硝基漆知识

ADP · 发表于 2009-2-21 21:57:12

硝基漆

一．概述
硝基漆（俗称喷漆）是以硝化棉为主要成膜物质的挥发性涂料。它具有漆膜干燥快，平整光亮，硬而坚韧的特点，可抛光擦蜡，以进一步提高漆膜的光亮度和装饰性，硝基漆大多属于热塑性质，在施工及使用中，易于修补是它的一大优点。
硝基漆是一个生产历史悠久的多品种大类。多数用户和施工人员都熟悉此产品的选择和应用，市场的应用面也比较广，因而生产量也比较大，仍然是一大支柱产品。
硝基漆的施工方法比较多样，有喷，刷，浸，淋，辊，刮，抽，擦（揩）还有热喷和静电喷涂等工艺，应用工艺的多样化，是别的大类不能相比的了。因而受到用户非常的欢迎。
涂料生产经过几十年的发展，可硝基漆的变化却很小。由于硝基漆中成膜物含量比较低，而粘度又比较高，施工中需耗用大量的稀释剂，这样就造成施工道（次）数的增加，一般需2~3道，多至6~7道。工时增加，溶剂消耗，对环境污染又非常严重，这是此漆的一大缺点，如何改进，值得考虑。
二．硝基漆的组成
                                 硝化棉
                                          软树脂
            不挥发份             树脂    硬树脂
                                                         溶剂性
硝基漆                         增塑剂  油脂性
                                                增塑剂  树脂性


                                                            无机
                                 颜料    有机
                                 真溶剂    酯酮
               挥发份          助溶剂醇
                                 稀释剂芳烃（甲苯）

1.硝酸纤维素（硝化棉）
硝化棉由精制棉与浓硝酸和浓硫酸的混合酸在一定的工艺条件下，经酯化而成。
纤维素是一种天然高分子，其分子式可以写作：（C6H10O5）n因每个基环具有三个羟基，所以也可写作C6H7O2（OH）3如果三个羟基全被酯化，则生成三硝酸纤维酯
C6H7O2（OH）3+3HNO3    C6H7O2（ONO）3+3H2O不同的配料比例及工艺条件可以制出一硝酸酯，二硝酸酯和三硝酸酯，其含氮量分别为6.67%，11.11%和14.14%，当含氮量小于10.5%时溶解性很差，而高于12.3%时又及易爆炸。硝化漆常用的含氮量为11.5~12.2%，具有较好的溶解性，漆膜有良好的防潮性及机械强度，酯化后的粗制品经过去酸，洗涤，降解，漂白，脱水而制得含乙醇30%的成品。
硝化棉但是制造硝基漆的主要成膜物质,最适用的粘度为1/4″-40″

