官场小说排行榜,好看的言情小说,灵域

幾種常用涂料配方設(shè)計介紹

引言

涂料是一種多組分的體系，是一種配方產(chǎn)品，不能夠單獨(dú)作為材料使用，必須涂于基材表面或者是與被涂物件一起使用，并且要根據(jù)底材的種類、使用的環(huán)境及使用目的等很多因素而對涂料提出不同的要求，而涂料的諸多性能都是由涂料的配方?jīng)Q定的，配方中不同的組分及不同含量都會對涂料的性能產(chǎn)生很大影響，這就需要我們來對涂料的配方設(shè)計進(jìn)行研究，研究不同組分及不同含量在涂料配方中的作用效果。涂料的用途多種多樣，如保護(hù)、裝飾及標(biāo)志等作用，而這些作用主要依據(jù)涂料的配方展示出來，對于涂料配方的設(shè)計也有一定的原則，也需要考慮很多的因素，主要包括：

1)涂料的性能要求。如光澤、顏色；各種耐性；機(jī)械性能；使用環(huán)境及其他特殊功能等；

2)顏填料。需要考慮顏填料的遮蓋力、著色力、密度、吸油量、表面極性、細(xì)度、耐候性、耐光性及有害元素含量等；

3)溶劑?？紤]對樹脂的溶解能力、溶解參數(shù)、相對揮發(fā)速率、沸點、毒性等；

4)助劑?？紤]與體系的相容性、互相之間的配伍性和毒性；

5)底材特性。不同底材的特性考慮因素不同，鋼鐵、木材、塑料、混凝土等；底材的表面張力，表面處理；

6)原料成本。滿足客戶對產(chǎn)品價格的要求；

7)配方參數(shù)。即涂料中各組分的比例，如顏基比、固體分、黏度等；

8)施工方法。對配方設(shè)計的影響。如噴涂、輥涂、uV固化、刷涂、電泳及施工現(xiàn)場環(huán)境條件。

1、環(huán)氧涂料及其配方設(shè)計

環(huán)氧涂料是指以環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)制備的涂料，其固化方式主要是以化學(xué)反應(yīng)方式成膜的，涂料中的環(huán)氧樹脂及其改性聚合物可通過自動氧化聚合、自由基引發(fā)聚合、能量引發(fā)聚合(輻射固化)、縮聚固化、氫轉(zhuǎn)移聚合和催化聚合6種化學(xué)反應(yīng)方式進(jìn)行交聯(lián)固化成膜。環(huán)氧涂料配方設(shè)計在同系涂料中采用2種或2種以上固化機(jī)理替代單一的固化機(jī)理，很好地設(shè)計出性能優(yōu)異的環(huán)氧涂料品種，成膜方式的多樣化為環(huán)氧涂料的品種的創(chuàng)新及涂料性能預(yù)測的深入研究奠定了一定的基礎(chǔ)，目前，設(shè)計者正在研究不同固化反應(yīng)機(jī)理的協(xié)同融合條件，不斷提高成膜效率和涂膜品質(zhì)，用固化成膜機(jī)理來對環(huán)氧涂料的配方進(jìn)行設(shè)計，展示出配方設(shè)計的概括陛、理論指導(dǎo)性及實踐的可操作性。

幾種常用涂料配方設(shè)計介紹

1.1 環(huán)氧涂料配方設(shè)計的內(nèi)容

1.1.1 創(chuàng)新

即是改進(jìn)和提升現(xiàn)有產(chǎn)品性能，就是要在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，在不改變原有產(chǎn)品良好性能的基礎(chǔ)上對配方進(jìn)行適當(dāng)?shù)母纳?，以得到性能更加?yōu)異的品種，同時還要避免與同質(zhì)產(chǎn)品的競爭。

1.1.2 開發(fā)適應(yīng)性的配方涂料新品種

隨著現(xiàn)代企業(yè)對涂料要求的提高，不同的應(yīng)用領(lǐng)域及不同的保護(hù)部位都要采用不同的涂料品種，這就要求我們不斷地開發(fā)新產(chǎn)品，以滿足不同的需求，實行配套使用。

1.1.3 開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的涂料

涂料性能的突破是以創(chuàng)新為基礎(chǔ)的，這就需要研發(fā)新的成膜物、顏填料及助劑，從而創(chuàng)造出新的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新品種涂料。

1.1.4 底材及其表面處理

對于涂料性能來說，最基本的是看涂料成膜后與底材的附著力，而這種性能不僅僅與涂料本身的性能有關(guān)，而且與底材也有很大的關(guān)系，即使是同一種底材，通過一定處理后，也會很大地提升涂料的某些性能，主要表現(xiàn)為附著能力的改善。

1.1.5 涂料的使用環(huán)境

對于涂料的選擇而言，使用環(huán)境是至關(guān)重要的，對于不同的使用環(huán)境，涂料的性能會有很大的不同，所以在選擇涂料之前，一定要考慮涂料使用的環(huán)境，是室內(nèi)還是室外，是干燥的環(huán)境還是潮濕的環(huán)境，是在腐蝕環(huán)境下使用還是在一般大氣中使用等，這些因素一定要一一考慮清楚再做選擇。

