本書(shū)從原理上分析介紹涂料和涂裝的基礎(chǔ)知識(shí)和工藝流程,直接結(jié)合國(guó)際期刊的綜述文章介紹涂料和涂裝科學(xué)研究前沿與現(xiàn)狀,努力做到既講透科學(xué)原理,又密切結(jié)合實(shí)際需要。書(shū)中采用適當(dāng)?shù)睦}來(lái)介紹基本原理的應(yīng)用,并在每章后編寫(xiě)了練習(xí)題,以方便學(xué)習(xí)。
本書(shū)適用于材料專(zhuān)業(yè)本科及研究生學(xué)習(xí),同時(shí)也可作為涂料工業(yè)科技人員的參考書(shū)。
涂料與涂裝的共同目的是得到符合性能要求的漆膜。工業(yè)上應(yīng)用涂料很經(jīng)濟(jì),漆膜厚度通常很薄,只有1mm的幾分之一或十幾分之一,就能達(dá)到要求的性能。因此涂料與涂裝在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用,兩者都涉及龐大的工業(yè)體系。我國(guó)涂料廠數(shù)千多家,年產(chǎn)涂料數(shù)百萬(wàn)噸,生產(chǎn)一千多個(gè)涂料品種。涂裝是把涂料施工于產(chǎn)品表面,如建筑物、汽車(chē)、飛機(jī)、機(jī)床、輪船、家具等的表面。
涂料與涂裝從遠(yuǎn)古時(shí)代就已開(kāi)始,我國(guó)河姆渡考古中就發(fā)現(xiàn)木胎漆碗,但過(guò)去涂料與涂裝僅僅是作為一門(mén)技藝而存在,現(xiàn)代科技的發(fā)展使涂料與涂裝逐步從傳統(tǒng)工藝向現(xiàn)代科學(xué) 涂料與涂裝的共同目的是得到符合性能要求的漆膜。工業(yè)上應(yīng)用涂料很經(jīng)濟(jì),漆膜厚度通常很薄,只有1mm的幾分之一或十幾分之一,就能達(dá)到要求的性能。因此涂料與涂裝在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用,兩者都涉及龐大的工業(yè)體系。我國(guó)涂料廠數(shù)千多家,年產(chǎn)涂料數(shù)百萬(wàn)噸,生產(chǎn)一千多個(gè)涂料品種。涂裝是把涂料施工于產(chǎn)品表面,如建筑物、汽車(chē)、飛機(jī)、機(jī)床、輪船、家具等的表面。
涂料與涂裝從遠(yuǎn)古時(shí)代就已開(kāi)始,我國(guó)河姆渡考古中就發(fā)現(xiàn)木胎漆碗,但過(guò)去涂料與涂裝僅僅是作為一門(mén)技藝而存在,現(xiàn)代科技的發(fā)展使涂料與涂裝逐步從傳統(tǒng)工藝向現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)型,即闡明其科學(xué)原理,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展。目前的現(xiàn)實(shí)是:涂料和涂裝書(shū)籍大多介紹生產(chǎn)工藝,給讀者的感覺(jué)是與現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)脫節(jié)。因?yàn)橥苛虾屯垦b是實(shí)際應(yīng)用的工業(yè)技術(shù),涉及高分子化學(xué)與物理、流變學(xué)、色度學(xué)、膠體與界面化學(xué),以及涂料施工工藝和設(shè)備,而有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的人很難全面理解這些學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí),就無(wú)法從科學(xué)原理的角度深入探討寫(xiě)作。在本書(shū)中,作者結(jié)合相關(guān)著作,如《涂料工藝》、威克斯等的《有機(jī)涂料科學(xué)和技術(shù)》和蘭伯恩等的《涂料與表面涂層技術(shù)》等,從原理上來(lái)分析介紹涂料和涂裝的基礎(chǔ)知識(shí)和工藝流程,努力做到既密切結(jié)合工業(yè)的實(shí)際需要,又講透科學(xué)原理。由于有的知識(shí)點(diǎn)還沒(méi)有書(shū)籍論述,本書(shū)部分內(nèi)容就直接結(jié)合國(guó)際期刊的綜述文章進(jìn)行寫(xiě)作,如水分散體涂料、超級(jí)疏水性涂層、溶膠凝膠法制備的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化涂料、溶解度參數(shù)理論、高分子與溶劑之間優(yōu)先吸附等。許多傳統(tǒng)內(nèi)容也更加透徹深入地?cái)⑹,如磷化、聚氨酯擴(kuò)鏈劑的原理、EIS評(píng)價(jià)防腐蝕涂層、植物油脂氧化聚合機(jī)理、醇酸樹(shù)脂配方設(shè)計(jì)等。
