【土木建筑】第四章 專用涂料
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1、第四章第四章第一節(jié)第一節(jié) 防腐涂料防腐涂料第二節(jié)第二節(jié) 船舶涂料船舶涂料第三節(jié)第三節(jié) 電絕緣涂料電絕緣涂料第四節(jié)第四節(jié) 家用電器及自行車涂料家用電器及自行車涂料第五節(jié)第五節(jié) 塑料用涂料塑料用涂料第六節(jié)第六節(jié) 建筑涂料建筑涂料專用涂料專用涂料 第一節(jié)第一節(jié) 防腐涂料防腐涂料 一、概述一、概述 1腐蝕與防腐蝕腐蝕與防腐蝕 金屬腐蝕是金屬表面和周圍環(huán)境中的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng),逐步由表及里,使金屬受到破壞,喪失其原有性能的結(jié)果。一般說來,除少數(shù)貴金屬外,金屬都是由其氧化物、硫化物及各種鹽類的自然狀態(tài)的礦石,通過消耗能量的冶煉、電解等手段而獲得的。因此,金屬存在著一種內(nèi)在的自發(fā)傾向,即由金屬向其更
2、穩(wěn)定的自然狀態(tài)轉(zhuǎn)化,并釋放出能量。這就是金屬自然腐蝕的趨勢。專用涂料專用涂料 2 2防腐蝕涂層的作用、要求和特點防腐蝕涂層的作用、要求和特點 防腐蝕涂料涂在被涂基體表面上固化后形成涂層,防腐蝕涂層的作用如下。(1)屏蔽作用 涂層的屏蔽作用在于使基體和環(huán)境隔離以免受其腐蝕。對于金屬,根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理,涂層下金屬發(fā)生腐蝕必須有水、氧、離子,和離子流通(導(dǎo)電)的途徑。由此如欲防止金屬發(fā)生腐蝕,就要求涂層能阻擋水、氧和離子透過涂層達(dá)到金屬表面,所以屏蔽效果決定于涂層的抗?jié)B透性。但任何涂層都有一定程度的滲透性,故屏蔽作用不可能是絕對的。(2)緩蝕作用 在涂層含有化學(xué)防銹顏料情況下,當(dāng)有水存在時,從顏料
3、中解離出緩蝕離子,后者通過各種機理抑制腐蝕進(jìn)行;故緩蝕作用能彌補屏蔽作用的不足,反過來屏蔽作用又能防止緩蝕離子流失,使緩蝕效果穩(wěn)定持久。專用涂料專用涂料 (3)陰極保護(hù)作用 涂層中如加入對基體金屬能成為犧牲陽極的金屬粉,且其量又足以使金屬粉之間和金屬粉與基體金屬之間達(dá)到電接觸程度,便能使基體金屬免受腐蝕。富鋅底漆對于鋼鐵的保護(hù)即在于此。對防腐蝕涂層性能的基本要求如下。(1)具有抗?jié)B透性 由上述防腐蝕涂層的作用來看,屏蔽作用要求涂層不滲透水、氧和離子,而緩蝕作用又要求有一定量的水,有的緩蝕顏料還需有氧存在。如要兼顧發(fā)揮兩種作用,有時要考慮平衡,但抗?jié)B透仍是防腐蝕涂層的最基本要求。因涂層如相對地抗
4、滲透,緩蝕效果可借以持久。專用涂料專用涂料 (2)對腐蝕介質(zhì)穩(wěn)定 防腐蝕涂層對腐蝕介質(zhì)的穩(wěn)定性是指化學(xué)上既不被介質(zhì)分解,也不與介質(zhì)發(fā)生有害的反應(yīng),物理上不被介質(zhì)溶解或溶脹。(3)對基體牢固附著 涂層要保護(hù)基體,必須在使用期間始終與基體牢固附著。除反應(yīng)性底漆外,涂層的附著力主要靠分子間力的物理吸引。其中以氫鍵吸引最強,但這類引力只有在分子級距離內(nèi)才能產(chǎn)生,故底漆應(yīng)濕潤性好,使能與基體充分接觸。(4)有一定的機械強度 涂層應(yīng)有一定的機械強度,對外加應(yīng)力有相當(dāng)?shù)倪m應(yīng)性。涂層的常規(guī)機械性能指標(biāo)有硬度、柔韌性、耐沖擊、耐磨耗等。專用涂料專用涂料 (5)經(jīng)濟合理性 防腐蝕涂料既然是最廣泛使用的防腐蝕措施,
5、使用量大、面廣,就更要求經(jīng)濟合理。除特殊情況外應(yīng)取成本低廉、施工方便,來源廣泛的品種。但經(jīng)濟合理不僅決定于涂料的價格,還應(yīng)考慮保護(hù)設(shè)備的價值,對生產(chǎn)、施工維護(hù)費用和使用壽命的影響。涂層耐久才能有實用價值,所以重要的考核項目是涂層在腐蝕環(huán)境下的使用壽命。一般根據(jù)保護(hù)對象的要求決定。對耐受氣相腐蝕的涂層的使用壽命分為:短期:5年 中期:510年 長期:1020年 超長期:20年專用涂料專用涂料 一般防腐蝕涂膜為短期至中期,能在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境下應(yīng)用并具有長效使用壽命的重防腐蝕涂膜,在化工大氣和海洋環(huán)境中使用壽命1015年,在一定溫度的化學(xué)介質(zhì)中使用壽命應(yīng)在5年以上。但由于一般涂層較薄,機械強度較低,
6、使用過程中容易損壞,施工時影響因素很多,使涂層的使用壽命不易保證,以及受所用樹脂本身耐腐蝕性的限制等原因,常規(guī)應(yīng)用限于腐蝕介質(zhì),外力作用和使用溫度較溫和的場合。二十世紀(jì)70年代以來針對上述缺點開發(fā)了厚膜涂層或重防腐蝕涂層,兼有防腐蝕涂料的施工方便又有防腐蝕襯里的使用性能,尤其是以片狀不銹鋼粉和片狀玻璃粉加強的重防腐蝕涂層,依靠厚度、強度和化學(xué)惰性;可以用于更為嚴(yán)苛的腐蝕環(huán)境。專用涂料專用涂料 總之,上述對防腐蝕涂層性能的要求,相互間不免出現(xiàn)矛盾,要求研制和選用人員權(quán)衡全面,考慮主次,恰當(dāng)處理。涂層防腐蝕的特點如下:(1)施工比較簡便,尤其適用于面積大,造型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、設(shè)備。(2)維護(hù)和重涂都較
7、容易,??稍诂F(xiàn)場進(jìn)行。(3)可與其他防腐蝕措施配合使用,如與陰極保護(hù),水泥砂漿層和金屬鍍層配合。(4)涂層色彩多樣,便于標(biāo)志,區(qū)分和檢查。(5)多數(shù)防腐蝕涂料施工時不需要貴重設(shè)備、儀器,費用較低,施工期短。專用涂料專用涂料 3 3防腐蝕涂料的應(yīng)用領(lǐng)域防腐蝕涂料的應(yīng)用領(lǐng)域 (1)工礦企業(yè) 化工、輕工、礦山、冶金和石油化工等工廠的管道、貯槽和設(shè)備等。(2)交通運輸 橋梁、船舶、集裝箱、火車、汽車和飛機等。(3)能源工業(yè) 油氣管線和罐、輸變電設(shè)備和支架、核電設(shè)備、煤礦礦井等。(4)農(nóng)業(yè)機械設(shè)備和工具 拖拉機、收割機、農(nóng)藥噴具和農(nóng)產(chǎn)品的輸送、貯存和加工設(shè)備等。(5)海洋和環(huán)保工程 海上設(shè)施、海岸及海灣
