涂料化學(xué)與工藝學(xué)

前言

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，特別是汽車(chē)工業(yè)、船舶工業(yè)、建筑行業(yè)、橋梁產(chǎn)業(yè)以及家庭裝飾業(yè)的發(fā)展，涂料作為保護(hù)、裝飾、美化物體表面的涂裝材料得到長(zhǎng)足的發(fā)展，涂料的品種迅速增加，性能不斷提高，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，在推動(dòng)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ钏降奶岣叻矫嫫鹬e極、重要的作用。涂料必將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。為了進(jìn)一步促進(jìn)涂料行業(yè)人才的培養(yǎng)，筆者在參考國(guó)內(nèi)相關(guān)教材和書(shū)籍、查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年的教學(xué)與科研實(shí)踐，編寫(xiě)了《涂料化學(xué)與工藝學(xué)》一書(shū)。本書(shū)既介紹涂料化學(xué)知識(shí)，又介紹涂料生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、涂料涂裝等涂料知識(shí)，是將涂料化學(xué)與涂料工藝學(xué)有機(jī)的統(tǒng)一。全書(shū)共14章，重點(diǎn)介紹了涂料的基本組成和作用；涂料的化學(xué)基礎(chǔ)；涂料用樹(shù)脂（如醇酸樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、氟硅樹(shù)脂）的合成原理、合成原料、合成方法和合成實(shí)例；以及涂料用顏填料、助劑、涂料配方原理；涂料的涂裝工藝；漆膜的形成機(jī)理；涂料的工業(yè)應(yīng)用；新型綠色環(huán)保型涂料；涂料生產(chǎn)工藝及設(shè)備。書(shū)中既有理論知識(shí)，又有配方設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)例，力求理論與實(shí)踐的結(jié)合，精簡(jiǎn)不失系統(tǒng)，直觀不失完美，表達(dá)力求清楚明了，做到簡(jiǎn)明扼要，易學(xué)易懂。本書(shū)可作為高等院校精細(xì)化工及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材，也可作為從事涂料生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的工作人員的培訓(xùn)教材，同時(shí)還可作為從事涂料教學(xué)、科研人員的參考用書(shū)。全書(shū)由官仕龍教授統(tǒng)稿和定稿，第10章和第11章由胡登華編寫(xiě)，第14章由陳協(xié)編寫(xiě)，其余各章由官仕龍教授編寫(xiě)。本書(shū)的編寫(xiě)得到武漢工程大學(xué)綠色化工過(guò)程省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持，也得到涂料界朋友、同仁的無(wú)私幫助，在此深表感謝。由于作者水平有限，書(shū)中疏漏之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

《涂料化學(xué)與工藝學(xué)》系統(tǒng)地介紹了涂料化學(xué)和涂料工藝學(xué)知識(shí)?！锻苛匣瘜W(xué)與工藝學(xué)》共14章，重點(diǎn)介紹了涂料的基本組成和作用；涂料的化學(xué)基礎(chǔ)；涂料用樹(shù)脂（包括醇酸樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、氟硅樹(shù)脂等）的合成原理、原料、工藝和實(shí)例；涂料用顏填料、助劑、涂料配方原理；涂料的涂裝工藝；涂膜的形成機(jī)理；涂料的工業(yè)應(yīng)用；綠色環(huán)保型涂料；以及涂料的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。書(shū)中既有理論知識(shí)，又有配方設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)例，精簡(jiǎn)又不失系統(tǒng)。