大學(xué)生從學(xué)科的角度學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué),研究的是純化合物和化學(xué)反應(yīng)原理,這樣能夠得到系統(tǒng)深入的基礎(chǔ)知識(shí),但通常這些知識(shí)離實(shí)際問(wèn)題和工藝過(guò)程相距較遠(yuǎn)。將要參加工作的大學(xué)生需要了解工業(yè)實(shí)踐方面的基本知識(shí);深造的大學(xué)生在讀過(guò)碩士、博士學(xué)位后,通常在某個(gè)專(zhuān)業(yè)方向上進(jìn)行過(guò)精深的研究,但相關(guān)工業(yè)背景知識(shí)卻往往不足。本書(shū)從原理出發(fā)介紹涂料與涂裝,使他們能夠看得懂相關(guān)的技術(shù)資料,理解相關(guān)工業(yè)背景,為將來(lái)的職業(yè)生涯或?qū)W術(shù)發(fā)展提供基礎(chǔ)。
在我國(guó)由制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)的過(guò)程中,要提升我國(guó)制造的品質(zhì),就要在充分理解科學(xué)原理的基礎(chǔ)上,來(lái)學(xué)習(xí)探討工藝過(guò)程,這樣就可以使學(xué)生:①在從事一線(xiàn)生產(chǎn)時(shí),能夠像科學(xué)家一樣思考,創(chuàng)造性地解決實(shí)際問(wèn)題,而不僅僅就事論事。②技術(shù)總是在發(fā)展,單純的配方和工藝容易被模仿和超越,只有深入理解原理,才能為源源不斷的創(chuàng)新提供基礎(chǔ)。③在充分理解原理的基礎(chǔ)上,就能把貫徹質(zhì)量要求轉(zhuǎn)化為自覺(jué)行動(dòng),提升我國(guó)制造的品質(zhì)。④在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性。本書(shū)介紹的原理并不僅僅限于涂料,在工業(yè)上有更廣泛的應(yīng)用,如油墨、黏合劑、照相軟片上的涂料、貼花和化妝、塑料層壓制品等。同樣,涂裝技術(shù)不僅僅限于涂裝,也是目前在很多生產(chǎn)場(chǎng)合廣泛使用的技術(shù)。本書(shū)努力用明白流暢的語(yǔ)言和化學(xué)反應(yīng)方程式,來(lái)敘述涂料組成性能、涂料制造和涂裝過(guò)程的原理,一方面把學(xué)生在基礎(chǔ)學(xué)科學(xué)到的知識(shí)與涂料和涂裝聯(lián)系起來(lái),便于掌握;另一方面通過(guò)基本工藝和原理的學(xué)習(xí),達(dá)到舉一反三、觸類(lèi)旁通的效果。
本書(shū)作者2007年出版的《涂料與涂裝科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)》,重點(diǎn)解決了涂料與涂裝涉及的知識(shí)面廣、內(nèi)容龐雜、難以組織教學(xué)的問(wèn)題,在使用《涂料與涂裝科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)幾年的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)生反饋,從方便學(xué)習(xí)和時(shí)代要求的角度,寫(xiě)作本書(shū)。本書(shū)充分繼承《涂料與涂裝科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)》的優(yōu)點(diǎn),并進(jìn)行大幅度修改、增補(bǔ),語(yǔ)言也更簡(jiǎn)明。每章增加了內(nèi)容概要,以了解該章核心內(nèi)容和關(guān)鍵問(wèn)題。采用適當(dāng)例題來(lái)介紹基本原理的應(yīng)用,作者根據(jù)每章的主要內(nèi)容,編寫(xiě)練習(xí)題突出要掌握的重要內(nèi)容,習(xí)題有填空、名詞解釋、計(jì)算和問(wèn)答的形式,形成難度梯度,以方便學(xué)習(xí)。
