涂 料 品 种 与 特 性
第一节 硝基纤维素涂装
硝基纤维素涂装都采用1/2s、含N11.7%～12.2%的硝基纤维素作为基料，加大量增塑剂、不干性醇酸树脂或软性树脂来增韧，用酯、酮类溶剂配成挥发性涂料。具有快干（表干15min，实干1～1.5h）、涂膜坚硬、耐磨、发亮、打磨抛光性好等优点。缺点是固体分低、稀释剂用量大、易燃、流平性稍差、潮湿时施工涂膜易发白。
硝基纤维涂装使用与车辆、机械、电表仪表、轻工产品、塑料、皮革、织物、家具等的底漆、二道漆及面漆。
铬色硝基纤维素涂装配方示例见表1-1
表1-1 各色硝基纤维素涂装配方
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颜色
|
颜料
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用量/%
|
混合树脂液/%
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色浆配比①
|
|
红色
黄色
蓝色
绿色
铁红
白色
黑色
|
立索尔红
中铬红
铁蓝
铬绿
氧化铁红
钛白
炭黑
|
5.2～6
11.5～12.6
5.5～6.5
10.4～11.2
8～8.6
13.6～15
1.9～2.1
|
94～94.8
87.4～88.5
93.5～94.5
88.8～89.6
91.4～92
85～86.4
97.9～98.1
|
1：1
1：0.25
1：1
—
1：0.25
1：0.43
1：2.33
|
① 色浆配比为颜料：蓖麻油，用三辊机轧浆。
混合树脂液组成如下：1/2s硝化棉（干）100份，马来化松香树脂32～66.5份，不干性醇酸树脂（短或中油度）40～75份，邻苯二甲酸二丁酯22～30份，蓖麻油20～38份，乙酸乙酯66.5～77.5份，乙酸丁酯77.5～112.5份，无水乙醇43份，丁醇0～45份，丙酮0～26份，甲苯77.6～181.2份。
蓖麻油为废溶剂型增塑剂，用它轧浆对颜料有很好的润湿分散性；溶剂型增塑剂还可用令苯二甲酸二辛脂、葵二酸二辛脂等。
增加不干性醇酸树脂用量，涂膜丰满度提高，但硬度下降，并丧失打磨抛光性。
硝基纤维清漆的耐候性很差，必须拼混氨基树脂来改善，并能使透明度和固体分含量提高。
硝基纤维素涂料的保光性较差，月一年后失光。用热塑性丙烯酸树脂改性，可提高其耐候保光性，并使透明度、光泽和附着力提高，干燥性有所下降，但不易发白，可作为高档汽车维修涂料、塑料涂料和木器涂料。
汽车用硝基纤维素面漆示例见表1-2
表1-2 汽车用硝基纤维素面漆
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原料
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白色
|
蓝色
|
灰色
|
酱紫色
|
|
钛白
铁蓝
松烟
铬黄
枣红
1/2s硝基纤维素（干）
不干性醇酸树脂
氨基树脂
氯醋共聚树脂
蓖麻油
邻苯二甲酸二丁酯
溶剂①
|
40～80
—
—
—
—
100
75～150
—
—
0～15
25～30
460～740
|
—
20～40
—
—
—
100
100
20
—
15
20
680
|
64
—
2.4
5
—
100
—
—
67
—
25
787
|
—
—
—
—
65
100
200（60%）
—
—
—
50
458
|
① 溶剂组成为：21%乙酸乙酯、12%乙酸丁酯、8%乙酸戊脂、17%乙醇和42%甲苯
硝基纤维素涂料的溶剂或稀释剂对涂料施工性和干燥性影响大，溶剂必须有足够的溶解性和适宜的挥发性。一般来说，混合溶剂中，酯、酮了溶剂30%～49%、助溶剂15%～20%、甲苯40%～55%；稀释剂中，酯、酮类溶剂25%～35%、助溶剂15%、甲苯50%～60%。若挥发太快或喷涂时涂膜发白，可适当提高乙酸丁酯（或乙酸戊酯）与丁醇的分量。
硝基纤维素涂料应采用专用稀释剂兑稀后喷涂施工，环境湿度高时不宜施工，以免产生发白失光。由于硝基纤维素涂料的施工固体分低，需要重复喷涂多次才能达到正常厚度，两次喷涂间隔时间以10min为宜。
各色硝基纤维素涂料的主要特性如下：
黏度（涂-4杯）/s ≧70
固体分/% 34～38（清漆：30）
遮盖力/（g/㎡） 20～120
表干/min 10
实干/min 50
光泽/% 70～80（清漆：95）
柔韧性/mm ≦2（清漆：1）
冲击强度/N·㎝ 294
附着力/级 ≦2
硬度（摆杆） ≧0.5
耐水性9（浸24h） 允许轻微发白、失光、浸泡在24h内恢复
耐汽油性（浸24h） 允许轻微失光变软、不起泡、不脱落
第二节 醇酸树脂涂料
醇酸树脂涂料由中油度或长油度干性醇酸树脂、颜填料、催干剂、抗结皮剂、溶剂汽油或松香水配成。涂膜附着力强，耐侯性较好，光亮、机械性能好，并以中油度的综合性能最佳。最大缺点是涂抹软（摆杆硬度0.3～0.4）,耐水耐碱性较差，干燥慢（表干＞4h,实干＞15h）。
醇酸树脂涂料的品种很多，由于其性价比所占的优势，它是各类涂料中产量较大的一种，广泛地用于机械、交通工具、农机、电器仪表、轻工、建材、木材等产品的一般装饰防护性涂装。
由于醇酸树脂中残留有较多的-OH、-COOH基团，故涂装膜耐水性差；树脂分子链上的醇基也使得涂膜不耐酸、碱的水解作用。采用相容性硬树脂改性，如松香纯酚醛树脂，能提高涂膜的硬度及耐水、耐化学性，同时也可进一步提高底层涂膜的附着力和腐蚀防护性能。要提高面涂层的抗水性、抗化学性及耐候性，可采用苯乙烯改性树脂、丙烯酸改性树脂、异氰酸酯改性树脂及有机硅改性树脂等。
其中，酚醛树脂改性醇酸树脂底漆比醇酸树脂底漆有更好的耐水性和耐化学性；苯乙烯改性醇酸树脂涂料，有良好的干燥性和耐水性，属快干醇酸树脂面漆，但耐溶剂性较差、以咬底；丙烯酸改性醇酸树脂涂料，是较好的耐候性快干面漆；有机硅改性醇酸树脂面层涂料有更好的耐候性，可用作户外金属结构件的耐候性面漆。
各色醇酸面漆配方见表1-3
表1-3 各色纯酸面漆配方
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颜色
|
颜料
|
颜料用量
|
混合树脂液（含催干剂）
|
溶剂
|
|
红色
黄色
蓝色
白色
灰色
黑色
绿色
铁红
|
立索尔红
中铬黄
铁蓝+钛白/锌钡白
钛白+群青
钛白+太黑
炭黑
铬绿
氧化铁
|
8
20～30
20～38.5
24～25/0.01～0.02
14
3～4.5
14～20
10～16
|
80～92
66～80
57.5～80
70～76
86
90～97
80～86
80～90
|
0～12
0～4
0～4
0～5
—
0～5.5
—
0～4
|
催干剂经常是Co、Mn有机酸盐面催干剂与Pb有机酸盐低催干剂配合使用，Co与Pb质量比为1：10.催干剂用量按油计：Co盐为0.02%～0.06%金属钴；Mn盐为0.02%～0.08%金属锰。Zn盐、Ca盐助催干剂的用量为0.02%，Ca盐用于防止Pb盐的发浑；Zn盐对颜料有良好的润湿分散作用。
由于醇酸树脂涂料干燥慢，靠空气中的氧氧化交联，一般都在实干以后进行重复涂覆。另外，醇酸树脂涂料除了醇酸防锈底漆外，其余品种与硝基纤维素涂料均不配套，易产生咬底现象。
醇酸树脂涂料主要特性如下：
黏度9（涂-4杯）/s ≥60（底漆：60～120）
表干/h 8（清漆：5；底漆：2）
实干/h 15（清漆：12；底漆：24）
光泽/% 90
柔韧性/mm 1
冲击强度/N·㎝ 490
附着力/级 ≤2
硬度（摆杆） ≥0.49（清漆：≥0.3）
耐水性（浸8h） 允许轻微失光、发白、起小泡在2h内恢复
耐汽油性9（浸6h） 不起泡、允许轻微失光、1h内恢复
第三节 氨基烘漆
氨基烘漆由氨基树脂、短油度醇酸树脂、颜料、丁醇和二甲苯配制而成，需中温烘烤固化，涂膜光亮丰满、坚硬可打磨抛光，耐候性好，机械强度高，抗介质性亦较好。
由于涂料树脂色泽浅，配成浅漆不泛黄，是成本较低的高装饰性涂料。氨基热固化涂料的缺点是烘烤过度会造成涂膜发脆，对金属的附着力差，不能直接涂于金属表面。
氨基烘漆所用氨基树脂或醇酸树脂品种及其配比，呈现出不同的特性和用途。通常用于交通工具。机械产品、轻工产品、电器仪表、家用电器、医疗器械的外表装饰。
氨基树脂与醇酸树脂的比例，按高氨基〔（1：1）～（1：1.25）〕、中氨基〔（1：1.25）～（1： 5）〕和低氨基〔（1：5）～（1：9）〕划分，一般采用中氨基比列。清漆和白漆等外用白漆，采取接近高氨基比例，高氨基配方可加50%油度蓖麻有醇酸树脂增韧；黑漆及低温烘烤的色漆，氨基：醇酸约1：4；其他色漆采取接近低氨基比例；普通氨基热固化涂料和二道漆采取低氨基比例，可降低成本。
低醚化氨基树脂与30%油度醇酸树脂配伍最多，大于40%油度醇酸树脂需要高醚化氨基树脂来确保其相容性。脲醛树脂用于配制酸催化常温干木器清漆或改善氨基涂料对金属表面的附着力；六甲氧基甲基三聚氰胺用于配制高固体分涂料、水性涂料等。
浅漆常采用抗黄变性好的蓖麻油或椰子油醇酸树脂，一般色漆则采用豆油醇酸树脂。但蓖麻油醇酸树脂具有较好增韧作用，椰子油醇酸使涂料附着力、冲击强度变差，存在较多问题。
各色氨基涂料的颜料含量示例如下：TiO225%～30%;炭黑1.5%～2.5%（色浆易发胀）；甲苯胺红3.5%～6.5%；铬黄12.5%～19.5%；铬绿15%～19.5%；酞箐蓝4%～7.5%；酞箐绿4.8%～9%；铁蓝4.2%～8%（色浆易发胀）；铁红10%～15%。
几个氨基烘漆配比示例见表1-4
表1-4 氨基烘漆配比示例
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组成
|
白色（TiO2外用）
|
白色
（TiO2）
|
黑色
（炭黑）
|
红色
（大红粉）
|
黄色
（中铬黄）
|
二道漆（白）
|
|
颜料
基料
1%硅油二甲苯液
环烷酸锰（2%Mn）
环烷酸锌（4%Mn）
丁醇
二甲苯
氨基/醇酸（1：x）
烘干温度/℃
|
27.5
66.5
0.3
—
—
3
2.7
2.7
100
|
25
68.9
0.3
—
—
3
2.8
3.8
120
|
3.2
86
0.5
0.2
0.16①
6
3.8
3.6
120
|
8
82.5
0.5
0.2
—
3
5.8
3.8
100
|
24
70
0.3
—
—
3
2.7
4.7
120
|
锌钡白/滑石粉：51.4/4.0
29.6
10%Pb环烷酸铅
0.8
0.8
煤焦溶剂
6.0
7.4
120
|
①另加乙醇胺0.14.
