涂料与粘合剂

《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。 体质颜料：碳酸钙、滑石粉等。 6、涂料的作用有哪些

（1）、保护功能；（2）、装饰功能；（3）、标志功能；（4）、特殊功能。 7、涂料的成膜机理有哪些

（1）、溶剂挥发与热熔成膜：溶剂挥发——加入溶剂，Tg减小，溶剂挥发，形成固体薄膜；热熔成膜——升高温度使（T-Tg）值增加，使聚合物本身达到可以流动的程度； （2）、化学成膜：在大多数情况下，低分子量的聚合物涂覆在基材表面以后，在加温或其他条件下（如辐射），分子间发生反应而使分子量进一步增加，发生交联而形成坚韧膜；

（3）乳胶成膜：乳胶成膜机理比较复杂，一般可分为初期、中期和后期三个阶段。初期乳胶漆涂覆完成后，随着水分的挥发，原先处于分散态的乳胶粒和颜料颗粒逐渐靠拢，但各自仍然可以自由运动。这一阶段水分挥发的速度恒定。中期随着水分的继续挥发，乳胶粒和颜料颗粒表面的吸附层遭到破坏，两者变成不可逆的相互接触，达到密堆积。这一阶段水分的挥发速度较慢仅为初期的5%-10%。后期在力的作用下乳胶粒发生变形，

粒子间的界面逐步消失，聚合物分子相互渗透缠绕，形成连续膜。这一阶段水分的挥发速度缓慢，这是由于水分主要是从内部扩散到表面来挥发的。除了水分的挥发之外，这一阶段还有成膜助剂的挥发。 8、流平和流挂分别是什么

流平和流挂使涂料应用中非常重要的问题，它们影响涂层的表观和光泽。

（1）、流平：涂料施工后能否达到平整光滑的特性，称为流平性。涂料粘度低时，涂层后流平性好；乳胶漆一般流平性较差，溶剂型漆流平性好。 （2）、流挂：流挂是当涂料涂布于一个垂直面时，由于重力，涂料有向下流动的倾向。粘度大流挂速度小，涂料薄流挂速度小。流挂主要由粘度控制，因为涂层厚度是由遮盖力和干膜性能决定的，不能太薄。

第二部分 粘合剂

9、什么是粘合剂

粘合剂是一种靠界面作用把各种材料牢固地粘接在一起的物质。 10、粘合剂的组成有哪些

粘料（主要成分，起粘合作用）；固化剂和固化促进剂（热固性树脂才有，使树脂由热塑性转变为网状结构）；稀释剂；增塑剂和增韧剂；填料；偶联剂和其他助剂。 11、粘合剂的粘接原理有哪些

（1）、吸附理论：胶接作用是胶粘剂分子与被接物分子接面发生吸附作用，包括物理吸附和化学吸附； （2）、静电理论：在胶接接头中存在双电层，胶接力来自双电层的静电引力； （3）、扩散理论：粘合剂和被粘物分子相互扩散，在界面发生互溶，导致界面消失和过渡区产生，进而形成牢固的结合力； （4）、机械胶接理论（抛锚理论，最为经典）：胶接力是由于粘合剂渗入被粘物表面的缝隙或凹陷处，经过固化产生“齿合”连接； （5）、化学键理论：粘合作用是由于粘合剂与被粘物分子之间产生化学反应，从而产生化学结合力（包括离子键、共价键和金属键），化学键的作用力较分子间引力大得多； （6）、配位理论：在被粘物和胶粘剂的界面上生成了配位键，配位键是胶接强度的主要提供者，胶接强度的高低主要取决于界面上配位键的密度和配位键的强度（氢键是一种特殊的配位键）。

12、形成胶头的基本条件有哪些

（1）、粘合剂必须具有流动性——保证充分接触； （2）、胶层必须有一定的机械强度——液态粘合剂的机械强度接近于零，因此需通过溶剂挥发干燥或交联固化来提高其强度； （3）、粘合剂和被粘物表面之间必须处于润湿状态——粘合作用前提条件。

第三部分 聚酯树脂的合成工艺

13、何为聚酯树脂

由二元酸或多元酸和二元醇或多元醇经缩聚反应而生成的树脂称为聚酯树脂（以长链分子结构中含有—COOR—的酯基而得名），可分为饱和聚酯和不饱和聚酯。 14、生产不饱和聚酯的原料一般有哪些

（1）、二元醇：乙二醇，1,2-丙二醇（最常用），一缩乙二醇； （2）、不饱和二元酸：顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐（马来酸酐，熔点低，且聚合生成水少，更常用）； （3）、饱和二元酸：调节不饱和聚酯分子链中双键间距，并改善与苯乙烯的相容性，有领苯二甲酸酐、乙二酸等。 （4）、阻聚剂：对苯二酚。 15、聚酯树脂合成方法有哪些