編者
第1章緒論1
1?1涂料的基本概念1
1?1?1涂料的定義1
1?1?2涂料的作用1
1?1?3涂料的組成2
1?2涂裝的概念3
1?3涂料的分類(lèi)和基本品種4
1?3?1涂料的分類(lèi)4
1?3?2我國(guó)涂料產(chǎn)品的命名原則5
1?3?3涂料的基本品種8
1?4涂料用高分子基礎(chǔ)知識(shí)9
1?4?1高分子樹(shù)脂的Tg10
1?4?2涂料溶液的Tg10
1?4?3熱固性涂料的Tg11
1?5涂料的應(yīng)用與發(fā)展11 第1章緒論1
1?1涂料的基本概念1
1?1?1涂料的定義1
1?1?2涂料的作用1
1?1?3涂料的組成2
1?2涂裝的概念3
1?3涂料的分類(lèi)和基本品種4
1?3?1涂料的分類(lèi)4
1?3?2我國(guó)涂料產(chǎn)品的命名原則5
1?3?3涂料的基本品種8
1?4涂料用高分子基礎(chǔ)知識(shí)9
1?4?1高分子樹(shù)脂的Tg10
1?4?2涂料溶液的Tg10
1?4?3熱固性涂料的Tg11
1?5涂料的應(yīng)用與發(fā)展11
練習(xí)題13
第2章涂料中常用的高分子樹(shù)脂14
2?1揮發(fā)型涂料14
2?1?1纖維素聚合物14
2?1?2氯化聚合物15
2?1?3熱塑性丙烯酸酯17
2?1?4溶劑揮發(fā)型涂料的發(fā)展18
2?2自由基聚合固化涂料18
2?2?1氧化聚合型涂料18
2?2?2不飽和聚酯涂料36
2?2?3輻射固化涂料38
2?3縮合聚合固化涂料41
2?3?1氨基樹(shù)脂41
2?3?2丙烯酸涂料46
2?3?3聚酯涂料49
2?3?4聚氨酯漆51
2?3?5環(huán)氧漆59
2?3?6其他常見(jiàn)涂料64
2?4涂料應(yīng)用機(jī)制68
2?4?1雙組分涂料68
2?4?2單組分涂料68
2?4?3單組分涂料的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)69
2?5高固體分涂料69
2?5?1提高固含量的方法70
2?5?2高固體分樹(shù)脂70
2?5?3高固體分涂料的問(wèn)題72
參考文獻(xiàn)72
本章概要73
練習(xí)題74
第3章高分子溶液的形成、黏度和揮發(fā)成膜76
3?1涂料用溶劑76
3?1?1溶劑的作用及問(wèn)題76
3?1?2常用有機(jī)溶劑76
3?2高分子溶液的形成78
3?2?1高分子的溶解及溶解度參數(shù)78
3?2?2影響溶解的因素84
3?3涂料的流變學(xué)87
3?3?1黏度的概念87
3?3?2流體流動(dòng)87
3?3?3涂料的黏度90
3?3?4黏度的測(cè)量93
3?4溶劑的揮發(fā)96
3?4?1溶劑揮發(fā)96
3?4?2濕涂層的溶劑揮發(fā)98
3?5有機(jī)溶劑的安全性101
3?5?1安全性101
3?5?2環(huán)保和立法要求102
3?5?3環(huán)境友好型涂料103
參考文獻(xiàn)103
本章概要103
練習(xí)題104
附錄有機(jī)溶劑揮發(fā)速率的測(cè)量105
第4章顏料、涂層裝飾性和保護(hù)性107
4?1顏料的分類(lèi)和性質(zhì)107
4?1?1顏料的分類(lèi)107
4?1?2顏料體積濃度108
4?1?3顏料的通性110
4?2顏色112
4?2?1影響顏色的因素112
4?2?2顏色的表征114
4?3涂層的裝飾性121
4?3?1涂料調(diào)色121
4?3?2涂層的光澤123
4?4涂層的保護(hù)性126
4?4?1大氣環(huán)境127
4?4?2浸漬環(huán)境131
4?4?3防腐蝕涂料137
4?4?4防腐蝕涂層評(píng)價(jià)140
4?5涂料中常用的顏料143
4?5?1白色顏料143
4?5?2有色顏料144
4?5?3體質(zhì)顏料147
參考文獻(xiàn)148
本章概要148
練習(xí)題149
第5章涂料生產(chǎn)和色漆制備151
5?1涂料生產(chǎn)概述151
5?1?1顏料在色漆中的用量151
