表面处理技术12 涂装技术课件

1、第12章涂装技术2/85涂料的作用和防护原理 涂料及其组成 涂层的防腐蚀性 123第一部分 涂 料装饰作用最早的油漆主要用于装饰，现代涂料更是如此,如房屋、家具、日常用品涂上涂料(色彩、光泽、鲜映性、平滑性、立体感)感到美观。1、涂料的作用和防护原理保护作用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起保护作用。汽车车身，经涂装后，使用10-15年还基本完好，否则1-2年就会蚀锈穿孔。涂层的防护原理 屏蔽作用 缓蚀作用电化学保护作用132 金属表面涂覆涂料经干燥获得涂层以后，就把金属表面和环境隔开，这种保护作用称为屏蔽作用。 借助填料的内部组分（红丹、锌铬黄等具

2、有阻蚀性的颜料）与金属反应，使金属表面钝化或生成保护的物质提高涂层的保护作用在涂料中使用活性比铁高的金属做填料，如锌等，会起到牺牲阳极的保护作用，而且锌的腐蚀产物是盐基性的氯化锌、碳酸锌，它填满膜的空隙，使膜致密，而使腐蚀大大降低5/85特殊作用电子工业的导电、导磁涂料；船底防污漆航空；航天工业的烧蚀、温控涂料；军事上的伪装和隐形涂料家居辽宁号华丽壮观的白色涂装除锈、底漆、中间漆、防污漆（焦油） 电器第一节：涂料组成涂料(油漆)：以高分子材料为主体，以有机溶剂、水或空气为分散介质的多种物质的混合物。 。油料固化成分涂料主要成膜物质次要成膜物质辅助成膜物质树脂无机胶凝材料着色颜料体质颜料特种颜料

3、助剂挥发成分溶剂颜 料提供颜色,覆盖力改善涂膜力学性能、耐蚀性及流变性增强功能为涂膜提供某种特定功能，防腐、导电、防燃等不溶于溶剂的微细有色粉末，如铁红、铬黄等颜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、无机颜料溶 剂保持涂料溶解，降低黏稠度，改善流动性便于施工增加涂料对表面的润湿性和附着力。稳定树脂，不使其析出或分离以及变稠、结皮等 能挥发的液体，不同品种的涂料有不同的溶剂。按沸点高低分类低沸点溶剂（100 ） 如：乙醇、乙酯、丙酮中沸点溶剂（100150）如：甲苯、二甲苯、丁酯高沸点（150） 如：松节油、乙醇单丁醚新型功能性涂料 防火涂料

4、 隧道、饰面、木材、钢结构、混凝 土结构和电缆防火涂料。 隔热保温涂料 阻隔性、辐射隔热保温涂料 反射隔热涂料 光功能涂料 蓄能自发光道路标线涂料 电功能涂料 导电涂料 （导静电涂料 、导电漆 涂料、本征型导电涂料和掺杂型导 电涂料） 防滑涂料 船舶低表面能防污涂料 海洋防腐涂料 隐身涂料 1.雷达隐身涂料 2.红外隐身涂料 3.可见光隐身涂料 4.多频隐身涂料第二节：涂料的分类1). 按涂装的对象分:汽车漆墙漆木器漆船舶漆3). 按主要成膜物质不同分: NC(硝基)漆-硝化棉 PE(不饱和聚酯)漆-不饱和聚酯4). 按干燥方式不同分: 常温固化涂料 烤漆 UV漆(紫外线固化涂料) 5). 按

5、其它的分:(功能、颜色、加工工艺等)2). 按涂料的形态分: 水性涂料、溶剂性涂料、粉末涂料、高固体分涂料等； 序号代号成膜物质类别主要成膜物质1Y油性漆类天然动植物油、清油（熟油）、合成油2T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3F酚醛树脂漆类改性酚醛树脂、纯酚醛树脂、二甲苯树脂4L沥青漆类天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青5C醇酸树脂漆类甘油醇酸树脂、季戊四醇醇酸树脂、改性醇酸树脂6A氨基树脂漆类脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂7Q硝基漆类硝基纤维素、改性硝基纤维素8M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9G过氯乙烯漆