8、構(gòu)造物、海上石油鉆井平臺以及廢水、廢氣和廢物的大型處理裝置等。專用涂料專用涂料 二、防銹涂料二、防銹涂料 防銹涂料的主要成分是防銹顏料和成膜物質(zhì)。通常以防銹顏料的名稱而命名,如:紅丹防銹涂料、鐵紅防銹涂料等。如果以它們的防銹作用機理區(qū)分,大致可以歸納為四種類型:物理作用防銹涂料,化學(xué)作用防銹涂料,電化學(xué)作用防銹涂料及綜合作用防銹涂料。1 1物理防銹涂料物理防銹涂料 鐵紅防銹涂料、云母氧化鐵防銹涂料、鋁粉防銹涂料、玻璃鱗片防銹涂料等是物理防銹涂料。該類防銹涂料與被涂裝的金屬表面基本上不發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng),采用不溶于水,不易被腐蝕介質(zhì)分解破壞的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的惰性顏料和填料,涂層本身比較安定,涂層
9、結(jié)構(gòu)致密,能夠降低水、氧及離子對涂料膜的透過速度或阻擋腐蝕介質(zhì)和底材的接觸,但防銹效果一般。專用涂料專用涂料 2 2化學(xué)防銹涂料化學(xué)防銹涂料 化學(xué)防銹涂料是防銹涂料的主要品種,采用多種化學(xué)活性的顏料,依靠化學(xué)反應(yīng)改變表面的性質(zhì)及反應(yīng)生成物的特性達(dá)到防銹的目的。各類化學(xué)防銹涂料的性能比較可參考表41。表41 化學(xué)防銹涂料的相對評價專用涂料專用涂料 3 3電化學(xué)防銹涂料電化學(xué)防銹涂料 如果涂覆于金屬上的涂層具有比金屬更低的電極電位,則當(dāng)存在電化學(xué)腐蝕的條件時,涂層是陽極,金屬是陰極而不被腐蝕,這就是陰極保護(hù)涂層的設(shè)計依據(jù)。電化學(xué)防銹涂料的主要品種有富鋅底涂料和鋁粉防銹涂料,當(dāng)前采用最多的是富鋅底漆
10、。鋅是陽極,鐵是陰極。富鋅底漆采用黏結(jié)劑把大量鋅粉粘附在鋼鐵表面上,形成導(dǎo)電的保護(hù)涂層。電化學(xué)保護(hù)涂料的防銹效果極好,在苛刻的環(huán)境下即使不用面漆也能較長期間保持防銹能力,但其成本較高,施工要求嚴(yán)格,如富鋅底漆對金屬表面的處理要求嚴(yán)格,存在油污,鐵銹及雜質(zhì)不但影響涂層的附著力,而且妨礙涂層與金屬的有效接觸。但從重涂期間隔長及施工費用方面考慮,經(jīng)濟上是合理的。專用涂料專用涂料 4銹面涂料銹面涂料 銹面涂料指可在生銹的鋼鐵表面上涂裝的涂料。在涂料施工中,表面除銹是一項耗費工時、增加費用的工作,銹跡的存在對涂層質(zhì)量影響很大。據(jù)估計,一般施工費用是涂料費用的5倍,海洋設(shè)施施工費可達(dá)10倍。另外,在重涂和
11、維修中銹跡幾乎不能全部除凈。近年來銹面涂料采用新技術(shù)開發(fā)出的新品種,發(fā)展前景很好。三、防腐蝕涂料三、防腐蝕涂料 防腐蝕涂料的品種很多,主要有:環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料、聚氨酯防腐蝕涂料、橡膠樹脂防腐蝕涂料、乙烯樹脂防腐蝕涂料、酚醛樹脂防腐蝕涂料、呋喃樹脂防腐蝕涂料、生涂料及其改性樹脂防腐蝕涂料等。專用涂料專用涂料 其中環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料是防腐蝕涂料中用用最為廣泛、數(shù)量最多的防腐涂料品種。此處主要介紹環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料和聚氨酯防腐蝕涂料。1環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料 (1)環(huán)氧防腐蝕涂料的特點 有優(yōu)良的粘結(jié)力和低收縮率;對水、中等濃度的酸、堿和某些溶劑有良好的耐蝕性和抗?jié)B性;對各種施工條件和應(yīng)用環(huán)境的需要有寬
12、廣的選擇空間;耐候性較差,易粉化,不適用于大氣防腐涂料面涂料。專用涂料專用涂料 (2)環(huán)氧防腐蝕涂料的組成 適用于環(huán)氧樹脂的有兩類:一類是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的雙酚A環(huán)氧樹脂,另一類是以苯酚甲醛縮聚而得的低分子量酚醛再與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的酚醛環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂因分子量高低可為液態(tài)或固態(tài)。液態(tài)環(huán)氧樹脂易溶于芳烴,固態(tài)環(huán)氧樹脂需用芳烴和極性溶劑如醇、酯、醚脂或酮的混合溶液溶解。環(huán)氧樹脂因分子結(jié)構(gòu)中含有強極性的羥基和難水解的醚鍵,故使涂層對基體附著牢固且耐腐蝕,又因分子鏈中兼有剛性的芳核又有柔性的烴鏈,故使涂層強韌而耐磨,但也由于極性基團多而親水性大,應(yīng)在制涂料配方中注意彌補。專用涂料專用
13、涂料 酚醛環(huán)氧比雙酚環(huán)氧官能度高,芳核密度大,使涂層的耐熱性和耐溶劑性提高,且粘度低,反應(yīng)性高,可制高固體或無溶劑涂料,能在低溫高濕下固化。溶劑對常溫固化環(huán)氧涂料的施工期、干性和耐腐蝕性均有影響。極性溶劑能加快固化速度,酮類溶劑能延長使用期限。溶劑的揮發(fā)速度與許多性能有關(guān):揮發(fā)慢的溶劑不僅使涂層硬度提高慢,且易在涂層中滯留,導(dǎo)致在浸泡條件下容易起泡和形成內(nèi)應(yīng)力,影響防腐蝕性,對高固體涂料和厚涂層特別有害。專用涂料專用涂料 高分子量環(huán)氧樹脂可作為熱塑性樹脂制成揮發(fā)性涂料,雖使用方便且性能優(yōu)良,但溶劑要求高,涂料的固體分低,故應(yīng)用少。中等分子量環(huán)氧樹脂可與其他樹脂并用或制環(huán)氧酯。酚醛環(huán)氧酯據(jù)報道各
14、方面性能更好,但價格較貴。目前大量用于防腐蝕的是以低分子量環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)的雙組分涂料,能制成高固體分和無溶劑涂料,涂層的交聯(lián)度高,防腐蝕性能好。這類涂層的性能往往決定于固化劑。固化劑種類很多,可用于防腐蝕涂料的主要是胺類、多異氰酸酯、酚醛和氨基樹脂。專用涂料專用涂料 (3)環(huán)氧防腐蝕涂料的品種分類 常溫固化環(huán)氧防腐蝕涂料的類型及主要應(yīng)用性能列于表42。表42 常溫固化環(huán)氧涂料的類型及主要應(yīng)用性能 常用的環(huán)氧防腐蝕涂料的品種為胺固化環(huán)氧防腐蝕涂料、聚酰胺固化環(huán)氧防腐蝕涂料、環(huán)氧瀝青防腐蝕涂料、無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料和環(huán)氧酚醛防腐蝕涂料等。具體配方可查閱相關(guān)資料。專用涂料專用涂料 2 2聚氨酯防腐蝕