氨基烘漆的主要特性如下：
氨基热固化涂料 汽车用氨基烘漆
固体份/% ≥55 ≥55
细度/μm ≤20 ≤20
遮盖力（白）/（g/㎡） ≤110 ≤110
烘干条件 130℃，30min 140℃，20min
光泽/% ≥90 ≥95
柔韧性/mm ≤3 1
冲击强度/N·㎝ ≥392 490
附着力/级 1
硬度 HB ≥0.65(摆杆)
杯突/mm ≥6
鲜映性 ≥0.6
人工老化（1000h）/级 1
天然暴晒/月 12
第四节 环氧树脂涂料
环氧树脂涂料有常温固化的，也有高温固化的，它们普遍具有极强的附着力、突出的腐蚀防护性、良好的耐水、耐化学性和热稳定性，涂膜坚韧耐磨。但这类涂膜外观和耐候性差，户外使用易粉化，固广泛地用作腐蚀防护底漆。
双包装环氧树脂涂料中，经胺固化的具有良好的耐化学性，多用化工腐蚀防护。胺固化环氧树脂涂料配方示例如下（质量份）。
甲组分：TiO2,填料44，634环氧树脂40，邻苯二甲酸二丁酯3，二甲苯3。
乙组分：乙二胺50，乙醇50。
甲组分：乙组分=10：1。
当采用环氧树脂涂料环氧值高时涂抹交联度高，需采用增塑剂；若采用较高分子量环氧树脂（如601），需采用二甲苯/丁醇（7：3）混合溶剂增强溶解性。由于胺的挥发性，胺配比量应比化学计量略多点，但过量太多会使耐水性严重下降。胺的强烈吸水性及与空气中CO2的成盐反应性，使涂抹易“起霜”，需熟化1～1.5h，后进行施工，适用期约4h；或者采用低分子量环氧树脂与胺的加合物作为固化剂来避免这类情况发生，并延长使用期。这类涂料的流平性普遍较差，可采用高沸点酮类溶剂或少量的氨基树脂、硅油来改善。
双包装环氧另一类比较重要的是用聚酰胺固化，具有一定的耐候性，可以做面漆，配方示例如下（质量份）：
甲组分：TiO226.4,酞箐蓝0.4，601环氧树脂36.35，7：3二甲苯/定出你36.35，1%硅油0.5。
乙组分：聚酰胺20，7：3二甲苯/丁醇20。
这类涂料的使用期较长（大于8h）,施工性较好，两组分混合后一般不许熟化。聚酰胺用量一般为环氧树脂的30%～100%，聚酰胺用量多涂抹弹性好；用量少时，耐化学性提高。
环氧涂料腐蚀防护性能最杰出的是环氧树脂与酚醛树脂按80：20的比例配合，高温固化以后涂抹有优异的防护性能，作腐蚀防护第七或罐头内壁涂料。
环氧树脂用氨基树脂交联，抗化学性比环氧酚醛低，但仍是优良的腐蚀防护浅漆，可用作室内产品的防腐性单涂层，皆有色彩装饰性。
环氧酚醛腐蚀防护涂料配方示例如下。
例1 铁红环氧酚醛腐蚀防护底漆
609环氧35.5%，284酚醛树脂13.45%，铁红14.80%,环已酮22.25%，环乙醇7.05%，甲苯7.05%。
例2 环氧酚醛腐蚀防护清漆
609环氧25%，酚醛树脂17.3%，环氧酯3.7%，二甲苯12.5%，乙酸乙酯5.5%，丁醇5%，环已酮31%。
例3 黑色环氧酚醛腐蚀防护涂料
609环氧23%，酚醛树脂14.4%，环氧酯3.4%，炭黑2%，二丙酮醇8%，二甲苯18.2%，环已酮31%。
环氧涂料中产量最大的是环氧酯。环氧酯涂料为单包装，涂料自干或低温烘干，使用方便，作为腐蚀防护涂料比醇酸涂料优异。由于环氧树脂性能各异，故该涂料的涂抹性能多样化，用途广泛，其品种有底漆、腻子、面漆及绝缘涂料等。
自干型环氧树脂涂料由中、长油度环氧酯、颜填料、催干剂、二甲苯配制而成；烘干型环氧酯涂料有短油度环氧酯、氨基树脂、极少量催干剂（亦可不加）、二甲苯配成，于120℃烘干。若将601环氧、短油度醇酸树脂与氨基树脂配合制成烘漆（120℃），具有烘干型环氧酯同样的性能特征。
环氧涂料配方示例如下。
例1 铁红环氧酯底漆（H06-2）
50%固体分环氧酯43.2%，铁红22.85%，锌黄11.52%，滑石粉8.84%，ZnO6.44%，10%Pb环烷酸铅0.64%，3%Co环烷酸钴0.64%，3%Mn环烷酸锰0.87%，7:3二甲苯/丁醇5%。表干2h，实干24h或100℃烘1h。
例2 环氧酯二道漆
环氧酯液35%，滑石粉13%，锐钛型TiO215%,重晶石粉21.3%，12%Pb环烷酸铅0.4%，3%Co环烷酸钴0.2%,二甲苯15%。作腻子封闭剂使用，120℃烘1h.
这类涂料添加铅催干剂易产沉淀，一般以钴催干剂为主。
环氧酯底漆的主要特性如下：
固体分/% ≥55
细度/μm 50～60
无痕干燥（23℃±2℃，1000g）/h 18
烘干 120℃
冲击强度/N·㎝ 490
划格附着力/级 1
硬度 2B
杯突/mm ≥6
耐3%NaCl盐水/h
铁红底漆 48
锌黄底漆 96
其他的环氧涂料品种包括环氧沥青、无溶剂环氧涂料、环氧有机硅涂料等。
环氧沥青腐蚀防护涂料是采用混合性好的煤焦沥青与环氧树脂拼混，用各种胺累固化剂固化。即保留了沥青的优良耐水性，也进一步提高了它的耐化学腐蚀性，但耐候、耐溶剂性仍然较差，主要用于化工、海水及地下工程的防水、腐蚀防护和耐化学保护作用。涂料价格便宜，施工性好，刷涂一道的涂膜可达100μm以上，但在施工过程中要注意防止产生：“起霜”和针孔等缺陷。
无溶剂环氧由低黏度的液体环氧树脂和缩水甘油醚类活性稀释剂配成，用低黏度胺类液体作固化剂，加触变剂配制成后浆型涂料，一道涂膜厚度可达200～300μm，施工效率高，作为长效腐蚀防护涂料使用。这类涂料的适用期较短，需采用专用喷涂设备施工(如双口高压喷涂)。
环氧有机硅采用聚酰胺固化剂来防止涂膜产生脆性，常温固化，可耐200℃高温，用作汽车排气管等高温腐蚀防护。
第五节 聚酯树脂涂料
聚酯树脂涂料的固体分高，涂膜丰满光亮，附着力强，物理机械性好，尤其是坚韧、耐磨、抗冲击力优良和良好的抗划伤性。其他想保光保色性、抗过烘烤性也比较好、但由于分子链酯基的存在，涂膜耐水性略差，也影响其耐久性。
用不饱和聚酯树脂和苯乙烯等活性稀释剂配制成不饱和聚酯涂料，可作无溶剂涂料和光固化涂料，主要用于木器、家具、装饰板的封闭、罩光等；此类品种对金属的附着力差，在金属制品方面主要作为腻子使用。
饱和聚酯树脂需加氨基树脂交联剂配成烘漆，特别是用六甲氧基甲基三聚氰胺交联剂时，有更好的交联效率和坚韧性，可采用作彩色钢板用的高抗冲卷涂料、闪光效果最好的金属色漆、流平性良好的坚韧抗石击汽车中途及高档的工业涂料和清漆。如果饱和聚酯树脂有六氢化对笨二甲酸或1，4-二羟甲基环乙烷单体合成，得到的涂料有最佳坚韧性；如果酯基有的的邻烷基保护或用有机硅改性，有良好的耐水耐久性，可作为户外高装饰性涂料使用。鉴于聚酯烘漆的众多优越性能，有关对这类高档品种的研究正不断地深入，应用领域和用量正不断扩大，在外用高档面漆方面有很大的潜力。
第六节 丙烯酸树脂涂料
丙烯酸树脂涂料分热塑性和热固性两大类。它们都有良好的耐候性、附着力和物理机械性能。由于丙烯酸树脂色泽很浅（接近水白色）、透光率高，清漆有很高的透明度，浅漆色彩鲜艳纯正。丙烯酸树脂涂料由于其优异的保光保色性，广泛地用作轿车和轻工产品的高装饰性涂料。
如塑性丙烯酸树脂涂料采用相对分子质量80000～120000的树脂配制，涂料粘度大，施工固体分低（约16%），涂膜单薄，各方面性能比热固性的逊色。热固性丙烯酸树脂涂料都采用氨基树脂作交联剂，是高档的装饰性涂料。丙烯酸涂料示例如下。
例1 黑色丙烯酸面漆、
50%热塑性丙烯酸树脂30%，黒硝基纤维素颜料色片15.7%，硝基纤维素7.1%，增塑剂2.42%，乙酸丁酯25%，丁醇10%，丙酮9.78%。
例2 白色丙烯酸烘漆
TiO215%（含少量其他色料），50%羟基丙烯酸树脂液55%，60%低醚化氨基树脂19%，二甲苯4.8%，环已酮6.0%，1%硅油二甲笨溶液0.2%。130℃烘1h。
例3 丙烯酸光效应涂料
50%羟基丙烯酸树脂46.4%，55%低醚化氨基树脂18.2%，25%醋丁纤维素7.2%，65%非浮型铝粉浆1.6%，丙二醇乙醚醋酸酯9.4%，二甲苯10.7%，丁醇6.5%。
例4 塑料用丙烯酸光效应涂料
30%硝基纤维素丙烯酸树脂液50%，非浮型铝粉浆3.5%，丙酮7.3%，异丙醇18.6%，二丙酮醇10.7%，甲苯7.7%，乙二醇乙醚醋酸酯2.2%。
热塑性丙烯酸树脂涂料常拼混硝基纤维素来改善溶剂释放性和硬度，所用溶剂为酯、酮类。丙烯酸色漆的颜料浆都采用丙烯酸树脂作为稀酸：氨基一般为70：30，溶剂为二甲苯、丁醇并用高沸点溶剂来改善流平性。
热塑性丙烯酸面漆主要性能如下：
固体分/% 40
黏度（涂-4杯）/s 20～40
表干/h 0.5
实干/h 2
柔韧性/mm 1
附着力/级 ≤2
硬度（摆杆） ≥0.5
遮盖力/（g/㎡） 160(白色：95)
丙烯酸面漆宜喷涂施工，需 采用专用稀释剂至15～25s，环境温度大于30℃时，溶剂挥发太快，涂膜易产生橘纹；环境温度大于80%时，涂膜可能出现发白失光等问题。多道喷涂时，两道间隔时间应在30min以上。
热塑性丙烯酸涂膜的耐磨保光性、抗划伤性和抗水性能不如丙稀酸烘漆。丙烯酸烘漆的主要性能见表1-5.
