共沸物”。也可用式(4)计算T90值，只是水性混合溶剂中的水摩尔分数应为“有效”水摩尔分数，对二元水性混合溶

剂的挥发速度可将式(4)写成：

Rm＝γWRW0Xeff+γCRC0XC (6) 式中γW和γC分别为水和有机共溶剂的活性系数，RW0和RC0分别为水和有机共溶剂在纯态

时的挥发速度，XC为水性混合溶剂中有机共溶剂的摩尔分数。图二就是用式(6)求T90值对组

图二水/乙二醇丁醚混合溶剂在不同相对温度

的挥发时间

成比例所作的水/乙二醇丁醚体系在几个不同相对湿度下的图，曲线的最低点即“假共沸物”。

“共沸物”或“假共沸物”的概念的建立使多组份的混合溶剂可按单一溶剂来处理。并

且是混合溶剂配方设计中的一个重要参比点。它在水性混合溶剂的配方中有更多的一些的意义，因为它非但可使混合溶剂组成的比例在挥发过程中始终保持不变，而且是挥发速度最快的比例。如果进一步，从这参比点上，将挥发速度较慢的，溶解性较好的组成在比例稍予提高，那末在挥发过程中，混合溶剂的溶解性越来越好，挥发速度越来越慢，这样就可提高干膜的质量。这就是涂料配方中常用的压阵溶剂的方法。“共沸物”可给压阵溶剂有一个量的参考。这在水性涂料中意味着在溶剂挥发过程中湿膜可由水性转化为“溶剂型”，使干膜的质量有所提高。

运用上述方法，一个混合溶剂的组成和比例的溶解性可从溶解区内选择，符合涂装工艺

的挥发特性可从式(4)求得，溶剂平衡可由“共沸物”指出，然而通过三者的综合平衡，就可得到比较合适的配方了。

然而，溶剂从湿膜挥发的过程不同于从Shell薄膜挥发仪的挥发过程，更不同于基于气/液平衡态下，以UNIFAC的活性系数矫正的，用RaooH定律计算的挥发速度，所以只能是估算。还有，溶解度参数和UNIFAC 方法都是基干基团特性的可加性概念上，所以也只能是估算的。因此，求得的混合溶剂配方仅能是参考的。但是，这比目前全凭经验是进了一大步，有了量的概念。当它与经验相结合，作为混合溶剂的配方设计，或作为配方的改进或变动(供应或成本的原因)是有很重要的参考价值，是涂料由艺术走向技术之路。

仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。

For personal use only in study and research; not for commercial use.

Nur für den pers?nlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.

Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.

толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.

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外墙涂料配方设计的基本原则外墙涂料是外用建筑涂料中用量最大的涂料品种

外墙涂料配方设计的基本原则外墙涂料是外用建筑涂料中用量最大的涂料品种。由于直接处于大气环境中，自施工成膜开始，即受到大气和自然界中各种因素的影响，因而对外墙涂料的性能要求是严格的，尤其是耐久性和耐污染性更是首当其冲。外墙涂料的这一性能要求决定了其配方设计的基本原则，这就是在满足对比率（遮盖力）要求的前提下其PVC值小于临界PVC（CPVC）值。在涂料的PVC 值高于其CPVC值情况下，涂料基料无法包覆所有的颜料颗粒，而只能使其松散地存在于涂膜中，在颜料颗粒之间存在有孔隙，即涂膜中存在孔隙，从而使涂膜的质量变差。这种情况对于涂膜的耐久性和耐污染性的影响尤为严重。当涂料的PVC值为零时，是只有基料和助剂组成的清漆（透明涂料）。随着其中颜料、填料的数量的不断增大，涂料的PVC值逐渐增大，涂料的某些性能随之降低。因而，要保证涂料满足对比率要求，就要在涂料中使用一定数量的颜料、填料，而为了保证涂料的PVC值不超过CPVC值，则基料的用量必须保持在一定水平。这样，就能够保证涂料具有足够的乳液的用量。当然，涂料的PVC值大于其CPVC值，也能够生产具有一定性能要求的涂料。但是，由于涂料的PVC 值超过其CPVC值时，涂料的主要性能会迅速劣化，因而笔者认为使用PVC值高于CPVC值的配方生产外墙涂料在多数情况下是不适当的，对于高耐久性要求的涂料尤其如此。在涂料的PVC值大于其CPVC值的情况下只能够得到性能一般的涂料，很难得到高性能的外墙涂料。使涂料的PVC值大于其CPVC值的方法除了保证基料的用量以外，还要使用高密度的颜料、填料。例如，在保持基料不变的情况下，使用重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土等填料时，由于这几种填料的密度都很低，在相同重量下占据更多的体积，有可能使涂料的PVC值大于其CPVC值；而将这几种填料换成等重量的重晶石粉或者沉淀硫酸钡时，所占据的体积就会小得多，涂料的PVC值就不会超过其CPVC值。当然，使用等重量的钛白粉也会具有同样的结果，但成本提高，而前者不会提高涂料的成本。 3 涂料配方应当包含的内容目前我国建筑涂料的生产工艺基本上是物理混合以及颜料、填料的分散过程，不涉及化学反应。这种情况使得涂料配方对于涂料的生产具有非常重要的意义。直接决定涂料的生产过程和产品的质量。一个能够供实际生产使用的涂料配方，并不是仅仅是原材料名称和用量，而是需要更详细的内容，即除了原材料的实际名称、功能或作用提示、生产厂商、商品型号、技术要求和配比方式（通常使用的配比方式有质量比、重量比、体积比等）、用量等要素外，还应当包含：①配方目标涂料的名称和配方的使用条件；②基本的配方参数，例如涂料配方的PVC值、颜料-基料比，涂料分散介质的pH值范围以及涂料的干密度、湿密度等；③配方的使用说明，例如对于溶剂型涂料，应当给出生产过程中溶剂损耗的补充说明；对于硅溶胶-合成树脂乳液复合涂料，应当给出硅溶胶加料前预分散物料的pH值范围等；对于合成树脂乳液涂料，应当给出某些助剂的加入条件（例如成膜助剂的加入条件、乳液型增稠剂的加入条件等）的说明和④某些特殊说明。这样的配方才是完善的、具有使用价值的。通常书籍和资料中给出的仅包含原材料名称（甚至连确切的原材料名称也没有给出）和较大范围用量的配方一般仅具有参考意义。 4 外墙涂料配方需要调整的几种情况通常情况下，可能鉴于涂料耐久性要求、满足配色需要、对涂料耐沾污性要求的提高和使用场合的变化等而需要对外墙涂料的配方进行调整。 4.1 鉴于涂料耐久性要求鉴于涂料耐久性要求而对涂料配方进行调整的情况十分常见。这里的配方调整，是指同一类涂料（例如合成树脂乳液涂料），因对涂料耐用年限的不同而进行适当调整。从这一意义上来说，可以将外墙涂料分成表1所示的几类而考虑其配方调整的问题。表1 从耐用年限不同考虑配方调整而对外墙涂料的分类分类类别分类类别主要成膜物质主要涂料种类耐久性特征合成树脂乳液类聚丙烯酸酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、有机硅-丙烯酸酯共聚乳液、有机氟改性丙烯酸酯乳液等普通外墙涂料（乳胶漆、有光外墙涂料、弹性外墙涂料等通常因涂料成膜物质的不同，耐久性可产生较大差异。在相同配方条件下耐久性高、低的顺序大致为：有机氟改性丙烯酸酯乳液涂料＞有机硅-丙烯酸酯乳液复合涂料＞苯丙乳液涂料溶剂型外墙涂料聚丙烯酸酯树脂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂、有机硅-丙烯酸酯共聚树脂、聚氨酯-丙烯酸酯共聚树脂、氟树脂等半光外墙涂料、金属光泽外墙涂料、有光外墙涂料等通常因涂料种类的不同，耐久性可产生较大差异。在相同配方条件下耐久性高、低的顺序大致为：氟树脂涂料＞聚氨酯-丙烯酸酯复合涂料＞有机硅-丙烯酸酯复合涂料＞聚丙烯酸酯涂料＞苯丙树脂涂料有机-无机复合类硅溶胶-苯丙乳

