第一节 涂料的定义及分类
一、涂料的定义
涂料制造指在天然树脂或合成树脂中加入颜料、溶剂和辅助材料，经加工后制成的覆盖材料的生产活动。
二、涂料的组成
包括：用于建筑、汽车、船舶、机械、家具、交通等方面的各种涂料；防水涂料：水性聚氯乙烯焦油防水涂料、聚氯乙烯弹性体防水涂料等；绝缘漆制品；涂料用辅助材料，如涂料用稀释剂、防潮剂、催干剂、脱漆剂、固化剂、防沉剂、涂料防污剂等。
三、涂料的分类
国内外油漆涂料分类方法很多，大致可概括为标准分类和习惯分类两种。前者，为我国有关部门作为标准规定的分类命名编号的方法，便于全国各 行业 统一使用；后者为人们习惯的分类方法。
标准分类：我国有关标准规定的涂料产品分类是采用以涂料组成中的成膜物质为基础的分类方法。若成膜物质由两种以上的树脂混合组成，则按涂膜中起主要作用的一种树脂为基础作为分类依据。按照我国涂料工业生产的涂料品种的实际情况，目前把涂料产品分为十八大类。如酚醛树脂类、聚氨酯类等等。
习惯分类：长期以来人们习惯按涂料组成、性能、用途、施工、固化机理、成膜顺序等组成特点来分类和命名。根据干燥机理分为挥发干燥与固化干燥型涂料；根据组成特点分为油性类与树脂类；根据溶剂的特点可分为溶剂型、无溶剂型、水溶性涂料等；根据是否含有颜料来分为透明与不透明涂料等；按储存与施工的组分可分为单组份与多组分。
第二节 涂料的作用及成膜机理
一、涂料的功能作用
通常涂料具有三大功能：
1、装饰功能：建筑物内外墙面经过涂装后可以形成具有不同颜色、不同花纹、不同光泽和不同质感的涂膜，从而起到美化居住环境作用。
2、保护功能：所谓保护功能就是保护建筑物不受环境的影响或将其影响减至最小的功能。涂料经涂装后在建筑物内外墙表面形成均匀连续的涂膜。这种涂膜具有一定的厚度、柔韧性和硬度以及具有耐磨、耐水、耐酸碱腐蚀、耐污染、耐紫外光照射、耐气候变化、耐霉菌侵蚀等特征，可以减少或消除大气、水分、酸雨、灰尘、微生物对建筑物的破坏作用。延长建筑物使用寿命，提高建筑物经济价值。
3、特种功能：特殊功能的建筑涂料，如防霉涂料用于酒厂、糖厂、食品厂等内壁而具有防止霉菌生长的功能，防火涂料具有防止火焰燃烧及蔓延作用。此外还有防水涂料、防虫涂料、防锈涂料、防腐涂料、吸音涂料、抗结露涂料、示温涂料、防尘涂料、防辐射涂料、防电波干扰涂料等。
二、涂料的成膜机理
涂料成膜机理：涂料的成膜经历三个过程
施工后的湿膜、水分逐渐挥发，分散着的颗粒逐渐靠拢，在接近到某一程度时，邻近的颗粒就紧紧地挤在一起，失去了运动的自由而成凝胶状，在这个阶段仍可用水重新分散。
在水分挥发将尽时，毛细管力明显地起作用，在毛细管力下，颗粒相互接触，相互吸引，相互流动，相互聚结成为整体的漆膜，但在乳液玻璃化温度下，虽然相互接触、却不能相互流动和聚结(故施工温度不能太低)。在高温干燥天气条件或吸收性强的基材表面，会使水挥发速度加快或使水过快地被基材吸收，这两种情况，会使湿膜没有足够的成膜时间而影响涂膜质量。
漆膜随着时间的推移，性质逐渐改进，这是聚结的继续和聚结后聚合物分子链段相互渗透的结果，这就是为什么乳胶漆的实干需要数天或更长的时间。
第三节 涂料的特性及应用