ADP · 发表于 2009-2-21 21:57:47

硝化棉高低粘度的性能特点；高
低

机械强度好
硬度好

抗张强度好
打磨性好

柔韧性好
耐气候性差（易变脆，开裂）

延伸性好
施工性好

（含固量高）

施工性差

（含固量低）

2. 树脂
单用硝化棉制成的漆，光泽不高，附着力差，含固体量低，好多技术要求无法满足，因此必需选用合适的树脂改变性能，达到比较理想的质量。
选择合适的树脂，首先与硝化棉必需要有比较好的混溶性，以任何比例混合都可相溶，形成的涂膜应清澈透明，无一丝雾状样浑浊，对漆中的其它组分也不会发生不良的反应。
改性用的树脂，必须具有下列几点要求：
增加不挥发份含量后，但不显著增加粘度。
增加漆膜光泽及丰满度。
增加漆膜附着力。
增加某些特殊要求的性能，如耐候性、耐水性，耐湿热性（三防性），柔韧性，耐热性和耐延燃性。
硝基漆中常用树脂有二类：
1）硬树脂（主要有两种）
a)松香甘油酯（甘油树脂，甘油松香），由天然松香（松香酸）与甘油经加热酯化而得，常温下呈黄色透明固体状，软化点85-92℃因软化点不高，一般只适用于内用漆中。
b)顺丁烯二酸酐松香甘油酯（失水苹果酸树脂）
由顺丁烯二酸酐、天然松香和甘油而制得，常温下呈黄色透明固体，软化点125-145℃加入漆中可提高硬度、光泽、附着力及打磨性，主要用于硝基外用漆中，因耐候性欠佳，涂膜日久易脆裂，近来已少采纳。
2）软树脂
涂料中采用的醇酸树脂有干性与不干性的区分。硝基漆中主要选用不干性树脂，所谓不干性主要是采用了不干性油作改性剂。本厂选用的主要品种有蓖麻油改性树脂和椰子油改性两种。其主要组成为苯二甲酸酐，甘油和改性油经高温（一般在240℃左右）酯化、脱水、冷却、对稀、过滤、包装而成。漆中还分长中短油度改性，由不同质量要求的品种选用。
短油度改性的树脂主要供作硝基外用漆用，可提高漆的硬度、耐磨、耐气候等性能。
中、长油度改性的树脂，主要供有柔韧性要求的品种如皮尺、皮革、印花等的软性产品中。
长油度改性树脂还可调制颜料作研磨色浆代替蓖麻油轧浆，可提高出浆率与质量。
长、中、短油度的区分，相应为50%以上、45-50%，40%。
3）氨基树脂（用得很少）
氨基树脂是是热固性树脂，不常用于硝基漆中，但外用漆中少量加入，可使漆膜后期产生提高抗水、保光的作用，一般采用低醚化度丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂（#582）用量很少为醇酸树脂的10%。
4）丙烯酸树脂（已列丙烯酯大类中）
热塑性丙烯酸树脂由多种单体共聚而成，具有多种优良性能，可由品种要求设计，具有自由发挥的功能，软的树脂可起增塑作用（内增塑），硬的树脂具有一定硬度和抗张强度，可在较大范围内调节漆的性能，由于它具有较好的保光保色性能，用于硝基漆中可配制室内外要求稍高的快干产品。