表1-5 丙烯酸烘漆的主要性能
|
项目
|
高档
|
中档
|
中层涂料
|
|
黏度（涂-4杯）/s
细度/μm
烘干条件
光泽/%
鲜映性
硬度（摆杆）
冲击强度/N·㎝
柔韧性/mm
附着力/级
杯突/mm
人工老化（1000h）/级
|
50～80
15
140℃，20min
≥90
0.8
≥0.7
294
2
2
5
1
|
50～80
20
140℃，20min
≥90
0.6
≥0.7
392
1
2
5
2
|
50～100
30
130℃，20min
60
—
≥0.6
490
1
1
6
—
|
丙烯酸烘漆多与环氧树脂热固化底层涂料进行配套，给予高档产品优质的防护装饰性涂饰。丙烯酸烘漆在喷涂和烘烤过程中，要注意防止橘纹现象的发生，以提高涂层的鲜映性。
用丙烯酸树脂与不太相容的环氧树脂还可以配制“复层涂料”。通过精心选择高挥发性和高级性溶剂与低挥发性和低级性溶剂的品种与比例，使得均相的涂料，在喷涂以后，随着高级性溶剂的首先挥发，极性的环氧树脂离析并向极性大的金属表面迁移沉积，而 表面张力小的丙烯酸树脂液必向空气界面迁移，至溶剂全部挥发以后，形成底-环氧、面丙稀酸的复层体系。复层涂料的有点是只需喷涂一次就能得到有底漆防护功能和面漆装饰功能的一道喷涂的复合涂层，提高施工效率，减少烘烤次数和能源消耗，非常适合作为维护涂料品种使用。其他构成“复层涂料”的品种还包括：环氧/氯化橡胶、聚乙烯醇缩丁醛/酚醛树脂及环氧丙烯酸自层离电泳涂料等。另外有些涂料助剂，如含有蜡助剂好热醋丁纤维素流平剂的涂料在干燥成膜过程中，这些助剂也会发生层离作用而覆盖于涂膜表面。
第七节 聚氨酯涂料
聚氨酯涂料由于树脂分子链含有氨基甲酸酯基，分子间存在很强的氢键作用，涂膜的坚韧和耐磨性特别优异，并有良好的附着力、耐热性、耐溶性和耐化学性，涂膜丰满光亮，是一类各方面性能都很优异的涂料。
聚氨酯涂料一般分成五大类：①抄起固化型，有突出的耐磨性，广泛用作地板涂料；②聚氨酯油，性能优于醇酸树脂涂料；③封闭型 聚氨酯，为单包装烘漆；④催化固化型，用作的地面涂料或腐蚀防护清漆；⑤羟基树脂固化型，为双包装涂料，羟基树脂有聚酯、环氧、聚醚、羟基丙烯酸等，可分别用作优异的防护涂料或装饰涂料及高档维护涂料，品种众多，性能全面，应用广泛。
聚氨酯涂料配方示例如下。
例1 塑料用白色聚氨酯涂料
甲组分：TDI加合物（50%固体分、—NCO8.7%）12.5份。
乙组分：TiO217.5%,50%羟基丙烯酸树脂64%，环已酮8.0%，乙酸乙酯10%，5%硅油0.5%。
例2 木器用白色聚氨酯涂料
甲组分：缩二脲型多异氰酸酯。
乙组分：50%羟基丙烯酸树脂40%，TiO225%,聚乙烯蜡0.5%,稀料34.5%。
例3 聚氨酯清漆
甲组分：缩二脲型多异氰酸酯。
乙组分：60%羟基丙烯酸树脂75%，乙二醇醚酸酯11.5%，二甲苯13%，二月硅酸二丁基锡0.5%。
双包装聚氨酯涂料的甲、乙两组分按—NCO：—OH=1:1比例混合，芳香族多异氰酸酯可添加胺类催化剂来提高干燥速度，脂肪族多异氰酸酯则应采用锌盐类催化剂。
TDI加合物主要与聚酯、环氧、聚醚配制腐蚀防护涂料，其中与环氧或聚醚配制的涂料有良好的抗化学介质性。聚醚还有很好的弹性，还可作地面涂料、防水涂料等。聚酯与缩二脲型多异氰酸酯用于配制装饰性涂料，与TDI三聚体配制快干木器涂料。羟基丙烯酸树脂一般仅与缩二脲、HDI三聚体配制高装饰性涂料，其中用三聚体配制的涂料具有硬而快干的性质。
双包装聚氨酯涂料混合后，易产生气泡，硬放置15min以后施工，以免涂膜有气孔。该类涂料采用胺酯级溶剂，溶剂组成应随环境温度进行调整，使之有适宜的挥发性，以免流平性太差。
聚氨酯涂料与自由基聚合固化的涂料配伍，可制得聚氨酯IPN涂料。涂膜通过双固化机制，使两个交联网络相互贯穿，从而赋予涂膜优良的阻尼作用并改善各项物理机械性能，可用作阻尼材料和高级汽车车底抗石击涂料。
双包装聚氨酯涂料的主要性能如下。
一般聚氨酯 IPN聚氨酯
固体分/% 50±2 50±2
细度/μm 20 20
黏度（涂-4杯）/s 20～26 35
干燥/h
表干 ≤4 4
实干 ≤24 ≥48
光泽/% 100 100
冲击强度/N·㎝ 490 490
柔韧性/mm 3 3
附着力/级 ≤2 1
硬度 ≥0.5 0.55
封闭型聚氨酯作为担保装烘漆的潜固化剂，配制的涂料品种有阴极电泳底漆、中层涂料及面漆。传统的氨基烘漆和丙烯酸氨基烘漆作为汽车面漆耐酸雨性较差，封闭型聚氨酯汽车面漆具有较好的耐酸雨性，在汽车面漆对耐酸雨性有要求时，封闭型聚氨酯汽车面漆就成为不可替代的汽车面漆品种。
第八节 氟树脂涂料
一、 氟树脂的特性
氟树脂由于F-C键极性小、键能高（约485.3KJ/mol）,固有极低的表面自由能和较好的耐热性，可在250℃一下长期使用并有良好的低温柔韧性。
由于氟原子对C-C主链具有屏蔽保护作用，故氟树脂的耐化学性优良，可以耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐高温介质、不然，甚至耐液氧氧化。
氟树脂的低表面张力也赋予它良好的抗油、抗水、抗玷污及表面不粘性。由于它的摩擦系数很小，还有优良的耐磨性。
另外，氟树脂的吸水率极低，几乎为零；耐候性优异，作为长期使用的面维护涂料，更显示其重要性。
氟树脂虽然有许多优异性能，但正是由于它的特殊化学性质和高度僵硬的分子主链，使得它不溶于有机溶剂，或者在300～400℃高温的熔融态下流动性差，故它很难加工，主要是作为功能性涂层应用。例如，聚四氟乙烯常用作不粘性涂层、四氟乙烯-乙烯共聚物常作为耐化学涂层或衬里等，都是作为具有专有特性的功能性涂层被大家了解的。
近三十年来，氟树脂也一直是作为严酷条件下的高防护性涂料、不粘涂料和低摩擦系数耐磨涂料等功能涂料，在许多领域不断地拓展其应用而变得越来越重要。通过对氟树脂的分子设计、合成和加工技术的不断深入研究和开发，加工性不断得到改善，氟树脂作为薄膜材料，在电子和生物领域，也已得到应用。特别是分子设计和合成技术的创新，能溶于有机溶剂的氟树脂也已开发成功，它能实现常温交联成膜，可用作市政工程和建筑领域的长效免维护耐候面漆用树脂，这也是氟树脂在涂料中应用的一突破性成就。这以成就也 标志着氟树脂不仅仅局限于大家所熟悉的热塑性树脂，还有更有前途的交联性树脂。
二、热塑性氟树脂
热塑性氟树脂品种包括：聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、聚四氟乙烯-六氟丙烯（FEP）聚乙烯-四氟乙烯（ETFE）、聚乙烯-三氟氯乙烯（ECTFE）、聚四氟乙烯-全氟乙烯甲醚(PFA)、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氟乙烯(PVF)等。
热塑性氟树脂由于熔融温度高及不溶于有机溶剂，只能做成粉末涂料或悬浮液，涂覆后必须经300℃以上高温烧结并淬火处理，才能形成有足够附着力的致密涂层。热塑性氟树脂的特性参见表1-6.