《涂料化學(xué)與工藝學(xué)》可作為高等院校精細(xì)化工及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材，也可作為從事涂料生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)人員的培訓(xùn)教材，同時(shí)還可作為從事涂料教學(xué)、科研人員的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章緒論1 1.1概述1 1.2涂料的基本組成1 1.3涂料的作用3 1.4涂料的分類(lèi)與命名3 1.4.1涂料的分類(lèi)3 1.4.2涂料的命名4 1.5涂料的發(fā)展5 1.5.1涂料的發(fā)展歷史5 1.5.2涂料的發(fā)展趨勢(shì)6 習(xí)題7 第2章涂料化學(xué)基礎(chǔ)8 2.1概述8 2.1.1高分子化合物的定義8 2.1.2玻璃化溫度8 2.1.3高分子聚合物的力學(xué)三態(tài)9 2.2聚合反應(yīng)10 2.2.1聚合反應(yīng)的分類(lèi)10 2.2.2加聚反應(yīng)11 2.2.3縮聚反應(yīng)17 2.3聚合反應(yīng)的實(shí)施方法22 2.3.1本體聚合22 2.3.2溶液聚合22 2.3.3懸浮聚合23 2.3.4乳液聚合25 2.4聚合物的老化和防老化34 2.4.1聚合物的老化34 2.4.2聚合物的防老化35 習(xí)題36 第3章醇酸樹(shù)脂和聚酯樹(shù)脂37 3.1概述37 3.2醇酸樹(shù)脂37 3.2.1醇酸樹(shù)脂的分類(lèi)37 3.2.2醇酸樹(shù)脂的合成原料39 3.2.3醇酸樹(shù)脂的合成原理44 3.2.4醇酸樹(shù)脂的合成工藝47 3.2.5醇酸樹(shù)脂的合成實(shí)例50 3.2.6醇酸樹(shù)脂在涂料中的應(yīng)用52 3.2.7醇酸樹(shù)脂的改性54 3.2.8水性醇酸樹(shù)脂56 3.3聚酯樹(shù)脂56 3.3.1聚酯樹(shù)脂的分類(lèi)56 3.3.2聚酯樹(shù)脂的合成57 3.3.3聚酯樹(shù)脂的應(yīng)用64 3.3.4水性聚酯樹(shù)脂65 習(xí)題65 第4章丙烯酸樹(shù)脂67 4.1概述67 4.2丙烯酸樹(shù)脂的分類(lèi)67 4.2.1熱塑性丙烯酸樹(shù)脂68 4.2.2熱固性丙烯酸樹(shù)脂68 4.3丙烯酸樹(shù)脂的合成單體70 4.3.1丙烯酸酯類(lèi)單體70 4.3.2非丙烯酸酯類(lèi)單體71 4.4溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的合成73 4.4.1合成原理73 4.4.2配方設(shè)計(jì)73 4.4.3合成工藝78 4.4.4溶劑型丙烯酸樹(shù)脂的合成實(shí)例80 4.5水性丙烯酸樹(shù)脂的合成82 4.5.1水溶性丙烯酸樹(shù)脂的合成82 4.5.2丙烯酸乳液的合成85 習(xí)題88 第5章聚氨酯樹(shù)脂89 5.1概述89 5.2異氰酸酯的基本反應(yīng)89 5.2.1與活潑氫化合物反應(yīng)90 5.2.2自聚反應(yīng)92 5.2.3異氰酸酯的封閉反應(yīng)92 5.3聚氨酯樹(shù)脂的合成原料93 5.3.1多異氰酸酯93 5.3.2低聚物多元醇97 5.3.3擴(kuò)鏈劑98 5.3.4催化劑99 5.3.5溶劑99 5.4聚氨酯涂料的分類(lèi)100 5.4.1單組分聚氨酯涂料100 5.4.2雙組分聚氨酯涂料101 5.5聚氨酯涂料用樹(shù)脂的合成102 