ADP · 发表于 2009-2-21 21:58:23

3. 增塑剂
硝化棉制成的漆膜性能很差，在受到外力时，易脆裂、收缩及剥落要克服这些缺点需要在漆中加入适量的增塑剂，一般在漆膜中处于两种状态，即混合状与混溶状，由于增塑剂的加入高分子链段间的作用力降低，产生了柔顺性，使漆膜的冲击强度、弯曲性能和延伸力、附着力、耐寒性等的提高，但抗张强度、硬度、和耐热性等有所下降。
理想的增塑剂应具备以下条件：
a) 在漆膜中有良好的混溶性。
b) 不挥发或很慢挥发，在漆膜中能长久保持增塑性能。
c) 低温下不析出
d) 在紫外光下不变色。
e) 无色、无臭、无毒、性质稳定。
f) 对颜料有较好的润湿性和展色性。
g) 价廉易得。
硝基漆中使用的增塑剂大致有三个类型：
1）溶剂型：最常用的是苯二甲酸二丁酯，它比二甲酯及二乙酯的挥发性小，比二辛酯等的高碳酯对硝化棉的溶解性好。它在漆膜中是处于混溶状态，相当于一种高沸点溶剂，但遇温度提高就变软发粘。
2）油脂型：常用的是蓖麻油和氧化蓖麻油，对颜料有很好的润湿性和展色性，生产中做研轧色浆的配套原料，油脂型增塑剂在漆膜中是处于混合状态，增塑效果很好，但遇热易渗出。
3）树脂型：主要有以二元酸与二元醇缩合制成的线形聚酯或长油度改性的醇酸树脂，这种增塑剂具备双重作用，可增加漆膜的光泽、附着力、坚韧性，遇热不会发粘和渗出，但低温时增塑效果要差一点。
因而在硝基漆中的增塑剂大致选用二种或以上来发挥各自的优点。
4. 颜料：由于硝基漆在施工时含固量和粘度均较低，因而选用颜料必须具备遮盖力强、细度好、易分散、质地轻，耐溶剂性好，色艳耐晒等要求。
a) 白色颜料：钛白粉（二氧化钛）是使用量最大的品种，遮盖力和着色力最好。钛白粉有锐钛型（A型）和金红石型（R型）之分，金红石型具有优良的耐光、抗粉化性能，最适合户外用漆，锐钛型的分散性，着色力，白度均比较好，漆膜在户外易粉化，只宜于内用漆的生产。其它有氧化锌，锌钡白等本厂比较少用或一般只用于低档产品中。
b) 黑色颜料：以炭黑为主，氧化铁黑其次（用得很少）炭黑有较强的着色力和遮盖力，在漆的配比中用量较少，炭黑有很多品种，根据不同要求来选择炭黑，常以黑度和分散性能作为主要条件。高色素炭黑用来生产普通色度的黑漆，色素炭黑由于分散性比较好，可用来配色制复色漆，特黑炭黑价格较贵，黑度很好，用于黑度要求较高的产品，常用的焦化特黑（国产）和FW-200进口炭黑专用于生产硝基外用特黑漆和部分铅笔漆等。
从实践中发现颜料的黑度愈高不，它的分散性越差，黑漆生产中，常采用压色片的工艺来达到好的细度、光泽和黑度。
c) 黄色颜料：铅铬黄是比较常用的品种，有柠檬铬黄、淡黄、中黄、深黄、橘黄等，颜料特点：吸油量低，易分散，色泽鲜艳，色谱齐全唯耐光性一般，氧化铁黄的遮盖力、着色力、耐光性等性能比较优良，唯色相不够鲜艳，用来配制复色漆是非常之好。
d) 兰色颜料：无机颜料中最常用是钾铁蓝（青光）着色力与遮盖力都比较强，有一定程度的透明性，耐光性尚可，唯耐碱性较差（遇碱易褪色）缺点是吸油量高、粉质硬，不易研磨分散，常采用色片工艺分散颜料。
酞青蓝是用途最广的有机颜料，其特点是色泽鲜艳，着色力强，耐酸，耐碱，耐光和不渗色，产品有稳定型与非稳定型之区分，硝基漆应选用稳定型，由于粉质吸油量高、颜料的分散最好采用色片工艺。
e) 绿色颜料：在制漆时一般常以黄蓝并混而成，酞青绿色泽比较鲜艳，性能与酞青蓝相仿。铬绿（氧化铬绿、三氧化二铬）是一个性能优良、耐化学腐蚀性比较好，但粉质很硬不易研磨分散且价格昂贵，色泽不鲜艳主要用作防腐涂料。
f) 红色颜料：最常用的有机红颜料有甲苯胺红与立索而红二种均属偶氮颜料，由于分子结构的不同，可以制得不同色相的品种，以大红色为例，甲苯胺大红耐光性略优，而色相略暗（不鲜艳）而立索而红色相略鲜艳，但遇热易泛金光，故二者并用可发挥各自优点。（这是过去的配方，现已改用别的大红粉了）#220大红
g) 体质颜料：硝基漆除了半光、无光、腻子、底漆外，其它方面很少使用体质颜料。体质颜料的品种有沉淀硫酸钡、硫酸钡、滑石粉和碳酸钙等。
5. 溶剂
溶剂是硝基漆中一大组成部分，溶剂的作用在于溶解成膜物成溶液，以便于施工。溶剂是挥发性液体，硝基漆的干燥就是靠溶剂的挥发实现，所以挥发速度的快慢对漆膜外观及质量都有关系，溶剂的挥发太快，会影响漆膜的流平性及光泽，挥发太慢又会造成漆膜流挂及施工周期的延长，选择合适的溶剂组合非常重要。
硝基漆中所采用溶剂的作用：
真溶剂：酯与酮（醋酸乙、丁、戊酯，丙酮，环己酮）
助溶剂：醇（乙醇，丁醇）
稀释剂：芳烃（苯，甲苯，二甲苯）
真溶剂是溶解硝化棉的主溶剂。
助溶剂与真溶剂在适当的比例混合后可产生溶解作用。
硝基漆中加入稀释剂的目的是降低成本，用得最多的是甲苯，它还是改性树脂的最好溶剂

ADP · 发表于 2009-2-21 21:58:45

酯与醇混合后溶解力的变化：
溶剂名称
溶解力（甲苯法）

醋酸丁酯
2.7

50%醋酸丁酯

50%乙醇
3.0

50%醋酸丁酯

50%丁醇
2.4

硝基漆中常用溶剂的稀释率，挥发速率与沸点：
溶剂名称
稀释率（甲苯法）
挥发速率（乙醚法）
沸点

丙酮
4.5
2.1
55-56

醋酸乙酯
3.4
2.9
76-77

醋酸丁酯
2.7
11.8
124-127

环己酮
5.7
40.0
155-157

乙醇

8.3
77-79

丁醇

33.0
114-118

甲苯

6.1
109-111

纯苯

3.0
79-81

二甲苯

13.5
135-145

三.硝基色漆的生产流程
硝化棉
                  基料
混合溶剂
颜料
                  色浆
蓖麻油
硝化棉
苯二甲酸二丁酯    色片       色片液
颜料             混合溶剂
颜料的两种分散工艺，根据生产工艺设计要求可选择
醇酸树脂
混合溶剂
增塑剂
                                                   调  漆
                                                   过  滤

                                                包  装