表1-6 热塑性氟树脂的基本特性
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氟树脂
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PTFE
|
PCTFE
|
FEP
|
PFA
|
FEFE
|
ECTFE
|
PVDF
|
PVF
|
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单体
|
CF2CF2
|
CF2CFCl
|
CF2CF2,
CF2CFCF3
|
CF2CF2,
CF2CFOCF3
|
CF2CF2,
CH2CH2
|
CF2CFCl,
CH2CH2
|
CF2CH2
|
CFHCH2
|
|
耐热性①
耐化学性
耐溶剂性
不粘性
抗电性
耐候性
模压
挤出
注塑
涂料：
粉末
悬浮
溶液
|
250℃
优
优
优
优
优
△②
△
×②
×
○②
×
|
150℃
优
优
优
优
优
○
○
○
×
×
×
|
200℃
优
优
优
优
优
○
○
○
○
○
×
|
250℃
优
优
优
优
优
○
○
○
○
×
×
|
150℃
好
优
好
优
优
○
○
○
○
×
×
|
150℃
好
优
好
优
优
○
○
○
○
×
×
|
150℃
好
优
差
好
优
○
○
○
○
○
×
|
100℃
差
好
好
差
优
△
△
—
×
×
×
|
① 为连续使用的最高温度。
② ○—可以，△—尚可，×—不能。
氟单体在低温下即能聚合，例如四氟乙烯，常温下能自动聚合并大龄放热，故TFE采取由CF2BrCF2Br就地制取并聚合。
氟单体可通过与烯基醚单体共聚来改善分子链的柔韧性，例如，TFE/CH2=CHOCF3、TFE/CH2=CHOCH2CH2Cl共聚，为橡胶体。
由于PVC和PVDF可用潜溶剂在高温下溶解，因此这两种氟树脂能够流平形成光滑、无针孔的耐候性薄涂层（面漆）。
1.PVF树脂
PVF是结晶性聚合物。它与PVC比较，C-F键能（485.3KJ/mol）远比C-Cl键能（334.4KJ/mol）强，故耐候性优良。PVF树脂特性见表1-7。
表1-7 PVF树脂的性质
|
相对密度
|
氟含量（质量分数）/℃
|
分解温度/℃
|
熔点/℃
|
玻璃化温度（无定形）
|
|
1.37
|
41.3
|
210～220
|
Ca220
|
45～50℃
|
PVF的热稳定性是热塑性氟树脂中最弱的，但熔点相当高，如无热稳定剂，很难熔融成型。一般可采用（α或β）吡咯烷酮或内酯作为潜溶剂，与PVF粉末混合。热熔并置于热油中，得到薄膜。代表性PVF薄膜物理机械性能见表1-8。
表1-8 PVF薄膜物理机械性能
|
项目
|
纯PVF膜
|
颜料化薄膜
|
试验方法
|
|
拉伸强度/（N/㎝2）
伸长率/%
抗撕力（25μm）/N
MIT折叠试验（1Kg负荷）/次数
热膨胀率/（10-5/℃）
收缩率/%
介电常数（1KHz）
水汽渗透率/%
|
1304
110
117.6
47000
5.0
7.0
8.5
﹤0.5
|
8957
190
117.6
约15000
5.0
4.0
10.5
﹤0.5
|
ASTM D882-64T
ASTM D882-64T
ASTM D1922-61T
ASTM D2176-63T
ASTM D695
150℃×30min
ASTM D150-64T
ASTM D570-63
|
薄膜的物理机械性能介于聚酯（PFT）和PVC之间，但耐酸、耐碱、耐溶剂、耐水及化学稳定性均优于PVC。PVC作为耐候性材料还有其他有利的性质：①在-70～150范围内，化学稳定和机械稳定性良好；②不需添加增塑剂，具有长期柔韧性；③表面适当处理，便有较强的附着力；④良好的抗污性和耐火性。
PVF薄膜，在高于300mM波长光中，高度透明,这对保证有良好的户外耐久性具有重要意义。它在户外暴晒6年后，拉伸强度和伸长率的保持率下降。显然，它作为耐候性涂料树脂，质量指标足够。
基于PVF的这些特性，它早已被用作镀锌板和铝板的装饰性涂料及用作波纹或平板状纤维增强塑料板(FRP)上面的层压复合材料。若没有这层保护，剥离纤维增强的不饱和聚酯材料，在短期户外暴晒下，就可能发黄和渗出。但PVF保护层必须添加紫外光吸收剂或颜料才能防止复合材料的光老化及涂层的脱离。
2.PVDF树脂
PVDF也是结晶性氟树脂，基本特性见表2-9.
PVDF的熔融黏度比PTFE低得多，在260～310℃时，为102～104Pa·s。虽然 PVDF加工性良好，但在作薄涂层时，易产生针孔附着力很差，不能直接配制涂料。
通常，采用丙烯酸树脂与PVDF共混来改善其熔融流动性和涂膜附着力。共混粉末可用于制作纤维板和涂料。代表性共混改性PVDF薄膜的特性见表2-10。从暴晒以后的机械性能保持率看，有长久的耐候性。
表1-9 PVDF树脂的基本性质
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相对密度
|
氟含量（质量分数）/%
|
分解温度/℃
|
熔点/℃
|
玻璃化温度/（无定形）/℃
|
|
1.76
|
59.4
|
—
|
165～185
|
约40
|
表1-10 共混改性PVDF涂膜的性质
|
项目
|
Kynar-1120
|
Kynar-1140
|
|
相对密度
挤出加工温度/℃
熔流黏度/Pa·s
拉伸强度
初始/（N/cm2）
天然暴晒1年/N（N/cm2）
伸长率
初始/%
天然暴晒1年/%
热变形温度/℃
热膨胀系数/（10-5/℃）
|
1.64
200～240
（2.3～2.6）×103
6194～6889
4126～4822
400～500
300～400
34～45
5～7
|
1.52
190～230
（2.1～2.4）×103
5508～6194
4822～5508
300～400
250～350
25～35
5～7
|
表1-11 共混PVDF涂膜在1000h以上的加速老化结果
|
加速老化时间①/h
|
1000
|
2000
|
4000
|
|
共混PVDF涂膜 ：60°光泽保持率/%
色差（△E）/NBS
|
105
0.3
|
98
0.5
|
84
0.8
|
|
常规耐候涂膜：60°光泽保持率/%
色差（△E）/NBS
|
64
0.6
|
51
0.8
|
45
1.4
|
①Sun Shine Werther-O-Meter(SWOM)
共混PVDF用作涂料树脂，共混丙烯酸树脂必须达到的PVDF的60%～75%（质量分数），并分散于潜溶剂中，涂覆后于300℃烘烤成膜，经加速老化试验表明，共混PVDF涂层有优异的耐候性。根据户外使用7年残留膜推测，共混PVDF涂层寿命至少在20年以上，共混PVDF涂膜在1000h以上的加速老化结果见表1-11。共混PVDF除了作耐候涂料外，由于其良好的柔韧性，也可用于FRP复合材料和预涂金属用涂料。作为长效防护涂层的应用也不断增加，例如镀锌板和铝板的涂覆材料，大量地用作工业建筑物房顶和天花板墙面的免维护涂料。
该共混涂层的 光泽很低，主要是由于共混物的高熔流黏度造成的，该二元共混基料的颜料分散性也很差，故很难用作装饰性涂料，但其具有优良的耐化学性、抗污染性、底表面张力，用作工业涂料还是非常优异的。
三、交联性氟树脂
交联性氟树脂能溶于有机溶剂，可在很宽的温度范围内交联，作为超耐候性涂料树脂，最近已得到了开发应用。
1.氟环氧化合物
该树脂在常温下为液态，可用氨基有机硅化合物等交联。由于树脂中含5个-CF3基团，作为超防护性或耐候性涂料是相当重要的，并具有广泛的使用性。然而，该树脂的生产成本太高，还未形成商品化。
2.氟烯烃-烷基烯基醚共聚物（FEVE）
FEVE是近来开发的新型无定形氟树脂，能溶于有机溶剂，可在高达300℃一下范围内交联，或采用固化剂于室温交联成膜，具有超耐候性。
FEVE由氟烯基、烯基醚和-OH 测基组成，分子主链由氟烯基和烯基醚单元交替，使烯基醚单元得到屏幕保护，赋予化学稳定性和耐候性。FEVE的硬度主要是氟烯基的贡献；烯基醚则赋予溶解性和相容性、光泽（R1）、柔韧性（R2）、交联性（R3OH）、颜料分散性（R4CO2H）、附着力和黏合性（OH,CO2H）。改变氟烯烃含量或采用不同的烯基醚，可得一系列的PEVE树脂。代表性FEVE树脂特性参见表2-12。
表1-12 PFEVE树脂特性
|
项目
|
指标
|
项目
|
指标
|
|
氟含量/%
羟值/(mg KOH/g)
酸值/(mg KOH/g)
相对分子质量（Mn）
|
25～35
40～150①
0～50①
(0.2～10)×104②
|
玻璃化温度/℃
分解温度/℃
溶度温度（δ）
|
20～70③
240～250
8.8（计算值）
|
① 按相容性和交联性调整，一般同羟丙/聚氨酯或羟丙/氨基中羟丙的羟值、酸值要求。
② 4×104宜刷涂，2×104宜喷涂。
③ 依烯基醚含量变动。
FEVE可溶于相溶度参数的溶剂中，故它作为涂料基料，由于良好的施工性、流平性，涂膜光滑平整，光泽高，应用广泛。相比之下，PVDF由于高聚合度和链的僵硬性，不能溶于相近溶度参数的溶剂中。
FEVE涂膜透明光泽，对225mm波长以上的光有高透过性，这对耐候性是很有利的。
FEVE与交联剂的相容性是作为涂料应用的最基本要求。多异氰酸酯：CoronateEH、Duranate D101、Duranate 24A-100、Coronate HLW、Tsoporone diisocyaanate；封闭型多异氰酸酯:Coronate DC2725、DC2717、Corelan UI;氨基树脂：Cymel303、305、Nikalack MX-45、1：1的Cymel 303：U-Van 122等交联剂与FEVE都有良好的相容性。多异氰酸酯与FEVE在室温下固化，需要3天；氨基树脂或封闭多异氰酸酯与FEVE在200℃固化只需几分钟。
FEVE有色面漆的耐候性还受颜料本身的耐候性和分散度的影响。FEVE树脂对TiO2、铁红、铁黄、Fe/Mn/Cu或Fe/Zn/Cu复合氧化物等，都有良好的亲和性；对酞箐蓝、酞箐绿、炭黑的亲和性或者产生絮凝，或者喷涂后色泽不均匀。
