第7章 涂料及涂装-石油大学

1、表面工程表面工程7.1 涂料的组成涂料的组成7.2 涂料的分类涂料的分类7.3 常用涂料及性能常用涂料及性能7.4 涂料成膜机理涂料成膜机理7.5 涂膜防护机理涂膜防护机理7.6 涂装工艺涂装工艺2022-3-283/38l 涂料也称涂料也称“漆漆” 是对一类是对一类有机高分子胶体混合物有机高分子胶体混合物的溶液或固体的溶液或固体材料的总称材料的总称l 涂装涂装 涂料通过一定方法涂覆于材料或制件表面，涂料通过一定方法涂覆于材料或制件表面，形形成涂膜成涂膜的全部工艺过程，称为的全部工艺过程，称为涂装涂装l 作用：作用：保护、装饰、标志、防腐、绝缘等保护、装饰、标志、防腐、绝缘等2022-3-28

2、4/387.1 7.1 涂料的组成涂料的组成 涂料主要由成膜物质、颜料、溶剂、助剂组成。涂料主要由成膜物质、颜料、溶剂、助剂组成。 成膜物质：是组成涂料的基础成膜物质：是组成涂料的基础成分：原始：植物油成分：原始：植物油 后来：树脂后来：树脂早期：天然树脂早期：天然树脂 现代：合成现代：合成树脂树脂分类：分类： 非转化型成膜物质：成膜过程组成结构不变；非转化型成膜物质：成膜过程组成结构不变； 转化型成膜物质：成膜过程组成结构变化。转化型成膜物质：成膜过程组成结构变化。作用：是作用：是构成涂料的基础，是涂层的主要物质。构成涂料的基础，是涂层的主要物质。应用：很少单一使用，几个树脂品种互相补充。应

3、用：很少单一使用，几个树脂品种互相补充。2022-3-285/38 溶剂：溶剂：又称又称稀释剂稀释剂 成分：成分：有机溶剂或水等有机溶剂或水等分散介质。分散介质。作用：作用： 使涂料保持溶解状态。使涂料保持溶解状态。 调整涂料粘度便于操作。调整涂料粘度便于操作。特点特点：l 不同涂料有不同溶剂，一种涂料可用多个溶剂；不同涂料有不同溶剂，一种涂料可用多个溶剂；l 比例大，达比例大，达50%50%；l 不构成涂膜，也不存留在涂膜中；不构成涂膜，也不存留在涂膜中；l 成膜后，要挥发掉，资源损失；成膜后，要挥发掉，资源损失；l 污染环境，危害人类健康。污染环境，危害人类健康。2022-3-286/38

4、 颜料：涂料的一个主要组分颜料：涂料的一个主要组分 成分：成分：不溶于溶剂的微细粉状有色物质，如铁红、铬黄不溶于溶剂的微细粉状有色物质，如铁红、铬黄等。等。 作用：作用： 遮盖和赋予涂层一定的色彩；遮盖和赋予涂层一定的色彩； 改善涂膜力学性能、耐蚀性及流变性改善涂膜力学性能、耐蚀性及流变性增强功能；增强功能； 为涂膜提供某种特定功能，防腐、导电、防燃等。为涂膜提供某种特定功能，防腐、导电、防燃等。分类：分类：按来源分：天然颜料和合成颜料；按来源分：天然颜料和合成颜料；按成分分：无机颜料和有机颜料；按成分分：无机颜料和有机颜料；按作用分：着色颜料、体质颜料（按作用分：着色颜料、体质颜料（又称填料

5、又称填料）、防锈颜料、）、防锈颜料、特种颜料。特种颜料。2022-3-287/38 助剂：辅助材料，涂料的组成部分助剂：辅助材料，涂料的组成部分 分类：分类： 用于生产过程：消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂；用于生产过程：消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂； 用于储存过程：防结皮剂、防沉淀剂；用于储存过程：防结皮剂、防沉淀剂； 用于施工过程：催干剂、固化剂、流平剂；用于施工过程：催干剂、固化剂、流平剂； 用于改善性能：增塑剂、防霉剂、阻燃剂等。用于改善性能：增塑剂、防霉剂、阻燃剂等。 作用：作用：对涂料或涂膜某一特定方面的性能起改进作用。对涂料或涂膜某一特定方面的性能起改进作用。2022-3-288