15、涂料聚氨酯防腐蝕涂料 (1)聚氨酯防腐蝕涂料的特點 聚氨酯涂料品種多樣,可適合多種用途。雙組分、室溫固化的羥基型聚氨酯涂料是聚氨酯防腐涂料的主要品種。具有突出的耐候性和耐油性。具有可調(diào)節(jié)的優(yōu)良綜合性能,既可形成剛性,也可形成彈性的涂料。還有優(yōu)良的韌性、耐磨性及低溫固化性等。配方有廣寬的適應(yīng)性,既可與各種樹脂、添加劑復(fù)配,改善性能,又有利于配制各種環(huán)保型涂料。由于涂料中的異氰酸酯基(NCO)組分的易揮發(fā)性和易反應(yīng)性,在涂料的加工、運輸、貯存和施工中應(yīng)充分注意。專用涂料專用涂料 (2)聚氨酯防腐蝕涂料的組成 聚氨酯是指分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯鍵的高聚物。氨基甲酸酯鍵由異氰酸基和羥基反應(yīng)形成NCO+
16、OH NHCOO 故聚氨酯樹脂的單體是多異氰酸酯和多羥基化合物。多異氰酸酯有芳香族和脂肪族兩類。由于前者較廉價,常溫下反應(yīng)活性較大,故在防腐蝕涂料中大多數(shù)采用前者而很少采用后者,后者僅在有裝飾性要求的戶外涂裝的面漆中才采用。為了改善貯存、施工和涂料膜性能,常將多異氰酸酯單體制成含游離異氰酸基的聚氨酯預(yù)聚物或加成物。專用涂料專用涂料 除了可用多羥基化合物固化多異氰酸酯外,其他含活性氫的化合物均能與之反應(yīng),其中以水和胺類為重要,因能在常溫甚至低溫下發(fā)生固化反應(yīng),但此時反應(yīng)形成的是取代脲鍵NCO+H2O NHCOOH NH2+CO2 NCO+NH2 NHCONH 由于氨基甲酸鍵既具有高度極性又具有化
17、學(xué)惰性,加之異氰酸基的高度活性,使之有充分手段可按需進(jìn)行調(diào)節(jié),所以聚氨酯防腐蝕涂料的適應(yīng)性和綜合性能好,能適應(yīng)復(fù)雜多變的工作條件。聚氨酯防腐蝕涂料近年因在多方面取得長期效果而受到重視,已與環(huán)氧樹脂和氯化橡膠一起成為最重要的高效防腐蝕涂料。專用涂料專用涂料 (3)聚氨酯防腐蝕涂料的品種分類 聚氨酯涂料的類別、特性及其主要用途見表43。表43 聚氨酯涂料的類別、特性及其主要用途 常用的聚氨酯防腐蝕涂料的品種為聚酯固化型聚氨酯涂料、聚醚固化型聚氨酯涂料、丙烯酸固化型聚氨酯涂料、環(huán)氧固化型聚氨酯涂料、單組分潮氣固化型聚氨酯涂料、聚氨酯瀝青防腐涂料等,具體配方可查閱相關(guān)資料。專用涂料專用涂料 第二節(jié)第二
18、節(jié) 船舶涂料船舶涂料 一、概述一、概述 1 1船舶各部位劃分及對涂層的要求船舶各部位劃分及對涂層的要求 海洋與陸上自然條件不同,海洋有鹽霧,帶有微堿性的海水和強烈的紫外線等。船舶不同部位有其各自的腐蝕特點,對涂層有特定的要求。船舶的船底部位,長期浸于水中,遭受海水的電化學(xué)腐蝕。在海洋中還有多種多樣的海洋附著生物,它們會在船底上附著,影響船只航速,增加燃料消耗,在國防上更嚴(yán)重的是影響了艦艇的戰(zhàn)斗力。因此要求船底涂料有優(yōu)良的耐水性、防銹性;船底最外層涂料要能防止海洋附著生物的附著,施工時對人體毒性要小。船舶水線部位受海浪沖擊,要既耐水又耐曬。水線以上的船殼及上層建筑結(jié)構(gòu)受海浪潑濺和強烈陽光照射,涂
19、料膜要經(jīng)受海洋氣候強烈變化。專用涂料專用涂料 甲板部位因人員走動頻繁,裝卸貨物時容易碰撞,因此涂料膜必需有較高的耐磨性與附著力。船舶油艙內(nèi)所用的涂料要耐石油與海水交替;水艙用涂料除要求良好耐水性外,對水質(zhì)不能有影響。此外船舶其他部位,對涂料各有其不同要求,單純幾個品種難以適應(yīng)各種不同的要求,因此船舶不同部位,采用不同涂料品種。圖4-1列出了船舶各個部位的示意圖,圖42為固定平臺鋼結(jié)構(gòu)腐蝕分區(qū)圖。圖4-1 船舶各個部位示意圖 專用涂料專用涂料 圖42 固定平臺鋼結(jié)構(gòu)腐蝕分區(qū)圖 專用涂料專用涂料 2 2船舶涂料的分類船舶涂料的分類 專用涂料專用涂料 二、車間底漆二、車間底漆 車間底漆,又稱為保養(yǎng)底
20、漆或預(yù)處理底漆,是鋼板或型鋼經(jīng)拋丸預(yù)處理除銹后在流水線上采用的一種暫時保護(hù)防銹的底漆。(1)車間底漆的作用 對經(jīng)過拋丸處理的鋼材表面進(jìn)行保護(hù),防止鋼材在加工、組裝到分段形成,甚至到船臺合攏期間產(chǎn)生銹蝕,從而大大減輕分段或船臺涂裝時的除銹工作量。(2)車間底漆必須具備的性能 有一定的防止鋼板銹蝕的性能,期限視選用品種與所處環(huán)境而定,一般為3至9個月。對鋼板焊接性能沒有影響,不影響焊接強度。能采用高壓無空氣噴涂并得到均勻的涂料膜。專用涂料專用涂料 具有快干性,在加溫條件下,一般來說鋼板表面溫度為40,要在三分鐘內(nèi)干燥,以便適合自動化流水線連續(xù)生產(chǎn)。具有低毒性,在焊接或切割時不產(chǎn)生超過勞保允許范圍的
21、對人體有毒害的氣體,因此車間底漆不宜采用含有砷、銻、鉛、鎘、鉻的顏料。具有良好的耐沖擊性和韌性,以適應(yīng)帶涂料鋼材的機械加工。對今后涂裝的各種涂料應(yīng)有良好的層間附著力。涂料膜具有良好耐電位性能,以適合船舶的陰極保護(hù)。專用涂料專用涂料 (3)常用車間底漆的品種 具體見船舶涂料的分類表。三、船底涂料三、船底涂料 船舶涂料中最重要的是船底涂料。船底涂料就是涂刷在船艦水線以下長期浸在水下船底部位的一種涂料。由于船艦在航行期間對船底無法進(jìn)行保養(yǎng)維修,必須在船艦進(jìn)塢或上排時才能進(jìn)行,因此要求船底涂料在一定時間內(nèi)(至少為1年)具有既能防止海水對船底鋼板的腐蝕,又能防止海洋附著生物在船底附著。船底涂料由船底防銹
22、涂料和船底防污涂料兩種性質(zhì)不同的涂料配套而成。船底防銹涂料是用來防止海水對鋼板的腐蝕,延長船艦壽命;船底防污涂料是用來防止船艦不受海洋附著生物的附著,在一定時間內(nèi)能保持船底清潔。專用涂料專用涂料 1 1船底防銹涂料船底防銹涂料 (1)防止船底鋼板腐蝕的方法 鋼鐵在海水中的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕。浸水部位腐蝕速度約為0.10.17mm年。防止鋼鐵腐蝕的方法很多,然而由于船艦形體很大,有些方法不是成本太高就是無法施工。目前防止船底鋼板腐蝕最方便而有效的方法有兩種:一種是單純使用涂料進(jìn)行保護(hù),另一種是采用涂料與陰極保護(hù)相結(jié)合的方法來防止船底鋼板的腐蝕。陰極保護(hù)是把船底鋼板變成陽極,來防止鋼板腐蝕。單純
23、采用船底防銹涂料保護(hù)船底,基本上可防止船底的腐蝕,但由于船艦??看a頭、拋錨、航行時遭受流砂摩擦,或北方嚴(yán)冬季節(jié)海港中船只破冰前進(jìn)時,船底涂料涂料膜會碰掉、脫落,船底鋼板將失去保護(hù)而發(fā)生腐蝕。如果船底裝有陰極保護(hù),在這種情況下便起了作用,保護(hù)了船底涂料脫落部位的裸體鋼板,使之不受腐蝕。專用涂料專用涂料 (2)船底防銹涂料的特殊要求 船底防銹涂料是涂刷在船只水線以下,長期浸在水中的一種涂料。因此,與在大氣中使用的防銹涂料相比,在組成和性能上有很大的差別。船底防銹涂料的特殊要求如下:船底防銹涂料的涂料膜透水性要小,否則就會引起涂料膜的起泡脫落而失去防銹作用。對鋼板或底層的車間底漆必須具備很好的附著力
