不同类型的涂料体系的刨析流程设计

上一篇 / 下一篇  2010-07-08 14:54:30

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O 引 言

    涂料研究可以归结为两类方法:一种是独立研究的创新研究方法;另一种是吸收消化类型的研究方法。 对于前一种方法不涉及涂料剖析的问题,而对后一种 研究方法,涂料剖析就显得尤为重要。涂料剖析是获取先进技术的一种重要手段和捷径,尤其是对国外高新技术的消化吸收甚至创新都离不开对新技术组成的了解。 目前,国内在这方面做了一些工作 ,但对涂料剖析工作进行系统分类总结的工作不多。针对上述存在的问题,本文试图通过对剖析工作分类的总结,有益于涂料剖析工作的开展并引起研究人员以及生 产厂家对涂料剖析工作的重视。

   1 涂料剖析原理

    涂料剖析工作可以概括为两个过程:①获得什么信息 ( 涂料的组成、施工方法、使用环境、贮藏 ) ;②怎样获得信息 ( 针对具体的涂料体系所应采取的剖析程序和采用相应的分析仪器 ) 。应该获得什么信息是指涂料由那些成分组成的,其与涂料的组成、施工、使用环境、贮存有关。涂料剖析工作重点在研究涂料的组成上,包括成膜物质 ( 什么树脂或无机成膜物质 ) 、颜料 ( 包括颜填料颗粒大小,颜基比等 ) 、溶剂 ( 有那些成分组成的 ) 以及助剂。

    怎样获得涂料组成的信息是整个涂料剖析的关键。涂料是一种复杂的混合物,不可能不经分离就直接采用仪器分析,在涂料剖析中能否成功地分离涂料每一种组分往 往成为涂料剖析的核心和关键。涂料 剖析就是通过一定的分离一分析过程和步骤,将复杂 的混合物通过一定的分离手段,纯化到满足各种分析仪器要求的纯度,从而获得涂料的组分和每种成分在涂料中的含量的信息。

    由于涂料的用途不同,组成上有很大的区别。因 此,在进行涂料剖析前需要对涂料的用途有一个基本的了解,根据获得的信息做一个基本的判断。判断的内容包括:该涂料属于那种剖析体系 ( 水性涂料、粉末涂料或有机溶剂类涂料 ) ;再结合涂料的功能大致判断可能有的物质,例如:不粘涂料,可以根据使用功能判断为有机硅或者是含氟类涂料,如果工艺为高温烧结,就可能为含氟涂料。由此 可分析涂料使用的环境和施工工艺,对于剖析具有重要的参考价值。为达到对涂料体系剖析的目的,需要了解涂料成分的组成,而涂料是一个混合物的复杂体系,现 在没有一种仪器能够在如此复杂的体系中,获得所需要的信息 ( 成分含量、颗粒大小、颜基比 ) ,为此,需要针对一定的体系,从复杂的混合物中分离出能够满足分析要求的物质,才能对成分和组成进行分析。为得到满足分析要求的试样和防止涂料中低含量的 组分流失,需要在分析过程中设计一定的流程,逐步分离出每种需要分析的物质,然后根据分离出物质的特点,采用相应的仪器设备进行分析,此过程叫涂料剖析分 析程序和步骤。它通常是由一系列的分离过程和分析过程组成,由于涂料体系不同,所采用的分离程序和每个过程所涉及到的仪器也有所差异,本文就不同的涂料体 系,从分离和分析的角度进行讨论。

   2 涂料剖析体系的分类

    在涂料剖析过程中,涂料使用环境、贮存应该注意的事项、涂料的施工方法可以通过产品说明书获得。这些信息可以辅助判断涂料的组成范围和制定剖析方案。例 如:防腐蚀涂料施工是否多层施工,每层施工是否用同一种涂料 ( 是否分为底漆、中涂漆、面漆 ) ,如果每层都不一样就需要分别剖析。在施工中所使用的涂料是否为双组分 ( 可以粗略地判断是否热固性涂料,由此判断涂料的大致范围 ) 。因为在防腐环境中所使用的颜料具有防腐作用,由此可以判断填料为玻璃鳞片、不锈钢片,或锌粉以及系,铬系或陶瓷填料等。还可以通过使用环境判断涂料的 树脂,例如,需要高耐候性的工矿情况,面漆一般选择氟树脂,而底漆可以选择环氧树脂。如果不需要直接在大气中使用的内用的管线涂料,面漆和底漆往往都采用 同样的树脂。所以了解涂料使用环境和施工方式对涂料剖析有许多辅助意义。在涂料剖析之前需要了解的相关信息内容见图 1 。