6、/387.2 7.2 涂料的分类涂料的分类（1 1）固态涂料：粉末涂料；）固态涂料：粉末涂料；1 1、按涂料形态分、按涂料形态分（2 2）液态涂料：包括有溶剂和无溶剂两类。）液态涂料：包括有溶剂和无溶剂两类。2022-3-289/38（1 1）非转化型涂料：挥发型、热熔型、水乳胶型、）非转化型涂料：挥发型、热熔型、水乳胶型、塑性溶胶；塑性溶胶；2 2、按涂料成膜机理分、按涂料成膜机理分（2 2）转化型涂料：氧化聚合型、热固化、化学交）转化型涂料：氧化聚合型、热固化、化学交联型、辐射固化型。联型、辐射固化型。2022-3-2810/38刷涂涂料、辊涂涂料、喷涂涂料、浸涂涂料、刷涂涂料、辊涂涂料、

7、喷涂涂料、浸涂涂料、电泳涂料等电泳涂料等3 3、按涂料施工方法分、按涂料施工方法分2022-3-2811/38常温干燥、加热干燥、湿固化、蒸汽固化、辐射常温干燥、加热干燥、湿固化、蒸汽固化、辐射能固化。能固化。4 4、按涂膜干燥方式分、按涂膜干燥方式分5 5、按、按涂膜涂膜使用层次分使用层次分底漆、腻子、二道底漆、面漆。底漆、腻子、二道底漆、面漆。2022-3-2812/38（1 1）按透明性：）按透明性：能透底的能透底的清漆、透明漆（带颜色）；清漆、透明漆（带颜色）； 不透底的不透底的色漆。色漆。（2 2）按光泽：光漆、半光漆、无光漆。）按光泽：光漆、半光漆、无光漆。（3 3）按外观：皱纹漆

8、、锤纹漆、桔型漆、浮雕漆。）按外观：皱纹漆、锤纹漆、桔型漆、浮雕漆。6 6、按涂膜外观分、按涂膜外观分2022-3-2813/38浮雕漆浮雕漆桔型桔型漆漆皱纹漆皱纹漆锤纹漆锤纹漆2022-3-2814/387 7、以主要成膜物质为基础分类、以主要成膜物质为基础分类成膜物质成膜物质1717大类大类涂料产品涂料产品1717大类大类2022-3-2815/382022-3-2816/387.3 7.3 常用涂料及性能常用涂料及性能涂料名的组成：涂料名的组成： 颜色或颜料名称颜色或颜料名称+ +成膜物质名称（成膜物质名称（+ +特别说明）特别说明）+ +基本基本名称名称例如：白色丙烯酸磁漆，铁红环氧底

9、漆，例如：白色丙烯酸磁漆，铁红环氧底漆， 红醇酸（导电）磁漆红醇酸（导电）磁漆 涂料的命名涂料的命名2022-3-2817/38（1 1）改性酚醛树脂涂料）改性酚醛树脂涂料（松香改性）（松香改性）特点：特点：干得快、耐水、耐久、价格低。干得快、耐水、耐久、价格低。用途：用途：广泛用作建筑和家用涂料。广泛用作建筑和家用涂料。（2 2）纯酚醛树脂涂料（）纯酚醛树脂涂料（纯酚醛树脂纯酚醛树脂+ +植物油熬制）植物油熬制）特点：特点：耐水性、耐化学腐蚀性、耐候性、绝缘性都非常耐水性、耐化学腐蚀性、耐候性、绝缘性都非常优异。优异。用途：用途：船舶、机电产品等。船舶、机电产品等。1 1、酚醛树脂涂料、酚醛

