第1章1.什么是涂料它有哪些主要作用涂料是能涂覆在被涂物件表面并能形成牢固附着的连续薄膜材料;答：涂料又称油漆,是一种流动状态或粉末状态的有机混合物,可用不同的施工工艺涂覆在物件表面上,形成粘附牢固,具有一定强度、连续的固态薄膜;涂料的主要作用：1 装饰作用,是美化生活环境不可缺少的；2 保护作用,金属防腐、放火涂料、贵重设备、文物保护；3 标志作用,各种标志牌和道路分离线；4 特种功能,导电、导磁涂料、烧蚀涂料、伪装和隐形涂料、温控涂料;现代涂料正逐步成为一类多功能性的工程涂料;2.涂料的发展史一般可分为哪三个阶段涂料的发展史一般可分为三个阶段：1天然成膜物质的使用；2涂料工业的形成；3合成树脂涂料的生产;3.试述涂料由几部分组成各部分起什么作用答：1成膜物也称基料或粘结剂是形成涂膜连续相的物质,也是最主要的成分,对涂料的性能起主要作用;2颜料能赋予涂料以颜色和遮盖力,提高涂层的机械性能和耐久性;有的还能改善流变性能,降低成本或使涂层具有防锈、防污、磁性、导电、杀菌等功能;3溶剂具有溶解或分散成膜物质为液态,降低涂料的粘度,使之易于施工涂布的作用;4助剂涂料中的辅助组分,能对涂料或涂膜的某一特定方面的性能起改进作用;4、今后十年,涂料工业的技术发展将主要体现在哪“四化”答：水性化、粉末化、高固体份化和光固化;第2章1、涂装前须对被涂物进行哪三个基本工序答：涂装前须对被涂物进行：表面的处理、涂布工艺、干燥三个基本工序;2、从涂料的角度看,具有明显结晶作用的聚合物作为成膜物是不合适的,其原因是什么答：1用明显结晶作用的聚合物作为成膜物,涂膜会失去透明性,因为聚合物固体中同时存在结晶区和非结晶区,不同区域的折射率不同,因此透明性变差;2明显结晶作用会使聚合物的软化温度提高,软化范围变窄;而软化范围宽对烘漆来说是很重要的,它能使漆膜易流平而不会产生流挂;3明显结晶作用会使聚合物不溶于一般溶剂,只有极性强的溶剂才可能使结晶性显着的聚合物溶解;3、简述自由体积理论的要点;答：Fox和Flory提出了自由体积理论:液体或固体物质的体积由两部分组成的,一部分是被分子占据的体积,另一部分是未被占据的自由体积,后者以空穴的形式分散于整个物质中;有存在足够自由体积时,分子链才可能进行各种运动;4、试述影响玻璃化温度的因素有哪些答：聚合物分子量及分布,聚合物结构,玻璃化温度的加合性,共聚物、增塑剂、溶剂的玻璃化温度;5、简述涂料的成膜过程;答：涂料由液态或粉末态变为固态,在被涂物表面上形成薄膜的过程,被称为涂料的成膜过程;液态涂料靠溶剂挥发、氧化、缩合、聚合等物理或化学作用成膜;粉末涂料靠熔融、缩合、聚合等物理或化学作用成膜;6、有几种涂层成膜方式试述其要点1成膜方式：①溶剂挥发成膜：用足够的溶剂将聚合物的玻璃化温度降低,使T-Tg的数值大到足够使溶液可以流动和涂布,在涂布以后,溶剂挥发,于是形成固体薄膜;②热熔成膜：用升高温度的方法来增加聚合物T-Tg即增加自由体积,使聚合物达到可流动的程度,流动的聚合物在基材表面成膜后予以冷却,便可得固体漆膜;③化学成膜：用可容的或可熔的低相对分子质量的聚合物涂覆在基材表面以后,在加温或者其他的条件下,分子间发生反应而使相对妃子量进一步增加或发生交联而成坚韧的薄膜的过程;④乳胶成膜：乳胶在涂布以后,乳胶粒子仍可以以布朗运动形式自由运动,当水分蒸发时,它们运动逐渐受到限制,最终达到乳胶粒子相互靠近成紧密的堆积;2涂膜干燥方法：①自然干燥：