《高分子材料》 第6章 涂料与粘合剂
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《涂料与粘合剂》教学大纲一、课程基本信息课程名称(中、英文):《涂料与粘合剂》(Coatings and Adhesives)课程号(代码):300043020课程类别:专业选修课学时:32 学分:2二、教学目的及要求《涂料与粘合剂》课程是应用化学、材料化学、高分子化学及其相近专业的一门选修课程,是在学生具备了必要的有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、高分子化学等基础知识之后,选修的专业课。
它是以有机化学为基础,建立在高分子化学理论基础上的一门应用性质的科学。
《涂料与粘合剂》课程系统、全面地介绍涂料与粘合剂的理论知识和应用技术,主要研究涂料与粘合剂的组成与性能、反应原理、主要施工工艺以及与之相关的理论。
通过本门课程学习,首先应掌握主要涂料品种的反应原理,所用原料和配料比,影响形成反应的因素以及生产的操作工艺;其次应掌握一些特殊功能的涂料品种与一般的涂装技术基础;对所学涂料品种的性能测试方法和安全技术也应有一定的了解;此外了解各种粘合机理及常见的粘合剂。
培养学生从事涂料与粘合剂研究与开发工作的能力,为学生今后从事本专业的技术与科研工作打下必要的基础。
对毕业要求及其分指标点支撑情况:(1)毕业要求1,分指标点1.5(2)毕业要求2,分指标点2.2(3)毕业要求4,分指标点4.2三、教学内容(含各章节主要内容、学时分配,并以下划线或*等方式注明重点、难点)第一章绪论(3学时)简要介绍涂料的定义和作用,涂料的发展方向。
涂料的分类,涂料的命名、涂料的组成及各组分的作用,了解主要成膜物质、次要成膜物质、助成膜物质和挥发物质;涂料的物理成膜方式和化学成膜方式。
并使学生对本课程的学习内容和学习方法建立整体概念。
要点:涂料的定义涂料的作用涂料的分类和命名涂料的组成及各组分的作用涂料的成膜机理。
第二章酚醛树脂涂料(3学时)主要介绍以酚醛树脂作为主要成膜物质的涂料。
首先从理论上介绍酚醛树脂形成反应的原理,及影响酚醛树脂形成反应的因素,最后从工业的角度上介绍几种酚醛树脂涂料:包括原料配方和生产工艺。
《涂料与粘合剂》复习资料第一部分涂料1、什么是涂料?涂到物体表面能够形成连续的固态薄膜(致密、坚韧,在物体上具有较强的附着力),并赋予被涂装材料各种功能的材料。
2、涂料有哪些种类?(1)、液体涂料(粘稠液体):透明液体——清漆;各色稠厚液体——磁漆、色漆;(2)、膏状物:指含有大量的颜料、填料,或者高分子树脂的分子量较高、支化、部分交联——不能流动,只能采用刮涂,如腻子;(3)、粉末涂料:无溶剂涂料,主要用于金属器件(家用电器、仪器仪表、汽车部件、输油管道)的涂装。
3、粉末涂装是如何制备的?又有哪些涂装方法?制备方法:粉末涂料由各种聚合物、颜料、助剂等混合后粉碎加工而成,其设备与塑料加工设备相近。
涂装方法:(1)、散布法:适用于金属板、织物的涂布;(2)、火焰(熔融)喷涂法:粉末涂料在火焰中通过,为半熔融状态,喷射到工件表面。
用于热塑性涂料的涂装,不经后烘烤,适用于整件烘烤有困难的大型工件和热容量大的物件的涂装;(3)、静电喷涂法:用静电喷枪将带负电的粉末涂料涂到物体表面;(4)、流化床法:用气流使粉末涂料呈沸腾状态,将预热工件放入,使涂料粘附在工件上(可得很厚的薄膜)。
4、涂料的组成有哪些?一般涂料由四个组分组成:成膜物质、颜料、溶剂、助剂。
(1)、成膜物质:主要由树脂组成,还包括部分不挥发的活性稀释剂,它是使涂料牢固附着于被涂物表面形成连续薄膜的主要物质,是构成涂料的基础,决定着涂料的基本特性。