10、树脂涂料2022-3-2818/38l多元醇、多元酸和脂肪酸经缩聚而得的一种聚脂树脂。多元醇、多元酸和脂肪酸经缩聚而得的一种聚脂树脂。特点：特点：具有良好的柔韧性、高的附着力和强度、颜色均具有良好的柔韧性、高的附着力和强度、颜色均匀、遮盖力好。匀、遮盖力好。缺点：缺点：耐水性较差。耐水性较差。用途：用途：产量居首位，使用面极广。产量居首位，使用面极广。2 2、醇酸树脂涂料、醇酸树脂涂料2022-3-2819/38 以氨基树脂为主要成膜物的涂料。以氨基树脂为主要成膜物的涂料。 【来源来源】 各种氨基化合物与甲醛缩聚制得。各种氨基化合物与甲醛缩聚制得。【特点特点】色浅，接近水白，需在色浅，接近水白

11、，需在9090150150加热成加热成膜，涂膜光亮、柔和、耐磨、耐用。膜，涂膜光亮、柔和、耐磨、耐用。但胶脆但胶脆，很，很少单独使用，而是和其它树脂并用。少单独使用，而是和其它树脂并用。【分类分类】 （1 1）氨基醇酸烘漆，）氨基醇酸烘漆，使用最广使用最广（2 2）酸固化型氨基树脂涂料）酸固化型氨基树脂涂料（3 3）氨基树脂改性的硝化纤维素涂料）氨基树脂改性的硝化纤维素涂料（4 4）水溶液氨基树脂涂料）水溶液氨基树脂涂料【用途用途】 家电、自行车、仪器仪表和金属家具的家电、自行车、仪器仪表和金属家具的涂装。涂装。3 3、氨基树脂涂料、氨基树脂涂料2022-3-2820/38 由丙烯酸或其酯类或

12、（和）甲基丙烯酸酯单体经加聚反应而成。由丙烯酸或其酯类或（和）甲基丙烯酸酯单体经加聚反应而成。原料是石油化工产品，价格低廉，资源丰富。原料是石油化工产品，价格低廉，资源丰富。 用途：用途：轿车、冰箱、仪器仪表等。轿车、冰箱、仪器仪表等。应用面广。应用面广。 根据产品的要求，能制造出各种型号规格的涂料。其共同特点根据产品的要求，能制造出各种型号规格的涂料。其共同特点: : (1) (1)有优良的色泽，可制成透明度极好的水白色清漆和纯白的有优良的色泽，可制成透明度极好的水白色清漆和纯白的白磁漆；白磁漆； (2)(2)耐光耐候性好，耐紫外线照射不分解或变黄；耐光耐候性好，耐紫外线照射不分解或变黄；

13、(3)(3)保光、保色、能长期保持原有色泽；保光、保色、能长期保持原有色泽； (4)(4)耐热性好；耐热性好； (5)(5)可耐一般酸，碱，醇和油脂等；可耐一般酸，碱，醇和油脂等； (6)(6)可制成中性涂料，可调入铜粉、铝粉，使其具有金银色泽，可制成中性涂料，可调入铜粉、铝粉，使其具有金银色泽，不会变暗；不会变暗； (7)(7)长期贮存不变质。长期贮存不变质。4 4、丙烯酸树脂涂料、丙烯酸树脂涂料2022-3-2821/38组成组成：由聚酯类或聚醚类聚氨基甲酸树脂、含羟基：由聚酯类或聚醚类聚氨基甲酸树脂、含羟基树脂、防锈防腐颜料、助剂、有机溶剂组成，也称聚树脂、防锈防腐颜料、助剂、有机溶剂组

