涂装工艺学(一)

1、 1.1 涂层的功用涂层的功用 1.3 涂料组成涂料组成 1.4 涂料的分类与命名涂料的分类与命名 1.5 涂装基本要素涂装基本要素 1.2 涂料与涂装技术发展涂料与涂装技术发展 涂料是一种可用特定的施工方法涂布在物体表面上，经过固涂料是一种可用特定的施工方法涂布在物体表面上，经过固化能形成连续性涂膜的物质，旧称化能形成连续性涂膜的物质，旧称“油漆油漆”。1.1 涂料的功用涂料的功用1. 涂料的定义涂料的定义 大致分为装饰、保护、标志、特殊用途等。大致分为装饰、保护、标志、特殊用途等。2. 涂料的作用涂料的作用装饰作用装饰作用最早的油漆主要用于装饰，现代涂料更是如最早的油漆主要用于装饰，现代涂

2、料更是如此此,如如房屋、家具、日常用品涂上涂料使人感房屋、家具、日常用品涂上涂料使人感到美观。到美观。保护保护作用作用保持物体表面的完整；使材料免受或减轻水保持物体表面的完整；使材料免受或减轻水份、气体、微生物、及紫外线辐射的侵蚀而份、气体、微生物、及紫外线辐射的侵蚀而起保护作用。我国年度金属腐蚀损失起保护作用。我国年度金属腐蚀损失5000亿亿元。元。标志标志作用作用各种化学品、危险品的容器；各种管道、机各种化学品、危险品的容器；各种管道、机械设备；道路划线、交通运输等均可采用不械设备；道路划线、交通运输等均可采用不同色彩的涂料来表示警告、危险、停止、前同色彩的涂料来表示警告、危险、停止、前进

3、等信号。进等信号。特殊作用特殊作用电子工业的导电、导磁涂料；航空航天工业电子工业的导电、导磁涂料；航空航天工业的烧蚀、温控涂料；军事上的伪装和隐形涂的烧蚀、温控涂料；军事上的伪装和隐形涂料等料等。1.2 涂料与涂装技术的发展涂料与涂装技术的发展早在早在4000多年前多年前,人们就生产出生漆和桐油人们就生产出生漆和桐油; 秦始皇兵马俑秦始皇兵马俑就应用了彩色涂料；汉代就出现了漆器就应用了彩色涂料；汉代就出现了漆器;古埃及人用阿拉伯古埃及人用阿拉伯胶、蛋白等制备出用于装饰用的色漆胶、蛋白等制备出用于装饰用的色漆;11世纪世纪, 欧洲用亚麻欧洲用亚麻油制备了油基清漆；油制备了油基清漆；17世纪发展了

4、含铅油漆；世纪发展了含铅油漆；1920s, 杜邦杜邦公司以硝基纤维素为喷漆为汽车提供快干、耐久和光泽好公司以硝基纤维素为喷漆为汽车提供快干、耐久和光泽好的涂料；的涂料；1930s, 出现了醇酸环氧树脂防腐蚀涂料出现了醇酸环氧树脂防腐蚀涂料; 1950s, 研研制了丙烯酸酯涂料制了丙烯酸酯涂料, 使汽车漆发展又上了一个台阶；使汽车漆发展又上了一个台阶；1960s, 聚氨酯涂料得到较快发展；聚氨酯涂料得到较快发展；1970s, 粉末涂料迅速发粉末涂料迅速发展展;1980s, 杜邦公司合成出高固体含量涂料杜邦公司合成出高固体含量涂料。1.2 涂料与涂装技术的发展涂料与涂装技术的发展1.3涂料组成涂料