一、建筑涂料特性及应用
1、建筑涂料的性能
l )施工前涂料的性能
① 应具备储存稳定性和低温稳定性;
② 应具备性能及颜色的均匀性;
③ 方便操作、使用及干燥、凝结和补涂、复涂;
④ 调配施工：作业操作时无害、无污染、安全。
2 )施工后装饰涂层的性能
① 涂料在固化、干燥过程中不开裂、不起鼓，并与基层勃结牢固；
② 应具有耐水性、耐碱性、耐冲击性;
③ 不易受污染，易除去污染及不污染相邻物且不易渗水;
④ 应具有耐冻融性、透气性、防结露性;
⑤ 特殊功能性涂料还应具有相应的功能作用。
2、建筑涂料应用
一般来讲，建筑涂料具有装饰功能、保护功能和居住性改进功能。各种功能所占的比重因使用目的不同而不尽相同。装饰功能是通过建筑物的美化来提高它的外观价值的功能。主要包括平面色彩、图案及光泽方面的构思设计及立体花纹的构思设计。但要与建筑物本身的造型和基材本身的大小和形状相配合，才能充分地发挥出来。保护功能是指保护建筑物不受环境的影响和被破坏的功能。不同种类的被保护体对保护功能要求的内容也各不相同，如室内与室外涂装所要求达到的指标差别便很大。有的建筑物对防霉、防火、保温隔热、耐腐蚀等等有特殊的要求。居住性改进功能主要是对室内涂装而言，就是有助于改进居住条件的功能，如隔音性、吸音性、防结露性等。
二、汽车用涂料的分类及特性
汽车用涂料在现代社会中不仅仅是一种防腐蚀的保护层，而且更能给汽车增添美感，满足人们的视觉享受。这对美化城市、美化环境、调节人们精神面貌起着不可缺少的作用。
根据涂料的成膜物质，我国目前统一分类为：油脂漆、天然树脂漆、酚醛树脂漆、沥青漆、醇酸树脂漆、氨基树脂漆、硝酸漆、纤维素漆、过氯乙烯漆、乙烯酸漆、丙酯漆、环氧树脂漆，聚氨酯漆，元素有机漆、橡胶漆、其他漆等17大类。
根据涂料的干燥形式，它又可以分为：常温空气干燥型、溶剂挥发型、烘烤干燥型、双组份固化干燥型。具体介绍如下：
（1）常温空气干燥型。这类涂料的干燥主要是在常温空气下，靠自身的氧化和聚合反应而形成坚硬的漆膜。包括油脂漆，天然树脂漆、酚醛树脂漆、沥青漆、醇酸树脂漆。
（2）溶剂挥发型。这类涂料是靠溶剂的挥发而干燥成膜。涂料自身不会发生化学变化。包括硝基漆、过氯乙烯漆、乙烯树脂漆、纤维素漆、丙烯酸漆。
硝基漆是以硝化棉为主要原料，加上合成树脂、增塑剂、溶剂与稀释剂调和而成的一种清漆，然后再添加颜料经研磨而成磁漆或底漆。由于硝基漆大量在汽车上作喷涂使用，所以通常称为“汽车喷漆”。硝基漆的特点是：具有干燥速度快、机械强度好、涂膜坚硬，可打蜡抛光，漆膜光亮似镜，并具有较好的稳定性、耐久、耐水、耐油性。但在潮湿气候条件施工，涂膜表面容易发白、失光。
过氯乙烯漆是由过氯乙烯树脂为主要成膜物质加入其他树脂（如醇酸树脂等）、增塑剂、颜料、溶剂研磨而成，肯有优异的耐化学腐蚀性，因此在工业上常作为三防涂料。另外它还可以作为防火涂料，常在公交车上使用。
丙烯酸漆主要是由甲基丙烯酸与丙烯酸酯的共聚树脂为主要成膜物质而制成的涂料。由于树脂聚合时选用撞单体不同，可分热塑性和热固性两大类。热塑性丙烯酸漆为挥发性漆，常温干燥，固体含量低，喷涂施工要消耗大量的溶剂，喷漆时易产生“拉丝”和：“桔皮”现象。其特点是与纤维漆都有较好的结合力，能解决两者之间附着力不牢的缺点。热固性丙烯酸漆是烘干性涂料，具有热塑性丙烯酸漆优点，在汽车工业中常替代氨基烘漆。