由于FEVE清漆的高度透光性，它作为耐候性防护涂料必须添加紫外线吸收剂。由于μv吸收剂终究将被耗尽，故FEVE清漆涂层不能长久地保护底材。
室温固化FEVE涂料，对Zn、Al、Cu等有色金属、不锈钢、玻璃、FRP复合材料都有良好的附着力；对PP（等离子体处理）、PC、硬质PVC、尼龙等底材，经聚氨酯涂料预涂后，有良好的层间结合力。烘烤型FEVE涂料，对有色金属需经环氧底漆预涂以后，有良好层间结合力；对玻璃需经有机硅偶联剂处理；对PC需经聚氨酯涂料预涂；对FRP复合材料有直接的附着力。FEVE涂料对旧的FEVE涂膜也有良好的附着力，因而适合重涂和修补。
FEVE涂层与PVF的物性比较，它有更好的附着力和光泽（见表1-13）。
表1-13 FEVE与PVF涂层性能比较
|
项目
|
FEVE
|
PVF
|
|
多异氰酸酯室温固化
|
氨基树脂210℃×5min
|
|
60°光泽/%
铅笔硬度
耐溶剂（二甲苯擦拭200次）
抗墨水沾污
盐雾试验（4000h）
划格后浸废水2h并用胶带剥离
埃力克森试验（5mm）
T-弯曲
|
82
3H
优
好
微小变化
100/100
通过
2T
|
81
4H·
优
优
微小变化
100/100
通过
3T
|
71
H
优
优
微小变化
100/100
—
0T
|
FEVE涂层与PVDF和羟丙聚氨酯一起进行人工加速老化（SWOM），4000h以后的光泽保持率任由约90%，为羟丙聚氨酯 涂层在1000h光泽就迅速下降，其中PVDF的初始60°光泽很低（约40%）。
PVDF的其实光泽低是由于PVDF涂膜为它与丙烯酸树脂的共混物性溶性有限。共混丙烯酸树脂也使得PVDF涂膜在老化试验过程中，经IR光谱证实有明显的化学变化，涂膜有明显的龟裂；另外，PVDF涂膜的抗雾浊，抗黄变性、机械性能和电性能的保持率均低于FEVF。故作为超耐候性涂料，FEVE优于PVDF，并且应用领域更为广泛。例如钢铁、不锈钢和有色金属建筑用板材和屋面材料的涂覆；户外结构件的现场涂覆；橡胶、塑料、复合材料及玻璃陶瓷的常温或低温烘烤固化；各类交通工具丙烯酸、聚氨酯、聚酯等底涂层表面的超耐候装饰性涂层。
第九节 有机硅树脂涂料
硅与同族第二周期碳元素相比，原子半径更大，电负性更小（Si1.8,C2.5）。由于电负性小，Si-Si共价键弱而不稳定；硅电负性甚至比氢还小（H2.1）。因此，硅与其他元素形成的键呈现出一定的离子性。例如，自爱亲核或亲电试剂作用下，Si-C或Si-H按Si+C-或Si+H-方式断裂。故硅烷容易水解，水解难易程度与介质的PH值有关，在碱性条件下，水解定量发生。硅与电负性更大的元素形成的链的例子键能，则比碳要强。例如：Si-O键443.5KJ/mol，而C-O键能351KJ/mol、C-C键能347MJ/mol，因此，Si-O-Si主链有很好的耐高温性。但在试剂作用下，Si-Cl键更容易异裂，Si-Cl键的反应性随有机基团的增加而减弱：
SiCl4＞RSiCl3＞R2SiCl2＞R3SiCl
硅醇的缩合反应性也按下列顺序递减：
RSi(OH)3 ＞R2Si(OH)2＞R3SiKOH
有机硅树脂是由各种有机氯烷单体或烷氧基硅烷与其他有机硅单体经水解、聚合形成含Si-O-Si主链的有各种结构形态的聚合物。对于R3SiO-结构单元的单体（简写为M），只能得到M-M小分子化合物，单体主要用于分子量调节和其他树脂的有机硅改性;-OSi(R)2O-结构单元的单体（简写为D），形成低分子量环体（n=3～9）和端羟基线型高聚物；RSi(O-)3结构单元的单体(简写为T)，将形成n=4～8的低分子量环体或交联高聚物，具有不溶、不熔性质；Si(O-)4结构单元的单体（简写为Q），则形成不熔、不熔的石英质无机高聚物。
调节M、D、T、Q单体之间的组合与比例，可得到分子量由低到高的线型聚合物、支化或螺还，甚至高度交联的聚合物，树脂形态可以是液状、高黏度油状直至固体。
有机硅树脂的Si-O-Si主链结构，决定了它具有极好的耐热性、硬度与耐磨性、电绝缘性、憎水和耐化学介质性、抗紫外性和耐候性。可作为电机、变压器线圈的绝缘涂料及相关电器元件的绝缘保护涂料；一般的有机硅涂料可耐200℃温度，如环氧有机硅耐高温涂料，可用于汽车排气管的耐高温保护；而添加铝粉和玻璃料的有机硅耐高温涂料，可耐500～1000℃，多用于钢铁企业高炉的耐高温腐蚀保护。
有机硅树脂主链上的取代基（主要是甲基和苯基）不同时 ，性质也有较大的差别。甲基取代基多时，涂膜硬、固化速度快，但脆性较大。另外，甲基取代基的涂膜抗紫外线性能强，可作耐候性面漆，提高涂膜耐久性和保光性，憎水性和耐化学介质性也较好。苯基取代的有机硅涂膜，与其他有机树脂的混溶性好，但耐溶剂性差；含苯基取代的有机硅涂膜还可作耐γ辐射涂料，并有较好的坚韧性。
有机硅烘干绝缘涂料的主要性能如下：
黏度（涂-4杯）/s 25～60
固体分/% 50
干燥（200℃±2℃）/h ≤2
耐热性（200℃±2℃）/h ≥200
热失重（250℃±2℃,3h）/% ≤5
体积电阻率/Ω·㎝
常态（25℃±5℃，RH65%±5%） ≥1×1014
热态（200℃±2℃） ≥1×1011
受潮（25℃±1℃，RH95%±3%，24h） ≥1×1012
击穿强度/(KV/mm)
常态（25℃±5℃，RH65%±5%） ≥65
热态（200℃±2℃） ≥30
受潮（25℃±1℃，RH95%±3%，24h） ≥40
有机硅树脂涂料的缺点是需要高温固化（200℃），且固化时间长，价格高；另外它的附着力较差、脆性较大，限制了它在其它方面的应用。除了硅酸乙酯富锌底层涂料，及耐500℃以上的耐高温涂料由于其特殊要求而被大量应用外，有机硅树脂涂料的主要价值在于用其树脂改性各类有机合成树脂，如醇酸、环氧、聚酯、丙烯酸和聚氨酯等，可大幅度地提高这些合成涂料的保光耐候性、憎水性，分别用作家用电器的面漆、优质腐蚀防护涂料、卷材涂料、户外结构件的耐久性涂料和维护涂料以及建筑用耐久性面漆，这也是有机硅涂料的重要发展方向。
有机硅树脂改性一般都利用合成树脂的羟基与有机硅低聚物的羟基和烷氧基之间进行缩合来实现。改性树脂的性能与有机硅含量有关。
在改性反应过程中，同时存在着硅羟基间的自缩合竞争反应，若合成树脂的羟基数量少或活性弱，或惰性溶剂的用量增加，都使竞争反应优势增加。一般通过加入催化剂来改变两反应的竟聚率，如四已丙基钛酸酯催化时的竟聚率高达3.4，是较好的催化剂。
有机硅改性树脂涂料举例如下。
例1 有机硅改性醇酸树脂涂料（有机硅含量20%）
配方：60%醇酸树脂液16.70g，100%有机硅低聚物25.50g，四已丙基钛酸酯0.05g二甲苯14.00g。
操作：将有机硅和催化剂加入醇酸液中，搅拌下升温，并抽真空脱净溶剂，通入CO2继续升温至190～200℃缩聚，至60%树脂二甲苯液格氏管黏度2.5～3s，冷至120℃兑入二甲苯稀释。
例2 耐候有机硅改性聚酯卷材涂料（有机硅含量31%）
配比：67%聚酯乙二醇醚酸酯液51.37g，100%有机硅低聚物（甲氧基含量14.8%）16.49g，乙二醇醚醋酸酯（BP158.4℃）15.79g，正丁醇1.97g。
操作：将聚氨酯溶液在搅拌下加热至100℃，加入有机硅低聚物，逐步加热到130℃±2℃，保温至50%树脂液格氏管黏度4～5.5s，冷却加入醋酸溶液纤剂，降至90℃加入丁醇，固体分50%。100份改性树脂与5份50%氨基树脂，250℃烘1min固化成膜。
例3 有机硅改性环氧树脂涂料（有机硅含量50%）
配比：E-20环氧树脂100份，环已酮10份，二甲苯70份，丁醇20份；65%有机硅低聚物161.0份，二甲苯33份（兑稀用）。E-20环氧羟基当量0.32，65%聚苯基甲基乙氧基硅氧烷的乙氧基含量为7%（固体计）。
操作：在溶解釜内，将溶剂加热至70℃，分批加入粉碎的E-20环氧熔化，最后升至90℃完全熔化，冷却至30～40℃过滤。
此改性树脂可200℃固化成膜，亦可用胺交联成膜。
有机硅改性丙烯酸树脂是利用羟基丙烯酸树脂与有机硅低聚物反应制得的；有机硅改性聚氨酯则是以有机硅改性聚酯作为已组分，多异氰酸酯为甲组分，常温交联固化成膜。
第十节 乙烯基树脂涂料
一、PVC涂料
聚氯乙烯（PVC）树脂由于链结构较规整、氯原子半径大，树脂紧密，结晶性较强，水汽透过率低，故材料具有良好的耐化学性、耐磨性和耐腐蚀性。但由于树脂的结晶性强，树脂溶解性很差，无法配制溶剂型涂料，一般采用PVC糊配制溶胶型后浆涂料，用作汽车底盘的抗石击涂料和汽车焊缝的密封材料。
汽车用抗石击涂料和汽车焊缝的密封剂主要由PVC糊（含增塑剂）、成膜聚结剂、填料及助剂组成。这类涂料由于黏度高，虽然储存稳定性不成问题，但施工性和烘烤后涂膜质量各厂家还是有所差别的。对于触变性好的PVC涂料，涂料黏度较低（40～60Pa·s），喷涂施工性好，烘烤后涂膜致密无气孔，无开裂现象。
PVC糊性能对烘烤后涂膜完整性影响很大。树脂一般通过种子乳液聚合方法生产，所得树脂粒径大，容易被增塑剂所增塑糊化。现在一些树脂生产厂家也采用微悬浮聚合方法生产，因为PVC不溶于氯乙烯单体，反应为非均相，这种“微粉状聚合”有利于得到疏松型PVC，易被增塑剂塑化。聚PVC涂层对底层附着力很差，一般选用共聚树脂，少量共聚单体所含极性基对涂层附着力有极大改善，并赋予涂膜一定交联性能，使致密性和防护性进一步提高。
成膜聚结剂主要是高沸点醇醚类溶剂、低分子量聚酯、环氧、氨基树脂等。它与助剂一起，对PVC涂料的黏度、触变性及烘烤后的涂膜性能产生重要的影响。
法国Revco公司DC-70PVC抗石击涂料性能如下：
固体分/% 95
烘干 150℃，30min
涂层质量 无气孔、无开裂
抗过烘烤性（180℃，30min） 无气泡、无裂纹
抗石击性/% 涂层滞留量99
耐盐雾（360h） 无锈蚀
密封剂黏度/Pa·s 56
二、氯醋共聚树脂涂料
氯醋共聚树脂比氯乙烯树脂溶解性好，可配制溶剂型涂料，树脂内增塑，涂膜有良好的柔韧性和附着力，耐候性优于过氯乙烯树脂涂料，防护性能与过氯乙烯涂料相当。
氯醋共聚树脂涂料可用作耐酸碱化学腐蚀涂料、耐大气腐蚀、耐盐雾、抗潮湿或水下船底腐蚀防护涂料。此类涂料的底漆、面漆和清漆都要涂2～3道，两道重涂间隔时间约为24h.