6、类过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂10X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11B丙烯酸漆类丙烯酸酯树脂、丙烯酸共聚物及其他改性树脂12Z聚酯漆类饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂13H环氧树脂漆类环氧树脂、改性环氧树脂14S聚氨酯漆类聚氨基甲酸酯15W元素有机漆类有机硅、有机钛、有机铝等元素有机聚合物16J橡胶漆类天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物17E其它漆类无机高分子材料、聚酰亚氨树脂等18辅助材料稀释剂、防潮剂、催干剂、脱漆剂、固化剂涂料的命名 涂料全名=颜色或颜料名称+成膜物质名称+基本名称 例：白色丙烯酸面漆涂料的编号 由成膜物质汉语拼音字母

7、、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） 涂装是指将涂料涂覆于被涂物（基材）的表面上，经干燥形成具有防腐、装饰或特殊功用的连续涂膜的过程。俗称“涂漆”或“油漆”，已固化的涂料膜称为涂膜（俗称漆膜）或涂层。涂装定义2.1表面处理的作用 为了要获得优质的涂层，在涂漆前对被涂物表面进行的一切准备工作 ，均称为漆前表面处理。 涂装工艺基本组成有漆前表面处理、喷涂、固化及后处理四大工序。漆前表面处理是基础工作，它对整个涂层的质量有着很大的影响，不可忽视。 25/852.2除油碱液清洗有机溶剂清洗表面活性剂清洗乳化清洗常用的漆前除油方法2.

8、3除锈28/85 化学除锈一般是酸洗法，碱法也有使用。酸洗除锈、除氧化皮的方法是工业领域应用最为广泛的方法。手工除锈风动或电动工具除锈喷丸（砂）除锈机械除锈3、涂装方法 在制定涂装工艺时，正确地选择涂装方法极为重要。它直接影响涂层的质量和涂装效率。 一般根据所采用的涂料特性、被涂物的型状、生产方式以及对涂层的质量要求等来选择。29/85a 手工工具涂布, 如刷涂、擦涂、滚涂、刮涂等方法。b 机动工具涂布, 如喷枪喷涂。c 机械设备涂布, 如浸涂、淋涂、抽涂、自动喷涂、电泳涂漆等。涂料的涂布方法大致可分为以下三种类型。 30/85分类涂装方法所用主要工具和设备手工工具涂装刷涂擦涂滚刷涂刮涂气溶胶

9、喷涂丝网法各种刷子砂布包裹的棉花团滚筒刮刀气溶胶漆罐丝网、刮涂机动工具涂装空气喷涂无空气喷涂热喷涂转鼓涂装喷枪、空气压缩机等无空气喷涂装置涂料加热器及喷涂装置滚筒器械装备涂装辊涂抽涂离心涂装浸涂淋涂幕式涂装静电喷涂自动喷涂电泳涂装（阴极、阳极）化学泳涂装粉末涂装法（火焰喷涂、空气喷涂法、静电喷涂法、静电流化床法、静电粉末震荡法、静电隧道粉末涂装法、静电电泳涂装法、真空吸引法等）辊涂机抽涂机离心涂装设备浸涂设备淋涂设备幕式涂装设备静电喷涂及高压静电发生器自动涂装机或机械手电泳涂装设备化学泳涂装设备各种粉末涂装设备 各种涂布方法各有其优缺点，应视具体情况来选择，以达到最佳的涂装效果，考虑的情况主要

10、有：a 被涂物面的材料性能、大小和形状；b 涂料品种及其特性；c 对涂装的质量要求；d 施工环境、设备、工具等；e 涂布的效率、经济价值等。 33/85使用手工工具（如刷子、棉球、刮刀等），将材料涂饰到表面上的涂饰方法。优点缺点工具简单、灵活方便、能适应不同形状、大小的涂饰对象劳动强度大、生产效率低、卫生条件差手工工具涂装刷涂是人工利用刷漆蘸取涂料对物件表面进行涂装的方法，是一种古老而最为普遍和常用的涂布方法。节省涂料、施工简便、工具简单、易于掌握、灵活性强、适用范围广。可涂装任何形状的物件，特别对于某些边角、沟槽等狭小区域。手工操作、劳动强度大、生产效率低，流平性差的涂料易于留下刷痕，影响装