在常温大气环境中,靠溶剂挥发,或氧化聚合,或固化剂固化而干燥成膜;②烘干：对自干性涂料实施强制干燥或对耐热性差的材质表面涂膜进行干燥;③辐射固化：辐射固化是利用紫外线或电子束,使不饱和树脂漆被快速引发、聚合,硬化速度很快;7、被涂物的表面处理有哪几种如何处理答：1金属表面处理：一般采用除锈,除油,除旧漆,磷化处理,钝化处理等方法进行金属表面处理;2木材表面的处理：一般采用低温烘干或晾干,多次砂磨去毛束,刷虫胶清漆在砂磨,去树脂,漂白和染色等方法进行木材表面处理3塑料表面的处理：一般采用铬酸进行化学氧化处理,用三氯乙烯进行侵蚀处理等方法进行塑料表面处理;延伸作用：1提高涂层对材料表面的附着力;2提高涂层对金属基体的防腐蚀保护能力;3提高基体表面平整度;2方法：漆前表面处理主要包括除油、除锈、磷化、氧化表面调整和钝化封闭等;1除油溶剂脱脂法水剂脱脂法乳液脱脂法电解脱脂法2除锈酸洗除锈电解除锈碱液除锈手工除锈机械除锈3化学覆模磷化处理氧化处理4塑料表面处理物理方法化学方法物理化学方法;8、简述涂装方法主要有哪些1手工涂装包括刷涂、滚涂、揩涂和刮涂等;2浸涂和淋涂适用于大批量流水线生产方式;3空气喷涂通过喷枪使涂料雾化成雾状液滴,在气流的带动下,涂到被涂物表面的方法;这种方法,效率高、作业性好;4无空气喷涂靠高压泵将涂料增压到5~35MPa,然后从特制的喷嘴小孔喷出,由于速度高约100m/s,随着冲击空气和压力的急剧下降,涂料内溶剂急速挥发,体积骤然膨胀而分散雾化,并高速地涂在被涂物上;可大大减少漆雾飞扬,生产效率高;适用于高粘度的涂料;5静电喷涂法主要用于粉末涂料的涂装;6电泳涂装主要用于水可稀释性涂料的涂装;第3章1.名词解释—①缩聚反应：②聚合度；③官能度；④凝胶化答：缩聚反应——是由具有两个或两个以上反应性官能团的低分子化合物即单体相互作用生成大分子的过程; 缩聚反应是通过分子间官能团的逐步缩合反应生成的,聚合物主链中保持有官能团,如酯基、酰胺基等;加聚反应通过活性中心进行链式反应完成,聚合物分子链主链中一般没有官能团,如聚乙烯、聚丙烯等;聚合度——即一条大分子所包含的重复单元的个数,用DP表示；官能度——是指一个单体分子中能够参加反应的官能团的数目;单体的官能度一般容易判断;个别单体,反应条件不同,官能度不同;凝胶化——当反应进行到一定程度时,反应体系黏度突然增加,出现不熔不溶的弹性凝胶现象,该现象称为凝胶化;2、连锁聚合通常包括哪些基元反应答：自由基聚合属于连锁聚合,包含四种基元反应：链引发、链增长、链转移、链终止;3、自由基引发剂依据结构特征可以分为哪几类1、偶氮类引发剂：特点：使用温度：45 ～ 65℃,解离能105kJ/mol;油溶性;2、过氧化物类引发剂：无机过氧化物;3、氧化-还原体系引发剂;4、自由基聚合实施方法按照聚合配方、工艺特点可分为哪四种答;本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合;5、高分子化合物有哪些特点a.高的分子量：. > 104；.< 103时称为齐聚物、寡聚物或低聚物；b.存在结构单元：结构单元是由单体小分子化合物通过聚合反应转变成的构成大分子链的单元；c.