5、组成涂料涂料主要成膜物质主要成膜物质辅助成膜物质辅助成膜物质次要成膜物质次要成膜物质（半）干性油、天然树（半）干性油、天然树脂、合成树脂脂、合成树脂颜填料颜填料颜填料功能材料添加剂功能材料添加剂稀释剂稀释剂 、助剂、助剂1.3涂料组成涂料组成主要成膜物质：主要成膜物质：又称“基料”，涂膜性能主要由其决定现多用合成树脂，如酚醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂次要成膜物质：次要成膜物质：本身无形成完整涂膜能力，但能与主要成膜物质一起参与成膜，赋予涂膜色彩或某种功能，也能改变涂膜物理性能颜填料防锈颜料体质颜料着色颜料铅系、铬系、磷酸盐系、氧化锌、铁红重晶石、滑石粉、碳酸钙有机颜料、无机

6、颜料1.3涂料组成涂料组成稀释剂溶剂非溶剂助溶剂影响涂料稳定性、施工性与涂膜质量常用溶剂：二甲苯、醋酸丁酯、甲基异丁基酮、丁醇、乙二醇丁醚助剂助剂：改进涂料生产、储存、施工或成膜过程中某一性能。如：催干剂、稳定剂、分散剂、增塑剂、流平剂 、消泡剂、消光剂醇醚类溶剂是快干涂料的优良抗白剂n按涂料形态按涂料形态 水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料、无溶剂涂水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料等料等。n 按涂料用途按涂料用途 建筑涂料、工业涂料、维护涂料等建筑涂料、工业涂料、维护涂料等。n 按涂膜功能按涂膜功能 防锈漆、防腐漆、绝缘漆、防污漆、耐高温涂料、导电涂料等。防

7、锈漆、防腐漆、绝缘漆、防污漆、耐高温涂料、导电涂料等。n按成膜工序按成膜工序 底漆、腻子及中涂、二道底漆、面漆、罩光漆等。底漆、腻子及中涂、二道底漆、面漆、罩光漆等。1.4 涂料分类与命名涂料分类与命名n按涂料施工方法按涂料施工方法 喷漆、浸漆、烘漆、电泳漆等喷漆、浸漆、烘漆、电泳漆等。n按含颜料情况按含颜料情况 清漆、清漆、磁漆、底漆、腻子等。磁漆又分有光、半光、无光等。磁漆、底漆、腻子等。磁漆又分有光、半光、无光等。n按成膜机理按成膜机理 转化型涂料和非转化型涂料。转化型涂料和非转化型涂料。n按成膜物质按成膜物质 根据前化工部涂料主要成膜物质分类方法，共根据前化工部涂料主要成膜物质分类方法

8、，共18类。类。 1.4 涂料分类与命名涂料分类与命名序号序号代号代号成膜物质类别成膜物质类别主要成膜物质主要成膜物质1Y油性漆类油性漆类天然动植物油、清油（熟油）、合成油天然动植物油、清油（熟油）、合成油2T天然树脂漆类天然树脂漆类松香及其衍生物、虫胶、乳酪素、动物胶、大漆及其衍生物松香及其衍生物、虫胶、乳酪素、动物胶、大漆及其衍生物3F酚醛树脂漆类酚醛树脂漆类改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂4L沥青漆类沥青漆类天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青5C醇酸树脂漆类醇酸树脂漆类甘油醇酸树脂、季戊四醇醇酸树脂、改

9、性醇酸树脂甘油醇酸树脂、季戊四醇醇酸树脂、改性醇酸树脂6A氨基树脂漆类氨基树脂漆类脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂7Q硝基漆类硝基漆类硝基纤维素、改性硝基纤维素硝基纤维素、改性硝基纤维素8M纤维素漆类纤维素漆类乙基纤维、苄基纤维、羟甲基纤维、醋酸纤维、醋酸丁酯纤维、其它纤维及酯类乙基纤维、苄基纤维、羟甲基纤维、醋酸纤维、醋酸丁酯纤维、其它纤维及酯类9G过氯乙烯漆类过氯乙烯漆类过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂10X乙烯漆类乙烯漆类氯乙烯共聚树脂、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇缩醛树脂、聚二乙烯乙炔树脂氯乙烯共聚树脂、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇缩

