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研究生:邱光博
研究生(外文):Kuang-Bor Chiou
論文名稱:聚丙烯酸酯-聚胺酸複合二成分系水性塗料的應用研究
論文名稱(外文):poly acrylic & ploy urethane di-component complex the studies of application of water-based coatings
指導教授:黃振球黃振球引用關係
指導教授(外文):Jenn-Chiu Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:水性塗料建築塗料
外文關鍵詞:water based coatingscement coatings
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本研究係針對國內塗料塗裝業界,為因應全球環保意識的覺醒,迫切環保法規的日趨嚴格,由溶劑型轉型為水性型塗料之研發應用為主要內容。因有機溶劑散逸,對人體危害及造成環境污染的問題一直是國內、外環境保護及綠色團體所共同關心的話題,許多原來高污染行業,紛紛朝低污染訴求的水性、高固成分及粉體系統產品發展,對我國塗料塗裝行業而言,自不例外,且需求尤其迫切。
一種以聚丙烯酸酯及聚胺酯二種成分所組成的複合系水性塗料,來取代傳統有機溶劑型應用於水泥牆面的環保型塗料,是爾後配合法令規章,研究發展必然的趨勢,也是業界共同努力的方向與目標,深受重視與期許。
本研究就現有業界取得容易、成本經濟、品質穩定、相容性高且功能特性佳的樹脂,就其比例配方摻合最適化之選用,並予以塗料化,然後就其塗料與塗膜特性功能,作一整體應用之研究探討,並與現有溶劑型塗料作應用特性的比較評估,期望能提升聚丙烯酸酯、聚胺酯單方所無法達到的性能,進而符合我國環保法令規定2003年起禁用油性水泥漆,並取而代之可行性。
The subject of this investigation is about Taiwan’s domestic painting and coating industries. Laws and regulations protecting our environment have become more rigid since the society is getting more awared of the importance of environmental protection. With concerns of these problems, the main content of this investigation is to change solvent-base paints to water-base paints. The diffusion of organic solvents not only can do damage to human health, but it can also cause all kinds of pollutions, and this has been often concerned and discussed by both national and international environment protecting organizations and the green groups.
Many original high polluting industries have started to develop water-base, high solid content and powder products which will not cause too much environmental pollutions. Our domestic painting and coating industries are no exceptions, and the demands are especially urgent.
A complex water-base painting which consists of poly acrylic and poly urethane, can replace the traditional organic solvents as paints used for cement walls. This is not only for following the future laws and regulations, but it’s also the inexorable trend for R and D, and a direction and goal for the industries to follow. It’s highly concerned and expected.
The investigation has specially selected the resin which has got very good characteristics, it can be obtained easily, cost economically, and also has stabled quality. According to formulas for mixtures, make the most suitable selections for coating use, then do the entire berries of investigations and researches for its coating and filming characteristics. And there were also comparisons and evaluations with the recent solvent-base coatings. Expectation has been focused on improving the performance which couldn’t be reached when using only single poly acrylic or poly urethane. So then it will be able to follow our environment protecting law in 2003, to forbid the use of oil-base cement paintings, and to take over the performance of these paintings.
目錄
書頁名……………………………………………………………………….Ⅰ
推薦函……………………………………………………………………….Ⅱ
論文口試委審定書………………………………………………………….Ⅲ
授權書………………….……………………………………………………Ⅳ
中文摘要…………………………………………………………………….Ⅴ
英文摘要…………………………………………………………………….Ⅵ
謝辭………………………………………………………………………….Ⅶ
目錄………………………………………………………………………….Ⅷ
 表目錄…………………………………………………………………….
 圖目錄…………………………………………………………………….
第一章 緒論.