5.5.1單組分聚氨酯涂料用樹(shù)脂的合成102 5.5.2雙組分聚氨酯涂料用樹(shù)脂的合成107 5.6水性聚氨酯112 5.6.1水性聚氨酯的合成112 5.6.2水性聚氨酯的應(yīng)用116 習(xí)題116 第6章環(huán)氧樹(shù)脂117 6.1概述117 6.2環(huán)氧樹(shù)脂的分類(lèi)117 6.2.1按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)118 6.2.2按官能團(tuán)的數(shù)量分類(lèi)120 6.2.3按狀態(tài)分類(lèi)121 6.3環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)與特性指標(biāo)121 6.3.1環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)121 6.3.2環(huán)氧樹(shù)脂的特性指標(biāo)122 6.3.3國(guó)產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂的牌號(hào)123 6.4環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)及固化劑124 6.4.1環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)124 6.4.2環(huán)氧樹(shù)脂固化劑125 6.5環(huán)氧樹(shù)脂的合成133 6.5.1雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的合成133 6.5.2酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂的合成135 6.5.3部分脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的合成136 6.6環(huán)氧樹(shù)脂的改性137 6.6.1環(huán)氧樹(shù)脂的增韌改性137 6.6.2環(huán)氧樹(shù)脂的化學(xué)改性138 6.7水性環(huán)氧樹(shù)脂138 6.7.1水性環(huán)氧樹(shù)脂的制備139 6.7.2水性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的合成142 6.8環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用142 6.8.1防腐蝕環(huán)氧涂料143 6.8.2電氣絕緣環(huán)氧涂料144 6.8.3汽車(chē)、船舶等交通工具用環(huán)氧涂料144 6.8.4食品容器用環(huán)氧樹(shù)脂漆144 習(xí)題145 第7章氨基樹(shù)脂146 7.1概述146 7.2氨基樹(shù)脂的分類(lèi)147 7.2.1脲醛樹(shù)脂147 7.2.2三聚氰胺甲醛樹(shù)脂148 7.2.3苯代三聚氰胺甲醛樹(shù)脂149 7.2.4共縮聚樹(shù)脂149 7.3氨基樹(shù)脂的合成原料150 7.3.1氨基化合物150 7.3.2醛類(lèi)151 7.3.3醇類(lèi)153 7.4氨基樹(shù)脂的合成153 7.4.1脲醛樹(shù)脂的合成153 7.4.2三聚氰胺甲醛樹(shù)脂的合成156 7.4.3苯代三聚氰胺甲醛樹(shù)脂的合成162 7.4.4共縮聚樹(shù)脂的合成164 7.5氨基樹(shù)脂的應(yīng)用165 7.5.1丁醚化氨基樹(shù)脂的應(yīng)用167 7.5.2甲醚化氨基樹(shù)脂的應(yīng)用169 習(xí)題170 第8章氟硅樹(shù)脂172 8.1氟樹(shù)脂172 8.1.1概述172 8.1.2氟樹(shù)脂的合成單體173 8.1.3氟樹(shù)脂的合成176 8.1.4氟樹(shù)脂的應(yīng)用186 8.2硅樹(shù)脂187 8.2.1概述187 