10、醛树脂、聚二乙烯乙炔树脂11B丙烯酸漆类丙烯酸漆类丙烯酸酯树脂、丙烯酸共聚物及其他改性树脂丙烯酸酯树脂、丙烯酸共聚物及其他改性树脂12Z聚酯漆类聚酯漆类饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂13H环氧树脂漆类环氧树脂漆类环氧树脂、改性环氧树脂环氧树脂、改性环氧树脂14S聚氨酯漆类聚氨酯漆类聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯15W元素有机漆类元素有机漆类有机硅、有机钛、有机铝等元素有机聚合物有机硅、有机钛、有机铝等元素有机聚合物16J橡胶漆类橡胶漆类天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物17E其它漆类其它漆类无机高分子材料、聚酰亚氨树脂等无机高分子材

11、料、聚酰亚氨树脂等18辅助材料辅助材料稀释剂、防潮剂、催干剂、脱漆剂、固化剂稀释剂、防潮剂、催干剂、脱漆剂、固化剂n涂料的命名涂料的命名 涂料全名=颜色或颜料名称+成膜物质名称+基本名称 例：白色丙烯酸面漆n涂料的编号涂料的编号 由成膜物质汉语拼音字母、基本名称代号及产品序号组成。 例：C 04 2 序号 基本名称代号（面漆） 成膜物质字母代号（醇酸树脂） 1.4 涂料分类与命名涂料分类与命名1.4 涂料分类与命名涂料分类与命名部分涂料基本名称及代号1.4 涂料分类与命名涂料分类与命名涂料产品代号1.5 涂装基本要素涂装基本要素 2.1 硝基纤维素涂料硝基纤维素涂料 2.2 醇酸树脂涂料醇酸树

12、脂涂料 2.3 氨基烘漆氨基烘漆 2.4 环氧树脂涂料环氧树脂涂料 2.5 聚酯涂料聚酯涂料 2.6 丙烯酸树脂涂料丙烯酸树脂涂料 2.7 聚氨酯涂料聚氨酯涂料 2.8 氟树脂涂料氟树脂涂料 2.9 有机硅树脂涂料有机硅树脂涂料 2.10 乙烯基树脂涂料乙烯基树脂涂料 2.11 现代环境型涂料现代环境型涂料 2.12 特种涂料特种涂料 2.1 硝基纤维素涂料硝基纤维素涂料成份优点缺点适用范围硝基纤维素为基料，加大量增塑剂、不干性醇酸树脂来增韧，用酯、酮类溶剂配成挥发性涂料1.快干（表干15min，实干1.5H）2.涂膜坚硬、耐磨、光亮3.打磨抛光性好1.固体分低，稀释剂用量大2.流平性稍差3.

13、潮湿时施工涂膜易发白车辆、机械、电器仪表、轻工产品、塑料、皮革、织物、家俱等的底漆、二道漆及面漆1.环境湿度高时不宜施工，易产生发白，可适当提高溶剂中乙酸丁酯与 丁醇含量2.固成分低，需多次喷涂在达到正常膜厚，两次喷涂间隔10min为宜2.2 醇酸树脂涂料醇酸树脂涂料成份优点缺点适用范围中油度或长油度干性醇酸树脂、颜填料、催干剂、抗结皮剂、溶剂汽油或松香水配成1.涂膜附着力强2.耐候性较好、光亮3.机械性能好1.涂膜软2.耐水需碱性较差3.干燥慢（表干1.5H，实干15H）机械、交通工具、农机、电器仪表、轻工产品、建材、木材等的一般防护性装饰除醇酸防锈底漆外，其他品种均与硝基纤维素涂料不配套，

14、易产生咬底2.3 氨基烘漆氨基烘漆成份优点缺点适用范围氨基树脂、短油度醇酸树脂、颜料、丁醇、二甲苯配成1.涂膜光亮丰满、坚硬可打磨抛光2.耐候性较好、光亮3.机械强度高4.抗介质性较好1.烘烤过度易造成涂膜发脆2.对金属附着力差，不能直接涂于金属表面机械、交通工具、农机、电器仪表、家用电器、医疗器械等的外表装饰1.依氨基树脂与醇酸树脂的品种及配比不同，呈现不同特性和用途。2.依氨基树脂与醇酸树脂的比例可分为高氨基、中氨基、低氨基2.4 环氧树脂涂料环氧树脂涂料成份优点缺点适用范围环氧树脂、（酚醛/氨基树脂）、固化剂、溶剂配成1.极强的附着力2.突出的腐蚀防护性3.良好的耐水、耐化学性和热稳定性