结构单元通过共价键连接,连接形式有线形、分支形或网络状结构;6、共聚合反应的目的有哪些答：调节玻璃化温度；改善聚合物的附着力；引入反应性基团；改善聚合物的化学性质；改变溶解性能；成膜物的功能化;7、超支化聚合物具有哪些性质答：极高的末端官能团密度；良好的溶解性；较低的粘度；可控的玻璃化转变温度;聚合物的相对分子量:影响因素:1、温度的影响:温度升高,相对分子质量减小;2、引发剂浓度的影响:引发剂浓度越高,相对分子质量减小;3、单体浓度的影响:提高单体浓度可以同时提高聚合速率和聚合物的相对分子质量;4、溶剂的影响: 溶剂链转移常数较大,则所得聚合物平均聚合度下降;第5章1、什么是牛顿型流体和非牛顿型流体什么是假塑性流体和膨胀性流体什么是流平和流挂什么是贝纳尔漩流窝答：流平——是指涂料施工后,其涂膜由不规则,不平整的表面,流展成平整光滑表面的能力;漆膜由不平流向平滑的推动力不是重力,而是表面张力;流挂——流挂的产生是垂直面上湿膜受重力作用所致;2、什么是触变性流体触变性流体的特征和产生原因触变性流体：当假塑性流体的流动行为和其历史有关,也就是对时间有依赖时,称其为触变性流体;触变性流体的特征：当从低剪切率逐步增加至高剪切率得到的各点的粘度,然后由高剪切率逐渐减少至低剪切率,测得各点的粘度是不重合的;触变性产生的原因：静止时体系内有某种很弱的网状结构形成,如通过氢键形成的聚合物间的物理交联和颜料为桥由极性吸附形成聚合物间的“交联”,这种网状结构在剪切力作用下被破坏;一旦撤去剪切力,网状结构又慢慢恢复;3、润湿的分类及特点;答：润湿作用指表面上一种流体被另一种流体所代替,如固体表面上的气体别液体所代替,可分为三类,即沾湿、浸湿、铺展 ;4、表面张力升高,会出现哪些现象厚边现象、缩孔现象、贝纳尔漩流窝5、论述表面张力与涂料的质量的关系答：表面张力是液体能否在固体表面上自发铺展润湿的关键;在涂料的制造和涂装中,润湿或自发铺展是非常必要的条件：如颜料在分散中,漆料对颜料表面的润湿；涂装中涂料对底材的润湿；湿膜表面的流平等都与表面张力息息相关;因此表面张力是涂料质量关键指标之一;1表面张力与湿膜的流平当涂料涂布在底材上所形成的湿膜是不平整的,涂料的表面张力可使湿膜表面流平,因平整的表面其表面积最小,即表面能最小;在涂层的薄处,溶剂挥发得相对较快,粘度随之提高,表面张力上升得快,周围高处的涂料有向其铺展的趋势;涂料在固化之前应有足够的流动时间,以保证流平;湿膜的流平过程就是低表面张力区的扩大,高表面张力区的缩小,则湿膜表面张力的均化过程;表面张力差是流平的动力;2表面张力与漆膜对底材的附着力漆膜对底材的附着力主要的、普遍存在的是范德化力;而范德华力的有效作用距离为,所以涂料必须对底材有良好的润湿,才有可能进入有效距离内,使二者分子相互接近,产生相互作用,从而更好的附着;另毛细管力可提高涂料扩散到底材细小间隙中的能力,从而提高漆膜的附着力,因此底材在涂布前最好是有一定粗糙度的多孔结构,且表面是清洁干净,不含油污、灰尘、杂质的,以提高涂料对底材的润湿能力和附着力;为此底材在涂料涂布前必须经过预处理;3表面张力与颜料分散在颜料的研磨分散中,研磨设备对颜料聚集施加较大的剪切力,使其破碎而产生新的表面,漆料必须快速地给予润湿,以防重新聚集;所以在研磨时常加入一些低动态表面张力的表面活性剂或先对颜料表面处理提高其表面润湿能力,以提高研磨效率和颜料的分散效果;6、表面活性剂有哪几种类型答：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：1阴离子表面活性剂；2阳离子表面活性剂；3非离子表面活性剂；4两性表面活性剂;