水性丙烯酸涂料配方设计

1.丙烯酸酯涂料简介 1.1 定义 以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为主要原料合成的树脂称丙烯酸酯树脂，由丙烯酸酯树脂为主要基料的涂料属丙烯酸酯涂料。 1.2 结构 丙烯酸树脂的化学结构如图1，其中R为-H、-CN、烷基、芳基和卤素等;R为-H、烷基、芳基、羟烷基；其中-COOR也被-CN、-CONH2、-CHO等基团取代。作为涂料用丙烯酸树脂则主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及其脂与苯乙烯经共聚而得到的热塑性或热固性丙烯酸系树脂，以及其他树脂（如醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等）改性的丙烯酸树脂。 图1 1.3丙烯酸酯涂料的分类 1.3.1按成膜特性分类 （1）热塑性丙烯酸酯涂料 热塑性丙烯酸酯涂料由丙烯酸树脂溶于有机溶剂制得，如丙烯酸清漆、丙烯酸磁漆，带溶剂挥发后，形成美观而坚固的涂膜。 （2）热固性丙烯酸酯涂料 热固性丙烯酸酯涂料则是通过自交联或与环氧树脂、氨基树脂、

异氰酸酯等交联（常温或烘干）完成成膜过程，交联使漆膜变成巨大的网状结构，提高了涂膜多方面的物理性能及防腐蚀、耐化学品性能。 1.3.2按丙烯酸酯涂料形态分类 按丙烯酸酯聚合物的形态分类和性质分为三种：溶剂型、水性、无溶剂型，如表1-1。 表1-1 丙烯酸酯涂料按形态分类 1.3.3按丙烯酸酯涂料用途分类 ①木器用丙烯酸酯涂料；

②建筑用丙烯酸酯涂料； ③汽车用丙烯酸酯涂料； ④工业防腐蚀用丙烯酸酯涂料； ⑤塑料表面用丙烯酸酯涂料； ⑥家电用丙烯酸酯涂料； ⑦预涂装用丙烯酸酯涂料； 1.4热塑性丙烯酸树脂涂料的优点 ①与硝基清漆、醇酸树脂涂料相比，他的耐候性优良； ②保光性优良，具有深邃的光泽和透明性； ③耐水性优良，耐酸、耐碱性优良，对洗涤剂有较强的抗性； ④只要底漆选择适当，附着力就良好； ⑤抛光性良好； 1.5热塑性丙烯酸树脂涂料的缺点 ①施工性能不好，流动展平性不良，透干性不好，涂料易流挂； ②耐溶剂性差，当遇到溶剂时会发生再溶解容易溶胀； ③相溶性差，难以与其他树脂并用； ④热敏感性差，研磨性不好，糊砂纸。 2.水性丙烯酸酯树脂的合成 2.1合成原理

水性氟碳建筑涂料的配方设计及制备

第 2 期 17 上海涂料 SHANGHAI COATINGS 第 49 卷第 2 期2011 年 2 月Vol. 49 No. 2Feb. 2011[收稿日期] 2010-12-28 水性氟碳建筑涂料的配方设计及制备 许君栋 夏范武 王书林 （无锡万博涂料化工有限公司，214112） 摘 要：介绍了水性氟碳建筑涂料的原材料选择及配方设计。讨论了水性氟碳涂料的配制及性能测试。试验结果表明：该涂料符合墙面装饰装修要求，具有实用价值和推广前景。 关键词：氟碳涂料；建筑涂料；水性涂料 中图分类号：TQ 630.7 文献标识码：A 文章编号：1009-1696（2011）02-0017-04 0 引言 目前，树脂和涂料的配方设计大多是以降低VOC 为中心，综合性能优异的环保型水性涂料已获得市场的认可。20世纪90年代以来，我国水性建筑涂料蓬勃发展。然而许多水性涂料只是简单工艺上的低档次重复，既增加了环境保护的压力，又造成资源的浪费。 氟树脂是迄今为止发现的耐候性、耐久性最为优异的成膜聚合物，用其配制的涂料，机械性能、耐候性、耐久性、耐化学品性等十分优异。1982年，日本旭硝子推出常温固化氟树脂使氟碳涂料迅速发展，其应用领域不断拓宽。随着人们对环境的重视和环保法规强化，溶剂型氟碳涂料的应用受到了一定的限制。因此，研发高性能的水性氟碳涂料具有十分重要的实际意义。 1 配方设计 水性氟碳涂料与一般水性涂料的配方及制备工艺基本一致，但是氟树脂的低表面张力等特性，使得其对颜填料的润湿性较差，与分散剂、增稠剂及成膜助剂的相容性也有一定的限制，助剂选择不当，会严重影响涂膜的耐候性、耐化学品性、光泽等性能。要研制出各项性能优良的水性氟碳涂料，需要进行大量的实验工作。 1.1 颜料体积浓度对耐候性的影响 对于同一种基料（合成树脂乳液）来说，颜料体积浓度（PVC）越高，越容易变色、粉化；PVC 越低， 保色性越好，涂膜的耐候性、耐水性也就越好。PVC 对涂料耐候性的影响见表1。 表 1 PVC 对涂料耐候性的影响 Table 1 The influence of PVC on weather resistance of coatings 检验项目PVC/% 15 305060 80色差值（ΔE） 1.14 1.6 1.86 2.41 4.05 粉化 无粉化 基本无粉化略粉化 粉化 严重粉化 通过计算得出：临界颜料体积浓度（CPVC）为58%，一般高光外墙涂料PVC 设计为10%~20%。1.2 颜填料的选择 耐候性优异的水性氟碳涂料对颜填料的要求很高，要求其具有很好的耐候性和稳定性，以使涂膜的性能得到充分体现。一定要选用保光保色性好、不溶解、耐碱的优质颜料。白色颜料包括钛白粉、立德粉和氧化锌等，其中金红石型钛白粉具有优异的遮盖力和耐候性，可以在外墙乳胶漆中大量使用；锐钛型钛白、立德粉、氧化锌易粉化、变色、耐候性及耐化学介质性差，故都不能在户外使用。着色颜料尽量选用无机系列产品。填料（体质颜料）则用来增加涂膜的厚度、改善涂膜的性能和降低成本。填料也要保光保色性好、耐碱性好等。填料品种较多，有白炭黑、高岭土（煅烧与水洗）、碳酸钙（重质与轻质）、硅灰石粉、滑石粉、石英粉、云母粉、硅酸铝、沉淀硫酸钡及膨润土等。其中白炭黑、硅灰石粉、滑石粉、石英粉、云母粉、硅酸铝、沉淀硫酸钡、膨润土等属于惰性填料，例如云母粉具有优良的耐热性、耐酸性、耐碱性、耐候性，其片状结构能阻止紫外线和水分穿