8.2.2硅樹(shù)脂的合成單體188 8.2.3硅樹(shù)脂的合成原理192 8.2.4硅樹(shù)脂的合成194 8.2.5硅樹(shù)脂的應(yīng)用196 習(xí)題199 第9章涂料顏填料、助劑和溶劑201 9.1概述201 9.2顏填料的分類(lèi)和作用201 9.2.1顏料的分類(lèi)和作用201 9.2.2填料的分類(lèi)和作用205 9.2.3顏料體積濃度205 9.3助劑的種類(lèi)和作用206 9.3.1潤(rùn)濕分散劑206 9.3.2流平劑209 9.3.3消泡劑212 9.3.4光澤助劑215 9.3.5流變劑218 9.3.6增稠劑219 9.3.7催干劑221 9.4一些成膜聚合物常用的溶劑222 9.5涂料配方原理223 習(xí)題224 第10章涂料的涂裝工藝226 10.1概述226 10.2涂裝前處理226 10.2.1前處理的意義226 10.2.2前處理的內(nèi)容227 10.2.3前處理方法選擇的依據(jù)227 10.2.4前處理方法228 10.2.5鋼鐵材料的綜合處理232 10.2.6非鐵材料的涂裝前處理232 10.3溶劑型涂料的涂裝工藝235 10.3.1浸涂235 10.3.2高壓空氣噴涂236 10.3.3高壓無(wú)氣噴涂238 10.4水性涂料的涂裝工藝241 10.4.1水性涂料涂裝工藝241 10.4.2電泳涂料涂裝工藝242 習(xí)題247 第11章漆膜的形成機(jī)理248 11.1涂料中的流變學(xué)248 11.1.1簡(jiǎn)單剪切下流體的流變性248 11.1.2純剪切力下的流變性251 11.2涂料施工中的表面張力251 11.2.1液體的表面張力251 11.2.2液體在固體表面的展布252 11.2.3液體的表層流動(dòng)252 11.3涂料漆膜的形成機(jī)理253 11.3.1非轉(zhuǎn)化型涂料253 11.3.2轉(zhuǎn)化型涂料255 11.4涂層的固化方法256 11.5漆膜的弊病及影響因素257 11.5.1與涂料流變性有關(guān)的漆膜弊病257 11.5.2由表面張力引起的漆膜弊病257 11.6涂料漆膜的評(píng)價(jià)261 習(xí)題263 第12章涂料的工業(yè)應(yīng)用264 12.1概述264 12.2汽車(chē)涂料266 12.2.1汽車(chē)底漆266 12.2.2中涂層涂料（中涂）266 12.2.3汽車(chē)面漆268 12.2.4汽車(chē)修補(bǔ)漆268 12.3船舶涂料269 12.3.1無(wú)機(jī)富鋅涂料270 12.3.2滑油艙、燃油艙涂料270 12.3.3壓載水艙涂料270 12.3.4貨艙涂料270 12.3.5飲水艙涂料271 12.3.6甲板漆271 12.3.7船殼、上層建筑用漆271 12.3.8水線漆271 12.3.9船底防污漆271 12.3.10船底防銹漆272 12.4建筑涂料272 12.4.1概述272 12.4.2內(nèi)墻涂料274 12.4.3外墻涂料276 12.4.4地面涂料279 12.4.5頂棚涂料281 12.5塑料涂料282 12.5.1聚烯烴塑料涂料283 12.5.2ABS塑料涂料283 12.5.3PS塑料涂料284 12.5.4塑料用功能涂料284 12.6木器涂料285 12.6.1硝基漆286 12.6.2聚酯漆286 12.6.3不飽和聚酯漆287 12.6.4聚氨酯木器漆287 12.6.5醇酸型木器漆287 12.6.6丙烯酸自干木器漆287 12.6.7酚醛型木器漆288 12.6.8過(guò)氯乙烯木器漆288 12.6.9酸固化氨基醇酸清漆288 12.6.10UV木器漆288 12.6.11水性木器漆288 習(xí)題289 第13章綠色環(huán)保型涂料291 13.1概述291 13.2高固體分涂料291 13.2.1概況291 13.2.2高固體分涂料的分類(lèi)292 13.2.3存在的問(wèn)題及解決辦法294 13.3水性涂料295 13.3.1概況295 13.3.2水性樹(shù)脂的制備方法295 13.3.3水性助劑296 13.3.4乳膠漆生產(chǎn)工藝300 13.4粉末涂料300 