24、。干燥快,盡量減少船只因施工而在船塢內(nèi)的停留時間。與船底防污涂料應(yīng)有很好的配套性能,防銹涂料與防污涂料的涂層之間應(yīng)有良好的附著力,不然會造成防污涂料與防銹涂料之間的分層和防污涂料的大面積脫落,造成海洋附著生物的大量附著,防銹涂料的涂料膜也將受到一定程度的破壞而失去防銹作用。船底防銹涂料應(yīng)能耐陰極保護(hù)裝置的保護(hù)電位。專用涂料專用涂料 (3)船底防銹涂料的種類 船底防銹涂料可分為瀝青系,油改性系等常規(guī)防銹涂料及氯化橡膠系、環(huán)氧瀝青系等高性能船底防銹涂料等。氯化橡膠船底防銹涂料分為氯化橡膠防銹涂料和氯化橡膠瀝青防銹涂料兩種類型。氯化橡膠防銹涂料是由氯化橡膠、樹脂、增塑劑、防銹顏料以及助劑等成分組成。
25、氯化橡膠瀝青防銹涂料是由氯化橡膠、煤焦瀝青、防銹顏料、助劑等組成。氯化橡膠涂料具有長效防銹效果,施工方便等突出的優(yōu)點,越來越受重視和歡迎,增長尤為迅速。專用涂料專用涂料 環(huán)氧瀝青防銹涂料系由環(huán)氧樹脂和煤焦瀝青配合而成的高固體的兩罐裝涂料。環(huán)氧瀝青防銹涂料涂料膜堅韌,在鋼板與鋁合金表面上均有良好的附著力,能經(jīng)受長期浸水,干濕交替,陰暗潮濕的環(huán)境。由于環(huán)氧瀝青防銹涂料具有良好性能,因而在國內(nèi)外都得到了迅速的發(fā)展和大量的使用?,F(xiàn)在環(huán)氧瀝青系防銹涂料不僅用在船底部位作船底防銹涂料,還廣泛用于海上鉆井平臺,碼頭鋼管樁、管道、水下鋼閘門以及海上鋼鐵設(shè)施和陰暗潮濕部位。專用涂料專用涂料 由于環(huán)氧煤焦瀝青涂料
26、,在低溫下固化速度慢,5以下難以固化。為了解決這一問題,近年來以開發(fā)異氰酸酯固化的環(huán)氧煤焦瀝青涂料與聚氨酯煤焦瀝青涂料等低溫固化防銹涂料來解決冬季施工。為了延長以下構(gòu)件使用壽命并達(dá)到長期保護(hù)的目的,有時必須采用水下施工涂料來進(jìn)行維修。水下施工涂料常用的品種是無溶劑環(huán)氧瀝青型,主要成膜物質(zhì)為環(huán)氧樹脂、瀝青,加上一系列固化劑、助劑、填充顏料等組成。專用涂料專用涂料 2 2船底防污涂料船底防污涂料 (1)船底防污涂料的作用 它的主要作用是通過涂料膜中毒料的滲出,擴散或水解等方式逐步釋放毒料,達(dá)到防止海洋附著生物附著于船底或海洋水下設(shè)施的目的。海洋中附著在船體和海上結(jié)構(gòu)上的附著生物繁多,動物性的約13
27、00種,植物性的約600種,常見的有50種,附著生物大部分生存子海岸及港灣處。假如船底上不涂防污涂料,或防污涂料已喪失防污作用,船底就會被它們附著,可形成一個厚達(dá)十余厘米的堆積層,其重量每平方米可達(dá)二十余公斤。附著生物對船舶危害性極其嚴(yán)重,它會使航行阻力增大,從而增加燃料消耗。專用涂料專用涂料 防止海洋附著生物附著于船底方法有:涂船底防污涂料;在船底采用超聲波;在船底安裝口徑小的管子,當(dāng)在海港停泊時,向四周海水滲放毒料溶液等。但是目前最方便而有效的方法是涂船底防污涂料,以達(dá)到防止或殺死企圖附著到船底上來的海洋附著生物。氧化亞銅對人體毒性小,能夠較有效地防止海生物污損,是防污涂料中的主要防污劑。
28、近一、二十年來出現(xiàn)了如有機錫、有機鉛、有機砷等毒料,可以和氧化亞銅并用起到增效作用。我國海岸線長達(dá)一萬八千多萬里,各海區(qū)海生物的繁殖時間、品種、數(shù)量等均有不同,各港灣各有優(yōu)勢污損生物。隨著我國海運事業(yè)的發(fā)展和海洋資源的開發(fā),如何有效地防除海生物污損,是一項具有經(jīng)濟和軍事意義的工作。專用涂料專用涂料 (2)船底防污涂料的特性 在一定時間內(nèi)能防止海洋附著生物附著;涂料膜內(nèi)的毒料能逐步向海水滲出;涂料膜有一定的透水性,以保持毒料連續(xù)滲出;與防銹涂料涂料膜之間,有良好的附著力,層與層之間要稍能互溶;要求涂料膜有良好的耐海水沖擊性,在長期浸水條件下不起泡,不脫落等物理性能;有良好的貯存穩(wěn)定性,一般為一年
29、,在貯存期間防污性能不下降。專用涂料專用涂料 (3)船類防污涂料的類型 防污涂料按其滲出機理,大致可分為四種類型:溶解型、接觸型、擴散型和自拋光型。溶解型防污涂料是目前使用最廣泛的,其主要組分是松香溶液和分散在里面的毒料。其他成分包括樹脂,增塑劑和惰性顏料。這些組分通常用來減低松香在海水中的溶解速度和提高涂料膜的物理性能。接觸型防污涂料由物理性能強的涂料基,加入很高用量的毒料以保證每一個毒料顆?;蚱渌扇芪镏g相互接觸。由于涂料膜內(nèi)毒料含量高,防污期限要比涂料料溶解型長,但要求用防銹性強的底涂料配套,目前常用的防銹涂料是環(huán)氧瀝青厚漿型涂料。專用涂料專用涂料 擴散型防污涂料以丙烯酸類樹脂、乙烯類
30、樹脂或合成橡膠作為基料。以有機錫化合物為毒料,毒料與基料形成固溶液,象分子一樣分散在整個涂料膜中,能防止海洋附著生物的幼蟲和孢子在毒料的間隙生長發(fā)育,殺害能力大,并且毒料滲出率也較溶解型和接觸型更為平穩(wěn)和持久。自拋光防污涂料的成膜物是由甲基丙烯酸三丁基錫與其他丙烯酸類單體聚合而成的有機錫高聚物。這種有機錫高聚物在海水中水解釋放出有機錫,水解后的樹脂變成水溶性,逐步在海水中溶解,在防止海生物污損的同時起到拋光涂料膜的作用,減小航行阻力。這種防污涂料涂料膜可全部起作用,防污期長,這是其他類型防污涂料所不能比擬的,且毒料釋放較常規(guī)的均勻。自拋光防污涂料用于航行少、停泊多的船只,需較快的溶化速度和較高
31、的毒料含量,如軍艦。專用涂料專用涂料 四、水線涂料四、水線涂料 1 1水線、飛濺區(qū),潮差區(qū)的腐蝕情況水線、飛濺區(qū),潮差區(qū)的腐蝕情況 船舶的水線部位及海上工程如石油鉆采平臺、深水碼頭鋼樁等,處于空氣與水交替接觸的部位,其腐蝕要比長期浸在水中的船底部位嚴(yán)重得多。不但腐蝕嚴(yán)重,且時而還露出水面,受到烈日的曝曬,又要受到纜繩和船舶??繒r擦傷與碰撞,是船體中腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域。2 2水線涂料的特性水線涂料的特性 (1)耐水性能好;(2)涂料膜層間附著力強;(3)耐干濕交替;(4)耐機械摩擦;(5)快干。碼頭鋼樁與石油鉆采平臺水下部位是采用外加電流陰極保護(hù),在高潮時部分飛濺區(qū)浸入水中,涂料膜受到外加電流的影
32、響,因此涂料膜必需耐陰極保護(hù)電位。專用涂料專用涂料 3 3水線涂料的種類水線涂料的種類 (1)一般水線涂料 一般水線涂料,又稱常規(guī)型水線涂料,按所用涂料料可分以下幾種類型。酚醛涂料料型水線涂料 這種類型的水線涂料、目前使用最廣、特別是水線部位經(jīng)常需修修補補的貨船,由于成本低,較為適合。它的涂料料是用松香改性酚醛樹脂或苯基苯酚甲醛樹脂與桐油等于性油熬煉而成。這種涂料料具有良好的耐水性和附著力。有時還適量加入中油度醇酸樹脂以提高涂料膜的保光性。酚醛涂料料型水線涂料系用上述涂料料加入顏料及體質(zhì)顏料配制而成。專用涂料專用涂料 氯化橡膠水線涂料 氯化橡膠水線涂料是以氯化橡膠為基料,以氯化石蠟為增塑劑,加