 1.1 前言…………………………………………………………………1
 1.2 水性塗料的特性……………………………………………………2
 1.3 研究動機……….……………………………..…………………….3
第二章 原理
 2.1 聚胺脂(PU)………………………………………………………5
  2.1.1 基本特性………………………………………….……………5
  2.1.2 異氰酸之反應……………………………………….………6
  2.1.3 硬化劑的選擇…………………………………….……………8
  2.1.4 聚胺酯之水性化……………………………………………….8
 2.2 聚丙烯酸酯(PA)…………………………………………………9
  2.2.1 基本特性與結構……………………………………………….9
  2.2.2 聚丙烯酸脂之水性化…………………………………………10
 2.3 PA-PU系統………………………………………………….……..11
  2.3.1 二液型PA-PU………………………………………………….11
  2.3.1 單液型PA-PU………………………………………………….11
  2.3.1 雜全型PA-PU………………………………………………….11
 2.4 高分子摻合……………………………………………….……..…12
  2.4.1 摻合之定義………………………………………………...….12
  2.4.2 摻合結果與判定………………………………………….….14
 2.5 水性塗料………………………………………………………….15
  2.5.1 分類體系……………………………………………………..15
  2.5.2 水的基本特性………………………………………………..17
  2.5.3 水及常用有機溶劑比較……………………………………..19
  2.5.4 塗料水性化之方法……………………………………….….20
  2.5.5 水性塗料成膜理論…………………………………….…….22
   1. 融合理論……………………………………………………..23
   2. 毛細理論……………………………………………………..24
   3. 自粘理論……………………………………………………..25
  2.5.6 共溶劑的添加………………………………………….……25
 2.6 塗料製造工程……………………………………………………26
  2.6.1 行業特性……………………………………………….……26
  2.6.2 塗料的組成分…………………………………………….…26
   1. 成膜成分 ……………………………………………………27
   2. 非膜成分……………………………………………………..27
  2.6.3 顏料體積濃度……………………………………………….27
  2.6.4 塗料各種添加劑…………………………………………….30
  2.6.5 塗料之製程………………………………………………….36
   1. 一般製程……………………………………………………..36
   2. 流程步驟……………………………………………………..37
 2.6.6 品質管制……………………………………………………….38
   1. 中國國家標準(CNS)..……………………………………….38
   2. 客戶標準……………………………………………………..38
   3. 公司標準……………………………………………………..38
.   4. 其它特定標準……………………………………………….38
 2.7 塗料塗膜的試驗…………………………………………………39
  2.7.1 塗料性質的試驗…………………………………………….39
  2.7.2 塗膜性能的試驗…………………………………………….40
  2.7.3 同級品之評比……………………………………………….40
第三章 實驗材料與方法
 3.1 實驗材料…………………………………………………………41
  3.1.1 聚丙烯酸酯….………………………………………………41
  3.1.2 聚胺酯….……………………………………………………41
  3.1.3 顏料………………………………………………………….42
  3.1.4 添加劑……………………………………………………….42
  3.1.5 水…………………………………………………………….42
 3.2 實驗儀器設備……………………………………………………43
  3.2.1 儀器設備名稱……………………………………………….43
  3.2.2 容量儀器設備之誤差及校正……………………………….44
   1. 容許誤差表…………………………………………………..44
   2. 容量容器之校正……………………………………………..44
   3. 儀器設備之校正…………………………………………..…45
 3.3 樣本試片之製作.…………………………………………………46
  3.3.1 樹脂用試片………………………………………………….46
  3.3.2 塗料成品用試片…………………………………………….46
 3.4 實驗方法…………………………………………………………46
  3.4.1 樹脂之選用………………………………………………….46
   1. 樹脂比例之調配……………………………………………..46
   2. 分散均勻化…………………………………………………..46
   3. 試片之塗佈…………………………………………………..46
   4. 實驗分析……………………………………………………..47
   5. 評估…………………………………………………………..51
  3.4.2 塗料成品之調合…………………………………………….51
   1. 材料之選用…………………………………………………..51
   2. 塗料成品製造………………………………………………..51
   3. 成品檢驗分析………………………………………………..51
  3.4.3 同級品之比較……………………………………………….55
   1.隨機取樣………………………………………………………..55
   2.樣本編號………………………………………………………..56
   3.比較項目………………………………………………………..56
   4.其他主要試驗…………………………………………………..57
第四章 結果與討論
 4.1 樹脂材料的選擇…………………………………………………60
  4.1.1 選擇緣起….…………………………………………………60
  4.1.2 實驗項目………………………………………………….…60
   1. 固成分之測定.……………………………………………….60
   2. 塗膜彎曲試驗………………………………………………..61
   3. 塗膜附著試驗………………………………………………..61
   4. 塗膜硬度試驗………………………………………………..62
   5. 耐水試驗……………………………………………………..63
   6. 塗膜拉力試驗………………………………………………..63
   7. DSC試驗…………………………………………………….65
   8. DMA試驗……………………………………………………66
   9. 物相顯微鏡觀察……………………………………………..72
 4.2 塗料製造工程……………………………………………………79
  4.2.1 配方成分設計……………………………………………….79
  4.2.2 塗料調合製造……………………………………………….83
  4.2.3 成品分析檢驗……………………………………………….85
 4.3 同級品之比較……………………………………………………88
  4.3.1 目視檢查…………………………………………………….88
  4.3.2 塗料試驗…………………………………………………….89
  4.3.3 塗膜試驗…………………………………………………….90
  4.3.4 特殊試驗…………………………………………………….91
  4.3.5 比較評估…………………………………………………….92
第五章 結論…………………………………………………………….93
第六章 參考文獻……………………………………………………….94
附錄一 塗料相關網站………………………………………………….97
附錄二 塗料相關英文期刊雜誌……………………………………….100
自傳……………………………………………………………………….103
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