涂料配方设计

1，介绍： 粉末涂料由于其具有的无溶剂、施工简单、利用率高等特点而在全球市场高速增长，有机硅耐高温粉末涂料在美国八十年代在烤炉方面首先得到应用，而在九十年代中期快速在欧美市场快速增长。随着中国逐渐成为全球的灶具、烤炉等主要的生产基地。市场对耐高温粉末涂料的需要也日益增长。本文对耐高温粉末涂料的配方设计、问题处理、生产工艺等进行了介绍。 2，原理及性能介绍 2.1 原理 有机硅树脂的反应机理都是非常类似，其自身可以交联。在高温下的固化反应式如下： ~Si - OH + HO - Si ~ - - - > ~Si - O - Si ~ + H2O ~Si - OR + HO - Si ~ - - - > ~Si - O - Si ~ +ROH 此外，有机硅树脂中侧基不同的有机基团的热稳定性也有所不同：苯基〉甲基〉乙基〉丙基〉丁基〉己基 通常，有机硅树脂的固化温度不能低于200度。而270 和 350 °C之间的温度范围对于有机硅耐高温粉末涂料来说是个比较敏感的范围点。因为在此时有机硅组分还没有完全烧结完成，而有机组分已经开始燃烧分解。 此外，由于低Tg的有机硅树脂在储存和生产运输过程中遇到的结块问题使开发高Tg（玻璃化温度）的有机硅树脂也成为必然。现在，德国瓦克化学公司已经推出了Tg 〉65 的应用于耐高温粉末涂料的有机硅树脂，成功解决了高温天气下的运输、储存问题。 2.2 有机硅粉末涂料应该具有的性能？ 与有机树脂不同的是，与适当的颜、填料配合使用的有机硅树脂应具有优秀的长期耐热性（200 - 650 °C）。 此外，对于食品接触的场合，有机硅树脂还应符合FDA 175.300 and BGVV – XV。良好的冷热交变性。通过把热板直接浸入冷水中，而涂膜不会损坏。 3.配方设计 3.1 基料的选择： 有机硅树脂是耐高温粉末涂料的必不可少的基料，有机硅树脂可以单独作为基料或与聚酯、环氧树脂拼用提高涂膜的耐高温性。同时配方中也应选用耐高温的无机颜料与填料以及适当的助剂。目前用于耐高温粉末涂料的有机硅树脂主要分为以下两种：

水包水多彩涂料的配方设计

水包水多彩涂料的配方设计 随着社会的不断进步，人们的生活水平得到了显著地提高，对建筑物的装饰要求也越来越高。节能环保、安全美观已经成了建筑物装饰的时尚元素。 多彩涂料的配方设计原则 1、水包水型多彩涂料是水性分散相分散在水性连续相中，形成稳定的水包水多 彩粒子的分散体系 2、水性分散相就是乳胶漆色漆，配方设计可参照一般乳胶漆的组方原理，但要 适应多彩涂料的要求做些必要调整 3、水性连续相是一种对色漆粒子表面具有物理隔离作用的保护胶液体，这种保 护胶液体对制作稳定的多彩涂料至关重要。 多彩涂料的稳定性问题 多彩涂料的最大问题是其稳定性问题，稳定性问题有两个方面，一是保护胶液体本身要稳定，能长时间保持粘度稳定，不出现凝胶化，也就是果冻状；二是制作好的多彩粒子分散体系的存储稳定性要好，可以3个月或更长时间保持粘度稳定，增稠不严重，粒子不聚集融合，保持悬浮状态不沉底。 多彩粒子分散体系的稳定性 首先与保护胶液体的一些性能有关，其次还与多彩粒子的配方组分有很大关系。 保护胶液体的粘度稳定性对多彩粒子分散体系的稳定性有帮助，晨光保护胶液体中的稳定剂S T-3还对包覆在多彩粒子表面的保护胶层具有疏水化作用，作用机理类同膨润土的有机改性反应，这种疏水化对粒子的稳定性有很关键的作用。 多彩粒子配方中的乳液（主要是乳液聚合的阴离子乳化剂）/研磨颜填料的润湿分散剂/颜填料的种类结构等因素是造成成品多彩漆不稳定的主要因素，它

们会作用于保护胶液体使得体系不稳定。为了阻断这些不稳定因素，要采取以下措施： 1、应仔细选择合适乳液最好是无皂乳液聚合的品种。 2、选择合适的对保护胶液体粘度不起变化的润湿分散剂品种，如润湿分散剂 PE100就非常合适用于多彩体系 3、选择合适的色浆，实践中希必思就很好用，世明的一些牌号也好用。 4、在配方使用一种特制稳定剂S T-2，可以屏蔽一些上述的不稳定因素，对多彩 粒子分散体系的稳定性有至关重要的作用。 5、填料品种及用量的选择，为了悬浮性稳定性，一般选用比重小一些的高岭土 和重钙粉，用量不要超过20%。 6、选用分子量高一些的羟乙基纤维素，成漆粘度控制在130-135ku.