15、4.涂膜坚韧耐磨1.外观及耐候性差，户外作用易粉化腐蚀防护底漆1.胺作固化剂，调漆后需熟化1.5H，使用期约4H，使用聚酰胺固化，使用 期约8H2.依不同各类可常温固化，也可高温固化2.5 聚酯树脂涂料聚酯树脂涂料成份优点缺点适用范围1.不饱合聚脂和苯乙烯等活性稀释剂2饱合聚脂和氨基树脂交联剂配成烘漆1.固成份高2.附着力强，机械性能好，尤其是坚韧、耐磨、抗冲击优良及 良好的抗划伤性3.保光保色性及抗过烘性也较好1.耐水性略差，也影响其耐久性木器、家俱及装饰板的封闭、罩光2.6 丙烯酸树脂涂料丙烯酸树脂涂料成份优点缺点适用范围1.热塑性相对分子量80,000-120,000树脂2.热固性采用氨

16、基树脂作交联剂1.良好的耐候性、附着力及物理机械性能2.清漆透明度高，浅漆色彩鲜艳纯正3.优异的保光保色性用作轿车及 轻工产品的高装饰性涂料1.分为热塑性和热固性两大类2.面漆宜喷涂施工，环境温度大于30度时，涂膜易产生桔纹，环境湿度 大于80%时，涂膜易发白2.7 聚氨酯涂料聚氨酯涂料成份优点缺点适用范围含-NCO基团1.涂膜坚韧及耐磨性特别优异2.良好附着力、耐热性、耐溶剂性和耐化学性3.涂膜丰满光亮用作优异的防护或装饰涂料及高档维护涂料聚氨酯涂料分为5大类：1.潮气固化型；2.聚氨酯油；3.封闭型聚氨酯；4.催化固化型；5.羟基树脂固化型；2.8 氟树脂涂料氟树脂涂料成份优点缺点适用范围

17、含F-C键1.耐化学性优良，耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐高上、耐高温介质、不燃2.良好的抗油、抗水、抗沾污及表面不粘性3.吸水率低，耐候性优良不溶于有机溶剂，很难加工作功能性涂层2.8 氟树脂涂料氟树脂涂料一一.热塑性氟树脂热塑性氟树脂 聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）聚四氟乙烯-六氟丙烯（FEP）、聚偏氟乙烯（PVDF）聚氟乙烯（PVF）二二. 交联性氟树脂交联性氟树脂 1.氟环氧化合物 2.氟烯烃-烷基烯基醚共聚物（FEVE）2.9 有机硅树脂涂料有机硅树脂涂料成份优点缺点适用范围含Si-O-Si键1.极好的耐热性、硬度与耐磨性、电绝缘性、憎水和耐水性、耐化学介质性、抗紫外

18、线性和耐候性1.高温固化（200度），时间长2.价格高3.附着力较差，脆性较大电机、变压器线圈的绝缘涂料及相关电器元件的绝缘保护涂料 Si-O-Si主链上的取代基不同时，性能也有较大差别2.10 乙烯基树脂涂料乙烯基树脂涂料成份优点缺点适用范围PVC糊、成膜聚结剂、填料及助剂良好的耐化学性、耐磨性和耐腐蚀性无法配制成溶剂型涂料汽车底盘抗石击涂料及汽车焊缝密封材料 性能与PVC涂料相当，但可 配制成溶剂型涂料，主要用作耐化学腐蚀、耐大气腐蚀、耐盐雾、抗潮湿或水下船底腐蚀防护涂料一、一、PVC涂料涂料二、氯醋共聚树脂涂料二、氯醋共聚树脂涂料2.10 乙烯基树脂涂料乙烯基树脂涂料成份优点缺点适用范围