11、饰性。刷涂法：刷涂步骤：涂布、抹平、修饰。35/85漆刷的种类1-漆刷（漆大漆为主）；2-圆刷；3-歪脖刷；4-长毛漆刷； 5-排笔； 6-底纹笔； 7-棕刷36/85用滚筒蘸取涂料在工件表面滚动涂布的涂装方法。适用于平面物件的涂装。施工效率比刷涂高，涂料浪费少，不形成漆雾，对环境的污染较小。2. 滚涂法辊子的结构 1-长柄；2-滚子；3-芯材；4-粘着层；5-毛头37/85机械滚涂法适合于连续自动生产，生产效率极高, 广泛用于平板或带状的平面底材的涂装。机械辊涂法涂装示意图1-储槽及浸涂辊；2-转换辊；3-辊漆辊；4-压力辊；5-刮漆刀；6-涂过涂料的板材；7-未涂过涂料的板材38/85负压

12、区压缩空气涂料压缩空气空气喷涂依靠压缩空气的气流在喷枪的喷嘴处形成负压，将涂料从贮漆罐中带出并雾化，在气流的带动下涂到被涂物表面的一种方法。1)效率高, 每小时可喷涂1502002)涂膜厚度均匀、光滑平整,外观装饰性好3)适应性强：各种涂料和各种材质形状工件1)稀释剂用量大, 容易大量挥发造成空气污染, 环境恶劣, 易引起燃、爆等事故, 2)涂料利用率低, 只有50% 60%, 小件15% 30%空气喷涂特点优点缺点空气喷涂的主要设备是喷枪，按涂料供给方式分为重力式、吸上式和压送式三种类型, 如图4-4、4-5和4-6所示。设备：喷枪、输漆系统、压缩空气系统及喷漆室。空气喷涂操作要领：调整好空

13、气压力、喷出量、喷幅三者关系；喷涂距离大型喷枪2030cm，小型喷枪1525cm喷枪与被涂物成直角平行移动，速度3060cm/s喷幅搭接1/21/3。41/85湿润区重叠区喷幅42/85 吸入式喷枪 压入式喷枪重力式喷枪 无空气喷涂与空气喷涂原理不同，是使涂料通过加压泵被加压至14.7117.16MPa，由细小喷嘴（为0.170.90mm）喷出，当高压漆流离开喷嘴到达大气后，随着高压的急剧下降，涂料内溶剂剧烈膨胀而分散雾化，高速地涂覆在被涂物件上。其原理示意图如图4-7。4. 无空气喷涂法高压无空气喷涂的原理 44/85 无空气喷涂的优点有： 比一般喷涂的生产效率可提高几倍到十几倍； 喷涂时漆

14、雾比空气喷涂少，涂料利用率高，节约了涂料和溶剂，减少了对环境的污染，改善了劳动条件； 可喷涂高固体、高粘度涂料，一次成膜较厚； 减少施工次数，缩短施工周期； 消除了因压缩空气含有水分、油污、尘埃杂质而引起的漆膜缺陷； 涂膜附着力好，即使在缝隙、棱角处也能形成良好的漆膜。 无气喷涂的不足之处是：操作时喷雾的幅度和出漆量不能调节，必须更换喷嘴才能调节；不适用于薄层的装饰性涂装。45/85将喷具作为接负极，而使被涂饰的制品接地，作为正极，利用高压静电场的电晕放电使涂料微粒带负电荷，在电场作用下达到雾化，由于电荷相互吸引，沿电力线方向移动高效吸附到制品表面上，形成涂层。 特点：静电喷涂比普通喷涂生产率

15、高，成膜质量好应用：从大型的铁路客车、汽车、拖拉机，到小型的工件、玩具以及家用电器。目前家用电器如电冰箱、洗衣机、电风扇等的重要涂装手段。静电喷涂吹净空气气体粉末颗粒放电针电荷优点漆雾很少飞散，可大幅提高涂料利用率，可达8090%。适用于大批量流水线的生产，能成倍地提高生产率，并改善施工条件。漆膜均匀丰满，附着力强，装饰性好，耐磨性优良。缺点由于静电屏蔽作用，不适于喷涂复杂形状的工件，如有凹陷处。对所用涂料和溶剂有一定要求，尤其是电性能。由于使用高电压，火灾的危险性较大，必须具有可靠的放电安全措施。 刮涂是使用金属或非金属刮刀，对粘稠涂料进行厚膜涂装的一种方法。一般用于涂装腻子、填孔剂以及大漆