33、入顏料、填充料及助劑等配制而成,有以下幾個特點:a.干燥快,可以大大縮短施工周期。b.對底材的附著力好。c.涂料膜堅韌耐磨,能經(jīng)受海浪沖擊,涂料膜不脫落,d.耐干濕交替。e.重涂性好,維修方便。(2)防污水線涂料 船舶經(jīng)常停在海港時,水線部位若長期浸于海水中,很容易被這些海洋附著生物附著。在這種情況下,一股水線涂料就不能適應(yīng),必需用具有防污性能的水線涂料。防污水線涂料除了能防止海洋附著生物的附著外,應(yīng)還有一般水線涂料所具的特性。防污水線涂料配方和船底防污涂料有類同之處。以樹脂、松香等為基料,氧化亞銅為主,輔之以氧化汞、DDT或有機錫等作毒料,再加一定量的顏料,體積顏料以及助劑等配制而成。專用涂
34、料專用涂料 五、船殼、上層建筑及甲板用涂料五、船殼、上層建筑及甲板用涂料 1 1船殼、上層建筑用涂料船殼、上層建筑用涂料 船殼涂料涂刷于船殼及船艦或海上石油平臺上層建筑。這些部位受到強烈變化的海洋氣候,如日光、風(fēng)雨,冰雪、鹽霧等。并常受海水中浪花濺潑和海水中蒸發(fā)出來水汽的腐蝕作用。此外船只航行于寒冷的北方海區(qū),氣溫可低至零下數(shù)十度;有時航行于烈日如火的熱帶海域,船體鋼板可高達(dá)60,因此船殼涂料是在海洋氣候中使用的一種水上部位涂料。專用涂料專用涂料 船殼涂料的要求是:耐大氣曝曬;良好的耐水性;耐浪花潑濺;對底漆或原來舊涂料具有良好的附著力涂料膜必須有足夠韌性,以適應(yīng)船體鋼板由于氣溫變化而產(chǎn)生的伸
35、縮。各種船艦及海上石油鉆采平臺所處自然條件不一,使用要求不一,因此船殼涂料型類較多,以適應(yīng)不同的場合。常規(guī)船殼涂料包括油基船殼涂料、純酚醛船殼涂料、純酚醛醇酸船殼涂料及醇酸船殼涂料。氯化橡膠船殼涂料系用氯化橡膠、樹脂、增塑劑、觸變劑和顏料所制成具有良好的耐水性與耐候性,干性快,施工不受氣溫限制。冷固化環(huán)氧樹脂船殼涂料是用環(huán)氧樹脂溶于丁醇及二甲苯等混合溶劑中作為涂料料,以聚酰胺作為固化劑,加入耐候性好的顏料配制而成。該涂料涂料膜堅韌,附著力強,耐水耐磨等性能都較突出,是長效船殼涂料。專用涂料專用涂料 2 2甲板涂料甲板涂料 酚醛甲板涂料系以松香改性酚醛樹脂或苯基苯酚樹脂與桐油熬制的中油度酚醛涂料
36、料,有時還加入醇酸樹脂為涂料料,配以耐磨性好的顏料或填充料所制成,是常規(guī)甲板涂料。甲板防滑涂料是用醇酸樹脂,過氯乙烯樹脂或氯化橡膠作為涂料基,亦有用環(huán)氧酯加入苯基苯酚甲醛樹脂桐油涂料料作為涂料基,并加入耐磨顏料配制而成。甲板防滑涂料由于涂層厚,因此使用壽命較一般甲板涂料為長。常規(guī)型甲板涂料使用期限較短,氯化橡膠型涂料雖長一些,但也不能滿足大型油輪、石油鉆采平臺的要求,比較理想、長效的甲板涂料是冷固化環(huán)氧樹脂型涂料。在環(huán)氧樹脂類甲板涂料中加入防滑材料,就可制成一種性能良好的防滑甲板涂料。專用涂料專用涂料第三節(jié)第三節(jié) 電絕緣涂料電絕緣涂料 一、概述一、概述 1 1電絕緣涂料的發(fā)展電絕緣涂料的發(fā)展
37、2 2絕緣涂料的應(yīng)用和分類絕緣涂料的應(yīng)用和分類 電絕緣材料是一種電介質(zhì),其基本特征是以感應(yīng)而不是以傳導(dǎo)的方式來傳遞電的作用和影響。IEC(國際電工協(xié)會)把電介質(zhì)定義為可極化的物質(zhì),把電絕緣材料定義為電導(dǎo)率很小的用于隔離不同電位的導(dǎo)電部分的材料,它包括絕緣涂料、浸漬纖維、層壓板、云母制品和壓塑料等五大類。絕緣涂料的分類一般有三種方法。即按用途分類,按涂層固化機理分類,也可按耐熱等級來分類。專用涂料專用涂料 (1)按其在電機電器中的用途分類 涂料包線絕緣涂料主要浸涂各種類型線徑(圓線,扁線)裸體銅線、合金線及玻璃絲包線外層,提高和穩(wěn)定涂料包線的性能。浸漬絕緣涂料 主要用于浸漬各種電機、電器變壓器線
38、圈、繞組及各種絕緣纖維材料,使其達(dá)到規(guī)定的耐熱抗電性能。覆蓋絕緣涂料 適用于各種電機、電器,繞組線圈,外層密封和外殼表面保護(hù)之用,以提高機件的抗潮性、絕緣性,耐化學(xué)氣體腐蝕,耐電弧等,在特種環(huán)境中要達(dá)到抗寒和三防的要求。硅鋼片絕緣涂料 主要涂覆于硅鋼片表面,耐油、防銹,防止硅鋼片迭合成體后間隙渦流產(chǎn)生。粘合絕緣涂料 適用于粘結(jié)云母制品和云母片,云母紙、云母帶、云母板,磁極線圈;粘合塑型襯墊的云母板、電膠紙等。電子元件絕緣涂料 主要用于電阻、電容、電位器等無線電元件的絕緣保護(hù)。專用涂料專用涂料 (2)按其固化(或交聯(lián)閉環(huán))的機理分類 自干型絕緣涂料 涂料層依靠氧化還原作用在25或低溫60條件下干
39、燥成膜。烘干型絕緣涂料 涂料層必須在一定的溫度條件下烘焙成膜。一般來說,這類絕緣涂料的耐熱等級要高于自干型絕緣涂料。紫外線固化絕緣涂料 應(yīng)用這種技術(shù)使絕緣涂料有可能實現(xiàn)快速和幾乎無污染固化。含30%40單體的典型不飽和聚酯固化時的單體揮發(fā)損失量,用紫外線時是1%2以下,熱固化通常是25,甚至高達(dá)30。專用涂料專用涂料 (3)按耐熱等級的分類 這種分類方法普遍受到生產(chǎn)者和使用者的關(guān)注。分級的主要依據(jù)是國際電工協(xié)會制定的電機電器絕緣材料在使用中熱穩(wěn)定性分級標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)將絕緣材料分成7個耐熱等級。表44中所列的耐熱溫度是電機、電器和變壓器絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點的極限溫度。表44 絕緣材料的耐熱等級專用涂料專
40、用涂料 3 3電工絕緣涂料的基本特性電工絕緣涂料的基本特性 (1)電氣性能 這是絕緣涂料的基本性質(zhì),包括涂料膜的體積電阻、電擊穿強度、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗及電暈、耐電弧等性能,要求這些數(shù)值不能因受熱或吸潮而有顯著降低。(2)耐熱特性 電絕緣涂料要求有一定的耐熱特性。絕緣涂料的耐熱特性關(guān)系到電氣設(shè)備運行的可靠性和電氣設(shè)備制造的技術(shù)經(jīng)濟性。如果絕緣材料的熱穩(wěn)定性較差,那么在熱老化過程中由于分子鍵的斷裂或熱降解,將會引起材料的失重,彈性模數(shù)的改變,抗張強度和伸長率的降低以及電氣強度的下降。專用涂料專用涂料 (3)干燥性 絕緣涂料主要是利用加熱干燥進(jìn)行固化的,因此烘焙時間的長短、溫度的高低,對電機電容的
41、生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響,特別是電子元件工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)動線需要低溫快干絕緣涂料與之配套。從防止污染出發(fā),高固體、無溶劑涂料以及真空壓力浸漬,紫外線固化新工藝成為絕緣涂料發(fā)展的必然趨勢。此外用于電樞線圈的浸漬涂料還必須具備優(yōu)良的內(nèi)層干燥性和粘結(jié)力,以保護(hù)繞組線圈足夠的掛涂料量。專用涂料專用涂料 (4)耐化學(xué)特性 深水電機的抗水性,油浸式變壓器的耐油性,化工作業(yè)用電機的耐溶劑性等指標(biāo)也是辯斷絕緣涂料性能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。為了延緩絕緣涂料在腐蝕環(huán)境中的老化過程,提高使用壽命,在選材時應(yīng)十分注意上述性能的綜合平衡。電機的吸潮和透濕是絕緣性能降低的主要因素,因此絕緣涂料必須提出防潮濕的要求,甚至提出防霉和