熔融缩聚、溶液缩聚和界面缩聚。

第四部分 酚醛树脂的合成工艺

16、何为酚醛树脂

酚类化合物和醛类化合物缩聚产物的统称，以苯酚、甲醛缩聚而成的酚醛树脂（PF）最重要。

17、请写出苯酚、甲醛合成酚醛树脂的反应式

第五部分 环氧树脂的合成工艺

18、何为酚醛树脂

凡含有两个以上环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂，其中以双酚A型环氧树脂应用最广。

19、双酚A型环氧树脂的合成原料有哪些

（1）、环氧氯乙烷

（2）、双酚A（二酚基丙烷）

20、双酚A型环氧树脂的合成原理为何

总括：环氧氯乙烷与双酚A在NaOH存在下进行缩聚反应，新生成的环氧基再与双酚A的羟基继续反应生成醚键。

新生成的环氧基再与双酚A的羟基继续反应生成醚键。

聚合度0~19；→低分子量液状；，固体。大多数环氧树脂两端各有一个环氧基，中间有一个羟基。

21、请简述低分子量环氧树脂的合成原理。

两步加碱法，避免环氧氯丙烷的水解。 22、环氧树脂有哪些固化剂

胺类固化剂（最重要）、酸酐类固化剂等。 23、请举出一些其他的环氧树脂。

（1）、溴化环氧树脂；（2）、氢化环氧树脂（耐光性）；（3）、氨基树脂（自交联固化）。

24、环氧树脂含氧量的表征方法有哪些

（1）、环氧值：定义100g环氧树脂中所含的环氧基的当量数（摩尔数）为环氧值，其单位为mol/100g； （2）、环氧当量：定义1mol环氧基的环氧树脂的质量为环氧当量，单位为g/mol。 （3）、环氧基的质量分数：定义100g环氧树脂中所含的环氧基的质量为环氧基的质量分数，单位为%。 三者的换算关系为：

环氧当量=100/环氧值=43/环氧基的质量分数；

对于未支化的、端基为环氧基的双酚A型环氧树脂，可以大致估算其平均质量：

平均相对分子质量?2?环氧当量=100/环氧值?2。

第六部分 丙烯酸树脂的合成工艺

25、何为丙烯酸树脂

丙烯酸树脂是由丙烯酸（酯）和甲基丙烯酸（酯）及其烯类单体共聚制成的树脂，可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。 26、聚合实施方法有哪些

（1）、本体聚合；（2）、悬浮共聚；（3）、溶液聚合（均相溶液聚合——生成的聚合物溶于溶剂；沉淀聚合——生成的聚合物不溶于溶剂、析出）；（4）、乳液聚合。 聚合实施方法主要为溶液聚合和乳液聚合。 27、合成原料有哪些

（1）、单体：

丙烯酸酯类（CH2=CH-COOR）：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯； 丙烯酸甲酯类（CH2=C(CH3)-COOR）：R=-CH3、-C2H5、-C4H9、-C12H25。

常用单体：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺。 注：斜体为硬单体。 （2）、引发剂：BPO（过氧化苯甲酰）等。 28、丙烯酸树脂的合成原理有哪些

（1）、溶液共聚：

①、热塑性丙烯酸树脂； ②、热固性丙烯酸树脂： a）、外加交联剂：侧链通常含有羟基、氨基、羧基的树脂与交联剂（氨基树脂、多异氰酸酯、环氧树脂）反应而固化，最常见的是通过羟基反应； b）、自交联反应：侧链上通常含有N-羟甲基、环氧基，酸催化或加热，自交联形成网状结构。 （2）、乳液共聚：

①、乳胶漆主要成膜物；②、乳液型丙烯酸压敏胶。

第七部分 聚氨酯的合成工艺

29、何为聚氨酯

分子结构中具有氨基甲酸酯重复链节的高分子聚合物称为聚氨基甲酸酯，亦即聚氨酯。 30、聚氨酯的合成原料有哪些

（1）、异氰酸酯：含有异氰酸基（-N=C=O）的有机化合物，芳香族有DI、MDI、PAPI、NDI，脂肪族有XDI、HDI、IPDI、HMDI（芳香族的异氰酸根较脂肪族活性更大）； （2）、聚酯多元醇； （3）、聚醚多元醇：N210（2：表示二元醇，10：分子量1000）、、N330（3：三元醇，30：分子量3000）；

（4）、催化剂：有机锡类、叔胺类； （5）、溶剂。

31、异氰酸酯主要化学反应有哪些

（1）、与活泼氢化合物的加成反应： ①、与羟基（NCO/OH在~之间）：

②、与胺基化合物反应：

（2）、异氰酸酯的自由基聚合反应

第八部分 计算与综合

32、100g环氧当量为500的双酚A环氧树脂，固化时需要H2N-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2多少克 H2N-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2 M?103 Hn?5，

对100g环氧值为500的双酚A环氧树脂，其环氧当量E?100/500?0.2，

M103故G??E??0.2?4.12g

Hn5即题述树脂固化时需要H2N-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2 。