涂料配方

知识点 1. 涂料：是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化在物体表面后形成美观而有一定强度的连续性保护膜，或者形成具有某种特殊功能的涂膜的一类精细化工产品。 2. 颜料的组成：1）成膜物质：组成涂料的基础，又称为基料，是使涂料牢固附着于被涂物件表面上形成连续薄膜并黏结涂料中企图组分的主要物质，对涂料和涂膜的性质起决定性作用。2）颜料：是一种微细的粉末状的有色物质，在使用过程中一般不溶于它所分散的介质，而始终以原来的晶体状态存在，因此它不能离开主要成膜物质（基料）而单独构成涂膜，称次要成膜物质。3）助剂：也称为涂料的辅助材料组分，不能单独成膜，而是在涂料成膜后作为涂膜中的一个组分存在。4）溶剂：是不包括无极溶剂涂料在内的各种液态涂料中所含有的，为使这些类型液态涂料完成施工过程所必需的一类组分。 3. 涂料配方设计：是指根据基材，涂装目的，涂膜性能，使用环境，施工环境等进行涂料各组分的选择并确定相对比例，并在此基础上提出合理的生产工艺，施工工艺和固化方式。涂料配方设计的关键：根据涂层性能和环境的要求合理地选择树脂，填料，颜料，溶剂及助剂。 4. 涂料配方设计的几种形式： 1）原材料更换 2）成本降低 3）产品改进 4）新产品开发 5）新原材料的使用 6）新技术 5. 聚酯树脂的性质： 6. 涂料体系选择的一般性原则： 1）涂料性能——耐磨性，柔软性，保光保色性，温度范围，干燥时间，防霉性，外观，耐水耐油性，润湿性。 2）被涂物件的材质（水，混凝土，钢，塑料，存在旧涂层等）。 3）涂料赋予的基本功能——防变质，防火，温度控制，标记，外观。 4）可使用性（表面处理及涂料使用设备工具）。 5）环境因素——温度，湿度，与化学药品接触，辐射，生物问题。 6）成本 7. 涂料体系选择的主要因素： 1）基材 2）环境因素 3）表面处理 4）涂料的性能因素 8. 涂料中常用的助剂：脂肪烃，脂环烃，芳香烃，萜烯烃和萜类化合物，氯化烃，醇类，酮类，酯类，醇醚类，其他助剂 9. 涂料中溶剂的选择： 1）涂料中溶剂的组成 2）涂料中溶剂的作用 3）涂料中溶剂选择的原则：①极性相似原则——即极性相近的物质可以互溶，可根据物质的极性，初步确定选择什么溶剂。②溶剂化原则——指高分子链段和溶剂分子间的作用力，它使溶剂将高分子链段分离开。③溶解度参数相近原则——溶解参数可作为选择溶剂的参考指标。④确定适当的溶剂挥发速率——溶剂是挥发性液体，在施工过程中首先接触到的是涂层干燥快慢问题，这和溶剂的挥发速率有关。⑤溶剂平衡——溶剂的挥发应均衡，真溶剂，助剂及稀释剂的比例平衡。 10. 体质颜料（亦称填料）的种类：主要是碱土金属盐类，硅酸盐类和铝镁等轻金属盐类。有：碳酸钙，镁颜料，硫酸钡，硅藻石，云母，高岭土，硅藻土，石英，石膏。 11. 选择颜料的几个因素：1）颜料的色彩 2）颜料的粒径 3）颜料的分散性 4）颜料的遮盖力 12.润湿分散剂的原理：润湿剂主要是降低物质的表面张力，其分子量较小。分散剂是吸附在颜料的表面上产生电荷斥力或空间位阻，防止颜料产生有害絮凝，使分散体系处于稳定状态，一般分子量较大。 作用机理：可以与无机颜料通过极性基间的相互作用，牢固的吸附在颜料粒子的表面上，还能电离带电产生静电吸附。该类分散剂的极性基吸附在颜料粒子的表面上，另一端朝向分散介质中伸展，产生位阻作用。 13.粉末涂料的组成：成膜物质，颜料和填料，助剂，载体。 14. 溶剂的作用：溶解作用——主要是溶解或稀释高粘度的成膜物质；调节作用——调节由成膜物质和颜料组成的复合体系的粘度和流变性能；其他作用。 15. 反应性溶剂（活性稀释剂）：一种既能溶解或分散成膜物质，又能在涂料成膜过程中和成膜物质发生化学反应，形成不挥发组分而留在涂膜中的化合物。 16. 溶剂挥发的描述（汉森“两阶段挥发”理论）：“湿”阶段——决定于溶剂本身的挥发度，可依据溶剂相对挥发速率来判断溶剂挥发快慢；“干”阶段——决定于溶剂在涂层中的扩散速度。

纯聚酯粉末涂料配方设计的选材

纯聚酯粉末涂料配方设计的选材 章傅杰 聚酯粉末涂料是由聚酯树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成的热固性粉末涂料。在热固性粉末涂料中，聚酯粉末涂料是耐候性粉末涂料的主要品种之一，为了区别于聚酯环氧粉末涂料，习惯上叫做纯聚酯粉末涂料。 聚酯粉末涂料的品种也较多，主要品种包括羧基聚酯树脂用异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）固化体系；羧基聚酯树脂用羟烷基酰胺（HAA，商品名PrimidXL522或T105）固化体系；羧基聚酯树脂用环氧化合物（PT910）固化体系；羟基聚酯树脂用四甲氧甲基甘脲（Powderlink1174）固化体系等。羟基聚酯树脂用封闭型多异氰酸酯固化的体系，在我国分类为聚氨酯粉末涂料。 在聚酯粉末涂料配方中，对于聚酯树脂的选择方面，根据用户对涂膜外观及性能要求，对于高光泽、高性能的粉末涂料，一般选择聚酯树脂酸值在28～35mgKOH/g，玻璃化温度在60℃以上的羧基聚酯树脂；对于干混合法制造消光聚酯粉末涂料时，一种聚酯树脂选择酸值在20mgKOH/g左右的，另一种选酸值在50mgKOH/g左右的羧基聚酯树脂；对于皱纹（网纹）型聚酯粉末涂料，选择羟值在35～45mgKOH/g的羟基聚酯；消光固化剂消光的聚酯粉末涂料，可以选择常用的羧基聚酯树脂。 在选择了聚酯树脂的基础上，选择相应的固化剂品种和确定用量。在耐候性聚酯粉末涂料中，目前主要使用的固化剂为TGIC和HAA。一般来说，TGIC固化聚酯粉末涂料的涂膜外观，涂膜各种性能都比较好，缺点是烘烤温度高一点，比HAA毒性大一点，HAA固化聚酯粉末涂料的缺点是涂膜过厚时容易出现猪毛孔现象，在烘烤固化时涂膜耐泛黄性不如TGIC体系。根据用户要求选择更合适的固化体系，对于固化剂的用量可以参考生产厂的推荐用量，也可以进行理论计算： 100g聚酯树脂需要的TGIC量WTGIC=APE/（ETGIC×561） 100g聚酯树脂需要的HAA（羟烷基酰胺）WHAA＝APE×HHAA/56 在HAA体系中，安息香应适当少加，流平剂应选择以耐候性好的聚酯或化合物为载体的，光亮剂对涂膜外观的影响不大，但对提高颜填料分散性和降低涂膜弊病有一定好处。 理论计算的结果与实际试验结果之间的差异是难免的，必须以理论为基础，再与实践相结合确定最终配方。 聚酯粉末涂料是由聚酯树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成的热固性粉末涂料。在热固性粉末涂料中，聚酯粉末涂料是耐候性粉末涂料的主要品种之一，为了区别于聚酯环氧粉末涂料，习惯上叫做纯聚酯粉末涂料。 聚酯粉末涂料的品种也较多，主要品种包括羧基聚酯树脂用异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）固化体系；羧基聚酯树脂用羟烷基酰胺（HAA，商品名PrimidXL522或T105）固化体系；羧基聚酯树脂用环氧化合物（PT910）固化体系；羟基聚酯树脂用四甲氧甲基甘脲（Powderlink1174）固化体系等。羟基聚酯树脂用封闭型多异氰酸酯固化的体系，在我国分类为聚氨酯粉末涂料。 在聚酯粉末涂料配方中，对于聚酯树脂的选择方面，根据用户对涂膜外观及性能要求，对于高光泽、高性能的粉末涂料，一般选择聚酯树脂酸值在28～35mgKOH/g，玻璃化温度在60℃以上的羧基聚酯树脂；对于干混合法制造消光聚酯粉末涂料时，一种聚酯树脂选择酸值在20mgKOH/g左右的，另一种选酸值在50mgKOH/g左右的羧基聚酯树脂；对于皱纹（网纹）型聚酯粉末涂料，选择羟值在35～45mgKOH/g的羟基聚酯；消光固化剂消光的聚酯粉末涂料，可以选择常用的羧基聚酯树脂。

