精细化学品化学作业-涂料及胶黏剂.

1. 按成膜物质分类,涂料分为哪几种?并对其性质进行简单说明。

2. 大力发展“绿色涂料”(包括水溶性、高固体分、粉末和辐射固化涂料等的节能、低污染涂料以及功能性涂料是今后涂料发展趋势,请简要介绍这几类涂料的发展状况。

3. 什么是胶黏剂?胶黏剂对环境有哪些的污染?1.涂料成膜物质的主要成分四种:成膜物质、颜料、溶剂和助剂虽然涂料种类繁多,功能名异,但它们的主要成分不外乎四种:成膜物质、颜料、溶剂和助剂。

1、成膜物质 (粘结剂成膜物质主要是粘结剂是组成涂料的基础,它们是涂料牢固地粘附在物体表面上成为涂膜的主要物质。

成膜物质大体可分为三大类:一类是油脂,包括各种干性油(如桐油、亚麻油和半干性油(如豆油、向日葵油,它们主要是由于分子中含有共轭双键,经空气氧化而形成固体薄膜;另外两类是树脂,分别为天然树脂(如生漆、虫胶、松香脂漆和合成树脂(如酚醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、过氧乙烯树脂、丙烯酸树脂等。

其中除了生漆的主要成分是漆酚外,其他树脂因是高分子化合物,涂布后进一步发生交联、聚合反应形成固体薄膜。

这是目前用得最多的成膜物质。

一般用油脂和天然树脂合用作为成膜物质的涂料,叫做油基涂料或油基漆;用合成树脂为成膜物质的涂料叫做树脂涂料或树脂漆。

第二节涂料的分类、命名和型号一、命名原则(l涂料全名一般是由颜色或颜料名称加上成股物质名称,再加上基本名称组成。

对于不含颜料的清漆,其全名一般是由成膜物质名称加上基本名称而组成。

(2颜色名称通常由红、黄、蓝、白、黑、绿、紫、棕、灰等颜色,有时再加上深、中、浅、演等词构成。

若颜料对深股性能起显著作用,则可用颜料的名称代替颜色的名称。

例如钱红、锌黄、红丹等。

(3成膜物质名称应适当简化,例如聚氨基甲酸酯简化成聚氨酯;环氧树脂简化成环氧;硝基纤维素(酯简化为硝基。

漆基中含有多种成膜物质时,选取起主要作用的一种成膜物质命名。

必要时可选取两或三种成膜物质命名,主要成膜物质名称在前,次要成膜物质名称在后,例如J06-3铝粉氰化橡胶醇酸底漆。

(4基本名称表示涂料的基本品种、特性和专业用途,例如清漆、磁漆、底漆、锤纹漆、罐头漆、甲板漆、汽车修补漆等,如表3(5在成膜物质名称和基本名称之间,必要时可插入适当词语来标明专业用途和特性等,例如白硝基球台磁漆、绿硝基外用磁漆、红过氯乙烯静电磁漆。

(6凡是烘拷干燥的漆,名称中(成膜物质名称和基本名称之间都有“烘干”字样,例如银灰氨基烘干磁漆、铁红环氧聚酯酚醛烘干绝缘漆。

如名称中无“烘干”词,则表明该漆是自然干燥,或自然干燥、烘烤干燥均可。

(7几双(多包装的涂料,在名称之后应增加“(分装”字样,例如Z22 -l聚酯木器漆(分装。

2按涂料成膜物质的性质分类 1.有机涂料2.无机涂料3.复合涂料13、按膜的成膜机理分类 (1非转化型涂料(挥发型涂料、热熔型涂料、水乳型涂料、塑性熔胶 ; (2转化型涂料(氧化聚合型涂料,热固化徐料、化学交联型徐料辐射能固化型涂料成膜物质又分为主要成膜物质和辅助成膜物质两大类。

主要成膜物质是指单独能形成有一定强度、连续的干膜的物质,如各种树脂、干性油等有机高分子物质以及水玻璃等无机物质,是形成涂膜必不可少的成分。

颜色填料、某些助剂在涂膜形成时起着辅助作用,它们单独不能成膜,但它们的存在能使涂膜更符合作用的要求,对成膜有辅助作用。

中国国家标准按涂料成膜物质,将涂料分为17类:(1油脂;(2天然树脂;(3酚醛树脂;(4沥青;(5醇酸树脂;(6氨基树脂;(7硝基纤维素;(8其他纤维素;(9过氯乙烯树脂;(10烯烃树脂;(11丙烯酸树脂;(12聚酯树脂;(13环氧树脂;(14聚氨基甲酸酯;(15元素有机物;(16橡胶;(17其他。

