在设计涂料配方过程中需要考虑的内容包括: 覆盖的底材 (塑料、 金属、 木材), 使用
环境 (室内、 室外、 土壤、 大气、 海水、 淡水、 高温、 低温), 涂层的性能 (耐磨、 防腐、
光泽、 摩擦系数、 隐身、 导热、 导电、 发光、 反射、 标志、 散热、 降温、 节能、 防火、 示
温、 珠光、 荧光、 蓄光、 防污) 等。 对于功能涂料来说, 树脂或成膜物质主要是起载体作
用, 而功能颜料 (或填料) 则提供或赋予涂层特别的物理性能。 同时, 由于使用环境对涂层
的要求不同, 涂料设计考虑的因素也不一样。 例如, 设计磁性涂料或IC卡涂层, 其物理性能
就是要求涂层具有磁性, 显然, 涂料设计就要围绕这一物理性能展开, 包括选择树脂、 磁性功
能颜填料和溶解树脂的溶剂等。 在涂料配方设计过程中需要考虑的因素可用表7-8列示如下。
表7-8 涂料配方设计时要考虑的主要因素
项 目 主 要 因 素
涂料性能的要求 光泽、颜色、各种耐性、力学性能、户外/户内、使用环境、各种特殊功能等
颜填料 着色力、遮盖力、密度、表面极性、在树脂中的分散性、比表面积、细度、耐候性、耐光性、有害元素含量
溶剂 对树脂的溶解力、相对挥发速度、沸点、毒性、溶解度参数
助剂 与体系的相容性、相互间的配伍性、负面作用、毒性
涂覆底材的特性 钢铁、铜铝材、木材、混凝土、塑料、橡胶、底材表面张力、表面磷化、喷砂等处理
原材料的成本 用户对产品价格的要求
配方参数 各组分比例的确定、颜基比、PVC、固体分、黏度
施工方法 空气喷涂、辊涂、UV 固化、高压无空气喷涂、刷涂、电泳、施工现场或涂装线的环境条件
311涂料设计的核心就是考虑涂层的三个决定因素: 环境、 涂层性能、 涂料施工。 涂料配方
设计的关键就是根据涂层性能和环境的要求合理地选择树脂、 填料、 颜料、 溶剂、 助剂。 一
般来说, 树脂的主要作用是黏结底材和颜料, 起到成膜的作用; 填料主要是赋予涂层以物理
性能; 涂层的力学性能和热学性能主要由成膜树脂提供; 而涂层的功能主要与功能填料和颜
料有关。 简单地说, 树脂赋予成膜, 颜料赋予功能, 溶剂改善树脂可成膜性, 助剂平衡和改
善成膜的性能。 如涂料的使用环境为管线内, 则主要需要考虑环境对涂层两个方面的要求:
即耐腐蚀性和耐磨性。 为达到上述要求, 需要保证涂层具有良好的耐水性、 耐盐性、 耐油性
和柔韧性等。 耐磨性能决定了涂层具有一定的柔韧性和一定的硬度, 耐水性要求涂层具有一
定的憎水性。 为满足设计要求, 需要使树脂成膜后带有一定的长链分子, 既可以提高耐水性
也可以满足韧性的要求。 此外在涂层施工时, 还要求涂层能够低温固化; 一次成型的厚浆型
涂膜, 涂料最好具有触变性, 在保存过程中能缓解并防止颜料沉淀。 因此, 成膜物质和颜料
是配方设计的重要内容。 在配方设计时要考虑选择什么树脂、 什么颜料、 颜料占树脂重量的
多少, 利用什么样的混合溶剂可以溶解树脂, 利用哪些助剂改善涂层的流平性、 流挂、 抗氧
化、 开罐率, 提高贮藏性能, 防止沉底结块以及提高涂层的附着力, 提高涂层的光泽或降低
图7-5 涂料配方设计的基本程序
光泽等。 显然, 为使涂料具有某种性能, 主要考虑的
因素就是功能颜料、 填料。