涂料配方设计原理

水溶性醇酸树脂综述 1 概述 醇酸树脂是美国通用电气公司Kienle于1927年提出的，它是以多元醇、多元酸以及脂肪酸为主要原料，通过缩聚反应而制得的一种聚合物.由于合成技术成熟、原料易得、树脂涂膜综合性能好，醇酸树脂已成为合成树脂中用量最大、用途最广的品种之一?但是,同其它溶剂型涂料一样，传统的醇酸树脂涂料含有大量溶剂（质量比大于40 %）,在生产施工过程中会严重危害环境和操作人员的身体健康?近年来,世界各国环保法规日益严格，传统的溶剂型涂料受到越来越大的挑战，涂料的水性化、高固体化趋势日益明晰. 水溶性涂料是在成膜聚合物中引进亲水的或水可增溶的基团，使其成为可以水为溶解介质的一种涂料，它是20世纪60年代发展起来的一类新型的低污染、省能源、省资源涂料?由于其优点明显，涂料水溶性的研究应用已引起了广泛的关注并取得了重要进展.水溶性醇酸树脂涂料是新的发展趋势，得到了大量的研究开发. 2 水溶性醇酸树脂涂料的研究现状 2. 1 合成树脂的原料 用于合成醇酸树脂的原料有：植物油或脂肪酸、多元醇、多元酸、共溶剂和 中和剂等.各种原料的作用不同，对水溶性醇酸树脂性能的影响也不同. 植物油或脂肪酸合成醇酸树脂常用的植物油有豆油、亚麻油、红花油、（氢化或脱水）蓖麻油、葵花籽油、桐油、椰子油等.其中蓖麻油、氢化蓖麻油合成的醇酸树脂水溶性最好，椰子油次之，脱水蓖麻油、豆油、亚麻油较差. 多元醇常用于合成醇酸树脂的多元醇有甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷. 由甘油制备的醇酸树脂水溶性、干率和树脂的稳定性较差.季戊四醇反应较甘油活泼，一般与二元醇或三元醇配合使用，使用时要遵循“多元醇摩尔数大于多元酸摩尔数”的规则.三羟甲基丙烷形成的树脂的水解稳定性较甘油或季戊四

涂料混合溶剂配方设计

近年来涂料技术发展迅速，出现了许多树脂，并常复合使用。涂装技术也日新月异，出 现了多种多样的施工工艺，这都要求有不同的溶解性和挥发特性的溶剂来配合。以往使用的 单一溶剂已再不能胜任，必须应用混合溶剂，以照顾全面。而混合溶剂又不像单一溶剂那样 简单，它除了满足溶解性和挥发特性外，还有溶剂平衡问题，所以混合溶剂的配方设计也成 为近代涂料配方设计整体中的一个组成了。 一、混合溶剂的溶解性溶剂对成膜物的溶解性可用溶解度参数来衡量。 溶解度参数的概念是由Hidebrand提出，认为溶质与溶剂有相近似的内聚能密度时，则 溶质可为溶剂所溶解。为了处理方便起见，溶解度参数(δ)采用内聚能密度的平方根为单位 称为Hildebrand(h)。Hildebrand体系的溶解度参数涉及的是非电解质在非极性溶剂中的溶解性。 在Hansen体系的溶解度参数中，把内聚能(E)分为非极性的相互作用力，即色散力(Ed)、 偶极力(Ep)和氢键力(Eb)，即ΔE＝ΔEa+ΔEp+ΔEh 或（1） 式中：V为摩尔体积，δd、δp和δh分别为溶解度参数的色散力、偶极力和氢键力组成。 要定量地将δ分解成δd、δp和δh是不太容易的。在Hansen体系中，用同形(homomorph) 的概念来估计δd，用同形物间的气化热差作为偶极力与氢键力之和，其中的偶极力，则以摩尔介电常数、折光率和偶极距以Boetther经验式求得。并为了简化式(1)在三维座标中溶解 区“体”的图形，使之为球体起见，将δd的座标值加倍，这样球体内的溶剂将都能溶解某一特定树脂。 在Crowhy体系的溶解度参数中，用Hildebrand体系的溶解度参数(δ)用Gordy方法测定光谱中波长位移数的十分之一作为氢键合值(γ)，以及偶极距(μ)在三维座标中来描绘的。 溶解度参数的体系还有几种。就目前而论，Hansen体系比较最富理论。由于ASTM D3132采用了Crowley体系，为了有标准测定方法可资遵循，故宜采用来衡量混合溶剂对成膜物的溶解性。 ASTM D3132“测定树脂和聚合物溶解区”的方法的大要如下： 按该标准的附表一所列的溶剂或混合溶剂以一定的成膜物/溶剂比例来溶解某一成膜物。有的能完全溶解；有的在溶解的边缘上，即混浊但无明显的分离；有的不溶解，即有胶粒或固相、或分层。由于溶剂对成膜物的溶解性以溶解度参数为最重要，氢键合值次之。因而对大多数的成膜物，以溶解度参数和氢键合值作溶解区图，已足够定其溶解性，故可将测定的结果分别以附表一上所对应的δ和γ值在座标中标出，绘成溶解区图。 偶极距在一般情况下对溶解区的影响不大。在某些情况下，溶解区的界线不清。这是偶 极距对之有较大的影响了。就需在几个氢键合值的水平上，以相对应的μ和δ值在座标中标 出而绘成溶解区图。 溶解区中任何一点，就是对成膜物有溶解性的混合溶剂，它的δm和γm值(或某一氢键 合值水平上的μm和δm)，可用下面的关系式分解为它的组成以及比例。 δm＝∑δiχi/∑χiVi γm＝∑γiχi/∑χiVi (2) μm＝∑μiχi/∑χiVi 式中的χi和Vi分别为混合溶剂中组成溶剂i的摩尔分数和摩尔容积。 这样就可设计有合适溶解性的混合溶剂的组成和比例了。 二、混合溶剂的挥发特性理想液体混合物在气/液平衡态下，它的蒸气压为各组成的分蒸气压Pi之和，即P＝∑Pi，而Pi可用RaooH定律给出，即Pi＝P0iχi 式中的P0i为组成i在纯态时的蒸气压。然而大多数液体包括大多数的溶剂在内是非理想 的，所以混合溶剂的蒸气压不能简单地用Raoult定律求得。为了矫正Raoult定律对非理想液体混合物的偏离导入了“活性系数”(γ)，即Pi＝γiP0iχi 这活性系数可用UNIFAC(Universal Functional Group Activity Coefficient)方法求得。这方法由Fredenslund等将溶剂的基团概念与UNIQUAC(Universal Quasi-Chemistry)模式相结合。这方法认为活