(2)、溶剂:分散介质,主要作用在于使成膜基料分散而形成粘稠液体。
它有助于施工和改善涂膜的某些性能。
(3)、颜料:分为着色颜料和体质颜料(填料),主要用于着色和改善涂膜性能,增强涂膜的保护、装饰和防锈作用,也可降低涂料成本。
(4)、助剂:助剂是原料的辅助材料。
如:催干剂、流平剂、防结皮剂、防沉剂、抗老化剂、防霉剂、固化剂、增塑剂等,对基料形成涂膜的过程和耐久性起着重要作用。
5、颜料有哪些(白、黑、红、南、绿)?体质颜料又有哪些?颜料:白色——钛白粉、硫酸钡、锌钡白等;黑色——炭黑;红色——铁红;蓝色——酞菁蓝;绿色——酞菁绿。
《涂料与粘合剂》教学大纲一、课程基本信息课程名称(中、英文):《涂料与粘合剂》(Coating and Adhesives)课程号(代码):300043020课程类别:专业选修课学时:32 学分:2二、教学目的及要求《涂料与粘合剂》课程是应用化学、材料化学及其相近专业的一门选修课程,是在学生具备了必要的有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、高分子化学等基础知识之后,选修的专业课。
它是以有机化学为基础,建立在高分子化学理论基础上的一门应用性质的科学。
《涂料与粘合剂》课程系统、全面地介绍涂料与粘合剂的理论知识和应用技术,主要研究涂料与粘合剂的组成与性能、主要施工工艺、性能检测以及与之相关的理论。
通过本门课程学习,首先应掌握主要涂料品种的反应原理,所用原料和配料比,影响形成反应的因素以及生产的操作工艺;其次应掌握一些特殊功能的涂料品种与一般的涂装技术基础;对所学涂料品种的性能测试方法和安全技术也应有一定的了解;此外了解各种粘合机理及常见的粘合剂。
培养学生从事涂料与粘合剂研究与开发工作的能力,为学生今后从事本专业的技术与科研工作打下必要的基础。
对毕业要求及其分指标点支撑情况:(1)毕业要求 1,分指标点1.4和1.5;(2)毕业要求2,分指标点2.2和2.3;(3)毕业要求3,分指标点3.4;(4)毕业要求6,分指标点6.3;三、教学内容(含各章节主要内容、学时分配,并红字方式注明重点难点)第一章绪论(3学时)简要介绍涂料的定义和作用,涂料的发展方向。
使学生对本课程的学习内容和学习方法建立整体概念。
了解涂料的分类方法,及各组分的作用,使学生了解涂料的成膜机理要点:涂料的定义、涂料工艺的定义、涂料性能、涂料的作用课程学习的目的、方法、要求涂料的分类,涂料的命名、涂料的组成及各组分的作用,了解主要成膜物质、次要成膜物质、助成膜物质和挥发物质;物理成膜方式和化学成膜方式。
第二章酚醛树脂涂料(3学时)从酚醛树脂的合成原理出发,使学生掌握酚醛树脂的合成原理,了解酚醛树脂形成反应的影响因素,掌握酚醛树脂涂料的合成配方及生产工艺。
第6章涂料和胶黏剂6.1 涂料一、概述1.涂料的定义涂料是指涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能(如绝缘、防腐、标志等)的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称,包括油(性)漆、水性漆、粉末涂料。
漆是可流动的液体涂料,包括油(性)漆及水性漆。
油漆是以有机溶剂为介质或高固体、无溶剂的油性漆。
水性漆是可用水溶解或用水分散的涂料。
早期的涂料大多以植物油为主要原料,故涂料在中国的传统名称为油漆。
现在合成树脂已大部分或全部取代了植物油,故称为涂料。
涂料属于有机化工高分子材料,所形成的涂膜属于高分子化合物类型。
按照现代通行的化工产品的分类,涂料属于精细化工产品。
现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料,是化学工业中的一个重要行业。