對配方設(shè)計的選擇不僅只考慮上述因素，還要考慮很多參數(shù)，如濕度包括干燥、潮濕、浸水等；接觸化學(xué)藥品，如酸、堿、溶劑、鹽霧等；還有輻射、生物污染等。

1.2 環(huán)氧涂料配方設(shè)計

涂料的配方設(shè)計有很多種方法，目前我們應(yīng)用較多的方法主要有如下幾種。

1.2.1 分步法

分步法是傳統(tǒng)的配方設(shè)計方法，也是目前使用最多的方法，主要是按照基料、固化劑、活性稀釋劑、溶劑、顏填料及助劑的先后順序?qū)Ω鱾€組分進(jìn)行篩選，確定各組分后，再進(jìn)行試驗驗證，并由實驗室確定最終配方及工藝，進(jìn)行中試生產(chǎn)，經(jīng)過使用后符合要求，最終投入成批生產(chǎn)。此法是比較成熟的設(shè)計配方的方法，大多數(shù)的涂料配方都是通過此法設(shè)計生產(chǎn)的。

1.2.2 拳比法

參比法又稱對比法，主要是用于對涂料配方的改進(jìn)，通過與原產(chǎn)品的對比，制備出性能更加優(yōu)異的品種，對配方的改進(jìn)其實是一個創(chuàng)新的過程，需要設(shè)計者運(yùn)用創(chuàng)新的思維及技術(shù)對配方進(jìn)行創(chuàng)新。

1.2.3 逆向法

逆向法也是應(yīng)用較多的一種配方設(shè)計的方法，此法主要是直接針對涂料的使用性能要求，來對配方進(jìn)行設(shè)計，所以又稱倒置法，此法并不對涂料組分進(jìn)行選擇試驗，而是利用理論知識及技術(shù)經(jīng)驗對涂料性能要求進(jìn)行分析，然后確定出基礎(chǔ)配方，然后再對其進(jìn)行性能檢測，根據(jù)檢測結(jié)果再對配方進(jìn)行優(yōu)化，最終確定配方。此法可以大量縮短配方設(shè)計的時間，提高效率。

1.2.4 經(jīng)驗法

類似于逆向法，是根據(jù)涂裝要求和使用要求，利用經(jīng)驗給出配方設(shè)計的基本路線、試驗方案和基本組成，再根據(jù)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，調(diào)整配方內(nèi)容，最終確定配方，得到滿意的涂料使用效果。設(shè)計者利用這些方法制備出了很多種環(huán)氧涂料；

A、有利用分步法對無溶劑的環(huán)氧涂料進(jìn)行配方設(shè)計，按照環(huán)氧樹脂類型、固化劑、活性稀釋劑、顏填料的順序?qū)ε浞降母鱾€組分進(jìn)行選擇，確定最佳配方，同時探討了所使用的腰果酚改性胺為固化劑的固化機(jī)理并考察了硅烷偶聯(lián)劑對涂膜性能的影響；

B、有的利用對比優(yōu)選法就涂料的耐磨性進(jìn)行配方設(shè)計，影響耐磨性的主要因素是耐磨填料、固化劑種類及固化程度，對各個成分進(jìn)行分析選擇，最終確定了耐磨涂料的最優(yōu)配方；

C、有的制備了一種有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂雙組分耐磨涂料，并利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化了涂料的配方，達(dá)到最優(yōu)效果；吳有的利用傳統(tǒng)的分步法對配方進(jìn)行設(shè)計，主要從酚醛環(huán)氧樹脂的選擇、固化劑的選擇、顏填料的選擇以及助劑、溶劑的選擇上做了優(yōu)化配套，設(shè)計出可常溫固化、性能優(yōu)良的耐溫防腐涂料配方。

D、利用傳統(tǒng)分步法對環(huán)氧自流平地坪涂料的配方進(jìn)行設(shè)計，并介紹了涂料的施工工藝，同時對施工中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析解決；

E、采用環(huán)氧樹脂乳液和固化劑為水性環(huán)氧涂料的主要成膜物質(zhì)，考察了環(huán)氧值與胺氫值的物質(zhì)的量比、涂料固含量、消泡劑用量及固化時間對涂膜性能的影響，最終得到最優(yōu)配方；

F、以液體環(huán)氧樹脂為基料樹脂，以水性胺為固化劑，以聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇、氯化石蠟為膨脹阻燃體系，以納米TiO、可膨脹石墨為增效劑，以復(fù)合鐵鈦粉為防銹顏料，制備了鋼結(jié)構(gòu)用超薄型防火防腐涂料。