7、论述表面活性剂在涂料中有哪些作用答：1降低涂料的表面张力2使涂料发生胶束化作用3分散作用：在涂料中加入表面活性剂,可以在固液界面上吸咐而降低界面自由能,使分散趋于比较稳定;4乳化作用：在涂料中加入表面活性剂,降低两相间界面张力,促使乳液稳定;5增溶作用6润湿与渗透作用：表面活性剂能降低界面张力,提高水的润湿及渗透能力;第6章什么是相对挥发度什么是内聚能密度挥发度一般用相对挥发度表示在标准条件下即一定的体积和面积常用滤纸做实验标准气流温度 25度以及相对温度为0的条件下,测得挥发失去百分之九十的溶剂体积和重量均可的时间以及乙酸正丁酯的相对挥发度为1 或100 作为标准于是得到一系列溶剂的相对挥发度1、三维溶解参数是哪三种参数2、简述影响相对挥发度的因素有哪些答：分子结构蒸汽压气流温度湿度体积比表面积4、试述涂料中溶剂的作用答：1降低粘度,调节流变性；2控制涂料的电阻；3作为聚合反应溶剂,用来控制聚合物的分子量及分布；4改进涂料涂布和漆膜性能;5、选择涂料溶剂主要考虑哪些问题有何要求答：选择涂料溶剂主要考虑挥发剂的问题,涂料溶剂的选择要平衡下列各种要求：1快干：挥发要快；2无流挂：挥发要快；3无缩孔：挥发要快；4流动性好、流平好：挥发要慢；5无边缘变厚现象：挥发要快；6无气泡：挥发要慢；7不发白：挥发要慢;6、论述溶剂的类型、性能及其作用答：溶剂的类型有：石油溶剂,苯系溶剂,萜烯类溶剂,醇和醚类,酮和酯类,氯代烃和硝基烃,超临界二氧化碳类;它们的性能及作用1 石油溶剂：可以溶解大部分天然树酯,及含油量高的醇酸树酯；以可以用于清洗剂;2 苯系溶剂：甲苯常用于混合剂和稀释剂；二甲苯溶解力强,挥发度适中,广泛于醇酸树脂,氯化橡胶,聚氨酯以及乙烯基树脂的溶剂,也可用于烘漆、快干气干漆的溶剂,具有很好的抗流挂性能;3 松香油溶解力较好,也可以被氧化或聚合,有助于干性油的干燥也可以用于烘漆中能改进流平性,增加光泽;4 醇和醚：可跟其它溶剂混合作变性溶剂,常用作混合溶剂,有较好的溶解能力,可用为良溶剂;5 酮和酯：丙酮挥发快,溶解力强,可用于烯类聚合物和硝基纤维素的溶剂,它常和其他溶剂合用;丁酮也是挥发快,溶解力强,可用于烯类共聚物、环氧氧脂、聚氨酯涂料中作溶剂,也可跟溶解力差些的溶剂混用以改进涂料的成膜性和涂布性能;6 氯代烃和硝基烃：它们是很好的良溶剂,高极性,可用于调节静电喷涂涂料的电阻,但毒性大,不宜在涂料中大量使用;7 超临界二氧化碳：具有高密度、强溶解性和高传热系数的特征,有气体低黏度、低表面张力和高扩散系的特点;是种优良的溶剂或分散介质;用作涂料的溶剂或稀释剂具有无毒无污染的优点,是很有使用前景的环保型溶剂;第7章1、选择颜料时,主要考虑哪些问题答：1颜料的遮盖力与着色力；2耐光牢度；3渗色性；4颗粒大小与形状；5相对密度；6化学稳定性与热稳定性；7颜料的润湿性、分散性与表面处理；8颜料的毒性;2、何谓颜料的吸油量、颜料体积浓度PVC和临界颜料体积浓度CPVC它们对漆膜性能有何影响答：1在100g的颜料中,把亚麻油一滴滴加入,并随时用刮刀混合,初加油时,颜料仍保持松散状,但最后可使全部颜料黏结在一起成球,若继续再加油,体系即变稀,此时所用的油量为颜料的吸油量；2在干膜中颜料所占的体积百分数叫做颜料的体积浓度,用PVC表示；3当颜料吸附了成膜物树脂并在颜料无规紧密堆积所成的空隙间也充满了成膜物树脂时,PVC称为临界的PVC,用CPVC表示；4它们对吸膜性能的影响如下：当PVC增加时,漆膜内颜料体积多了,表面的平滑度下降,因此光泽度下降,遮盖力增加,当PVC达到CPVC以后,若再增加,漆膜内就开始有空隙,此时漆的透过性大大增加,因此防腐性能明显下降,防污能力也变差；由于漆膜里有了空气,增加了光的散射,遮盖力迅速增加,着色力也增加；但和强度有关的性能却因漆膜内出现空隙而明显下降;3.