19、聚乙烯醇缩丁醛、碱式铬酸锌颜料、磷酸和醇类溶剂1.薄涂（6-10um）提升涂层附着力2.有一定的防锈、除锈能力涂厚反而影响涂层附着力 主要用于聚丙烯表面涂装，不宜厚涂三、磷化预涂涂料三、磷化预涂涂料四、氯化聚丙烯涂料四、氯化聚丙烯涂料五、高氯化聚乙烯涂料五、高氯化聚乙烯涂料 防护性能与PVC涂料相当，但易溶解，施工性能良好 2.11 现代环境型涂料现代环境型涂料 指在施工粘度下，固体分达80%（质量比）的溶剂型涂料。为保证较低的施工粘度，一般采用分子量低于2,000的树脂，但分子链上保证不少于2个反应基团。 品种有：醇酸、聚酯、环氧、聚氨酯和丙烯酸等一、高固体分涂料一、高固体分涂料二、粉未涂料

20、二、粉未涂料 不含任何溶剂，良好物理性能，涂料利用率95%以上。缺点 是需专用涂覆设备，换色困难，薄涂难，外观装饰性差，烘烤温度高。 热塑性粉未热塑性粉未有PE、PP、PVC、聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯等，涂料由树脂、颜填料、流平剂、稳定剂等组成。 热固性粉未热固性粉未有环氧、聚酯、丙烯酸、聚氨酯等，涂料中含有固化剂 。2.11 现代环境型涂料现代环境型涂料 水性涂料按分子量及水性化途径不同，分为水溶性、胶束分散型及乳液三种。三、水性涂料三、水性涂料2.11 现代环境型涂料现代环境型涂料 1.乳胶涂料乳胶涂料 由聚合物乳液与颜料水浆调合而成。建筑涂料一般用苯丙乳液和丙烯酸乳液两类三、水性涂料三、

21、水性涂料优点缺点1.有机溶剂少，对大气污染低，避免了易燃易爆的危险性2.涂膜均匀平整，展平性好（电泳漆）3.可在潮湿表面施工，对底材表面适应性好1.稳定性差，有的耐水性差2.烘烤型耗能大，自干型干燥慢3.表面污物易使涂膜产生缩孔4.施工管理要求较严2.11 现代环境型涂料现代环境型涂料 2.自干型水性涂料自干型水性涂料 早期为醇酸及其改性树脂的水性涂料，现已开发双包装水稀释型涂料，如环氧、聚氨酯涂膜性能已接近溶剂型。 3.烘干型水性涂料烘干型水性涂料 主要有丙烯酸和聚酯两类。水性烘漆主要靠离子化基团和强极性基团赋予水溶性，增溶分散和乳化，同时此基团又有交联性（如羟基、酰氨基等。） 4.电泳涂料

22、电泳涂料 分为阳极电泳涂料和阴极电泳涂料。阳极电泳涂料现有聚丁二烯和丙烯酸阳极电泳涂料；阴极电泳涂料有环氧叔胺和丙烯酸系列。阴极电泳涂料防锈能力远高于阳极电泳，其盐雾试验时间达800-1,200H三、水性涂料三、水性涂料2.11 现代环境型涂料现代环境型涂料三、水性涂料三、水性涂料2.11 现代环境型涂料现代环境型涂料 5.自泳涂料自泳涂料 由聚合物乳液、颜料、酸、氧化剂等配制而成。被涂覆金属与涂料槽液化学溶解产生多价金属离子，使接触界面的乳液胶团絮凝沉积形成涂膜。 自泳涂装具良好平整性及膜厚均一性，涂装时间短（2min）,烘烤温度低（约100度） 主要品种：丙烯酸和偏氯乙烯三、水性涂料三、水