13.4.1概況300 13.4.2粉末涂料的種類(lèi)301 13.4.3粉末涂料的組成302 13.4.4粉末涂料用助劑303 13.4.5粉末涂料用顏填料305 13.4.6粉末涂料制備技術(shù)306 13.5輻射固化涂料308 13.5.1概況308 13.5.2輻射固化涂料的組成308 13.5.3輻射固化涂料的應(yīng)用316 習(xí)題316 第14章涂料生產(chǎn)工藝及設(shè)備317 14.1漆料、清漆生產(chǎn)工藝及設(shè)備317 14.1.1生產(chǎn)工藝317 14.1.2生產(chǎn)設(shè)備317 14.2色漆生產(chǎn)工藝及設(shè)備320 14.2.1生產(chǎn)工藝320 14.2.2生產(chǎn)設(shè)備321 14.3涂料質(zhì)量檢驗(yàn)與性能測(cè)試327 14.3.1概述327 14.3.2涂料產(chǎn)品性能328 14.3.3涂料施工性能328 習(xí)題329 參考文獻(xiàn)330

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   （2）防污顏料 常用的有氧化亞銅和氧化汞兩種。氧化亞銅為帶紅色或紫紅色的粉末，用它配制成的防污顏料，涂裝于船底，能有效地阻止海洋生物在船底上附著滋生。氧化汞為紅色或帶橘黃色澤的粉末，作為防污顏料常同氧化亞銅配合使用，防污效果顯著。由于汞能引起公害，目前已盡量少用或不用。 （3）示溫顏料 可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)為可逆性變色顏料，當(dāng)溫度升高時(shí)顏色發(fā)生改變，冷卻后又恢復(fù)原來(lái)的顏色；另一類(lèi)為不可逆變色顏料，它們?cè)诩訜釙r(shí)發(fā)生不可逆的化學(xué)變化，冷卻后不能恢復(fù)原來(lái)的顏色。使用示溫顏料做成色漆，刷涂在不易測(cè)量溫度變化的地方，可以從漆膜顏色的變化觀察到溫度的變化。 （4）發(fā)光顏料 主要有熒光顏料和磷光顏料。 ①熒光顏料為一類(lèi)在紫外光線照射下能發(fā)出熒光的有機(jī)顏料?？煞譃閮纱箢?lèi)：一類(lèi)是水溶性熒光染料溶于樹(shù)脂中制成的顏料。這類(lèi)染料主要是堿性染料，如堿性嫩黃、堿性玫瑰精、堿性桃紅等三芳基甲烷類(lèi)化合物（也有個(gè)別的酸性染料）。先將染料溶解在三聚氰胺一對(duì)甲苯磺酰胺一甲醛樹(shù)脂的單體中，經(jīng)聚合成樹(shù)脂，再進(jìn)行粉碎及顏料后處理即得成品顏料。但這類(lèi)熒光顏料的耐曬牢度較差。另一類(lèi)是帶有熒光的水不溶性有機(jī)化合物，如分散染料中的分散熒光黃FFL和分散熒光黃H5G1一等原染料，經(jīng)顏料化處理即得成品熒光顏料。這類(lèi)顏料的色譜齊全，有黃、橙、紅、紫、綠、藍(lán)等，色彩鮮艷，用于塑料、油墨、涂料、文教用品中，可提高裝飾效果。熒光顏料色感非常強(qiáng)，耐光性較差，可罩涂含有紫外光吸收劑的罩光清漆，延緩?fù)磕ね噬?②磷光顏料又稱夜光顏料、夜光粉或磷光體，是一類(lèi)經(jīng)光源激發(fā)后，于黑暗處能發(fā)出可見(jiàn)光的顏料，主要成分是高純的硫化鋅，又分為短時(shí)夜光粉和永久性夜光粉兩種。制法是將氧化鋅溶于稀酸，通人硫化氫氣體生成硫化鋅沉淀，經(jīng)洗凈和干燥后，加入氯化鈉、氯化鎂作助熔劑，極微量的Cu、Ag或Mn作為活化劑，經(jīng)焙燒后即成。根據(jù)Cu活化劑含量的不同，顏色呈現(xiàn)綠色至深紅色。用Ag作活化劑時(shí)，顏色由深藍(lán)色至深紅色。用Mn作活化劑時(shí)，顏色呈現(xiàn)黃色。永久性夜光粉里加有釷等放射性物質(zhì)作為添加劑，在射線的激發(fā)下，能長(zhǎng)時(shí)期發(fā)光；而短時(shí)夜光粉里則沒(méi)有放射性添加劑，必須借助于外界光源的激發(fā)才發(fā)光，切斷光照后即不再發(fā)光。磷光顏料主要用于儀表、鐘表、示波器、雷達(dá)等方面。

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