三、磷化预涂涂料
磷化预涂料有聚乙烯醇缩丁醛、碱式铬酸锌颜料、磷酸和醇类溶剂配制而成。
该涂料宜薄涂（6～10μm）提高涂层附着力。在成膜过程中。分别发生磷酸对底材的磷酸盐转化、铬酸盐钝化及树脂参与的交联成膜反应，大大改善随后涂层对底材的附着力并皆有一定的防锈酸洗溶解并转化的作用，故还称之为洗涤涂料。
在有色金属基材表面涂层附着力较差时，也往往采用磷化预涂涂料来改善附着力。磷化预涂涂料施工时，一定要薄涂，否则反而对附着力产生不利影响。
四、氯化聚丙烯涂料
氯化聚丙烯树脂主要用来生产塑料薄膜用印刷油墨。随着热塑性聚烯烃（主要是聚丙烯）塑料制品的大量生产，并且高档产品要求涂饰美化，而涂层附着力有很差，针对性的开发了塑料预涂涂料。聚丙烯塑料预涂涂料是氯化聚丙烯纯树脂的稀溶液，塑料表面形成约3μm的薄膜，类似于表面活性剂的单分子层吸附，氯化聚丙烯分子链在表面定向排布，使涂层与底材间结合力提高。
该涂层不宜涂厚，也不允许含有颜填料，否则,也不允许含有颜填料，否则都将影响单分子吸附薄膜的形成。
五、高氯化聚乙烯
高氯化聚乙烯(HCPE)树脂是采用特定的工艺方法合成的，即聚乙烯加溶膨胀分散剂形成水悬浮液，在一定的压力下，通入氯气氯化，再经脱酸、水洗中和、脱碱、水洗、干燥形成含氯量高达65%以上的白色粉末。此HCPE的重复单元与过氯乙烯一样，但氯原子在分子链上无规则分布，不具有像过氯乙烯那样的结晶性，很容易被溶解。因此它有良好的施工性能，防护性能和过氯乙烯相当。作为防护性涂料，可替代过氯乙烯涂料、氯化橡胶涂料、氯磺化聚乙烯涂料、醇酸涂料等。
高氯化聚乙烯涂料的主要性能：
铁红底漆 面漆
表干/mm 20 30
实干/h 2 3
柔韧性/mm 1 1
冲击强度/N·㎝ 490 490
附着力/级 ≤2 1～2
硬度（摆杆） ≥0.35 0.35
光泽/% — ＜60
第十一节 现代环境型涂料
一、高固体分涂料
施工黏度下，固体分高达80%（质量分数）的溶剂型涂料，统称为高固体分涂料。品种有醇酸、聚酯、环氧、聚氨酯和丙烯酸等，其中丙烯酸高固体分涂料施工固体分最高不超过70%（质量分数）。高固体分涂料一道涂膜厚（≥40μm），施工效率高，像丙烯酸或聚氨酯高固体分清漆常用与轿车水性光效应涂料的罩光，涂膜光亮丰满，鲜映性可达1.0DOI以上，具有良好的装饰性和环境性，其色漆也可作汽车中途或卷材涂料，聚氨酯高固体分涂料亦是优良的塑料涂料和车底抗石击涂料。
高固体分涂料为了保证有较低的施工黏度，所用树脂相对分子质量较低，一般不超过2000，但分子链上应保证有不少于2铬反应性基团，确保固化后不存在低分子量树脂分。由于树脂分子量低，在烘干初期，由于热致稀作用强，树脂还未发生交联反应，黏度显著降低，产生严重流挂，需选用专门的流变添加剂。
1.环氧高固体分涂料
这类涂料多采用低相对分子质量（200～400）的液体啊环氧树脂与低黏度聚酰胺配制。施工固体分在60%～70%，添加少量的活性稀释剂（5%～10%），施工固体分可提高到74%以上，涂膜性能同普通环氧聚酰胺，仅耐水性略微下降。
高固体分环氧涂料的主要性能：
施工固体分/% 64
冲击强度/N·㎝ 392
甲乙酮擦拭/次 60
一道涂膜厚度/μm 50～64
盐雾试验（1000h）/mm 扩蚀6
2.聚酯高固体分涂料
聚酯很容易配得施工固体分高达80%的高固体分涂料，都采用低黏度、高固含量的HMMM交联剂，160℃烘烤固化。若采用部分甲醇化三聚氰胺树脂，烘干温度较低。由于聚酯有优良的抗过烘烤性，也可以在200℃短时间固化，满足卷材的快节奏生产要求，作为卷材涂料，此时应选用韧性好的聚酯树脂。
3.丙烯酸高固体分涂料
用高固体分丙烯酸树脂，以适量高活性氨基树脂作交联剂，适量醋丁纤维提供啊流平性和标杆性，并配以有机金属催化剂，可配得低温烘干丙烯酸高固体分涂料（60℃，30min），用作塑料或木制品的高光应涂层。中温烘干的高固体分涂料，必须添加流变添加剂，如磺酸钙凝胶、低分子聚酯、聚酰胺蜡分散体或阳离子齐聚物等，但这些流变性对涂膜光泽、鲜映性及清漆透明度有一定的影响。
高固体分丙烯酸涂料的主要性能：
施工黏度（涂-4杯）/s 30
施工固体分/% 60
一道涂膜厚度/μm 40
60°光泽/% 60
柔韧性/mm 1
附着力/级 2
硬度（摆杆） ≥0.65
4.聚氨酯高固体分涂料
为双包装涂料，甲组分是100%固含量的多异氰酸酯（如三聚体），故涂料固体分很容易达到80%，一道涂膜厚度最高可达65μm，品种有底漆、中途、面漆及清漆等，配套使用可作为长寿命防护层或高装饰涂层。
高固体分涂料配方示例如下（质量份）
例1 高固体分环氧底漆
液体双酚A环45.5，液态双酚F环氧11.5，C12～C14烷酸缩水甘油酯19.5，邻苯二甲酰胺（潜伏型固化剂）23.5，BaSO481,铁红25.5，铬酸锌15，TiO27.5，白炭黑4.5。固体分90%（质量分数）或82%（体积分数），25℃黏度33s（涂-4杯），于135℃烘30min。
例2 高固体分聚酯清漆
70%聚酯（1，4二羟甲基环乙烷/三羟甲基丙烷/苯酐）与纯六甲基氧基甲基三聚氰胺按75：25配合，添加0.5%对甲苯磺酸，用甲基戊基酮/甲乙酮稀释至固含量60%，80℃烘30min。
例3 高固体分丙稀酸清漆
75%丙烯酸树脂65，HMMM3，20%二甲基噁唑烷对甲苯磺酸酯0.3，120℃烘30min。
高固体分聚氨酯涂料的主要性能如下：
质量固体分/% 80
体积固体分/% 62
抗流挂性/μm 200
适用期/h 3～3.5
实干/h 10
耐磨性（ASTM D-532）/mg 135
60°光泽/% 89
保光性（14个月） 82%～95%
盐雾试验(加防锈剂)/h
二、粉末涂料
粉末涂料不含任何溶剂，涂抹最厚可达数百微米，并有良好的物理机械性能，涂料利用率高达95%以上，是省资源环境型涂料。它的缺点是需要专用涂覆设备，换色困难，薄涂难，外观装饰性差，烘烤温度高。因此，粉末涂料的开发重点正从厚涂层向薄涂层转移；热塑性涂层向热固性转移（如热固性聚酯、丙烯酸、聚氨酯等）；防护性向装饰性转移。
热塑性粉末涂料包括PE、PP、PVC、聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯等，涂料由树枝、颜填料、流平剂、稳定剂等组成；热固性粉末涂料包括环氧、聚酯、丙烯酸、聚氨酯等，涂料中含有固化剂。
粉末涂料用树枝应在熔融温度下在黏度、荷电性能、稳定性、润湿与附着力、粉碎性能等诸方面都满足要求。熔融温度应远离树枝分解温度；熔融粘度要低，便于流平及空气等气体的逸出，环氧和聚酯都有较低熔融黏度。
固化剂应确保粉末涂料有良好的储存稳定性且不结块，故都选用分体或其他固态，但在熔融混合过程中不得起化学反应。颜料应选用耐热无毒的无机或有机颜料，防止粉末制造和使用过程粉尘飘散对人体健康造成危害。粉末涂料添加的助剂最重要的是流平剂，因熔体涂料的年度远比溶剂型涂料大得多，涂抹易产生缩孔和不平整。流平性都采用丙烯酸树脂或有机硅树脂流平剂，用量0.2%～2%。对于熔体粘度低的粉末涂料，还需要添加微细二氧化硅或聚乙烯醇缩丁醛来提高边角覆盖力。
粉末涂料还可以添加低分子量热塑性树脂或消光剂制造半光或无光涂料，添加特殊助剂及片状颜料，可制造锤纹、邹文及闪光型美术涂料。
1.环氧粉末涂料
一般采用软化点70～110℃，如604环氧（E-12），采用双氰胺、酸酐、二羧酸二酰肼、咪唑类作固化剂。选用双氰胺固化剂涂抹色浅；咪唑类促进剂仍需要高温固化；酸酐固化剂固化快，但涂抹光泽低；二羧酸二酰肼固化剂具有较好的韧性、快固化性和抗黄变性，适宜配制白漆；咪唑类固化剂固化温度低，高温固化时光泽低。
配方示例如下（质量份）：E-12环氧70，癸二酸二酰肼4 .9，混合流平剂0.5/1.4，钛白23，群青0.2.