涂料配方设计原理完整版

涂料配方设计原理 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

水溶性醇酸树脂综述 1概述 醇酸树脂是美国通用电气公司Kienle于1927年提出的,它是以多元醇、多元酸以 及脂肪酸为主要原料,通过缩聚反应而制得的一种聚合物.由于合成技术成熟、原料易得、树脂涂膜综合性能好,醇酸树脂已成为合成树脂中用量最大、用途最广的品种之一.但是,同其它溶剂型涂料一样,传统的醇酸树脂涂料含有大量溶剂(质量比大于40%),在生产施工过程中会严重危害环境和操作人员的身体健康.近年来,世界各国环保法规日益严格,传统的溶剂型涂料受到越来越大的挑战,涂料的水性化、高固体化趋势日益明晰. 水溶性涂料是在成膜聚合物中引进亲水的或水可增溶的基团,使其成为可以水为溶解 介质的一种涂料,它是20世纪60年代发展起来的一类新型的低污染、省能源、省资源 涂料.由于其优点明显,涂料水溶性的研究应用已引起了广泛的关注并取得了重要进展.水溶性醇酸树脂涂料是新的发展趋势,得到了大量的研究开发. 2 水溶性醇酸树脂涂料的研究现状 合成树脂的原料 用于合成醇酸树脂的原料有:植物油或脂肪酸、多元醇、多元酸、共溶剂和中和剂等.各种原料的作用不同,对水溶性醇酸树脂性能的影响也不同. 植物油或脂肪酸合成醇酸树脂常用的植物油有豆油、亚麻油、红花油、(氢化 或脱水)蓖麻油、葵花籽油、桐油、椰子油等.其中蓖麻油、氢化蓖麻油合成的醇酸树脂水溶性最好,椰子油次之,脱水蓖麻油、豆油、亚麻油较差. 多元醇常用于合成醇酸树脂的多元醇有甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷.由甘 油制备的醇酸树脂水溶性、干率和树脂的稳定性较差.季戊四醇反应较甘油活泼,一般与二元醇或三元醇配合使用,使用时要遵循“多元醇摩尔数大于多元酸摩尔数”的规则.三羟甲基丙烷形成的树脂的水解稳定性较甘油或季戊四醇形成的醇酸树脂有明显 提高. 多元酸常用于合成醇酸树脂的多元酸有邻苯二甲酸或其酸酐(苯酐)、间苯二甲酸、己二酸、马来酸、偏苯三酸等.苯酐价格便宜,酯化反应温度低,反应平稳易控制,但它容易形成半酯使树脂相对分子量降低,进而导致涂膜干燥时间延长,硬度降低.采

涂料配方设计原理

涂料配方设计原理 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

水溶性醇酸树脂综述 1 概述 醇酸树脂是美国通用电气公司Kienle 于1927 年提出的 ,它是以多元醇、多元酸以 及脂肪酸为主要原料,通过缩聚反应而制得的一种聚合物 . 由于合成技术成熟、原料易得、树脂涂膜综合性能好,醇酸树脂已成为合成树脂中用量最大、用途最广的品种之一. 但是,同其它溶剂型涂料一样,传统的醇酸树脂涂料含有大量溶剂(质量比大于40 %) ,在生产施工过程中会严重危害环境和操作人员的身体健康. 近年来,世界各国环保法规日益严格,传统的溶剂型涂料受到越来越大的挑战,涂料的水性化、高固体化趋势日益明晰. 水溶性涂料是在成膜聚合物中引进亲水的或水可增溶的基团,使其成为可以水为溶解介质的一种涂料,它是20 世纪60年代发展起来的一类新型的低污染、省能源、省资 源涂料. 由于其优点明显,涂料水溶性的研究应用已引起了广泛的关注并取得了重要进展. 水溶性醇酸树脂涂料是新的发展趋势,得到了大量的研究开发 . 2 水溶性醇酸树脂涂料的研究现状 2. 1 合成树脂的原料 用于合成醇酸树脂的原料有:植物油或脂肪酸、多元醇、多元酸、共溶剂和中和剂等. 各种原料的作用不同,对水溶性醇酸树脂性能的影响也不同. 植物油或脂肪酸合成醇酸树脂常用的植物油有豆油、亚麻油、红花油、(氢化 或脱水) 蓖麻油、葵花籽油、桐油、椰子油等.其中蓖麻油、氢化蓖麻油合成的醇酸树脂水溶性最好,椰子油次之,脱水蓖麻油、豆油、亚麻油较差. 多元醇常用于合成醇酸树脂的多元醇有甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷. 由甘 油制备的醇酸树脂水溶性、干率和树脂的稳定性较差. 季戊四醇反应较甘油活泼,一般与二元醇或三元醇配合使用,使用时要遵循“多元醇摩尔数大于多元酸摩尔数”的规则. 三羟甲基丙烷形成的树脂的水解稳定性较甘油或季戊四醇形成的醇酸树脂有明显提高. 多元酸常用于合成醇酸树脂的多元酸有邻苯二甲酸或其酸酐(苯酐) 、间苯二甲酸、己二酸、马来酸、偏苯三酸等. 苯酐价格便宜,酯化反应温度低,反应平稳易控制,但它容易形成半酯使树脂相对分子量降低,进而导致涂膜干燥时间延长,硬度降低. 采用间