42、防鹽霧的要求。(5)機械特性 在電氣設(shè)備裝配施工中,絕緣材料肯定會受到機械力的作用,例如繞組線圈嵌線,安裝槽楔、槽襯等工序,要求絕緣涂料具備一定的耐磨、耐刮性能。(6)相容性 在由兩種或兩種以上的絕緣材料的絕緣結(jié)構(gòu)中,材料之間會發(fā)生物理、化學(xué)或兩者兼有的作用,因而影響材料的絕緣性能。專用涂料專用涂料 4 4電絕緣用合成樹脂電絕緣用合成樹脂 絕緣涂料是一種粘稠的液體,除天然樹脂,瀝青,干性油和纖維素外,合成樹脂已被廣泛地使用在絕緣材料工業(yè),特別是具有熱穩(wěn)定性的高聚物正在逐步采用,以適應(yīng)電機電器制造技術(shù)的發(fā)展需要。(1)一般場合下使用的電絕緣樹脂 一般場合是指絕緣等級在E、B級以下,電機溫升限度在
43、100以下??梢赃m應(yīng)這種要求的絕緣樹脂有酚醛樹脂,氨基樹脂、脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂,對苯二甲酸聚酯等等。環(huán)氧樹脂在大型高壓電機的主絕緣和無溶劑、粉末樹脂涂料中有著極為特殊的作用和貢獻(xiàn)。環(huán)氧樹脂除單獨使用外可與酚醛樹脂、氨基、聚酯、聚酰胺、硅有機樹脂等改性,從而獲得了很多理想的性能。專用涂料專用涂料 (2)耐熱高分子樹脂 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)代絕緣材料的特點是以耐熱高分子樹脂為基本成分,使絕緣結(jié)構(gòu)允許在180200甚至更高的長期工作溫度下進(jìn)行而無顯著的失重和電氣強度降低,保持良好的彈性,耐潮,耐臭氧,耐電弧等性能。有機硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酯亞胺樹脂、聚二苯醚樹脂、聚苯并咪唑樹脂等芳香和芳雜環(huán)高
44、分子化合物均用作F、H級或H級以上的絕緣樹脂。二、漆包線絕緣涂料二、漆包線絕緣涂料 漆包線絕緣涂料的功效是使繞組中導(dǎo)線與導(dǎo)線之間產(chǎn)生一良好的絕緣層,以阻止電流的流通。這層絕緣層能在長時間受潮、受熱,機械作用以及化學(xué)品浸蝕等情況下保持它原來的性能。專用涂料專用涂料 因此漆包線的基本要求是應(yīng)能滿足耐熱性、耐沖擊性,軟化擊穿溫度和耐油性能,還應(yīng)具備較高的機械強度,耐氟里昂冷凍劑以及與浸漬涂料良好的相容性。1 1E E、B B級漆包線漆級漆包線漆 E、B級漆包線涂料主要品種是縮醛、聚氨酯和聚酯三類,幾乎占漆包線用量的80以上。這是因為這三種漆包線的綜合性能較全面,能制備從少0.01mm到各種規(guī)格的大型
45、扁線,用它來生產(chǎn)各種電氣設(shè)備、電機、變壓器及各種儀器儀表,能滿足生產(chǎn)工藝和使用要求,特別是它的價格比較低廉。此外,油性涂料、醇酸涂料和環(huán)氧涂料在漆包線上亦有一定量的應(yīng)用。一般用途漆包線的性能列于表45。專用涂料專用涂料 表45 一般用途漆包線的性能 專用涂料專用涂料 2 2F F、H H級漆包線涂料級漆包線涂料 F、H級漆包線涂料的主要品種是聚酯亞胺,聚酰胺酰亞胺,以及聚酯酰胺酰亞胺。這類產(chǎn)品在歐美國家發(fā)展較快,約占漆包線產(chǎn)量的5070。隨著電機向小型化,輕量化發(fā)展,F(xiàn)、H級漆包線的需要量還在繼續(xù)增長。3 3低污染漆包線涂料低污染漆包線涂料 溶劑型漆包線涂料中的有毒有機溶劑占5060,加上清洗
46、漆槽容器等也要用有機溶劑,因此溶劑的總用量是很大的。盡管有的工廠已采用催化燃燒處理,但絕大部分仍在自然排放污染環(huán)境。近年來,由于控制大氣污染法規(guī)越來越嚴(yán)格,加上能源危機,石油資源短缺,促使水溶性、無溶劑、高固體漆包線新品種的研究開發(fā),如水溶性聚胺酰亞胺玻璃絲包線涂料等。發(fā)展低污染漆包線,最終將解決有毒、有害溶劑在制造和涂線過程中對環(huán)境和人體的危害。專用涂料專用涂料 三、浸漬絕緣涂料三、浸漬絕緣涂料 為了增加電機繞組或電器線圈的電絕緣性能和機械強度,改善導(dǎo)熱性能,并使其具有良好的抗潮、抗酸堿、抗溶劑、防電暈、防霉菌性能,繞組線圈必須經(jīng)過浸漬絕緣處理,然后在一定溫度下固化成型。固化后涂料層的致密度
47、、烘焙過程中涂料的流失、繞組的掛涂料量,涂料液的貯存穩(wěn)定性都對電氣設(shè)備的耐熱性和電氣性能產(chǎn)生重大的影響。浸漬絕緣涂料的基本要求如下:(1)涂料液黏度低、滲透力強,能良好地滲入線圈匝間和絕緣體的微細(xì)孔內(nèi)。專用涂料專用涂料 (2)固化性好,并具有內(nèi)外同時干固的一致性,使線圈具有一定的硬度,保證電機在高速旋轉(zhuǎn)下繞組端部匝間不發(fā)生位移。(3)對銅和線圈不起腐蝕作用。(4)具有熱彈性,在高速運轉(zhuǎn)時不發(fā)生甩涂料現(xiàn)象。(5)具有高的介電、耐潮、耐熱、耐油和化學(xué)穩(wěn)定性。(6)與漆包線涂料有良好的相容性。繞組線圈的烘烤固化是費時長,耗能大的工藝過程,為了節(jié)約能源,開展對浸漬涂料固化工藝過程的研究,發(fā)展低溫快干、
48、無溶劑、紫外線固化等新技術(shù)、新工藝是極需重視的問題。專用涂料專用涂料 1 1E E、B B級浸潰涂料級浸潰涂料 E、B級浸潰涂料的主要品種是氨基醇酸樹脂涂料,環(huán)氧酯樹脂涂料和無溶劑環(huán)氧樹脂涂料,在線圈浸漬中用量最大。2 2F F、H H級浸潰涂料級浸潰涂料 無論是F級低壓電機,牽引電機,還是高壓電機,耐冷凍劑電機,隨著電機設(shè)計容量和密度增大,一致傾向于更高的運行溫度,與無相匹配的耐高溫浸漬絕緣涂料已經(jīng)得到開發(fā)研究和實際使用。例如用于F級浸漬的亞胺環(huán)氧、亞胺酚醛、聚酯酚醛,用于H級浸漬的有機硅、二苯醚以及環(huán)氧改性不飽和聚酯酰胺酰亞胺。專用涂料專用涂料 四、粘合絕緣涂料四、粘合絕緣涂料 粘合絕緣涂
49、料是電機主絕緣(即定子線圈的絕緣)和槽絕緣的重要材料,主要用來粘合云母、磁極線圈、薄膜、層壓板等絕緣材料。對于粘合絕緣涂料的基本要求是:(1)有高的電氣絕緣強度及耐電壓穩(wěn)定性;(2)有良好的熱穩(wěn)定性;(3)耐電暈的穩(wěn)定性;(4)高溫下尺寸穩(wěn)定;(5)對云母、導(dǎo)體材料,補強材料有良好的粘結(jié)強度;(6)電阻系數(shù)高,介質(zhì)損耗低等等。專用涂料專用涂料 目前常用的B級粘合涂料是以環(huán)氧樹脂為基料的熱固性樹脂,近年來也出現(xiàn)改性的新型環(huán)氧樹脂,此外還有聚酰亞胺、聚苯并咪唑,毗隆等芳雜環(huán)耐高溫粘合劑可用于耐溫要求高的 絕緣體系中。各類粘合涂料的耐熱溫度大致為:聚苯并咪唑 540 環(huán)氧酸酐、丁腈酚醛 200聚酰亞
