种子集分享 http://blog.sciencenet.cn/u/wuyuefeng 撒下的种子,有一天能在你我心中生根发芽

博文

昂星新碳学术沙龙第二期

已有 585 次阅读 2019-7-10 09:53 |个人分类:石墨烯学堂|系统分类:科普集锦| 昂星新碳, 学术沙龙, 涂料, 石墨烯

涂料的前世与今生

作者:小天         编辑:Casey      发布:昂星新型碳材料有限公司 

一、定义:

一种流动的(粘稠液体)或者粉末状态的物质,将其涂于物体表面并形成一层均匀覆盖且附着力良好的膜,成为广义的涂料。

1.jpg

二、涂料在中国的历史:

据史料记载,中国漆艺至少已有7000的历史,中国对于世界油漆工艺的发展,具有不可磨灭的贡献。

(1)  古代:从石器时代的粘结剂到三国时代的各种间色和复色漆,古漆的作用从装饰向艺术方向发展;在唐宋时期,古代漆工艺得到长足发展,表面处理技术非常先进;在元明清时期古漆工艺德发展方向发生改变,热衷于图案纹样的复杂,而放弃了漆工艺技法,进而导致中国制漆工艺的落后。

(2)  近代:民国时期,由于列强侵略,制漆工艺处于停滞状态,漆生产也是散布于全国各地。1915年,阮霭南、周元泰在上海创办开林颜料油漆厂成为我国历史上第一家油漆厂,宣告中国近代油漆工业的诞生。此后中国近代漆工业得到长足发展,但是帝国列强的入侵导致涂料工业奄奄一息。建国初期,全国涂料产量不足万吨,产品几十种,成为新中国发展涂料的基础。1956年,苏联对华援建,中国油漆生产和工艺进一步提升,在国家领导下,涌现出一批国家级大型现代化涂料企业:沈阳船牌、武汉双虎。

(3)  改革开放至今:随着改革开放,国外涂料巨头进入中国,与国内涂料企业竞争的同时,也促进了中国涂料业的发展。

 


三、涂料的组成:

涂料主要由成膜物质、颜料、溶剂和助剂等四类物质组成。

成膜物质是一种使涂料牢固附着于被涂物表面上形成漆膜的主要物质,是涂料组成中最主要的一部分。

2.png

早期大多以植物油为主要原料,故叫做油漆。现代树脂已经绝大部分或全部取代了植物油故称为涂料。

颜填料:一种细微粉末状的有色或白色物质,不溶于水、油或者有机溶剂等,但经过分散或搅拌能均匀分散于其中形成悬浮液。

颜料的作用:提高涂膜的耐久性、耐候性、耐腐性等,同时能增加漆膜的厚度,可提高漆机械强度,对改善涂膜的物理、化学性能,提高其装饰性和保护性发挥了极大作用。其按照来源分类如下:

3.png

按照其在涂料中所起的作用可分为:

着色颜料:具有一定着色力和遮盖力,在色漆中起着色和遮盖作用

体质颜料:又称填料,是一些不具备着色力和遮盖力的白色和无色颜料,主要起到增加漆膜厚度与体质的作用,降低成本。

随着技术的发展,发现体质颜料与着色颜料配合使用,不仅可增加涂膜厚度,提高漆膜的耐久性和耐磨性,在主漆中加入可防止下沉,可以改善涂膜的流平性和耐磨性,在高颜料分的底漆中大量使用,可提高漆膜的硬度,降低开裂现象。

主要颜料有:钛白粉、立德粉、谈何、铁红、铁黄、有机红、金属颜料(铜粉、铝粉)等,主要填料有:碳酸钙、高岭土、滑石粉、硫酸钡、石英粉等。

涂料溶剂:在涂料工业中,用来溶解或者分散成膜物质,形成便于施工的涂料,并在涂膜形成过程中挥发掉的液体,对成膜物质的溶解能力决定了形成溶液的均匀性,漆液的黏度和漆膜物质的贮存稳定性。主要由溶解成膜物质的真溶剂,不具备溶解能力,但可以增强真溶剂的溶解能力的助溶剂以及不具备溶解能力、协同调节真溶剂的挥发速度的假溶剂三部分组成。