（3）烘烤干燥型。这类涂料的干燥，是靠成膜物质在高温作用下起交联反应而固化成膜，包括氨基树脂漆、热固性丙烯酸漆、热固性环氧漆等。
氨基树脂漆是由氨基树脂与多种树脂混溶（如醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等）成为成膜物质，以高温固化成膜。氨基烘漆随氨基含量越高，其成膜光泽、硬度、耐水、耐油、耐化学品性能越高，但其成本也越高，而韧性及附着力降低。故产品中大多采用中等含量，约氨基树脂：醇酸树脂为1：2.5~5。
热固性丙烯酸漆具有热塑性丙烯酸漆优点，在汽车工业上常替代氨基烘漆。热固性环氧漆用环氧树脂加各种树脂（酚醛、氨基、醇酸）来固化，并在高温下进行烘烤固化成膜。
（4）双组份固化型。双组份涂料的干燥，是靠固化剂的活性基团引起成膜物质中分子交联而固化成膜。一般以常温干燥为主，也可低温（60~70℃）烘烤固化成膜。双组份涂料的干燥速度及涂膜性与环境温度和固化剂加入量有关，如固化剂加入量过多，干燥速度对某些涂料反而慢，且漆膜脆性大。因此必须按规定比例配比为好。双组份固化型涂料包括：环氧漆、聚氨酯漆、有机硅漆和橡胶漆。
聚氨酯漆是以多异氰酸与多羟基化合物反应而制得，它不烘烤也能达到烘烤漆的性能。涂膜干结合，坚硬耐磨，耐化学腐蚀，可作为高温、高湿条件下的三防涂料，耐油、耐溶剂、稳定性突出，漆膜光亮丰满，用于高级轿车作表面涂料。
聚酸漆是以聚酯树脂为主要基料的涂料，主要品种有不饱和聚酯漆和对苯二甲酸聚酯漆。聚酯漆是无溶剂漆，既可热固化，也可常温固化，色泽良好，漆膜硬度高，耐磨、保光、保色性均好，有一定的耐热性、耐候性及耐化学性。最大的特点是配制聚酯腻子（俗称原子灰），由于无溶剂挥发，而且是催化固化，所以腻子一次可以涂刮较厚而不会产生外干里不干的现象，且收缩性好，无凹塌现象，因此广受欢迎。
三、粉末涂料的特性
1、该产品不含毒性，不含溶剂和不含挥发有毒性的物质，故无中毒、无火灾、无“三废”的排放等公害的问题，完全符合国家环保法的要求。
2、原材料利用率高，一些知名品牌的粉末供应商生产的粉末，其过喷的粉末可回收利用，最高的利用率甚至能达99%以上。
3、被涂物前处理后，一次性施工，无需底涂，即可得到足够厚度的涂膜，易实现自动化操作，生产效率高，可降低成本。
4、涂层致密、附着力、抗冲击强度和韧性均好，边角覆盖率高，具有优良的耐化学药品腐蚀性能和电气绝缘性能。
5、粉末涂料存贮、运输安全和方便。
四、防水涂料的特性及应用
1、聚氨酯防水涂料