14、成，也称聚氨酯涂料。采用聚醚类的制成的为单组份涂料，采用氨酯涂料。采用聚醚类的制成的为单组份涂料，采用聚酯类制成的为双组份涂料。聚酯类制成的为双组份涂料。 特点：特点：成膜后坚硬耐磨、附着力好、防腐性特好。成膜后坚硬耐磨、附着力好、防腐性特好。物理性能物理性能：耐磨、弹性好、附着力强、绝缘性好、硬：耐磨、弹性好、附着力强、绝缘性好、硬度好、光泽高等。度好、光泽高等。化学性能化学性能：耐腐蚀、户外耐久性、耐候性好等。其中：耐腐蚀、户外耐久性、耐候性好等。其中单组份涂料干燥快，双组份涂料一次成膜较厚。单组份涂料干燥快，双组份涂料一次成膜较厚。用途：用途：广泛用于石油、化工设备、船舶、汽车、火广泛用

15、于石油、化工设备、船舶、汽车、火车车厢外壳、机电设备等黑色或有色金属防腐装饰，车车厢外壳、机电设备等黑色或有色金属防腐装饰，也可用于水泥、木制品等防腐装饰。也可用于水泥、木制品等防腐装饰。5 5、聚氨基甲酸酯涂料、聚氨基甲酸酯涂料2022-3-2822/387.4 7.4 涂料成膜机理涂料成膜机理l涂料涂料流动的液体流动的液体涂布涂布坚韧的薄膜坚韧的薄膜定义：定义：依靠涂料内的溶剂或分散剂的直接挥发依靠涂料内的溶剂或分散剂的直接挥发或聚合物粒子凝聚得到涂膜的过程。或聚合物粒子凝聚得到涂膜的过程。 （1 1）溶剂挥发成膜方式）溶剂挥发成膜方式 （2 2）聚合物凝聚成膜方式）聚合物凝聚成膜方式1

16、1、物理成膜方式、物理成膜方式2022-3-2823/38定义：定义：在加热或其他条件下，使涂敷在基材表在加热或其他条件下，使涂敷在基材表面上的低分子量聚合物成膜物质发生交面上的低分子量聚合物成膜物质发生交联反应，生成高聚物，获得坚韧涂膜的联反应，生成高聚物，获得坚韧涂膜的过程。过程。 （1 1）链锁聚合反应成膜）链锁聚合反应成膜 （2 2）逐步聚合反应成膜）逐步聚合反应成膜2 2、化学反应成膜方式、化学反应成膜方式2022-3-2824/38链锁聚合反应成膜链锁聚合反应成膜n（1）氧化聚合形式）氧化聚合形式n（2）引发剂引发聚合形式）引发剂引发聚合形式n（3）能量引发聚合形式）能量引发聚合形

17、式2022-3-2825/38逐步聚合反应成膜逐步聚合反应成膜n缩聚反应形式缩聚反应形式n氢转移聚合反应形式氢转移聚合反应形式n外加交联剂固化形式外加交联剂固化形式2022-3-2826/387.5 7.5 涂膜防护机理涂膜防护机理2 2、防腐机理、防腐机理 涂料中防腐性的颜料对金属的涂料中防腐性的颜料对金属的钝化作用，减缓腐蚀速钝化作用，减缓腐蚀速度。度。 高效缓蚀剂高效缓蚀剂的应用：有机氮化物及其铵盐。的应用：有机氮化物及其铵盐。1 1、屏蔽机理、屏蔽机理 使金属表面与外界环境使金属表面与外界环境隔离隔离，但较薄时不起作用，但较薄时不起作用 阻碍阳极与溶液间离子移动，减小了腐蚀速度阻碍阳极

18、与溶液间离子移动，减小了腐蚀速度2022-3-2827/387.6 7.6 涂装工艺涂装工艺l 形成涂膜的全部工艺过程形成涂膜的全部工艺过程l 涂前表面预处理涂前表面预处理涂布涂布干燥固化干燥固化目的目的：清除各种污垢；清除各种污垢；化学处理化学处理 磷化与钝化处理磷化与钝化处理增加结合力，提高防增加结合力，提高防腐蚀能力；腐蚀能力；消除表面缺陷，增加平整度。消除表面缺陷，增加平整度。1 1、表面预处理、表面预处理2022-3-2828/38l 预处理工艺及设备预处理工艺及设备工艺工艺：脱脂、浸蚀、表面调整、磷化及钝化处理。：脱脂、浸蚀、表面调整、磷化及钝化处理。方式与设备：喷淋式、浸泡式、喷