16、等。刮涂是使用很早的涂料涂装方法，常用于刮涂腻子。此方法局限于较平的表面。6. 刮涂法49/85铲刀 腻子刮铲 钢刮板 牛角刮刀 橡皮刮板 调料刀 油炭（腻子）刀 常见的刮刀类型 浸涂法就是将被涂物件全部浸没在盛有涂料的槽中，经短时间的浸没，从槽内取出，并让多余的漆液重新流回漆槽内，经干燥后达到涂装的目的。 浸涂适用于小型的五金零件、钢质管架、薄片以及结构比较复杂的器材或电气绝缘材料等。它的优点是省工省料，生产效率高，操作简单。但浸涂也有局限性，如物件不能有积存漆液的凹面，仅能用于表面同一颜色的产品，不能使用易挥发和快干型涂料。7. 浸涂法51/85 浸涂的方法很多，有手工浸涂法、传动浸涂法、

17、回转浸涂法、离心浸涂法、真空浸涂法。图4-11为浸涂示意图。图4-11 浸涂示意图 52/85 淋涂法(流涂、浇涂)是将涂料喷淋或流淌过被涂物件上的涂漆方法。它能得到较厚而均匀的涂层，常用于光固化涂料，不适用快干型涂料，主要对平面涂装，不能涂垂直面，也不宜用于涂装美术涂料及含有较多金属颜料的涂料。8. 淋涂法 图4-12 1-高位槽；2-被淋涂物面；3-涂料过滤器；4-输漆泵；5-已涂漆物面； 6-帘幕53/85 电沉积涂漆(电泳涂装)是将物件浸在水溶性涂料的漆槽中作为一极，通电后，涂料立即沉积在物件表面的涂漆方法。 电泳涂装方法能得到硬度较高的有机涂膜，起到防腐和装饰的作用。9. 电泳涂漆法

18、电泳涂装工艺流程示意图1-经表面处理后的工件；2-电源；3-工件；4-喷水冲洗；5-槽液过滤；6-沉积槽；7-循环泵54RCOONH4 RCOO-+NH4+阳极：4OH-2e 2H2O+O2阴极：2H+2e H2 H+/NH4+电泳槽液+-OH-RCOO-工件电解RCOO-夹带树脂颜料泳向工件电泳阳极电泳电沉积RCOO-失电子沉积成含水涂膜电渗水和助剂穿过涂膜进入溶液，涂膜脱水致密化阳极电泳涂装特点：原料价格低、设备简单、投资少，技术要求低，耐蚀性差以水溶性阳离子树脂为成膜基料，以工件作为阴极，从而在金属表面实现电沉积的一种电镀方法。主要为环氧树脂系列和异氰酸脂的混合物。 阳极反应：2H2O

19、4H+ + O2+ 4e阴极电泳涂装阴极反应：耐蚀性高：无阳极溶解，表面及磷化膜不破坏，涂料保护，漆价高质量优预清理上件烘干汽车一厂驾驶室电泳线工艺流程图高压热水洗预脱脂脱脂水洗一水洗二表调磷化水洗三水洗四UF2泳前纯水洗泳后纯水洗图例水泵板式换热器阴极电泳零次冲洗UF157 电泳涂漆是一种先进的现代涂装作业方法，具有以下优点： 能实现自动流水线生产，涂漆快，自动化程度高，生产效率高; 漆膜厚度均匀，易控制膜厚; 较好的边缘、内腔及焊缝的涂膜覆盖性，便产品涂层的整体性能提高; 环保、安全，以水为分散介质，没有火灾危险; 涂料利用率高，超过95%以上; 漆膜外观好，无流痕。 58 电泳涂装的缺点

20、主要有： 烘干温度高，漆膜颜色单一; 设备投入大，管理要求严格; 多种金属制品不宜同时电泳涂漆; 塑料、木材等非导电性制品不能电泳涂漆，也不能在底漆表面泳涂面漆; 漂浮性工件不能电泳涂装。59电泳与电镀的对比电泳电泳漆层高低电位厚薄均匀 电泳漆层能完全覆盖隐蔽处 合符环保要求 电镀一般电镀高低电位处镀层厚薄差距大 一般电镀不能深入隐蔽外 污染严重电泳与喷涂的对比比较项目 油漆喷涂 电泳涂装 附着力 不强，易脱落 强，很难脱落 防腐性 不耐腐蚀 耐腐蚀 装饰性 表面粗糙，平滑度低 平展光滑 环保性 污染严重 合符环保要求 粉末涂装是使用粉末涂料的一种涂覆工艺。它的特点是： 一次涂装便可得到较厚的

