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涂料科学的基本理论及其特性

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涂料科学得不到足够的重视是不是反映了我国兴头界的当前情况。本文并不想去回答涂料科学为什么得不到足够的重视这个问题,这个问题应该留给我国涂料界来讨论和回答,本文只想概述一下有关涂料科学的基本理论,企求对我国涂料界在重视涂料科学理论上有所裨益。 涂料科学的基本理论应包含以下内容: 一、涂料用树脂(聚合物)的分子设计与合成; 二、颜料在聚合物溶液或分散体中的分散性与稳定性; 三、涂料配方原理及其评价方法; 四、涂料流动与流变性质; 五、涂料的成膜与固化。 下面分别简述其内容要点: 一、涂料用树脂的分类 涂料用树脂(聚合物)的分子设计与合成大家知道,尽管能用于涂料的树脂有很多,有天然的和合成的聚合物,但以下几种合成树脂占据了90%以上:有醇酸树脂、氨基树脂、酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂。这些树脂在涂料中作为主要成膜物质时,在形态上主要有以下几种。 ①有机溶剂溶液体系。有机溶剂能溶解聚合物,是均相体系,在热力学上是稳定的。 ②乳液体系。是以水为连续相,聚合物不溶于水,依赖于表面活性剂,以分散相形式组成的乳状液,为水包油乳液。 ③水分散体系(水稀释性体系)。以水为连续相,很少或不用表面活性剂,聚合物有一定的亲水性,以分散体的形式存在,体系中可含有一定量的亲水性有机溶剂。 ④水溶液体系。聚合物通过成盐的办法,使其成为离子聚合物,能溶于水中,还可以加入一定量的水溶性有机溶剂,来提高聚合的水溶性,是均相体系。 ⑤非水分散体系。连续相为非水的有机溶剂,一般为非芳烃类(如烷烃、醇类等),低毒性低气味的有机溶剂,聚合物借助于两亲性(即一头亲溶剂,而另一头亲聚合物)的特殊表面活性剂,或聚合物经改性后,以分散体形式存在。 ⑥粉末体系。固体微粉状聚合物。原则上说,几乎所有的树脂都能制成这些形态,但当同一种树脂制成不同形态时,其分子结构,分子量大小,溶剂及助剂的种类和组成、合成方法等都有很大的不同。其中几类是常用的,如溶剂型涂料(第一类),乳胶漆(第二类),电泳漆(第四类),粉末涂料(第六类)。 第三类和第四类主要是开发水性涂料和高固分涂料而发展起来的比较新的类型,是当前涂料的发展方向之一。当然,每一种形态根据不同的应用和各自的优缺点都有很大的发展这人间,从原料到工艺不断的改进入创新是最重要的,这方面在理论上和技术上每年国内外都有大量的专利文献报道。其中很多站在科学的前沿。