19、浸结合式。方式与设备：喷淋式、浸泡式、喷浸结合式。2022-3-2829/38l 手工、静电、电泳、粉末、空气、高压无手工、静电、电泳、粉末、空气、高压无气、气溶胶涂布法气、气溶胶涂布法 刷涂刷涂 揩涂揩涂 滚刷涂滚刷涂 刮涂刮涂2 2、涂布、涂布（1 1）手工涂布法）手工涂布法2022-3-2830/38（2 2）静电涂布法）静电涂布法定义：定义：用静电喷枪使油漆雾化并带上负电荷，与接地的用静电喷枪使油漆雾化并带上负电荷，与接地的工件（阳极）间形成高压静电场，静电引力使漆工件（阳极）间形成高压静电场，静电引力使漆膜沉积在工件表面形成均匀漆膜。膜沉积在工件表面形成均匀漆膜。特点：特点：静电喷涂

20、比普通喷涂生产率高，成膜质量好静电喷涂比普通喷涂生产率高，成膜质量好应用：应用：汽车、自行车、家用机电设备的自动生产线上汽车、自行车、家用机电设备的自动生产线上2022-3-2831/382022-3-2832/38（3 3）电泳涂布法）电泳涂布法定义：定义：将工件浸渍在水溶性涂料中作为阳极（或阴极），将工件浸渍在水溶性涂料中作为阳极（或阴极），另设一与其相对应为阴极（或阳极），在两极间另设一与其相对应为阴极（或阳极），在两极间通直流电，通过电流产生的物理化学作用，使涂通直流电，通过电流产生的物理化学作用，使涂料涂布在工件表面。料涂布在工件表面。特点：特点：以水作为分散剂、易自动化，涂料利用率

21、以水作为分散剂、易自动化，涂料利用率95%95%。2022-3-2833/38定义：定义：利用低压利用低压(0.4(0.40.6MPa)0.6MPa)压缩空气带动高压泵，将压缩空气带动高压泵，将涂料加压到涂料加压到101020MPa20MPa的压力，经高压喷枪的特殊的压力，经高压喷枪的特殊喷嘴喷出形成涂层。喷嘴喷出形成涂层。特点：特点：没有涂料微粒回溅及漆雾飞扬现象，生产率高。没有涂料微粒回溅及漆雾飞扬现象，生产率高。（4 4）高压无气喷涂）高压无气喷涂应用：应用：适宜喷涂高粘度涂料，一次可获适宜喷涂高粘度涂料，一次可获100100300m300m涂层。涂层。2022-3-2834/38202

22、2-3-2835/38几种常用涂装工艺几种常用涂装工艺序号涂漆方法内容特点使用范围1刷涂人工用各种毛刷涂刷省料费工体力劳动繁重任何形状工件， 几乎任何涂料2自动浸涂工件在悬链上借链运动自动沉入漆槽中涂漆省工省料，生产效率高，但漆槽熔剂挥发量大，防火要求严大批量流水线生产3手工喷涂( 含高压无气喷涂）利用压缩空气，喷枪将漆雾化喷到工件表面成膜漆膜均匀，质量好，但漆浪费大各种形状工件， 尤适用于大面积工件4淋涂工件在工作台上，利用循环泵将漆液喷淋在工件上工效高，漆液损失少，便于流水作业大批单一工件底漆涂装5幕帘淋涂工件在连续不断往下流的漆液幕帘下通过而涂装工效高，漆液损失少，便于流水线作业，但不能对工件垂直面涂装适宜成批生产， 且只需涂单面的大工件6流化床涂覆利用粉末涂料在一定风压下呈“沸腾”状态，在略高于其熔点的预热工件表面上融合冷却后成膜涂层厚度大，涂覆速度快适宜大型， 形状不同工件7辊涂利用辊涂机械进行辊涂能采用较高粘度涂料，漆膜厚度均匀，