这是一种综合性能很好的防水材料，聚氨酯防水涂料可分为焦油型和非焦油型两大类。焦油聚氨酯以廉价、性能优异的煤焦油作为活性填充材料，在国内市场上一度占主导地位。但是，煤焦油是一种组成复杂的混合物，其活性成分随煤种和炼焦工艺的不同而有较大的差异，使用时只是按设定的配合比和预聚体混和，产品性能不稳定，且耐老化性能差，只能用作非外露型防水涂料。另外，煤焦油中含有大量蒽、萘、酚类易挥发物质，严重污染环境和危害人体健康。随着人们对环保要求的不断提高，焦油聚氨酯被淘汰已是大势所趋。非焦油型聚氨酯主要有沥青型聚氨酯。其他聚氨酯虽性能优异，但价格较贵，一时还不能广泛应用，因而沥青聚氨酯受到了广泛的关注。石油沥青作为填充剂加入聚氨酯防水涂料中，无煤焦油的刺激性气味，污染少；本身具有良好的耐水性和防水性能，可延长产品的老化时问；所用的生产设备与煤焦油一样，不需另外追加设备投资；成本低，因此具有良好的开发应用前景。
2、聚合物柔性防水涂料
是以聚合物乳液和水泥为主要原料，加入其他外加剂制得的双组分水性建筑防水涂料。由于这种涂料由“聚合物乳液+水泥”双组分组成，因此具有“刚柔相济”的特性，既有聚合物涂膜的延伸性、防水性，也有水硬性胶凝材料强度高、易与潮湿基层粘结的优点。可以调节聚合物乳液与水泥的比例，满足不同工程对柔韧性与强度等的要求，施工方法方便。该种涂料以水作为分散剂，解决了因采用焦油、沥青等溶剂型防水涂料所造成的环境污染以及对人体健康的危害。所以近年来在国内外发展迅速，成为后起防水材料中的新秀。
3、环保弹性有机硅防水涂料有机硅化学性质稳定，憎水性很好，抗老化、耐久性也很好，乳液为水性，一般不会影响环境。有机硅橡胶防水涂料，含溶剂的，对环境会造成一定影响。
4、硅丙外墙涂料
硅丙外墙涂料是有机硅丙烯酸酯建筑外墙涂料的简称，是一种新型高档外墙涂料，具有优良的耐候性(寿命为10年以上)、耐污染性，其乳液型涂料不含有毒溶剂，对环境无污染，对人体无害，符合当前环保型绿色建材的要求，是涂料的更新换代产品。
5、水性环保型桥梁防水涂料
这是一种水性、无毒无污染、黏结强度大、弹性优良、耐高低温范围宽广、价格低廉的新型桥梁防水涂料。
6、阻热防水涂料
这是一种来自美国的最新专利防水产品。该涂料含有一种获得专利权的微泡玻璃球，它有着无数闭合胶体。为这种微泡玻璃提供载体的是具有高性能的特种树脂，是聚合物和共聚物的总和体。它既可以与柔性防水卷材和刚性防水材料复合使用，也可以直接施工于各种基层，独立发挥防水阻热的良好性能。该材料在金属物体上使用时，极具柔性和封闭性，能堵漏、隔热、防锈；用于沥青屋面时，可反射90%的太阳能量，防止沥青降解，延长使用寿命；用于刚性防水屋面时，能阻止混凝土膨胀，封闭细裂纹和缝隙，防止水分渗透，有极佳的粘附性和延伸性。
第四节 涂料工业发展回顾
涂料的发展经历了天然成膜物质涂料的使用、涂料工业的形成和合成树脂涂料的生产三个历史发展阶段。
涂料的第一个发展阶段是天然成膜物质涂料的使用。中国是世界上使用天然成膜物质涂料──大漆的国家。大漆就是常说的生漆，是在一种漆树上割取它的漆液，用油纸密封保存使用。大漆属于天然漆，可是有很多人接触到大漆会皮肤过敏，不过敏的人很少，甚至有的人闻到大漆的味道也会起疹子。而且大漆对涂刷技术要求也很高，所以现在大漆不常见了。