5?1?2基礎(chǔ)配方(標(biāo)準(zhǔn)配方)的擬訂153
5?1?3生產(chǎn)配方的擬訂154
5?2顏料的分散與穩(wěn)定154
5?2?1潤(rùn)濕154
5?2?2顏料解聚156
5?2?3分散體系的穩(wěn)定156
5?2?4浮色和發(fā)花160
5?3工藝配方161
5?3?1研磨漆漿的方式161
5?3?2顏料體積分?jǐn)?shù)對(duì)研磨料黏度的影響161
5?3?3研磨漆漿組成162
5?3?4調(diào)漆階段的穩(wěn)定化166
5?4分散設(shè)備和工藝166
5?4?1分散設(shè)備167
5?4?2分散程度評(píng)估171
5?4?3設(shè)計(jì)工藝配方的程序172
參考文獻(xiàn)173
本章概要174
練習(xí)題174
第6章水性涂料和粉末涂料176
6?1水性涂料176
6?1?1乳膠漆176
6?1?2水稀釋涂料184
6?1?3電泳涂裝192
6?2粉末涂料197
6?2?1粉末涂料的基料197
6?2?2粉末涂料的性能201
6?2?3粉末涂料的制造202
6?3粉末涂裝204
6?3?1電暈靜電噴涂204
6?3?2其他粉末涂裝方法209
6?3?3粉末涂裝的特點(diǎn)210
6?3?4新型粉末涂層211
6?4涂料成膜原理總結(jié)211
參考文獻(xiàn)212
本章概要212
練習(xí)題213
第7章涂料施工干燥和成膜過(guò)程215
7?1手工施工方法215
7?2噴涂216
7?2?1空氣噴涂216
7?2?2高壓無(wú)氣噴涂221
7?2?3靜電噴涂225
7?2?4其他噴涂方法231
7?2?5噴漆室235
7?3自動(dòng)涂裝系統(tǒng)243
7?3?1自動(dòng)涂裝機(jī)244
7?3?2涂裝機(jī)器人245
7?3?3自動(dòng)涂裝生產(chǎn)線(xiàn)246
7?4其他機(jī)械施工方法247
7?4?1浸涂247
7?4?2淋涂248
7?4?3輥涂249
7?4?4涂布過(guò)程的分析250
7?5漆膜的干燥251
7?5?1干燥的方式、過(guò)程和分類(lèi)251
7?5?2對(duì)流式干燥253
7?5?3輻射式干燥256
7?5?4電感應(yīng)和微波干燥259
7?5?5紫外線(xiàn)固化干燥260
7?6漆膜形成過(guò)程261
7?6?1成膜過(guò)程中的流動(dòng)261
7?6?2流掛控制264
7?6?3表面張力266
7?6?4泡沫和消泡269
7?6?5平滑面和粗糙面270
參考文獻(xiàn)271
本章概要271
練習(xí)題272
第8章涂裝工藝274
8?1涂裝工藝概述274
8?1?1涂裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)274
8?1?2涂裝設(shè)計(jì)276
8?1?3制定涂裝工藝279
8?2漆前表面處理281
8?2?1金屬表面的化學(xué)處理282
8?2?2卷材涂裝292
8?2?3機(jī)械方法處理294
8?2?4船舶涂裝304
8?3復(fù)合涂層308
8?3?1復(fù)合涂層的組成309
8?3?2汽車(chē)車(chē)身涂裝316
8?4涂裝管理和質(zhì)量評(píng)價(jià)321
8?4?1制定涂裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)321
8?4?2涂裝質(zhì)量管理322
8?4?3涂層厚度測(cè)定324
8?4?4涂層力學(xué)性能326
8?4?5涂層測(cè)試328
8?5涂裝安全生產(chǎn)概述329
參考文獻(xiàn)330
本章概要330
練習(xí)題330
第9章非金屬表面的涂裝332
9?1木材涂裝332
9?1?1木材表面前處理332
9?1?2木材涂裝334
9?1?3人造板飾面335
9?2塑料涂裝337
9?2?1塑料用涂料337
9?2?2塑料表面前處理338
9?2?3塑料涂漆工藝340
9?2?4汽車(chē)塑料件涂裝341
9?3建筑涂裝341
9?3?1建筑材料341
9?3?2混凝土前處理342
9?3?3建筑涂料343
9?3?4特殊涂裝344
9?3?5建筑涂裝場(chǎng)合348
參考文獻(xiàn)349
本章概要349
練習(xí)題350