不同溶剂对不同成膜物质溶解能力不一样。因此,正确选择溶剂必须了解每种成膜物质相应的溶剂品种,用错溶剂会导致涂料浑浊、沉淀、析出、失光甚至报废。

涂料的组成---助剂

涂料助剂,又称油漆辅料,系配制涂料的辅助材料,在涂料中用料很少且不能单独成膜,但其在涂料中作用极大,可以提高涂料性能,促进涂膜形成。助剂种类繁多,根据其功能可分为一下几类:

润湿剂:包括基材润湿剂和颜填料润湿剂

分散剂:包括润湿分散剂和颜料分散剂

流平剂:包括润湿流平剂和表面张力降低剂

流变助剂:包括增稠剂、触变剂、施工性能助剂

消泡剂:包括消泡剂、抑泡剂、破泡剂

防腐防霉剂:包括罐内防腐剂和漆膜防腐剂

中和剂:包括多功能效果的pH调节剂

催干剂、防结皮剂和催化剂

4.jpg

四、现代涂料

随着科学技术的发展,人类对于环保的要求越来越高,中国在实施制造强国战略的中国制造2025”中,绿色发展成为基本方针之一。创新发展、绿色发展已经成为涂料行业十三五产业规划的指导思想。相继出台相关政策来引导和督促涂料企业进行转型,目前达到环保政策要求的未来发展方向的涂料类型如下表所示:

5.png

五、问与答

在热烈的讨论过程中,我们的主讲人小天对每个人的疑问都一一进行了详细的解答。


1、成膜助剂都是什么类型的助剂

答:成膜助剂幼教聚结剂,是一种高沸点化合物,多为醇、醇酯、醇醚类,他们实际上是聚合物的一种溶剂。在漆膜干燥过程中,水分挥发后余下的成膜助剂是聚合物溶解并融合成连续的膜。成膜以后随着时间的推移,成膜助剂逐渐挥发。可见成膜助剂除有溶解作用外,还会对成膜聚合物起到短暂的增塑作用。


2、石墨烯在改性防腐涂料中的作用

    答:石墨烯具有特殊的片层状结构,可以像鳞片状云母粉、铝粉、玻璃薄片等作为填料应用于防腐涂料中,石墨烯的片层状结构,对水、氧气和离子的扩散有很好的物理屏蔽作用,可以增加腐蚀介质在涂层中的渗透路程,从而达到对金属材料的防腐蚀功能,这一过程被通俗的称为石墨烯的迷宫效应

     ②环氧树脂无法阻止其本身的裂纹萌生和塑性变形导致涂料易形成裂痕。然而石墨烯的存在改变了其断裂模式,开裂趋势被抑制

石墨烯在涂料中的润滑作用,降低涂料表层的摩擦系数 ,磨损率减小。


3、树脂与固化剂的作用机理是什么样的

答:以聚氨酯双组份漆为例,它是以多异氰酸酯和多氢基化合物反应生成以含有氨基酸酯高分子化合物为主要成膜物质的连续膜面。双组份中的甲组分即通常意义上的固化剂为含有多异氰酸基(-NCO)的预聚物,乙组分为含有多羟基(-OH)的化合物,将二者与稀释剂按比例混合后涂于物体表面,即发生-OH-NCO的交联反应,树脂由小分子变成立体网状大分子而固化成膜。



想要了解更多关于石墨烯的知识与趣闻,欢迎扫一扫下方二维码,加入我们。


075942d00jq8wqj0ct0jcd.jpg




http://blog.sciencenet.cn/blog-66736-1188859.html

上一篇:昂星新碳学术沙龙第一期
下一篇:昂星新碳学术沙龙第三期

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2019-8-20 11:30

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部