50、胺 480 環(huán)氧芳香族二胺、乙烯基酚醛 150聚苯并咪唑-亞胺 370 環(huán)氧多胺、環(huán)氧脂肪族胺 120有機硅及改性樹脂 300 酚醛氯丁橡膠,環(huán)氧聚酰胺 80環(huán)氧酚醛,線性環(huán)氧酚醛 260專用涂料專用涂料 五、其他類絕緣涂料五、其他類絕緣涂料 電機電器絕緣涂料除漆包線涂料、浸漬涂料、粘合涂料等主要品種外,覆蓋涂料、防暈涂料、硅鋼片涂料以及電阻電容器涂料的應(yīng)用也受到普遍重視。為了防止已浸漬繞組免受機械損傷,潮氣侵蝕,必須涂覆覆蓋絕緣涂料;為了防止大電機定子線圈的局部放電(電暈),必須在電機端部和繞組表面涂覆防暈涂料;為了提高電阻、電容、電位器等電訊元件的電性穩(wěn)定、機械強度,要求電訊元件應(yīng)耐溫、絕
51、緣、抗潮,要涂覆絕緣涂料,凡此種種都是為了保證電機電器具有足夠的電氣壽命和耐熱壽命,延長使用期限??蓞㈤営嘘P(guān)資料。專用涂料專用涂料 第四節(jié)第四節(jié) 家用電器及自行車涂料家用電器及自行車涂料 一、概述一、概述 二、家用電器涂飾的要求二、家用電器涂飾的要求 家用電器需要涂飾的部件主要是金屬(冷軋鋼板或鋁合金材料)箱體外殼和零部件,以及塑料零部件兩大類。家用電器通常是大批量的流水線生產(chǎn)。家用電器對涂料和涂層的要求有以下四點:1 1優(yōu)異的裝飾性能優(yōu)異的裝飾性能 要求涂層色澤鮮艷而柔和,光澤適中。表面要豐滿、平滑,給人一種舒適的感覺。專用涂料專用涂料 2 2良好的耐蝕性能良好的耐蝕性能 要求涂層有足夠的耐
52、蝕性能,在產(chǎn)品有效壽命的范圍內(nèi)不至于出現(xiàn)起泡、生銹、剝落等弊病而影響外觀裝飾性,且能抵抗化學(xué)介質(zhì)侵蝕。3 3極好的施工性能極好的施工性能 要求能適應(yīng)靜電噴涂或電泳涂裝等流水線作業(yè)生產(chǎn),并能適用于鋼板、鍍鋅鋼板、鋁板等不同底材。4 4具有特定的功能性具有特定的功能性 要求涂層具有一定的耐熱性、耐磨性、無毒性、不粘性等。按使用部件家電涂料分為金屬表面用和塑料表面用涂料兩類。本節(jié)主要介紹金屬表面用涂料。專用涂料專用涂料 三、面漆三、面漆 1 1氨基醇酸烘涂料氨基醇酸烘涂料 氨基醇酸烘涂料由氨基樹脂、醇酸樹脂、顏料、溶劑及助劑組成。氨基涂料具有良好的施工性能和涂料膜流平性,可以用手工或靜電噴涂工藝進(jìn)行
53、涂裝施工。(1)氨基烘漆用氨基樹脂 以一種具有氨基官能團的原料與醛類(主要是甲醛)經(jīng)縮合反應(yīng)制得的樹脂稱為氨基樹脂。涂料用氨基樹脂主要是醇醚化的尿醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、苯代三聚氰胺樹脂以及它們的共聚樹脂。專用涂料專用涂料 單純將氨基樹脂加熱固化所生成的涂料膜過分硬脆,附著力差,所以它一般不單獨使用。而是與其他可以混溶,帶有羥基官能團,加熱后可相互交聯(lián)的樹脂(如醇酸樹脂)混合制成各類氨基烘漆。氨基樹脂在其中作為交聯(lián)劑。三聚氰胺樹脂與醇酸樹脂配合制成的氨基醇酸烘漆在硬度、光澤、豐滿度、耐化學(xué)品、耐水性等方面都很突出;與聚酯樹脂配合,可制得保光、保色性優(yōu)良的高級白色或彩色烘漆。專用涂料專用涂料
54、(2)氨基烘漆用醇酸樹脂 醇酸樹脂在各類涂料中是綜合性能很強的樹脂品種之一,也是用于氨基烘漆中的主要樹脂。根據(jù)不同改性的干性油、半干性油和不干性油的品種以及油改性的量(或油度),可以制成各種醇酸樹脂。氨基烘漆用醇酸樹脂的油度,以短油度為宜,它賦于涂料膜以硬度、附著力和光澤。氨基烘漆用醇酸樹脂的改性油品種以半干性油和不干性油較為恰當(dāng),如豆油、椰子油、花生油,茶油、蓖麻油、脫水蓖麻油,十一烯酸或合成脂肪酸等均能制成各類氨基烘漆。白色漆和清漆以不干性油為主。干性油改性醇酸樹脂不適宜生產(chǎn)氨基烘漆,因為它高溫變色,使涂料膜泛黃,耐熱性能差。專用涂料專用涂料 氨基烘漆中醇酸樹脂所用多元醇以甘油較為普遍,除
55、甘油外,三羥甲基丙烷和三羥甲基乙烷發(fā)展很快。三羥甲基丙烷含有三個伯羥基,反應(yīng)速率比甘油快,粘度低,制得的涂料膜性能比甘油醇酸為好。特別是涂料膜硬度,耐水性和耐久性均有特出表現(xiàn),特別適用于外用的自行車和汽車用涂料。(3)氨基醇酸烘漆的種類 常用的氨基醇酸烘漆:有光氨基醇酸烘漆、透明和清氨基醇酸烘漆、半光和無光氨基醇酸烘漆和二道底漆。專用涂料專用涂料 氨基涂料又可分成室內(nèi)和室外使用兩大類,主要是對顏料的合理使用,成膜物對室外耐久性亦有一定的影響。表面涂料用白色顏料以鈦白粉為主;金紅石型用于室外,銳鈦型用于室內(nèi)。傳統(tǒng)的彩色顏料如,鐵藍(lán)(華藍(lán)),孔雀藍(lán),鉛鉻黃、大紅粉,甲苯胺紅和色素炭黑等用于室內(nèi)。高
56、級或室外用氨基涂料的彩色顏料(自行車、縫紉機、電冰箱、洗衣機、轎車和卡車等以及國外已發(fā)展的預(yù)涂金屬卷材涂料)應(yīng)選用具有色彩鮮艷、耐曬性、耐酸堿性優(yōu)良的有機或無機彩色顏料。專用涂料專用涂料 氨基涂料的品種已發(fā)展到采用不同的油種改性的醇酸樹脂,如蓖麻油、脫水蓖麻油、椰子油、茶油、花生油、亞麻仁油和桐油等單獨使用或混合改性的醇酸樹脂;用丙烯酸酯或有機硅改性的醇酸樹脂;配合以丁醇、甲醇或異丁醇醚化的三聚氰胺甲醛樹脂,苯代三聚氰胺甲醛樹脂、脲甲醛樹脂或其共縮聚樹脂等,來設(shè)計性能各異的新型氨基涂料。如快干氨基烘漆、丙烯酸酯改性醇酸氨基烘漆和有機硅改性醇酸氨基烘漆等,對光澤,硬度、保光性、保色性、烘干時間等
57、方面的性能均有不同程度的提高。專用涂料專用涂料 2 2氨基環(huán)氧烘漆氨基環(huán)氧烘漆 氨基醇酸烘漆的性能有很多不足之處。如不能滿足要求較高的耐潮、耐鹽霧等性能。而環(huán)氧樹脂則具有良好的耐潮,耐鹽霧、耐化學(xué)藥品性能以及很好的附著力,可以和氨基樹脂配合使用,生產(chǎn)性能較好的涂料。但由于環(huán)氧樹脂的耐候性較差以及烘干后的涂料膜易泛黃,因此也限制了其用途,如白色及顏色很淺的色漆和清漆。在要求一定大氣曝曬性能的場合也不適用。用環(huán)氧樹脂和氨基樹脂制造的烘漆有三種:一種是環(huán)氧酯氨基烘漆,一種是環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂和氨基樹脂三種配合使用的環(huán)氧氨基醇酸烘漆,一種是環(huán)氧樹脂與氨基樹脂兩種樹脂配成的烘漆。專用涂料專用涂料 3 3
58、聚酯氨基烘漆聚酯氨基烘漆 聚酯樹脂,可以與三聚氰胺甲醛樹脂、苯代三聚氰胺甲醛樹脂、六甲氧基甲基三聚氰胺樹脂等交聯(lián)固化成膜。聚酯氨基烘漆較之植物油改性醇酸氨基烘漆不易氧化,分解和泛黃。涂料膜有更好的光澤、豐滿度,不沾污和附著力強等物理機械性能。由于家用電器和自行車等輕工產(chǎn)品要求涂料膜不但有良好的耐候性和保光、保色性等優(yōu)良性能,還要求較高的裝飾性:因此要求涂料膜光亮、豐滿和干性快速。但需要解決大面積施工的流平性等特殊性能。聚酯氨基烘漆能滿足這方面的要求,并已廣泛使用于卡車、轎車、自行車、縫紉機、電冰箱和洗衣機等家用電器產(chǎn)品和輕工產(chǎn)品涂裝。專用涂料專用涂料 聚酯環(huán)氧烘漆是一種新型聚酯型涂料。該涂料涂