涂料成膜物质对涂料性能起主导作用。

3.胶黏剂(adhesive:通过界面的黏附和内聚等作用,能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质,统称为胶黏剂,又叫黏合剂,习惯上简称为胶。

简而言之,胶黏剂就是通过黏合作用,能使被黏物结合在一起的物质。

“胶黏剂”是通用的标准术语,亦包括其他一些胶水、胶泥、胶浆、胶膏等。

环保问题胶粘剂的环保问题主要是对环境的污染和人体健康的危害,这是由于胶粘剂中的有害物质,如挥发性有机化合物、有毒的固化剂、增塑剂、稀释剂以及其他助剂、有害的填料等所造成的。

1.1 挥发性有机化合物挥发性有机化合物(VOC在胶粘剂中存在的很多,如溶剂型胶粘剂中的有机溶剂;三醛胶(酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛中的游离甲醛;不饱和聚酯胶粘剂中的苯乙烯;丙烯酸酯乳液胶粘剂中的未反应单体;改性丙烯酸酯快固结构胶粘剂中的甲基丙烯酸甲酯;聚氨酯胶粘剂中的多异氰酸酯;α一氰基丙烯酸酯胶粘剂中的二氧化硫; 4115建筑胶中的甲醇;丙烯酸酯乳液中的增稠剂氨水等。

这些易挥发性的物质排放到大气中,危害很大,而且有些发生光化作用,产生臭氧,低层空间的臭氧污染大气,影响生物的生长和人类的健康。

有些卤代烃溶剂则是破坏大气臭氧层的物质。

有些芳香烃溶剂毒性很大,甚至有致癌性。

甲基丙烯酸甲酯、二氧化硫、乙胺等刺激性气味大,可谓污染之毒,恶化了大气环境。

1.2 有毒的固化剂机增塑剂芳香胺类固化剂毒性甚大,有的还会引起膀胱癌,如间苯二胺等。

增塑剂磷酸三甲酚酯毒性极大。

近年来,关于邻苯二甲酸酯类增塑剂的有害性争议彼起此伏,过去认为邻苯二甲酸二丁酯(DBP和邻苯二甲酸二辛酯(DOP是无毒无害的,如今则发现DBP和DOP对人体健康有害,吸人人体后会使内分泌失调。

动物试验表明,尤其对肝脏和肾脏有伤害作用,甚至可能致癌。

除了接触食品用的胶粘剂,一般胶粘剂中使用DBP和DOP问题不会很大,但也应当引起注意。

1.3 有毒害的填料胶粘剂使用的填料品种很多,有些也会造成毒害,如石棉粉纤维非常纤细,对环境污染严重,是一种厉害的致癌物质。

粉尘随风飞扬,通过呼吸道和毛细孔进人人体,可积累在肺中,导致肺癌、支气管癌、间皮瘤等。

石棉引起的疾病潜伏期相当长,甚至可达40年之久,日本称石棉为“静静的定时炸弹”。

长期吸入石英粉会引起矽肺。

含有毒重金属(铅、铬、镉的填料或颜料对人体的危害也是很严重的。

1.4 有毒有害的助剂当胶粘剂用的基础树脂(或橡胶被确定之后,胶粘剂的配制和应用性能在很大程度上取决于所用助剂的调节改性作用,必须注意一些助剂的毒性,防老剂D已被确认有致癌性,BHT致癌嫌疑犹存。

MOCA、偶氮二异丁腈(AIBN、二月桂酸二丁基锡都有较大的毒性。

污染物与危害很多胶粘剂都不同程度地存在着对环境污染的潜在因素,只有清楚地了解其中的污染物类型及危害,才能设法消除与防止。

胶粘剂中的有害物质主要是苯、甲苯、甲醛、甲醇、苯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、1,2一二氯乙烷、甲苯二异氰酸酯、间苯二胺、磷酸三甲酚酯、乙二胺、二甲基苯胺、防老剂D、煤焦油、石棉粉、石英粉等。

对具体品种胶粘剂中的有害物质简要分析如下。

2.1环氧树脂胶粘剂环氧树脂胶粘剂中的有害物质是芳香胺、乙二胺、二甲基丙胺、顺酐、十二烯基丁二酸酐等固化剂;磷酸三甲酚酯、DBP、DOP等增塑剂;501、690、丁二烯双环氧、环氧化苯乙烯、乙烯基环己烯双环氧(YJ一132、煤焦油等稀释剂;石英粉、石棉粉、三氧化二铬、铬酸锌、氧化铍等填料。