试分析涂料配方设计的要点及方法

试分析涂料配方设计的要点及方法 发表时间：2018-09-11T15:53:22.850Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第11期作者：郭八根 [导读] 涂料是一种多组分的体系，是一种配方产品，不能够单独作为材料使用。 摘要：在涂料工业中，涂料的有着较为广泛的应用，如保护、装饰及标志等作用，而这些作用主要依据涂料的配方展示出来。涂料作为一种复杂的混合物，其配方设计需要考虑很多因素，下面，本文就主要选取几种涂料配方设计的要点及方法展开探究。 关键词：涂料；配方；设计方法 1.涂料概述 涂料是一种多组分的体系，是一种配方产品，不能够单独作为材料使用，必须涂于基材表面或者是与被涂物件一起使用，并且要根据底材的种类、使用的环境及使用目的等很多因素而对涂料提出不同的要求，而涂料的诸多性能都是由涂料的配方决定的，配方中不同的组分及不同含量都会对涂料的性能产生很大影响。 2.涂料配方设计中应考虑的因素 2.1涂料的性能要求，如光泽、颜色；各种耐性；机械性能；使用环境及其他特殊功能等。 2.2颜填料，需要考虑颜填料的遮盖力、着色力、密度、吸油量、表面极性、细度、耐候性、耐光性及有害元素含量等。 2.3溶剂，考虑对树脂的溶解能力、溶解参数、相对挥发速率、沸点、毒性等。 2.4助剂，考虑与体系的相容性、互相之间的配伍性和毒性。 2.5底材特性，不同底材的特性考虑因素不同，钢铁、木材、塑料、混凝土等；底材的表面张力，表面处理。 2.6配方参数，即涂料中各组分的比例，如颜基比、固体分、黏度等。 3.几种涂料配方设计方法分析 3.1混凝土涂料配方设计 设计混凝土涂料，首先要了解混凝土材料的特性。一般而言，其特性如下：水泥混凝土的抗压强度高；水泥混凝土的抗张强度低；碱性高，pH值一般在12~13；多孔结构，干燥时，孔隙率可从10%增加到25%；混凝土中含有游离的湿气；混凝土可阻挡液态水，但挡不住潮气的渗透；混凝土容易在张力的作用下开裂，出现裂纹。 然后，针对混凝土上述特性，找出设计配方时的注意点。例如，考虑到混凝土碱性高，则树脂选用时，要选用耐碱性高的体系，如环氧树脂、乙烯基树脂；不能使用酸性颜料或填料。环氧树脂中有许多OH 基团，可与混凝土中无机盐产生化学结合力，提高附着力。 底漆或封闭漆一定要具有很高的渗透性：低相对分子质量环氧，最深可达6mm；低黏度；固化反应慢一些；增加混凝土的密度和强度。 抗开裂性：涂料要具有一定的柔韧性，不能用低分子胺固化，最好要用相对分子质量较高的固化剂（如聚酰胺或胺加成物）。 2.2汽车闪光涂料配方设计 汽车闪光涂料配方设计的关键是如何使效应颜料平行定向。这可从以下几方面进行控制：①施工固体分要低，使湿膜到干膜有较大收缩压力；②固体分低，但黏度不能太低，否则效应颜料定向差；③溶剂型闪光漆中要使用纤维素增稠，水性体系要采用具有强触变性的树脂，或水性纤维素；④溶剂的挥发速率要相对快，太慢不容易使铝粉平行定向；⑤水性体系必需增加预烘工艺；⑥罩光面漆中溶剂极性不能太强，否则容易使已定向的铝粉又重新被咬起。 2.3建筑外墙涂料配方设计 对于建筑外墙涂料，一般需要具有高附着力、高保光保色性、高户外耐久性、耐碱性、耐沾污性、高抗粉化性、耐洗刷性、抗墙体开裂性等性能要求。典型的外墙白色涂料配方见表1。

粉末涂料的配方设计

粉末涂料的配方设计 粉末涂料应用十分普及，在许多领域正在逐步替代含溶剂涂料等传统涂料，几十年的发展，粉末涂料技术已很成熟，这里简要介绍基本配方（通用型）设计和部分重点市场的配方设计（实用型）、试验过程等。 一、粉末涂料基本配方设计要点 1、环氧型粉末涂料 环氧粉末是热固性粉末最早研发和形成市场的粉末品种，一般是基于双酚A型环氧树脂，按照常见的看法。环氧粉末分为功能型和装饰型两类。、 功能型环氧粉末近年来发展迅速，主要应用在防腐（输油输气、管件和阀件、钢筋等）领域、电子（元件等）和电气领域（汇流排和母线等）。功能型环氧粉末的基础树脂除双酚A型环氧树脂，也经常采用改性环氧如酚醛环氧树脂、橡胶弹性体环氧树脂等，具体在后面“功能型环氧粉末”有较具体的叙述。 装饰性环氧粉末目前并不普及，一般应用于特殊效果如水纹（绵绵漆）和裂纹粉末、浴室把手罩光透明粉和铸铁件表面花纹（如缝纫机机头用皱纹）等。 凡是在一定温度（110～200℃）下能与环氧基反应的化合物，都可以作为环氧粉末的固化剂，而事实上适合环氧粉末的固化剂主要品种有胺类（双氰胺、改性或加速双氰胺），酸酐（芳香族酸酐、脂环族酸酐等）酰肼（葵二酸二酰肼、己二酸二酰肼等）、咪唑类（往往作促进剂）和有机酚类固化剂等几类，根据不同的技术要求而选择相应的固化剂，同时要选择合适的固化促进剂配合，满足各种实际需要和固化条件，促进剂也有很多种类，如乙酰丙酮金属盐【M (AA)n】、三苯基膦（TPP）及其鏻盐、芳基异氰酸酯的加成物(取代脲)、2-苯基咪唑啉以及二甲基咪唑等。 2、环氧/聚酯型（混合型）粉末 当前在国内还是生产量最大和使用面最宽的品种。配方设计主要从涂层各项性能要求和售价成本入手。相关技术和配方在前后有关章节中有具体说明。 二、常见配方 实用型主要以耐候性粉末、白色家用电器粉末（以微波炉为例）、基础美术型粉末、户内外高透明粉末为基本内容，针对功能型粉末再作重点介绍，这是由于功能型粉末（以环氧粉末为主）实际应用领域和市场近来扩展很快，用途和性能不断提高，是目前重要的研发方向之一，同时也是能够取得较好经济效益的重要途径。 （一）耐候性粉末（以建筑铝型材为例） 建筑型材以优异的耐久性、装饰性和加工成型性，广泛应用于建筑物的各个方面。而铝合金型材又因加工性能佳、质轻等优点，用量占金属型材的80%以上，粉末涂料在铝型材方面的应用得到了迅速增长。目前，铝型材表面处理是阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式，每一种方式都各有优势，就环保方面看，粉末涂料更具优势，同时粉末涂料在色彩、花纹、光泽度等方面可选择性好，得到了各行人士的喜爱。具有代表性的粉末涂料品种有环氧型、聚酯型、丙烯酸型及有机硅树脂型等。作为实际应用，如铝框架、门窗、阳台、走廊、隔墙板等高防腐蚀性铝型材，大多数采用聚酯、丙烯酸粉末涂料；此外，由于环氧树脂粉末涂料具有优异的附着性、防腐蚀性，但耐候性较差，用于户内或者作为底漆。 建筑型材粉末涂料选用的聚酯树脂为饱和型的，按其端基分为端羧基型（—COOH）和