 

图 1 
涂料剖析需要了解的相关信息

图 1 涂料剖析需要了解的相关信息

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    怎样获得信息与具体需要剖析的涂料体系有关,它包括涂料混合物的分离和分离后的成分分析以及

    2 . 1 粉末涂料剖析体系

    粉末涂料剖析体系又可以分为无机粉末涂料 ( 如建筑类无机粉末涂料 ) 和有机粉末涂料。对于无机粉末涂料的剖析比较简单,可以不用分离直接进行

分析。分析程序如图 2 所示。

 

 

图 2 
无机粉末涂料分析程序

图 2 无机粉末涂料分析程序

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    对于有机粉末涂料需要将颜料和树脂以及助剂分离后才能进行分析,其剖析程序见图 3 。有机粉末涂料较无机粉末涂料复杂,在该体系中需要经过剖析获得的信息包括:颜料成分、颗粒大小、颜料和树脂比例 ( 质量比 ) 、树脂的成分,对于样品可以采用溴化钾压片方法做一个总的红外光谱,对于只含有一种树脂的样品,在第一步就可以大致分析出可能含有的树脂,或者无机填料, 对于有多种树脂组成的混合物可以大致分析含有那类物质。这一分析过程很重要,它是后续分离颜料和树脂,选择树脂的萃取溶剂以及树脂和溶剂、助剂分离的重要 依据。可以说此步骤分析的结果直接影响分析的难易程度。需要重视红外全谱图的分析,其可作为制定后续的分析程序的重要参 考。

    2 . 2 水性涂料剖析体系

    水性涂料分为水溶性和水乳化性涂料,由于类型不同剖析的程序也略有差异。对于水溶性涂料其分析程序如图 4 所示。

 

图 3 
有机粉末涂料分析程序

图 3 有机粉末涂料分析程序

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图 4 
水性涂料分析程序

图 4 水性涂料分析程序

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对于乳液高分子涂料,首先需要破乳,后面的分析步骤基本与水溶性涂料的分析程序相同。

   2 . 3 有机溶剂涂料剖析体系

    有机溶剂体系涂料的剖析是涂料剖析中经常遇到的体系,它是由树脂、颜料、有机溶剂、助剂组成的混合体系。在此体系中,作为成膜物质的树脂可能是 一 种或数种树脂组成,而溶剂也是多种成分的混合物,为使涂料具有良好的综合性能,颜料也是由数种物质组成的,该体系所使用的助剂也是由多种物质组成。在如此 复杂的混合物中,分析出每种物质,使每种物质在分析的过程不因为实验操作的关系而发生物质成分的流失,就要在起始过程中始终监视物质的流向。因为有些微量 组分往往决定涂料性能。因此,在涂料分析程序设计过程,要充分地考虑设计的合理性,要预测到每步可能带来的分析对象的流失。因为每种涂料都有自身的特点, 分析流程会产生一定的差异。有机溶剂涂料分析程序如图 5 所 示。

 

图5 
有机涂料分析步骤和程序

图5 有机涂料分析步骤和程序

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在分离-分析流程中,防止分析成分流失的最好 办法是采用红外光谱进行跟踪。

   3 结 语

    涂料是一种复杂的混合物,不同的涂料体系,要采用不同的分析程序和步骤。在设计涂料剖析的分析程序时,要充分考虑涂料剖析体系的特点,结合所搜集的信息有 针对性地设计剖析程序。

采用的仪器。涂料剖析需要对涂料和仪器分析两个背 景知识和常识都有一定的了解。根据实际分析情况,涂料剖析可以分为以下剖析体系。



分析化学  仪器分析  红外光谱



TAG: 涂料体系

 

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