芳香胺类物质如间苯二胺、二氨基二苯甲烷等能诱发泌尿系统的癌症如膀胱癌等。

乙二胺刺激眼睛、皮肤和粘膜,并被皮肤吸收,引起中毒,且影响女性生育,空气中最高容许浓度25mg? m—3。

顺酐有强烈的刺激性, LD50400mg?kS-1。

磷酸三甲酚酯为剧毒物质,能引起中枢神经系统弛缓或痉挛性瘫痪,空气中最高容许浓度0.1mg? m—3。

501稀释剂对皮肤有过敏现象。

690稀释剂对皮肤有强烈过敏中毒作用。

丁二烯双环氧毒性最大,LD5088mg?kg-1。

乙烯基环己烯双环氧对皮肤有刺激性,还能使白鼠产生肉瘤。

煤焦油对环境和人体都有较大危害。

1998年发现广州一些石英粉厂,工作了两年的工人就得了矽肺病,有的只干半年便觉体力大为下降。

据资料报道,矽肺的潜伏期为15年。

2.2 酚醛树脂胶粘剂酚醛树脂胶粘剂中的游离苯酚和甲醛等,会污染环境,危及健康。

苯酚蒸气有刺激性,接触皮肤能引起中毒,吸入后会损害肾脏、空气中最高容许浓度为5ppm。

酚醛树脂胶粘剂用的固化剂六次甲基四胺也有较大的毒性。

2.3 脲醛树脂胶粘剂脲醛树脂胶粘剂最严重的问题是在生产、固化和制品使用过程中都会不断地释放甲醛,污染生态环境,危害人体健康。

甲醛非常难闻,有强烈的刺激性、窒息性气味,对眼、鼻有强烈的刺激作用。

使人流泪、过敏。

吸人甲醛蒸气会引起恶心、鼻炎、支气管炎和结膜炎,接触皮肤会引起过敏或皮炎。

美国环保局于1987年宣布甲醛可能对人体有致癌作用[6,7]。

空气中最高容许浓度为5mg?m-3。

2.4 聚氨酯胶粘剂聚氨酯胶粘剂中的有害物质为异氰酸酯、MOCA、二月桂酸二丁基锡。

多异氰酸酯胶粘剂中的溶剂氯苯毒性很大。

游离的甲苯二异氰酸酯(TDI对皮肤、眼睛、粘膜有强烈的刺激性,空气中最高空许浓度为0.14mg?m-3。

关于MOCA的致癌性尚有争议。

2.5 α-氰基丙烯酸酯胶粘剂α-氰基丙烯酸酯胶粘剂的阻聚剂:二氧化硫(S02。

具有刺激性臭味,会造成大气污染。

对眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用,大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而窒息。

2.6 厌氧胶粘剂厌氧胶粘剂所用的固化促进剂N,N—二甲基苯胺和二甲基对甲基苯胺都有一定的致癌性。

2.7 改性丙烯酸酯快固结构胶粘剂改性丙烯酸酯快固结构胶粘剂又称SGA胶,普遍使用甲基丙烯酸甲酯(MMA为活性单体,虽然毒性甚微,但臭味很大,难以忍受,污染环境,氧化还原体系中的还原剂如N,N—二甲基苯胺、N,N—二乙基苯胺,N,N-—二甲基对甲苯胺、N,N-—二异丙基对甲苯胺等芳香胺类物质,能引发膀胱癌。

2.8 不饱和聚酯胶粘剂不饱和聚酯胶粘剂常用的交联单体苯乙烯具有刺激性臭味,过去一直认为其毒性比苯小。

1996年,世界卫生组织(WHO的国际癌症研究小组对苯乙烯进行深入的研究后得出结论,苯乙烯的确有致癌作用[2]。

呼吸苯乙烯气体会使人产生淋巴瘤,造血系统瘤和非瘤疾病,尤其是中枢神经系统的疾病,后者具有潜伏性。

随着呼吸苯乙烯气体时间的持续和剂量的积累,致使危险性更大。

苯乙烯挥发,造成了对环境的污染和健康的危害。

不饱聚酯胶粘剂的促进剂,N,N—二甲基苯胺和N,N--二乙基苯胺除本身有致癌性,加热时还会分解出苯胺气体,接触苯胺的人患膀胱癌是一般人的30倍。

2.9 氯丁橡胶胶粘剂氯丁胶粘剂主要是溶剂型胶粘剂,包括普通氯丁胶粘剂和接枝氯丁胶粘剂,其中苯、甲苯、混合苯、二氯乙烷、三氯甲烷、三氯乙烯、四氯化碳、正己烷、溶剂汽油、接枝单体MMA、防老剂D等都对环境有污染,对人体有毒害。