第二个阶段是涂料工业的形成阶段。在这个时期亚麻油、熟油的大量生产和应用，促使清漆和色漆的品种发展迅速。涂料工业初期生产的色漆，一般是将颜料调入干性油中。施工时要经过调配并稀释到适当粘度，使用很不方便。后来，涂料生产厂直接配制适合施工要求的涂料，即调合漆。在九十年代以前大多数的漆都是调合漆，缺点是味大，而且干燥慢；优点是耐候性好，施工容易。调合漆的污染主要是由于要使用溶剂，而溶剂中含有VOC、甲苯，二甲苯，重金属等污染物。随着科学技术不断进步，不断涌现出各种合成树脂，涂料生产发展到了一个崭新的历史时期，即合成成膜物质时期。现在涂料有成千个品牌，其中还有一些特殊作用的涂料，如防火涂料，防核辐射涂料、防红外线伪装涂料等，可以说应有尽有。
现在涂料正步向一个新的阶段，涂料业向节省资源、能源，环保、有利于生态平衡的方向发展。像水性涂料，特殊功能涂料的出现就是最好的证明。
第五节 涂料原料 分析
由于涂料原料众多，因此我们只选择以下重点产品做 分析 ：
苯酚：市场需求一般，价格比较稳健。市场现货存量不高，但主动性商谈有限，因苯酚价格一直在相对高位运行，终端买家心态比较谨慎，购买量减小，市场需求徘徊不前，贸易商出货有所放缓，但目前市场低价货源较少。目前西南苯酚的市场主流报价15300-15500元/吨。
甲醇：市场交易气氛平静，价格波动不大。当地甲醇装置开工不足，但外地货源基本填补了市场供应缺口，下游用户按需购买，成交气氛一般。目前贸易商心态平稳，有一定出货意向，报价暂时稳定，主流报价在2850-2950元/吨。西北甲醇铁路运到成渝地区主流报价在2850-2900元/吨。
甲醛：市场震荡盘弱，价格小幅下滑。近期甲醛开工较为稳定，市场供应比较充足，而原料甲醇价格下滑，影响了市场对甲醛价格的预期，主动性买盘减少，交易气氛转弱。目前贸易商出货放慢，报价小幅走低，市场主流报价在1400～1500元/吨。
醋酸：市场高位受压，价格大幅下跌。当地主要醋酸装置生产正常，受沿海港口销售不畅影响，产品外发减少，厂家库存有所增加。终端买家对高价原料抵触加大，市场主动性商谈缺乏，观望气氛加重，贸易商出货放慢，价格大幅下跌，市场主流报价在4200-4400元/吨。
醋酸乙烯：市场成交较疲，价格小幅回落。当地主要醋酸乙烯装置开工稳定，厂家库存不高。近期醋酸乙烯交投气氛高位不振，终端买家心态谨慎，成交量继续下滑，在一定程度上抵消了货源不足的缺口，贸易商出货放慢，报价小幅下滑。目前西南醋酸乙烯的市场报价9700-9900元/吨。
丙酮：市场气氛观望，价格小幅走弱。市场供应较为平稳，下游用户进场意向有所转淡。主要因近期原油走势不佳，交易者顾虑上升，且丙酮价格在高位运行，使得主动性买盘减少，成交比较乏力。目前贸易商观望情绪上升，有一定出货意向。目前西南丙酮市场报价9350-9450元/吨。
第六节 生产技术设备与工艺
1、生产设备
1）预分散设备
预分散可使颜料与部分漆料混合，变成颜料色浆半成品。是色浆生产的第一道工序。目的：①使颜料混合均匀；②使颜料得到部分湿润；③初步打碎大的颜料聚集体。属以混合为主，起部分分散作用，为下一步研磨工序做准备。预分散效果的好坏，直接影响到研磨分散的质量和效率。用到设备主要是高速分散机。
2）研磨分散设备
研磨设备是色漆生产的主要设备，基本型式分两类，一类带研磨介质，如砂磨机、球磨机，另一类不带研磨介质，依靠抹研力进行分散，像三辊机、单辊机等。
