第三章 涂料的基本組份
涂料一般由主要成膜物質(zhì)(油料、樹脂)、次要成膜物質(zhì)(顏料、填料)、輔助成膜物質(zhì)(助劑)和揮發(fā)物質(zhì)組成。涂料組成中不含顏料和填料的透明體稱為清漆,含有顏填料的不透明體稱為色漆(磁漆、調(diào)合漆、底漆),加有大量體質(zhì)顏料的稠厚漿狀體稱為膩?zhàn)?/span>。
第一節(jié) 油
{C}一、 {C}油的組成
主要成分是甘油的三脂肪酸酯,其結(jié)構(gòu)如下:
其中R1、R2、R3是脂肪酸基,主要的脂肪酸有:
硬脂酸 |
CH3(CH2)16COOH |
油酸 |
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH |
亞油酸 |
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH |
桐油酸 |
CH3(CH2)3CH=CHCH=CHCH=CH (CH2)7COOH |
亞麻酸 |
CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH |
二、油的質(zhì)量
碘值:表征油的干性的主要指標(biāo),也就是表征油中雙鍵含量多少。
定義:100克油所能吸收碘的克數(shù)。
以油酸為例:
故油酸的碘值為:
{C}{C}
三、油的種類
根據(jù)干燥性能和碘值,油可分成干性油、半干性油和不干性油三大類。
1. 干性油
碘值在140以上,油分子中平均有六個(gè)雙鍵以上。
特征:在空氣中就能被氧化干燥成幾乎不溶于有機(jī)溶劑、加熱不軟化的膜。
代表性的有桐油、亞麻仁油、梓油和蘇籽油。
2. 半干性油
碘值在125-140,平均一分子中有4-6個(gè)雙鍵。
特征:其涂膜能在空氣中干燥但速度慢,漆膜軟,易溶于有機(jī)溶劑,漆膜變黃性小,適于制白色或淺色漆。
常用的有豆油、玉米油、葵花籽油、棉籽油
3. 不干性油
碘值在125以下,平均一分子中4個(gè)雙鍵以下。
特征:在空氣中不能氧化干燥成膜。適合于制造合成樹脂或氨基醇酸烘漆及增塑劑等。
主要品種:蓖麻油、椰子油
第二節(jié) 顏料與體質(zhì)顏料
2.1、顏料的基本性質(zhì)
顏料:通常是粉狀,不溶于分散介質(zhì)的有色物質(zhì),由于它有光學(xué)、保護(hù)、裝飾等性能而用于涂料中。
體質(zhì)顏料:通常是白色或略帶顏色的折射率<1.7的一類顏料。
顏料的作用:
{C}1. 使涂膜具有色彩。
{C}2. 使涂膜能遮蓋起被涂的表面。
{C}3. 增加涂膜的強(qiáng)度。
{C}4. 改進(jìn)涂膜的附著力。
{C}5. 提高涂膜的耐久性或耐候性。
{C}6. 降低光澤。
{C}7. 調(diào)整色漆的流動(dòng)性和施工性能。
{C}8. 賦予涂膜某種特殊性能。
顏料的一些性質(zhì):
{C}1. 顏色
顏料的顏色屬于其光學(xué)特性之一。是可見(jiàn)光照射到顏料上以后,顏料吸收了一部分光波,反射了一部分光波,顏料的顏色就是這部分反射光刺激人的眼睛,在人的大腦中產(chǎn)生的一種感覺(jué)。
使用顏色特性符合要求的顏料是配制出符合用戶指定色彩的色漆產(chǎn)品的最基本的條件。
紫棕色是由氧化鐵紅加炭黑調(diào)配而成,但是必須使用帶有紫色相的氧化鐵紅,如果是黃相的氧化鐵紅是不能配制出標(biāo)準(zhǔn)的紫棕的。
日本五十菱輕型卡車的天蘭色是使用帶有紅色相的酞菁蘭調(diào)配的,如果使用帶有綠色相的酞菁蘭根本無(wú)法調(diào)配出來(lái)。
所以顏料顏色是設(shè)計(jì)色漆裝飾性面色漆時(shí)至關(guān)重要的一項(xiàng)指標(biāo)。
{C}2. 遮蓋力
顏料的遮蓋力是指在一種物體上涂覆色漆后,涂膜中的顏料能夠?qū)⒈煌扛驳谋砻嬲谏w起來(lái),使其不能顯露的能力。常用遮蓋1平方米面積所需顏料的克數(shù),即克/米2表示。
顏料的遮蓋力越高,在色漆中相對(duì)用量就越少,對(duì)色漆綜合性能指標(biāo)的平衡就越方便。如既要達(dá)到一定的遮蓋力要求,又要能保證一定的光澤就是一例。
對(duì)于價(jià)格較高的顏料,其原料單價(jià)和其達(dá)到相同遮蓋力的實(shí)際用量的綜合,才能反映其真實(shí)的原料成本。
顏料的遮蓋力也屬于顏料的光學(xué)性質(zhì)之一。其遮蓋力的光學(xué)本質(zhì)是顏料和其周圍介質(zhì)和的折光率之差。當(dāng)顏料的折光率小于或等于周圍介質(zhì)的折光率時(shí),顏料就沒(méi)有遮蓋力。當(dāng)顏料的折光率大于周圍介質(zhì)的折光率時(shí),才有遮蓋力。差值越大遮蓋力越高。