59、料膜具有硬度高、附著力好、高彈性、耐深 沖、耐沸水消毒蒸煮等特點。聚酯環(huán)氧烘漆的涂料膜能承受784MPa的沖擊壓力和15cm高度拉伸的玩具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)膜沖壓。已廣泛應(yīng)用于玩具印鐵、食品器旋蓋、卷尺、高壓潛水氧倉、鞋眼等金屬表面涂覆之用。四、聚四氟乙烯涂料四、聚四氟乙烯涂料 1 1無毒型聚氟涂料無毒型聚氟涂料 無毒型聚四氟乙烯涂料組成是由聚四氟乙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、表面活性劑、附著力增進(jìn)劑、顏料、填料、蒸餾水組成。底漆為雙組分涂料,面漆為單組分涂料。2 2防銹型聚氟涂料防銹型聚氟涂料 防銹型聚四氟乙烯涂料的組成是以聚四氟乙烯樹脂為主要成膜材料,加入耐高溫顏料、填料、防銹添加劑、蒸餾水等組成。底漆為
60、雙組分涂料,面漆為單組分涂料。專用涂料專用涂料第五節(jié)第五節(jié) 塑料用涂料塑料用涂料 一、概述一、概述 二、塑料涂飾的目的和要求二、塑料涂飾的目的和要求 1 1塑料涂飾的目的塑料涂飾的目的 (1)改善塑料表面質(zhì)感,通過涂飾造成金屬感或木質(zhì)感;(2)改變塑料表面顏色,多彩和鮮艷;(3)遮蓋塑料成型過程中的一些缺陷;(4)改善提高塑料表面的光澤、硬度、抗劃傷等性能;(5)提高塑料的耐候性、耐溶劑性、耐藥品性、耐光性等,或賦予阻燃、導(dǎo)電、抗靜電等新功能。專用涂料專用涂料 2 2對涂料和涂層的要求對涂料和涂層的要求 (1)對塑料表面附著良好;(2)對塑料表面不能過分溶蝕;(3)以自干型涂料為主,適應(yīng)流水線
61、涂裝應(yīng)用快干型涂料;(4)涂層具有良好裝飾性;(5)室外用品的涂層要具有良好耐候性和防護(hù)性,室內(nèi)用品的涂層要耐擦洗、耐洗滌劑和耐日用化學(xué)品的沾污;(6)具備需要的物理機械性能;(7)具備特殊需要的功能性性能。專用涂料專用涂料 三、需進(jìn)行表面涂飾的塑料品種和適用的涂料三、需進(jìn)行表面涂飾的塑料品種和適用的涂料 需要表面涂飾涂料的塑料品種和其適用的涂料參見表46。表46 需要表面涂飾涂料的塑料品種和其適用的涂料專用涂料專用涂料 四、塑料用涂料的選擇四、塑料用涂料的選擇 (1)根據(jù)被涂塑料的性質(zhì)來選擇涂料 用于塑料表面的涂料應(yīng)對塑料有良好的附著力,且不能過分溶蝕塑料表面。這與涂料與塑料的搭配有關(guān)。塑料
62、也是高分子材料,對于極性較強的,表面張力比較高的塑料如聚氯乙烯、ABS塑料,在選擇涂料用樹脂時應(yīng)選擇具有一定量如羧基、羥基、環(huán)氧基等極性基團的樹脂,或在設(shè)計配方時保留一定量的極性基團。如丙烯酸樹脂中引入一定量丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯腈單體共聚,這樣有利于附著力提高。聚乙烯、聚丙烯非極性塑料應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)相似的樹脂如氯化聚丙烯、石油樹脂與環(huán)化橡膠的共聚物,這樣可有利于提高附著力。專用涂料專用涂料 對于一些耐溶劑性很差的塑料如聚苯乙烯,AS塑料。在選擇涂料設(shè)計配方時應(yīng)密切注意涂料的溶解度參數(shù),使之在保證附著力的情況下將溶劑選擇在溶解區(qū)的近邊緣處,如上述塑料可以選醇酸樹脂涂料、聚氨酯改性油?;蚴且源碱悶?/p>
63、主的溶劑,這樣可以溶解的丙烯酸酯涂料就不至于過分溶蝕塑料表面。對于那些非極性塑料和熱固型塑料則不必?fù)?dān)心溶劑溶蝕問題,涂料的選擇范圍是很寬的。(2)根據(jù)塑料制品對涂膜性能要求來選擇涂料 塑料用涂料按性能分,可以分為內(nèi)用、外用及特殊用途涂料。專用涂料專用涂料 對于戶內(nèi)使用涂料多注重裝飾效果,對理化性能有一定要求但并不是很高,在這種情況下往往重視涂膜干燥速度、裝飾效果、花色品種、價格等方面。如電視機外殼,鐘表殼體、玩具、燈具等等,這樣可以考慮醇酸涂料,丙烯酸涂料,丙烯酸硝基涂料等。對于戶外使用的塑料用涂料多重視防護(hù)效果。長期的戶外使用要求保光、保色性好,要耐濕熱、耐鹽霧、耐紫外線,耐劃傷等戶外使用性
64、能。如過街橋的塑料扶手、汽車外殼、摩托車部件、戶外監(jiān)測儀器殼體、安全帽、童車等在選擇涂料時選擇耐候性好的雙組分脂肪族聚氨酯涂料、交聯(lián)型丙烯酸涂料及低溫固化氨基涂料。專用涂料專用涂料 此外一些特殊性能要求,如聚苯乙烯、有機玻璃透明度很好,但表面硬度不高,易劃傷,則需要透明度好,硬度高的涂料來保護(hù)塑料表面。又如塑料制品表面真空鍍金屬的底面涂料,塑料制品的防靜電涂料、阻燃涂料、導(dǎo)電涂料,這些涂料除具有一般塑料用涂料性能要求外,還要設(shè)法具備上述的特殊性能。(3)參考施工工藝要求選擇涂料 (4)參考制品的價值和涂料的價格選擇涂料 五、聚苯乙烯和高抗沖聚苯乙烯表面用涂料五、聚苯乙烯和高抗沖聚苯乙烯表面用涂
65、料 聚苯乙烯(PS)是一種常見的塑料,耐溶劑性差,容易被涂料所溶蝕,熱變形溫度低。高抗沖聚苯乙烯(HIPS)對溶劑更敏感。用于聚苯乙烯和高抗沖聚苯乙烯表面的涂料主要是熱塑性丙烯酸涂料、異氰酸酯固化丙烯酸涂料和醋丁纖維素(塑料用)涂料。專用涂料專用涂料 六、六、ABSABS塑料用涂料塑料用涂料 ABS塑料具有較高的溶解度參數(shù),能溶于酮類、酯類和苯類溶劑,不溶于醇類和脂肪烴類。其表面使用的涂料多為熱塑性丙烯酸涂料,丙烯酸改性硝基涂料和丙烯酸聚氨酯涂料。丙烯酸改性硝基涂料的組成是由熱塑性丙烯酸樹脂、硝酸纖維素、顏料酯、醚、芳烴混合溶劑、助劑等組成。丙烯酸聚氨酯磁漆的組成是由多羥基丙烯酸樹脂、耐候性優(yōu)
66、良的顏料、溶劑、助劑和縮二脲固化劑組成。專用涂料專用涂料 七、聚丙烯七、聚丙烯(PP)PP)表面用涂料表面用涂料 聚丙烯結(jié)晶性高,極性小,與涂膜附著性差。PP表面較適用的涂料是氯化聚烯烴涂料,包括未改性的和改性的兩類,有底漆和面漆。通常選用未改性的氯化聚烯烴涂料作為底漆,其組成為氯化聚丙烯用芳烴溶解的清漆。由丙烯酸單體、聚酯和改性聚烯烴共聚合成的樹脂配制成彩色PP專用涂料改性氯化聚烯烴涂料。八、特殊用途的塑料用涂料八、特殊用途的塑料用涂料 有的涂飾不是滿足一般裝飾和保護(hù)而是為一特殊性能或用途的需要。專用涂料專用涂料 1 1塑料真空鍍金屬用涂料塑料真空鍍金屬用涂料 塑料雖然能部分代替金屬,然而塑料缺乏金屬的質(zhì)感。在塑料表面鍍金屬方法可以分為兩大類,濕法和干法。濕法鍍膜不需要涂料;干法鍍金屬需要涂料,在鍍前涂底漆,鍍后涂面漆。涂料對干法鍍膜起著重要作用。鍍膜的好壞很大程度上取決于涂層的質(zhì)量。對真空鍍膜的底漆性能要求:對被涂塑料表面具有良好的附著強度;涂膜要平整、光亮、豐滿;不溶蝕被涂塑料表面,且不被面漆所溶蝕。對真空鍍膜的面漆性能要求:對底漆、鋁膜附著力好;不溶蝕底涂料、不腐蝕鋁膜;透明無
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