颜料在涂料中有何作用答：颜料在涂料中的作用：1最重要的作用赋予涂层色彩和装饰性;2增加漆膜强度;3减少漆料收缩,增强其附着力和防腐性能,耐光性和耐候性;4提高涂料粘度和触变性;5赋予涂料特种功能,如导电、导磁、防火、杀菌、示温、隐形等;6降低光泽,在涂料中加入颜料可破坏漆膜表面的平滑性,从而降低光泽;7降低成本,体质颜料价格便宜,不影响涂层性质,但可增加体积和粘度,大大降低成本;第8章1、颜色的三属性答：色相、彩度、明度;2、如何才能提高颜料的遮盖力、着色力答：遮盖力的强弱,受颜料和漆料两者折光率之差的影响;两者之差越大,颜料遮盖力越强;遮盖力强弱不仅取决于涂层反射的光量,还取决于对入射在涂层表面的光的吸收能力;此外还与颜料的结晶类型、粒径大小有关;因此增大颜料与漆料的折光率差,颜料能在漆料中很好地分散,粒径大小合适,颜料的体积浓度大于临界体积浓度都能使遮盖力大大提高;着色力与颜料本身身特性、粒径大小、分散程度有关;有机颜料比无机颜料着色力高;粒径愈小,着色力愈大;分散程度好,着色力高;因此选用有机颜料,减小颜料粒径,使颜料在漆料中很好地分散,都能提高着色力;第9章1、颜料的分散有三个过程分别是什么答：颜料的分散有三个过程：润湿、研磨与分散和稳定 ;2、促进颜料粒子分散稳定的方法有哪两种答：要使颜料粒子稳定下来,主要可以通过两种方式：电荷稳定使颜料表面带电,即在表面形成双电层,利用电荷的排斥力使粒子保持稳定;方法是加一些表面活性剂或无机分散剂;立体保护作用立体保护作用又称嫡保护作用．颜料表面有一个吸附层,当吸附层达到一定厚度时＞8—9nm,它们相互之间的排斥力可以保护粒子不致聚集;方法是加表面活性剂或聚合物;3、颜料粒子相互接近时通常有三个主要作用力是什么答：色散力、静电力、空间阻力;4、防止颜料发生沉降的方法通常有哪两种答：尽可能用粒子半径小、密度低的颜料及高粘度的介质 ;5、在涂料中主要使用的分散设备主要有哪些答：在涂料中主要使用的颜料分散设备有高速搅拌机、球磨机、砂磨机、二辊机及三辊机等;6、论述颜料在涂料制备中的分散过程答：颜料在涂料制备中的分散过程有三步：1润湿颜料表面的水分,空气为溶剂漆料所置换称为润湿;2研磨与分散在颜料的制备过程中,颜料的颗粒大小是按规定要求控制的,但因为粒子间的范德华力,颜料微细料子会相互聚集起来,成为聚集体,因此,需将它们重新分散开来,这便需要剪切力或者碰撞力;润湿和靠撞击力分散涂料时,希望要低粘度介质漆料,而研磨是需要高粘度;为了充分利用分散设备,则希望每批分散颜料量大;即在体系中尽量多加颜料,少加聚合物;3稳定漆料分散以后,仍有相互聚集的顷向,为此需要将已分散的粒子稳定起来,否则由于絮凝可引起遮盖力,着色力等的下降,甚至聚结,要使颜料粒子稳定下来,需要通过两种方式：i 电荷稳定;使颜料表面带电,利用相反电荷的排斥力使粒子保持稳定,加一些表面活性剂或无机分散剂可达到这一目的;ii 