由此可見，環(huán)氧涂料的配方設(shè)計還是以傳統(tǒng)的分步法為主，雖然不能說傳統(tǒng)的方法不好，但是畢竟存在缺點，現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生了很多新的配方設(shè)計方法，如計算機(jī)法，此法可以節(jié)省大量的時間，而且能夠?qū)ν苛系纳a(chǎn)流程進(jìn)行控制，通過計算機(jī)對涂料進(jìn)行配色更加高效，這些優(yōu)勢是傳統(tǒng)方法所沒有的，所以設(shè)計者要創(chuàng)新，就要善于學(xué)習(xí)應(yīng)用最新的配方設(shè)計方法，從而研發(fā)新品種涂料。

2、聚氨酯涂料及其配方

聚氨酯涂料是指以聚氨酯樹脂為主要成膜物質(zhì)，再配以顏填料、溶劑、助劑等輔助材料制備的涂料，聚氨酯涂料具有較高的強(qiáng)度、較強(qiáng)的耐磨性、優(yōu)良的附著力、良好的耐油性、耐酸堿性、耐水性及耐化學(xué)藥品性等優(yōu)良性能，此外，節(jié)省能源是聚氨酯涂料的突出特點。聚氨酯涂料的這些優(yōu)良性能和它的結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的，聚氨酯樹脂的大分子中含有大量的氨酯鍵，能夠在大分子之間形成氫鍵，而由于氫鍵的存在，使得分子之間的內(nèi)聚力增大，提高了聚氨酯的抗撕裂強(qiáng)度，也就使得聚氨酯涂料的涂膜具有很高的機(jī)械耐磨性和韌性；聚氨酯樹脂可以和很多品種的樹脂混溶，這樣就使得涂膜的韌性可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；聚氨酯的成膜溫度可高可低，施工節(jié)能；還可以制成各種狀態(tài)的涂料，如水性、溶劑型、粉末及灌裝涂料等。

基于聚氨酯涂料的優(yōu)良性能，對其研究也頗受關(guān)注，但是由于聚氨酯涂料所用的樹脂是聚氨酯樹脂，其具有氨味，危害健康、污染環(huán)境，如果制備溶劑型聚氨酯涂料，所使用的溶劑也是易揮發(fā)、氣味大的溶劑，同樣危害人體健康、污染大氣，這就要求制備無污染的聚氨酯涂料，目前人們主要制備的有粉末型的及水性的聚氨酯涂料。

3、丙烯酸樹脂涂料及其配方

丙烯酸樹脂涂料是指以丙烯酸樹脂為主要成膜物質(zhì)而制備的涂料，丙烯酸樹脂和涂料應(yīng)用十分廣泛，因此在設(shè)計配方的時候首先要考慮樹脂的應(yīng)用對象，配方的設(shè)計程序如下：

1)確定樹脂的類型，熱塑性、熱固性還是雙組分型；

2)確定樹脂用來制備何種涂料；

3)確定樹脂的合成方法；

4)確定設(shè)計的樹脂和涂料要達(dá)到的使用要求及施工工藝；

5)根據(jù)涂料產(chǎn)品的性能來選擇單體；

6)對選擇的單體反應(yīng)能力進(jìn)行分析，選擇易于聚合的單體進(jìn)行反應(yīng)；

7)確定聚合反應(yīng)的工藝條件；

8)模擬單體配比，進(jìn)行樹脂的合成；

9)根據(jù)單體配比合成的結(jié)果，對單體配方進(jìn)行調(diào)整試驗；

10)確定樹脂合成的工藝規(guī)程，包括聚合方法、樹脂配方、聚合工藝、樹脂的質(zhì)量指標(biāo)等，通過分析計算和大量的試驗進(jìn)行驗證。

由于丙烯酸涂料的這些優(yōu)良的性能，已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如汽車裝飾、家電、金屬、卷材、機(jī)械儀表、建筑等諸多領(lǐng)域，而對于丙烯酸涂料的配方設(shè)計，主要的影響因素就是樹脂的合成，樹脂的不同合成方法及其合成條件都會很大程度影響涂料的性能，所以在制備丙烯酸涂料的時候，一定要注意樹脂的合成條件。目前的丙烯酸樹脂涂料主要朝改性方向發(fā)展，以制備出性能更加優(yōu)良的品種。

4、結(jié)語

涂料的配方設(shè)計不僅僅是各種組分的混合，還需要考慮很多的因素，而對于不同的涂料影響的因素也是不同的，設(shè)計者需要對于涂料的品種，涂料的使用環(huán)境及使用要求等諸多因素進(jìn)行全面的考慮研究，制備性能優(yōu)良的涂料品種，滿足客戶對其性能及施工要求。同時涂料的創(chuàng)新主要是基于所用基料(即樹脂)的創(chuàng)新，需要不斷研發(fā)新的改性樹脂產(chǎn)品、助劑等，用以制備出新的涂料品種。

總之，涂料的配方設(shè)計也是一門學(xué)問，需要設(shè)計者不斷地研究創(chuàng)新，以制備出符合時代發(fā)展的新品種。