涂料化学—第5章-涂料中的流变学与表面化学.ppt

第五章 涂料中的流变学与表面化学 5.1 涂料中流变学问题 5.1 涂料中流变学问题 5.1 涂料中流变学问题 5.1 涂料中流变学问题 5.1 涂料中流变学问题 5.1 涂料中流变学问题 5.1 涂料中流变学问题 5.1 涂料中流变学问题 5.2 表面化学 5.2 表面化学 5.2 表面化学 5.2 表面化学 5.2 表面化学 5.3 流平与流挂 5.3 流平与流挂 5.3 流平与流挂 5.3 流平与流挂 5.4 涂料施工中的表面张力问题 5.4 涂料施工中的表面张力问题 5.4 涂料施工中的表面张力问题 5.4 涂料施工中的表面张力问题 5.4 涂料施工中的表面张力问题 5.4 涂料施工中的表面张力问题 5.5 表面活性剂及其应用 5.5 表面活性剂及其应用 5.5 表面活性剂及其应用 5.5 表面活性剂及其应用 5.5 表面活性剂及其应用 本章复习题 流平力来自表面张力，流平可以减少液体的表面积；在涂层的薄处，气体挥发得相对较快，表面张力上升很快，周围高处的涂料有向其铺展的趋向。涂料在固化之前应有足够的流动时间，以保证流平。 厚边现象：涂层的边缘表面较大，挥发得较快，因此温度下降，表面张力升高，附近的涂料自动向其铺展，于是形成边缘变厚的现象。 湿的涂层上落上一滴表面张力低的液体，如烘箱中凝聚后滴下的溶剂或脏物可使邻近的涂料表面张力降低，并向周围表面张力较高处铺展，于是形成一个火山口的现象，这种现象称为缩孔。 桔子皮现象是指涂层表面微微地起伏不平，形状有如桔皮的情况。形成桔皮的原因很多，例如在喷涂时，喷枪的距离控制不好或涂料和溶剂配合不好，雾化情况不好等都可引起桔皮。 涂料在干燥过程中，随着溶剂的蒸发。表面浓度升高，温度下降，表面张力升高。由于表层和低层的表面张力不同，于是产生一种很大的推动力，使涂料从底层往上层运动，这种运动导致局部涡流，形成所谓贝纳尔漩流窝(Benard cell)。涡流原点有如火山口，向外喷发出下层涂料，这些表面张力低的涂料向周围表面张力高的表层铺展，于是形成隆起部分。并使湿膜形成规则的六角形，其中心与边缘颜料浓度将有不同．如果涂料流平性不好，在该膜干燥后便留下凹凸起伏的桔皮。 贝纳尔漩流窝 发花是指施工后漆膜中颜料不均匀分布，使外观呈花斑(蜂窝状条斑)。 浮色是指漆膜表面颜色不同于底层，施工后漆膜颜色呈不均匀变化，是由不同颜料在漆膜层间分布不均匀引起的。 发花和浮色的原因很复杂，引起颜料分布不均匀的原因都与溶剂蒸发形成的贝纳尔漩流窝有关。 涂料中常加有流平剂，以帮助漆膜在干燥之前完成流平过程。流平剂的作用主要是降低涂料表面张力用以消除各种弊病：调整溶剂挥发速度、改善流动性，延长流平时间；在漆膜表面形成单分子层以提供均匀的较低的表面张力等作用。流平剂可以是一些高沸点的溶剂，如硅油；也可以是长烷基链的聚合物，如丙烯酸树脂和有机硅树脂等。 表面活性剂是由至少两种以上极性或亲媒性显著不同的官能团所构成的化合物，具有两亲性。这种构造赋予它两种基本性质： 虽然具有双重亲媒结构，但溶解度较低，在通常浓度下大 部分以胶束(缔合体)形式存在于溶剂中。 在溶液与它相接的界面上，基于官能团作用而产生定向吸 附，使界面(或表面)的状态或性质发生显著变化，可大大 降低表面张力或界面张力。 表面活性剂的类型 根据表面活性剂的极性基和非极性基的性质，可分为四大类： 阴离子表面活性剂的极性基团为阴离子，它们一般是水溶性的或只溶于水中，水溶液呈碱性。主要有长链羧酸基(如肥皂)、高级醇硫酸盐(如十二烷基硫酸钠)、烷基苯磺酸盐(如十一烷基苯磺酸钠)等，主要用于水介质。 （1）阴离子表面活性剂 表面活性剂的类型 （2）阳离子表面活性剂 极性基团为阳离子，主要有脂肪胺与羧酸形成的铵盐、季铵盐等。阳离子表面活性剂很贵。它和表面具有负电荷的金属氧化物、玻璃和纸等有很强的作用力，从而容易置换出表面上已吸附的水气。它和颜料作用时，其极性基与颜料表面作用，非极性基朝向介质，使颜料表面成为亲油的。因而易于使颜料润湿。 表面活性剂的类型 （3）非离子表面活性剂 它在水中不离解，其极性部分一般为羟基或醚基，它们水合的情况比离子化的极性基团低。但由于这种非离子基的数目很多，因而也可取得同等的水合量，主要有酯型、醚型、胺型和酰胺型等。非离子表面活性剂在水中溶解度随聚氧乙烯链的增长而增加，可分为三类：?油溶性或微溶于水；?在水中可自分散；?溶于水中。 （4）两性表面活性剂 同时含有碱性基团和酸性基团的表面活性剂，在酸性介质中可以形成阳离子，在碱性介质中可离解成阴离子。 涂料化学 本章要求： 1、了解乳胶型涂料