立体保护作用又称熵保护作用;颜料表面有一个吸附层,当吸附层达到一定厚度时>8~9nm它们相互之间的排斥力可以保护粒子不聚集;在溶剂型漆中,加入一些长链表面活性剂,表面活性剂的极性基吸附在颜料上,非极性一端向着漆料,可形成一个较厚的吸附层8~9nm;但表面活性剂在颜料上只有一个吸附点,它很容易被溶剂分子顶替下来;如果加入一些聚合物吸附在颜料粒子表面,可形成厚达５０纳米的吸附层,而且聚合物有多个吸附点,可以此下彼上,不会脱离颜料,从而起到很好的保护作用;7、请简述色漆的制备步骤;答：第一步在研磨设备中分散颜料；第二步调稀或兑稀,即分散过程完成后,加入树脂溶液或溶剂来降低色浆的稠度,使它能从研磨设备中尽可能地放干净；第三步调漆,即将色漆配方中所有物料在调漆桶中凋匀;第10章1、叙述漆膜与基材的粘附理论;答：漆膜与基材之间可通过机械结合,物理吸附,形成氢键和化学键,互相扩散等作用接合在一起;这些作用所产生的粘附力,决定了漆膜与基材间的附着力;1机械结合力涂料可渗透到基材或底漆PVC≥CPVC表面的空或孔隙中去,固化后就象许多小钩子和楔子把漆膜与基材连结在一起;2吸附作用应包括物理吸附和化学吸附;涂料在固化前应完全润湿基材表面,才有较好的附着力;3化学键结合化学键包括氢键的强度比范德华力强得多;当聚合物带有氨基、羟基和羧基时,易与基材表面氧原子或氢氧基团等发生氢键作用,有较强的附着力;4扩散作用当基材为高分子材料时涂料中的成膜物分子与基材分子互相扩散即互溶,使界面消失;要求两者溶解度参数相近,且都在Tg以上,才能互相渗透;5静电作用金属与有机漆膜接触时,金属对电子亲合力低,容易失去电子有机漆膜对电子亲合力高,容易得到电子;故电子从金属向漆膜转移,使界面产生接触电势,形成双电层;2、试述影响聚合物材料强度的因素;答：聚合物分子结构；缺陷与盈利集中；形态的影响聚合物的强度和聚合物的形态有很大的关系,聚合物形态往往可以影响裂缝发展的速度; 另一方面,在无定形漆膜中的微观多相性也可使漆膜的韧性增加;用接技、嵌段共聚合,或者用共混方法可以得到具有微观多相性的材料; ；附着力的影响漆膜与底材的附着力如果很好,作用在漆膜上的应力可以较好地得到分散,因而漆膜不易被破坏;3、论述影响涂膜实际附着力的因素;答：影响涂膜实际附着力的因素有：1涂料粘度的影响涂料粘度低,易流入处和孔隙中,可得到较高机械力;烘漆比气干漆附着力好,强度高;2基材表面的润湿情况金属表面必须经过表面预处理,才易润湿;对低表面能的基材,如塑料表面要进行电火花处或用氧化剂处理,提高其表面能;3表面粗糙度提高表面粗糙度可增加机械力及有利于表面润湿;4内应力的影响漆膜内应力的两个来源：一是涂料固化时体积收缩引起；二是漆膜与基材的热膨胀系数不同,温度变化时产生热应力;缩聚体积收缩最严重；烯类单体或低聚物发生加聚反应收缩较大；环氧树脂开环聚合收缩率最小,吸附力最高;常用作底漆;4、塑料表面涂布涂料常常结合不好,原因何在解决的办法有哪些答：塑料一般为低能表面,所以塑料表面涂布涂料常常结合不好;解决的办法就是对表面进行处理：1灰尘的处理：由于塑料的静电效应,其表面极易吸附灰尘;常用溶剂清洗的方法;大批量产品,可采用压缩空气喷射来除尘;2脱模剂的去除：通常采用碱洗法或溶剂清洗法将其除去;3表面改性：当塑料结晶度大,极性小,与涂料结合力低时,在涂装前需用物理化学方法改变其表面状态,以提高涂层的附着力;通常可采用机械处理法增加表面的粗糙度,或通过化学方法加入羟基、羧基、羰基等氧化基团,以增加塑料表面的极性和化学活性,提高涂层的附着力;。