23、性涂料四、光固化涂料四、光固化涂料 由光固化树脂、活性稀释剂、光引发剂、透明颜料与填料及其他助剂组成。 利用300-450nm近紫外光固化。 色漆固化较困难。 2.11 特种涂料特种涂料主要由基料、固体润滑剂 、金属物质和其他添加剂组成。固体润滑剂固体润滑剂：无机物（石墨、二硫化钼、高温用LaF3和CeF3）、有机物 （PTFE、尼龙、酞菁化合物）、软金属及其化合物（Ag、 Au、Al）基料基料：有机质（聚氨酯、环氧、丙烯酸等）、无机质（硅酸盐、硼酸盐 、磷酸盐等，可耐800-1000 高温）、金属基料（Cu、Ag、 Au、Ni、Pb、Sn等） 使用温度200以下的有机型润滑涂料，可用常规施工

24、方法，其他需采用电沉积、离子溅射、热喷涂、等离子喷涂等方法施工。一一、润滑涂料、润滑涂料2.11 特种涂料特种涂料 是利用涂层颜色变化来指示物体表面温度及温度分布的专用涂料。示温涂料变色范围，单变色可达40-1350 ，多变色可达55-1600 。 可逆变色：多次使用 不可逆变色：只能使用一次可逆变色原理可逆变色原理：晶型转变 HgI2（正方体，红色） HgI2（斜方体，青色）二二、示温涂料、示温涂料137 2.11 特种涂料特种涂料可逆变色原理可逆变色原理：2. PH值变化 溴酚蓝 硬脂酸（黄色） （蓝色）3. 失去结晶水 CoCl2 2C6H12N4 10H2O (粉红) CoCl2 2C

25、6H12N4 (天蓝) + 10H2O二二、示温涂料、示温涂料55 35 2.11 特种涂料特种涂料不可逆变色原理不可逆变色原理：1. 升华 淀蓝 TiO2（蓝 ） 淀蓝 + TiO2 （白色）2. 热分解 CdCO3 (白色) CdO (棕色) +CO23. 氧化 CdS（黄） + 2O2 CdSO4（白）4.固相反应 CoO + Al2O3 (灰) CoAl2O4 (蓝) 5. 熔融 有色物质由固体熔为透明液体，失去遮盖力 二二、示温涂料、示温涂料210 300 1000 2.11 特种涂料特种涂料作隐身功能的涂料，防止被可见光、红外线、紫外线、雷达波侦察。1.迷彩隐身迷彩隐身 在可见光和

26、近红外光线下，用单色或多色迷彩涂装。涂料多以热塑性丙烯酸、聚氨酯、有机硅等常温干燥基料。2. 红外隐身红外隐身 防中（3-5um）、远红外（8-14um）侦察，分为隐身型和干扰型两类。3. 雷达隐身雷达隐身 雷达工作波长有米波、分米波、厘米波和毫米波等频带。防雷达波涂层通过干涉作用实现。它将入射雷达波分为两部分，一部分直接反射，一部分在涂层底部反射，两部分相位正好相反，产生干涉，消除入射波。 三三、伪装涂料、伪装涂料2.11 特种涂料特种涂料1.导电涂料导电涂料 导电涂料用于非导电底材表面传导电流，以防雷击。一般涂料中添加大量导电性物质（如：石墨、银、铜、氧化锡、酞菁酮等），表面电阻率为106

27、-1072. 导静电涂料导静电涂料 一般添加有机季铵盐抗静电剂或导电材料，表面电阻率为1011-1012能消除表面静电积累。 四四、导电和导静电涂料、导电和导静电涂料2.11 特种涂料特种涂料 是防止船舶底部海洋生物附着的专用涂料。由树脂、防污剂防污剂、颜填料、助剂和溶剂组成。使用过程中有毒防污剂渗出形成毒性液膜，防止生物附着。按毒料释放机理分为溶解型、接触型、扩散型和自抛光型。 五五、防污涂料、防污涂料六六、阻燃涂料、阻燃涂料 燃烧三要素：可燃物、助燃物和火源。1.非膨胀型非膨胀型 分为无机型（如硅酸盐、硅溶胶或磷酸盐）和有机型（含卤、磷有机物） 2.膨胀型膨胀型 涂层在高温燃烧下，几十倍地膨胀形成炭化泡沫层，阻止热量向底材传递。