3）调漆设备
高速分散机可用来调漆配色外，大批量生产时，一般用调漆罐，也就是平常所说的调色缸。调漆罐安装于高于地面的架台上，其结构相对简单，由搅拌装置、驱动电机、搅拌槽几部分组成。搅拌桨可安装在底部及侧面，电机可单速或多速。
4）过滤设备
漆料在生产过程中不可避免会混入飞尘、杂质，有时产生漆皮，在出厂包装前，必须加以过滤。用于色漆过滤的常用设备有罗筛、压滤机、振动筛、袋式过滤器、管式过滤器和自清洗过滤机等。
2、涂料制造流程
预分散——研磨——混合调整——调色——检测——过滤罐装
涂料制造工艺流程图
备注：QC1是原材料；QC2是工艺检控；QC3是成品检验。
第七节 主要的科研机构与专利技术
1、拜耳推出水性紫外光固化涂料原料新技术。
该技术以高效和环境友好为特点，经验证在聚氨酯涂料的诸多应用中效果极佳。近年来，水性紫外光固化涂料所占市场份额越来越多。例如，办公家具制造商纷纷开展宣传活动，表示可用低排放和环境友好型的水性紫外光固化涂料工艺流程为其产品提供外部涂层。而通过使用由拜耳材料科技的Bayhydrol®紫外光系列原材料制成的涂料，即可在保证极具性价比的前提下满足这些需求，因为这种材料在紫外光照射下仅需几秒即可固化。
2、北京志盛博卡节能技术 研究 院开发出一种辐射散热降温涂料。
这种涂料是一种辐射走物体热量并隔热防水的涂料，耐温幅度在-50--600℃，涂料直接涂刷在要散热降温的物体表面，辐射散热降温并能很好的隔热，涂料的导热性只有0.03w/mk，涂料能够以1-13.5μm红外波长向物体所在空间自动辐射走所涂刷在物体上的热量，降低物体表面和内部温度，散热降温明显。涂料辐射散热不受空间介质影响，可以在真空环境下使用，涂料在起到辐射降温的同时，也有很好的自洁性、绝缘性、防腐性、防水性、抗酸碱、施工方便的特点。辐射散热降温涂料已由北京志盛威华公司销售在化工、石油石化、冶金、建筑、轻工、医药、航空、交通、电力等上得到了很好的应用，也得到了国家科技部、发改委有关部门的高度认可。
3、德国埃尔朗根大学医学教授古根博士研发出抵抗致病微生物的酸性表面抗菌涂层。
这种抗菌涂层不仅可以杀死致病细菌，还能同时杀灭病毒，可应用于医疗机构、公共场所和养殖企业的内部装修及各种物体表面的无菌处理。产品经中科院物理 研究 所检测，抗菌率大于99.99%，抗霉率小于1级。经过德国国家实验室检测，可在15分钟内有效杀灭流感和禽流感病毒。该产品应用面广、安全无毒、高效广谱、持久抗菌、性价比高、有着很好的市场前景。
4、海洋化工 研究 院超薄无毒防火涂料获突破
该防火涂料可用于钢结构及非金属结构表面，是国内唯一同时通过船用A级舱壁标准耐火试验A-30级测试和GJB11A-1998毒性检测90天检测的防火涂料产品。产品不含有国内普通防火涂料中所含的有害物质，使用时对人体无害。其作为船舶耐火分隔材料使用，可替代现有耐火板材、耐火毯等隔热材料，而其使用厚度仅为原有结构分隔耐火材料的十分之一，可用于各种船舶和舰艇的密闭舱室及船舶结构的耐火分隔。
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