碳酸鈣 水 空氣
折 光 率 1.58 1.33 1.00
{C}3. 著色力和消色力
顏料的著色力也稱著色強(qiáng)度。是表征一種顏料和另一種顏料混合時(shí),該顏料顯現(xiàn)其自身顏色的能力,通常以白色顏料為基準(zhǔn)來(lái)衡量彩色顏料和黑色顏料對(duì)白色顏料的著色力。由于顏料的著色力都是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法與其自身標(biāo)準(zhǔn)樣品的著色力相比較而得的,所以都是用“%”來(lái)表示。
消色力是用來(lái)判斷白色顏料著色力的指標(biāo),它是指白色顏料抵消其它顏料色光的能力。
應(yīng)當(dāng)指出的是顏料的著色力(消色力)除了決定于自身的特性指標(biāo),如粒徑大小、折光率等等外,還與色漆制造時(shí)對(duì)顏料的研磨分散程度有關(guān),即研磨分散程度越高,同一種顏料顯示的著色力也相對(duì)高;谶@個(gè)概念,可以獲得以下三點(diǎn)認(rèn)識(shí):
比較兩種顏料的著色力(或消色力)一定是對(duì)其進(jìn)行同等研磨分散程度下進(jìn)行的。
觀察在標(biāo)準(zhǔn)研磨分散程度下顏料所顯示的著色力(或消色力),可以作為評(píng)價(jià)該顏料分散性能好壞的一種方法。
對(duì)價(jià)格昂貴的顏料,使用精細(xì)的研磨分散設(shè)備,制成分散程度高的漆漿,使其著色力充分發(fā)揮出來(lái),以減少其相對(duì)用量,也是降低色漆原料成本的途徑之一。
{C}4. 濕潤(rùn)性和分散性
在色漆制造過(guò)程中,顏料的濕潤(rùn)性是指顏料與漆料的親合性。分散性是指顏料顆粒在漆料中均勻分布的能力。
選用濕潤(rùn)性和分散好的顏料納入色漆配方,是縮短研磨漆漿分散時(shí)間或獲得高精度研磨漆漿的途徑之一。它將直接影響到色漆的生產(chǎn)效率,能量消耗、研磨漆漿的穩(wěn)定性、漆液的流動(dòng)性的漆膜的表面狀態(tài)。
{C}5. 密度
密度是指單位體積內(nèi)所含顏料的質(zhì)量。單位可用克/厘米3表示。
由于顏料是松散的粉狀物質(zhì),顏料粒子之間存在著空隙,所以其體積是堆積體積,相對(duì)應(yīng)的密度則為堆積密度。
將密度大的顏料用于色漆配方時(shí),需要注意防止顏料沉淀結(jié)塊問(wèn)題。
{C}6. 耐光性和耐候性
顏料的耐光性和耐候性是衡量顏料應(yīng)用于戶外用色漆中的適用性的一項(xiàng)重要指標(biāo)
耐光性是指顏料和含有顏料的應(yīng)用體系在日光照射下,保持其顏色的能力。
耐候性是指其抵抗大氣中化學(xué)及物理因素(包括光照)而保特其顏色的能力。
設(shè)計(jì)戶外用色漆產(chǎn)品的配方時(shí),選用耐光性和耐候性符合要求的顏料是保證色漆產(chǎn)品性能可以滿足特定要求的一個(gè)十分關(guān)鍵的問(wèn)題。
{C}7. 耐熱性
顏料的耐熱性是色漆中的顏料在烘烤聚合成膜過(guò)程中或色漆涂膜直接接觸熱源時(shí),所能承受的最高溫度。
這是設(shè)計(jì)烘烤聚合型色漆或要求涂膜在一定溫度下工作的色漆配方時(shí),選擇顏料時(shí)需要考慮的一項(xiàng)指標(biāo)。顏料干粉耐熱性的測(cè)定可依GB l7l6-79進(jìn)行。
{C}8. 耐水性
顏料的耐水性是保持其不受水侵蝕的能力。耐水性差的顏料用于溶劑色漆時(shí),會(huì)導(dǎo)致涂膜質(zhì)量下降,涂膜防腐蝕能力下降和造成涂膜剝落的缺陷。
顏料分子結(jié)構(gòu)中親水基團(tuán)的存在、水溶鹽含量偏高或水溶性表面處理劑的包覆,都會(huì)造成它的耐水性不良。
{C}9. 無(wú)毒無(wú)公害性
出于對(duì)人體健康及環(huán)境安全的考慮,在色漆配方設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)顏料毒性及安全性的要求會(huì)越來(lái)越高,選用有利人體健康及環(huán)境安全的顏料產(chǎn)品是設(shè)計(jì)色漆配方是需要自覺(jué)并嚴(yán)肅對(duì)待的問(wèn)題。
尤其對(duì)于防銹顏料這一問(wèn)題更為突出。發(fā)展無(wú)毒無(wú)公害的顏料應(yīng)該是顏料工業(yè)的一個(gè)重要方向。
2.2、顏料的種類:
顏料的品種繁多,可以按用途,分為四大類。
①著色顏料;②體質(zhì)顏料;③防銹顏料;④特種顏料。