2.涂料的发展涂料工业属于近代工业,但涂料本身却有着悠久的历史。
中国是世界上使用天然树脂作为成膜物质的涂料——大漆最早的国家,公元前6000 年,中国已用无机化合物和有机颜料混合焙烧对油漆加以改进。
公元前1500 年,在法国和西班牙的山洞里,油漆已用于绘画和装饰。
公元前1500 年,埃及人用染料如靛蓝和茜草制造蓝色和红色颜料,但这种油漆还很不完善。
18 世纪,由于对亚麻仁油和氧化锌的开发利用,使油漆工业迅速发展。
早期的画家使用的矿物颜,是水的悬浮液或是用水或清蛋白来调配的,这就是最早的水性涂料。
真正使用溶剂来溶解固体的天然树脂,制得快干的涂料是19世纪中叶才开始的。
所以从一定意义上讲,溶剂型涂料的使用历史远没有水性涂料那么久远。
最简单的水性涂料是石灰乳液,大约在一百年前就曾有人计划向其中加入乳化亚麻仁油进行改良,这恐怕就是最早的乳胶漆。
20 世纪,油漆工艺有了重大发展,出现了粘着力更大、光泽度更高、阻燃、抗腐蚀与热稳定性高的各种颜色的油漆。
从20世纪30年代中期开始,德国开始把聚乙烯醇作为保护胶的聚醋酸乙烯酯乳液作为涂料展色使用。
到了50年代,聚丙烯酸酯乳液在欧洲和美国就已经有限售,但是由于价格昂贵,其产量没有太大增加。
涂料与粘合剂复习要点1、甲阶酚醛树脂及特点在碱性催化剂作用下苯酚与过量的甲醛生成甲阶酚醛树脂特点:线性结构,相对分子质量较低,具有可溶性,并具有良好的流动性和湿润性2、影响酚醛树脂胶黏剂的固化速度的因素固化温度、树脂浓度、F/P摩尔比、NaOH/P摩尔比、添加剂3、聚乙酸乙烯酯胶黏剂改性方法共聚改姓、共混改性、保护胶体的化学改性4、热熔胶主要性能的参数熔融黏度、软化点、热稳定性、晾置时间5、聚乙酸乙烯酸酯乳液胶弱点及改性方法弱点:耐热性耐水性差改性方法:共聚改姓、共混改性、保护胶体的化学改性6、胶接耐久性影响的因素力的作用导致蠕变破坏和疲劳破坏;环境作用导致接头的老化破坏7、热熔胶增黏剂种类松香及其衍生物、萜烯树脂及其改性树脂、石油树脂9、涂料组成及作用组成:固体分,包括成膜物质、着色材料、辅助材料,干结成膜;挥发份,做分散介质,溶解或稀释固体或高粘度的成膜物质,使其成为有适宜浓度的液体10、酚醛树脂化学改性方法引进其他组分使之与酚醛树脂发生化学反应或部分混合,可将柔性高分子化合物混入酚醛树脂中;或将某些黏度强或者耐热性好的高分子化合物或单体与酚醛树脂用化学方法制成接枝或嵌段共聚物,从而获得各种综合性能的改性酚醛树脂11、在甲醛系列树脂合成所用的原料的官能度判断甲醛官能度为1,苯酚官能度为3,三聚氰胺的官能度为612、环氧树脂胶黏剂的固化剂种类脂肪族胺类、芳香族胺类和改性胺类13、如何降低脲醛树脂胶接制品中的甲醛释放量。
(1)树脂的合成工艺:①降低F/U的摩尔比;②分次加入尿素;(2)使用甲醛捕捉剂;(3)合理选用固化剂;(4)对人造板后处理;利用甲醛具有还原性的特点,将甲醛氧化。
14、常用氨基树脂胶黏剂有哪些脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺胶黏剂、三聚氰胺·尿素共聚合胶黏剂15、干性油、半干性油与不干性油性的区别干性油:在空气中易氧化形成富有弹性的柔韧的固态膜半干性油:在空气中局部氧化成非完全固态而有黏性的膜不干性油:在空气中不能氧化形成固态膜16、三段式脲醛树脂合成工艺特点三段式脲醛树脂合成工艺:(弱)碱-(弱)酸-(弱)碱工艺特点:(1)加成反应:在(弱)碱性条件下进行加成反应,生成羟甲基,为缩聚提供的活性基团(2)缩聚反应:在(弱)酸性条件下进行缩聚反应,生成具有一定量的脲醛树脂聚合物(3)贮存:最后在弱碱性条件下进行贮存,保证脲醛树脂具有一定的贮存期和贮存稳定性17、硝基漆的组成及其作用。