由于环氧的耐候性差，可用羧基聚酯树脂代替酸酐作为交联剂，成本也得到降低。当聚酯用量在50%以上时，水聚酯含量增加，耐候性明显改善，选用聚酯的酸值宜在55mgKOH/g以下。环氧-聚酯的配比应与聚酯的酸值相协调，使羧基都能参与交联反应。
例：E-12环氧45，聚酯（55mg KOH /g）55,安息香0.5，流平剂0.5，TiO243,咪唑类0.3。160℃烘20min，涂抹外观较好。
环氧聚酯粉末涂料的主要性能：
环氧聚酯粉末涂料的主要性能：
固化条件 180℃，10min
60°光泽/% ≥85
柔韧性/mm 2
冲击强度/N·cm 392
柔韧性/mm 2
附着力/级 1
铅笔硬度 2H
盐雾试验（240h）/级 1
2.热固性聚酯粉末涂料
它具有良好的防护性和装饰性，易薄膜化。装饰性采用羟值30～100的聚酯或酸值30～60的聚酯。分别用异氰尿酸三缩水甘油酯或封闭型异佛尔酮二异氰酸酯作为交联剂；防护性涂料采用羟基聚酯与封闭型芳香族二异氰酸酯交联。配方示例如下（质量份）：
例1. 聚酯（羟值40）78，已内酰胺封闭异氟尔酮二异氰酸酯19，环氧树脂3，TiO267，安息香0.3、有机锡0.2，流平剂0.5。这类涂料在烘烤固化时，由于封闭剂挥发释放，易产生气孔，需添加脱气剂。
例2. 羧基聚酯90，异氰尿酸三缩水甘油酯10，TiO250,流平剂1.0，170℃烘15min。
聚酯粉末涂料的主要性能：
固化条件 180℃，15min
60°光泽/% ≥85
柔韧性/mm 2
冲击强度/N·㎝ 490
3.热固性丙烯酸粉末涂料
主要选用丙烯酸缩水甘油酯共聚物，羟基或羧基树脂使用较少，因为它们所用的交联剂或者有小分子副产物形成，或者粉末储存稳定性差，或者耐候性差。缩水甘油酯基树脂，则采用脂肪酸多元酸作固化剂。配方示例如下(质量份)：
丙烯酸树脂84，十二碳二羧酸12，环氧树脂4，TiO243,流平剂1.固化条件180～200℃，15～20min，可用作户外耐候性涂料，亦可薄层化（约40μm）。
如果羧基聚酯与丙烯酸树脂的相容性得到改进，也可以用羧基聚酯替代多元酸来交联缩水甘油基丙烯酸树脂。如部分替代还需添加封闭异氰酸酯交联剂。配方示例见表1-14。耐候性介于聚酯与丙烯酸之间，但坚韧性同聚酯，可作为高装饰性卷材粉末涂料。但现在此类涂料的应用比例较小。
表1-14 热固性丙烯酸粉末涂料配方（质量份）
|
组分
|
配方1
|
配方2
|
组分
|
配方1
|
配方2
|
|
聚酯
丙烯酸树脂
十二碳二羧酸
封闭异氰酸酯
环氧树脂
|
63
30
4
—
3
|
78
15
—
4
3
|
有机锡
流平剂
安息香
|
—
0.5
0.5
43
|
0.2
0.5
0.5
43
|
4.聚氨酯粉末涂料
由已内酰胺封闭的异氟尔酮二异氰酸酯预聚体、三聚体和羟基聚酯、颜填料配制而成，具有良好的耐候性和装饰性，作为高档的粉末涂料，应用领域很广且有用量在不断增加。主要性能如下：
60°光泽/% 93
柔韧性/mm 3
冲击强度/N·cm 490
铅笔硬度 2H
杯突试验/mm 7
耐磨性（1000r）/mg 80
盐雾试验（500h）/mm 扩蚀1
保光性（人工老化）/% 93
5.美术型粉末涂料
美术型粉末涂料是在聚酯等热固性粉末涂料中加入浮华剂和铝粉、铜金粉或颜料形成花纹、锤纹、龟纹和雪花等多种美观漂亮立体花纹，装饰效果优美，并能弥补基底表面不平整的缺陷，涂料性能主要由树脂所决定。
三、水性涂料
1.水性涂料类型与特点
涂料树脂的水性化可通过三个途径来表示：①在分子链上引入相当数量的阳离子或阴离子基团，使之具有水溶性或增溶分散性；②在分子链中引入一定数量的强亲水基团（如羧基、羟基、醚基、氨基、酰胺基等），通过自乳化分散于水中；③外加乳化剂聚合或树脂强制乳化形成水分散乳液。有时几种方法并用，，以提高树脂水分散液的稳定性。
按照树脂分子量及水性化途径不同，水性涂料分为水溶性、胶束分散性及乳液三种，它们的特性见表2-15。
表1-15 水性涂料性能比较
|
项目
|
乳液
|
胶束分散
|
水溶液
|
|
物理性能
外观
粒径/μm
相对分子质量
黏度
|
不透明
0.1～1.0
（0.1～1）×106
稀，与分子量无关
|
半透明
0.01～0.1
（1～5）×104
稀～稠，与分子量有关
|
清澈透明
＜0.01
（5×～10）×103
取决于分子量大小
|
|
配方特性
颜料分散性
颜料稳定性
黏度控制
成膜能力
|
差
一般
需增稠剂
需成膜助剂
|
好～优
由颜料决定
加助溶剂增稠
好，需少量成膜助剂
|
优
由颜料决定
有分子量控制
优良
|
|
使用性能
施工黏度下固体分
光泽
抗介质性
坚韧性
耐久性
|
高
最低
优
最好
优良
|
中等
高
好～优
中等
很好～优
|
低
最高
差～好
最低
很好
|
水性涂料与溶剂型涂料比较具有以下特点。
①水性涂料仅含有百分之几的助溶剂或成膜助剂，施工作业时对大气污染低，并避免了溶剂型涂料的易燃易爆危险性；另外，节省了大量石油资源。涂装工具可用谁清洗，省去了清洗溶剂。
②涂膜均匀平整，展平性好。电泳涂膜在内腔、焊缝、边角部位都有较厚涂膜，整体防锈良好；可在潮湿表面施工，对底材表面适应性好，附着力强。
水性涂料存在的问题主要有：a.稳定性差，有的耐水性差；b。烘烤型能耗大，自干型涂料干燥慢；c.表面污物使涂膜产生锁孔；d.涂料的施工管理要求较严。但不管怎样，建筑乳胶涂料已经是涂料品种中产量最大的，工业化大批量涂底漆已经全部被电泳涂料所代替，水性浸漆、水性中途及水性金属底层漆等已经在汽车行业得到了成功应用；高品质的汽车用水性面漆在国外已进入试用阶段；对现场施工的水性长效腐蚀防护涂料研究也取得了一定的进展，并显示出很大的潜力和更大的实际意义。就现在来说，水性涂料可分成乳胶涂料、自干型涂料、烘干型水性涂料、点用涂料和自泳涂料等几大类。
2.乳胶涂料
乳胶涂料由聚合物乳液和颜料水浆调和而成。建筑涂料用聚合物乳液主要是苯丙乳液和丙烯酸乳液这两类。苯丙乳液用于配制室内乳胶涂料，丙烯酸乳液用于配制户外乳胶涂料。聚合物乳液还少量地用于配制金属防锈涂料，并往往采用交联性乳液，以增强涂膜的耐水、聚氨酯乳液、氯磺化聚乙烯树脂乳液等。
颜料水浆是采用分散剂将颜填料分散于水中，不采用乳胶作为展色剂，防止乳液在强机械作用下失去稳定性。
由于乳胶涂料成膜是通过胶团件接触、形变而融合成均匀连续的致密涂层，从使用性能来说需要高的玻璃化温度（Tg），从施工性来说希望有较低的最低成膜温度（MFT）,两者恰好是一对矛盾。为了解决这一问题，必须添加一定量的成膜助剂，如溶纤剂或卡必醇低挥发性助溶剂，促进胶团间在较低环境温度下，具有形变融合作用。另外，乳胶涂料还需添加增稠剂来提高储存稳定性和改善施工性能；加入消泡剂来改善涂膜外观；加入多元醇提高冻融稳定性；由于乳胶涂料易霉变，还应加入防霉剂。对于金属用乳胶涂料还需加入“闪蚀”抑制剂，预防涂膜初期产生的：“泛锈”现象。
乳胶涂料配方示例如下：
TiO224.2%,滑石粉15.8%，2.5%羟乙基纤维素溶液7.2%，10%聚磷酸盐溶液1.2%，消泡剂0.1%，水7.8%，50%丙烯酸乳胶38.8%，丙二醇醚2.8%、乙二醇2.0%，防霉剂0.1%。
3.自干型水性涂料
自干型水性涂料早期品种主要是醇酸及其改性树脂的水溶液涂料，未改性的抗水解稳定性、耐水性和干燥机都较差，经丙烯酸、聚氨酯、有机硅或松香硬树脂改性，可作一般扶腐蚀防护底漆和面漆及木材用涂料。现在已经开发成功双包装水稀释型涂料，如环氧和聚氨酯涂膜性能接近与溶剂型涂料，可做腐蚀防护涂料、维护涂料及汽车维修涂料等。双包装环氧是将环氧树脂乳液与低黏度聚酰胺树脂混合，具有水可稀释性；双包装聚氨酯是将羟基丙烯酸树脂乳液与低黏度多异氰酸酯树脂（如三聚体）混合，水稀释后喷涂施工。由于配方经过尽心设计和试验，成膜过程中羟基与异氰酸酯间的反应比水分子占优势，可得性能和外观都良好的涂层。
配方示例如下。
A组分：100%HDI三聚体19.20%，丙二醇醚醋酸酯10.23%
B组分：43%羟基丙烯酸聚氨酯水分三液70.27%，消泡剂0.28%，有机锡0.02%
其中羟基树脂含7%非醇助溶剂，A/B配比按—NCO/—OH=1.5：1～3.0：1的比例混合，过量的—NCO基用以补偿水消耗部分，使—OH基完全反应转化。
4.烘干型水性涂料
烘干型水性涂料包括水性浸漆、中途及面漆。当然电泳底漆也属于烘干型水性涂料，但由于它涂覆机理的特殊性，另归成一类。水性烘漆主要靠离子化基团和强极性基团赋予水溶性，增溶分散和自乳化；同时，这些基团又具有交联性，如羟基、酰胺基等。主要品种有丙烯酸和聚酯两类。
水性丙烯酸涂料有水性羟基丙树脂和HMMM配成，烘烤时，羟丙树脂中色羧基亦能参与酯化交联，加上水性树脂的分子量比溶剂性的高，故涂膜物理性能优于溶剂型涂料。这类涂料多数用作水性浸漆、金属底色漆、面漆及中涂。
将水性丙烯酸涂料的介质PH值控制于8～8.5，保证树脂有良好的分散稳定性又不至于酯基被皂化水解，影响涂膜的柔韧性。喷涂型涂料采用高挥发性氨中和，浸渍型涂料采用低挥发性氨中和，用量仅为理论量的70%左右，因一部分羧基被深埋于树脂胶团内部无法参与中和反应。由于水性涂料其特殊的胶团分散形式，稀释过程中往往有反常的黏度上升，大最高黏度后有急剧下降，这一稀释峰又出现在通常的施工固体分范围内，它的存在给水性涂料施工带来很大麻烦，易造成过厚雾化不良或太稀易流挂，故对水性涂料黏度的控制要特备心细。对涂料本身来说，可通过适当降低树脂分子量及添加适宜的助溶剂和用量来该进。
水性聚酯涂料也采用HMMM交联剂，但涂膜的坚韧性优于水性丙烯酸涂料，多用于配制卷材涂料、抗石击性优良的中涂、闪光效果优良的金属底色漆等，亦用于配制轻工产品的装饰性面漆。
水性聚酯利用挥发性胺中和羧基赋予水溶性。为了确保酯基的抗水解稳定性，树脂合成通过分子设计，形成具有较大空间位阻作用的酯基来达到预定目的。因而它的树脂合成配方和工艺不同于溶剂型涂料，所得树脂分子量也比溶剂型的高，从而确保了该类型涂料的实用性。
几种水性烘漆的主要性能见表1-16。
表1-16 水性烘漆的主要性能
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性能
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水性丙烯酸涂料