涂料配方设计与涂料发展概述

欢迎共阅 涂料配方设计与涂料发展概述 涂料配方设计与涂料发展概述 李桂林 （江苏常州涂料化工研究所） 摘要:介绍了涂料配方设计简介（成膜物的固化）、配方设计的应用技术（成膜结构更新技术、协同 增效技术1+1>2、复配改性技术100%+100%=200% （正效应加和）、助剂匹配技术和纳米复合技术 涂装（施工）技术）、配方设计的操作方法（分步法、优选法、预测法、参比法、逆向法、经验法和 计算机法）、涂料配方设计示例（包括UV固化涂料、催化聚合成膜涂料、加成固化成膜涂料和缩聚 固化成膜涂料），并对涂料 发展概述（环境友好涂料和重点开发应用的涂料类型-功能及专用性涂料）。j 关键词：涂料；配方设计；复配改性' 0前言'成膜物包括用于涂料（通用、环保、特种、专用及功能性等品种）、胶粘剂（通用、特种专用及密封胶等）、浇注料、塑封料、模压料、包封料、预浸料、复合材料和绝缘材料等多种新材料中的合成树脂及交联（固化）剂等如何复配是涂料开发的关键技术。本文阐述了涂料配方设计并对涂料发展进行了概述。 1.涂料配方设计简介- 1.1.成膜物的固化- 研究含不同官能团的成膜物固化机理-对涂料及其他新材料配方设计有指导意义，不同固化机理产生不同性能的新材料。， 1.1.1成膜物的物理成膜方式' ' 溶剂或分散介质的挥发成膜主要成膜物是硝酸纤维素、过氯乙烯、热塑性丙烯酸树脂、SBS氯化橡胶、高氯化聚乙烯、石油树脂、热塑性树脂类等。 聚合物粒子凝聚成膜在分散介质挥发时，引起高聚物粒子接近、接触、挤压变形而聚集联结，形成连续涂膜。主要成膜物是水分散乳液（如聚丙烯酸酯系乳液、硅丙微乳液等）、有机溶胶和水分散胶体（如硅溶胶）。 1.1.2成膜物的化学成膜方式 ⑴自动氧化聚合反应含碳-碳双键的成膜物通过自由基链式聚合反应，形成交联固化网络结构 涂膜。利用钻、锰、锌、铁及过渡金属离子促进氧的传递，加速固化。主要成膜物是天然树脂、醇酸树脂、环氧酯树脂、含碳-碳双键的活性稀释剂等。特征： 氧活化双键相邻的a -碳原子产生自由基金属离子促进氧的传递。 ⑵自由基引发聚合反应不饱和聚酯、乙烯基酯树脂和相同官能团的活性稀释剂等成膜物经自由 基引发聚合反应，形成交联固化网络涂膜。特征：过氧化物引发剂产生自由基，引发C=C聚合反 应。 通常，采用引发剂与促进剂组成氧化-还原引发体系，可在常温下分解产生自由基，引发成膜物自由基聚合反应。自由基引发聚合体系主要有三种：成膜物-过氧化酮类-钻 盐类、成膜物-过氧化物-钻促进剂-助促进剂和成膜物-过氧化物-叔胺类。无论哪种氧化-还原引发体系，选用适合的阻聚剂有效地控制反应程度并确保贮存稳定是重要的技术措施。 ⑶辐射固化反应辐射固化反应属于能量引发聚合反应， 紫外线（UV和电子束（EB 作为能量引发聚合的主要形式，在光引发剂存在下，成膜物的自由基加 聚反应非常迅

水性建筑涂料的配方设计原则

水性建筑涂料的配方设计原则 Principles of Formulation for Water-based Architecture Coatings 林丹 摘要：本文介绍了水性涂料的基本概念、组成及成膜机理。叙述了涂料配方设计的基本原则。讨论了内外用建筑涂料配方设计中的颜料体积浓度及临界颜料体积浓度并对配方设计中的基本要求、原材料的选择和最终配方的调整进行了叙述。 Abstract: This article introduces the basic concept, components and mechanism of film formation of water-based paint, narrates the key formulating principles，discusses the PVC , CPVC , raw materials selection and formulation adjustment of formulating interior and exterior architecture paints. 关键词：水性涂料、乳胶漆、基料、颜料、填料、助剂、最低成膜温度、配方设计、颜料体积浓度、临界颜料体积浓度、标准、配方调整Keywords: water-based paint, emulsion paint, binder, pigment, extender, additive, MFT, formulation, PVC, CPVC, standards, formula adjustment 1 前言

配方设计就是选择合适的涂料组分以提供适宜的物理、化学性能来满足最终的使用要求。配方设计是一项集经验、创新、逻辑思维及对各种涂料原材料的充分认识于一体的工作。 2 水性涂料的概念、组成及成膜机理 2．1 水性涂料的概念 水性涂料：凡是以水作为溶剂或者分散在水中的涂料都叫做水性涂料。水性涂料一般是指水分散涂料。通常包括水乳型分散体涂料和水稀释性分散体涂料。在此篇文章中的水性建筑涂料是指水乳型分散体涂料，主要指乳胶漆。 乳胶漆：是指以合成树脂乳液为基础，使颜料、填料、助剂分散于其中而形成的水分散体系涂料。合成树脂乳液是指在机械搅拌下，通过乳化剂的作用，不饱和单体通过加成聚合而成的树脂小粒子团分散在水中形成的分散液。 2．2水性涂料的组成 水性涂料，通常由基料、颜填料、助剂和水四个部分组成。 粘结剂或基料：基料是涂料的主要成膜物质，能将颜填料粘结在一起，形成涂膜，提供涂膜基本的物理性能和化学性能，是影响涂料性能的首要因素。它影响涂膜的硬度、柔韧性、耐水性、耐碱性、耐