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水性丙烯酸环氧涂料
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水性环氧酯涂料
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膜厚/μm
冲击强度/N·cm
附着力/级
硬度
盐雾试验/h
浸盐水（3%NaCl）/h
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20～25
490
1
0.59
200
—
|
25
490
1
H
—
160
|
35
490
2
＞2H
≥300
—
|
5．电泳涂料
电泳涂料又分阳极电泳涂料和阴极电泳涂料。阳极点用涂料的早期品种有马来化油、醇酸、环氧酯、酚醛等，它们普遍地都存在着稳定性差和泳透力低、形成涂膜防锈性差等诸多问题。后来又开发了聚丁二烯阳极电泳涂料和丙烯酸阳极电泳涂料。聚丁二烯阳极电泳涂料具有较高的泳透力，涂料稳定性也好，但涂膜易泛黄，可作一般腐蚀防护底漆，丙烯酸阳极电泳涂料具有良好的腐蚀防护性和优良的耐候性，可配成清漆和色漆（包括白漆和浅漆），清漆用于铝制品的装饰性保护，色漆可用于有色金属制品轻工产品的装饰。
聚丁二烯阳极电泳涂料是将聚丁二烯与马来酸酐加合引入羧基，制的阴离子型涂料，通过残留双键的高温氧化聚合交联成膜；而丙烯酸阳极电泳涂料是利用混醚型氨基树脂作交联剂，这类氨基树脂有适宜的水溶性保证在电泳涂装时，能按比例沉积析出，使之得到具有均一交联度的涂膜。
阳极电泳涂料的主要性能见表1-17。
表1-17 几种阳极电泳涂料的主要性能
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项目
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环氧酯
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聚丁二烯
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丙烯酸环氧酯
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丙烯酸色漆
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施工电压/V
泳透力/cm
固化条件
冲击强度/N·㎝
附着力/级
硬度
盐雾试验h
浸盐水（3%NaCl）/h
清漆60光泽/%
耐候性（250h保光率）/%
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—
8.5
180℃，1h
490
2
—
—
1
—
—
|
60～100
13～16
140℃，1h
—
—
—
—
48
—
—
|
150～250
18
170℃，30min
490
1
—
400
—
—
—
|
120～200
50%
180℃，30min
490
1
2H
150
—
90
75
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阴极电泳涂料品种主要是环氧叔胺，经酸中和后形成阳离子型水分散体，它用水溶性氨基树脂交联；或者，环氧叔胺用半封闭异氰酸酯扩链，得到聚氨酯型阳离子树脂，在高温下，封闭剂解离而释放出—NCO基，与—OH基交联成膜。
阴极电泳涂料具有良好的稳定性，高的泳透力，涂膜本身有更好的防锈能力，故整体防锈性远比阳极电泳涂料高得多，耐盐雾试验可达800～1200h，故在汽车行业已得到普及。另外，阴极电泳涂料有良好的展平性，特别是后模型阴极电泳涂料，展平率高达83%以上，可省去中涂层，复合涂层仍有很好的平整度或很高的鲜映性（见表1-18）。
表1-18 阴极电泳涂料的主要性能
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项目
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品种
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HS-88
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HB-2000
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G1083
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8912
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颜色
PH值
电导率/μs·cm
溶剂含量/%
泳透力/%
库仑效率/（mg/C）
加热减量/%
再溶性/%
施工电压/V
破裂电压/V
槽液温度/℃
烘干条件/℃·min
膜厚/μm
附着力/级
冲击强度/N·cm
柔韧性/mm
光泽/%
杯突试验/mm
盐雾试验/h
|
灰
6.7±0.3
1200±200
2.5～4.5
＞75
25～30
＜6
＜10
150～220
＞250
28±1
170×20
18～22
1
490
1
＞60
—
＞800
|
黑
6.6±0.3
1500±300
2.5～3.5
＞85
＞30
＜4
＜5
200±50
—
28±1
170×20
30±5
1
392
—
＞50
—
＞1000
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灰
5.9±0.3
1500±300
3～9
＞18cm
20～33
＜9
＜10
300±60
＞360
29±1
175×12
18～22
1
490
1
—
5
720
|
黑
6.5±0.3
1200±400
2.5～4.5
＞65
25～30
＜10
＜10
140～200
＞240
26±2
170×20
18～22
2
490
1
＞60
—
720
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这类涂料可分为双包装水乳液和单组分水溶液两种体系，并都有良好的使用性能。但由于环氧树脂的耐候性差，人们又开发了丙烯酸系阴极电泳涂料，涂膜清澈透，可作金属精饰性的透明装饰防护层；添加彩色透明颜料可得仿金镀那样的高级装饰性涂层；添加彩色颜料儿可使各类金属制品涂上鲜艳的色彩。如果采用复层膜技术，可将环氧和丙烯酸制成复层阴极电泳涂料，烘烤时，两个相容性和表面张力相异的树脂，发生相分离，表面张力大的环氧迁移到下面与金属表面相接，表面张力小的丙烯酸迁移到上层与空气相接触，实现一道涂层同时赋予优良的防护性和装饰性。
6.自泳涂料
自泳涂料有聚合物乳液、颜料、酸、氧化剂等配制而成，被涂覆金属被涂料槽液化学溶解产生多价金属离子，使接触界面乳液胶团絮凝而沉积形成涂膜。由于它的沉积过程靠化学反应来推动，故又称之为化学泳涂，以区别于电泳涂装，但同样具有良好的平整度、膜厚均一性和防护性，且沉积时间短（2min）、烘烤温度低（约100℃）。这要品种有丙烯酸和偏氯乙烯等，偏氯乙烯自泳涂料有更好的防护性（见1-19）。
表1-19 偏氯乙烯自泳涂料的主要性能
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项目
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偏氯乙烯自泳涂料
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苯丙乳胶涂料
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干燥
膜厚/μm
附着力/级
冲击强度/N·cm
柔韧性/mm
铅笔硬度
盐雾试验/h
耐盐水（24h）
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90～105℃
14～24
1～2
490
1
≥4H
＞500
—
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25℃实干24h，105℃×1h
—
—
490
1
—
—
无变化
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由于沉积析出的湿膜可以用水冲洗，故涂膜中不残留表面活性剂或其他水溶液物质，耐水防锈性远比普通乳胶涂料优越。
四、光固化涂料
光固化涂料由光固化树脂、活性稀释剂、光引发剂、透明颜料与填料及其他助剂配制而成。光固化树脂包括不饱和聚酯、丙烯酸聚酯、丙烯酸聚醚、丙烯酸环氧聚氨酯及聚丁二烯等。其中不饱和聚酯多用于配制木器光固化涂料，涂膜厚而坚硬、光亮耐磨、抗沾污；丙烯酸环氧多用于配制光固化底漆，丙烯酸聚氨酯多用于配制塑料用面漆，具有良好装饰性。
活性稀释剂有苯乙烯和丙烯酸酯类多官能团活性稀释剂。前者多用与稀释不饱和聚酯，后者用于稀释丙烯酸基树脂，并根据稀释剂反应活性、挥发性、交联密度及涂膜性能来选用和确定其用量。
光固化涂料利用300～450nm的近紫外线来固化，100～200nm的紫外线易被物质吸收，穿透力弱，难以利用。故光敏剂选用对300～450nm波长紫外线敏感并能产生引发聚合的自由基的光引发剂。不饱和聚酯多采用安息香醚光引发剂，丙烯酸基多用偶氮二异丁腈。
其他助剂包括纤维素流平剂、醇胺类或磷酸脂类促进剂及涂料稳定剂。由于颜料的吸光性强，使紫外线无法到达涂膜内部，故光化涂料仅限于填孔剂、二道漆、清漆等品种。如果采取多种紫外线光源与多种光敏剂匹配，实现色漆的紫外光固化也是可能的，但还需进行大量的试验研究，技术难度较大。
光固化涂料的主要品种有木器涂料、塑料涂料、纸张涂料、皮革与织物涂料、卷材涂料、光纤维涂料和金属涂料等，它们普遍地拥有高光泽和高耐磨性。