21、涂层，提高了施工效率，缩短了生产周期; 涂料中不含溶剂，无需稀释及调粘，减少了火灾的危险，有利于环保; 涂层的附着力强，致密性好，提高了涂层的各项机械物理性能; 过量的涂料可回收利用，降低了涂料的消耗。11. 粉末涂装法62粉末涂装存在的缺陷有： 烘烤温度高（大于200）; 换色不方便; 涂膜流平性差。粉末涂装的方法有，火焰喷射法、流化床法、静电流化床法（应用最广）、静电喷射及粉末电泳法等。63 如丝网法: 文具、日历、产品包装、书籍封皮、路牌、标志等需要涂饰成多种颜色的套牌图案或文字时，可用丝网法涂装。即将已刻印好的丝筛平放在欲涂的表面，用硬橡胶刮刀将涂料刮涂在丝网表面，使涂料渗透到下面，从

22、而形成图案或文字。12. 其他涂布法64 4.1涂料成膜机理 当涂料被涂覆在被涂物上由液态（或粉末状）变成无定形的固态薄膜的过程，称为涂料的成膜过程（或称为涂料的固化），一般称为涂料的干燥。 涂料主要靠溶剂蒸发、熔融、缩合、聚合等物理或化学作用而成膜。其成膜机理随涂料的组分和结构的不同而异。4、涂料的干燥和成膜65涂料成膜方式物理成膜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。溶剂挥发成膜：涂料中溶剂挥发，涂膜黏度增大到一定程度形成固态涂膜的过程，如硝酸纤维素漆、沥青漆及橡胶漆等 聚合物凝聚成膜：树脂中高聚物粒子接近、接触、挤压而聚集，由粒子状态变为分子状态而形成固态涂膜

23、的过程，如硝酸纤维素漆、沥青漆及橡胶漆等 乳液结构示意图 乳胶涂料成膜示意图 分子扩散介质挥发介质挥发成膜分子扩散不成膜乳胶涂料成膜示意图 化学成膜在加热、紫外光照或其他条件下，使涂敷低聚物发生交联反应生成高聚物,获得坚韧涂膜的过程。1.氧化聚合型：涂料在空气中氧化交联或与水蒸汽反应，如油脂或油脂改性涂料。交联固化型：涂料分子之间发生化学反应的固化交联。根据交联引发方式分为：固化剂固化型、热固化型、紫外光固化型等。 固化剂固化成膜示意图 4.2漆膜的干燥方法及过程13在常温下呈自然状态干燥，又称为自干或气干。1、紫外线固化2、电子束 21、低温干燥：100以下2、中温干燥：1001503、高温

24、干燥：150以上自然干燥加热干燥照射固化726、涂装工艺和工艺管理4涂装设计1235涂装的主要工序涂装环境涂装工艺管理原材料消耗736.1涂装设计 涂料的选用 涂装方法的选定涂装工艺的制定涂装设计 涂装类型74涂层外观极漂亮，镜物清晰，表面平整光滑，色泽鲜艳，漆膜坚硬，无缺陷。由底漆、中间涂层和25道面漆配套组成。 装饰性、平衡度较一级涂层稍差，有细小缺陷，涂层的机械强度甚至优于一级涂层。由一道底漆、23道面漆组成。 以保护性为主，装饰性次之。涂层表面不应有皱纹、流痕、针孔和其它杂质。应具有较好的耐腐蚀性、耐潮湿性等。由一道底漆、12道面漆组成。涂装类型 1、高级装饰性涂层（一级涂层）2、装饰

25、性涂层（二级涂层） 3、保护装饰性涂层（三级涂层）75主要是供一般防腐蚀用，对装饰性无要求。一般涂12道漆，厚度在2030m范围内。 对物件起特种保护作用的涂层。主要功能是保护底材，耐某种介质的浸蚀作用或隔绝作用。一般是多层涂装，总涂层厚度达数百微米。 涂装类型 4、一般保护涂层 5、特种保护性涂层76涂料选用 考虑漆膜的性能和经 济性在涂装设计中应尽可能选用毒性小、低污染或无污染的涂料涂料的施工、干燥、涂装性能等应与具备的涂装条件相适应颜色、外观、漆膜的机械强度符合产品设计要求正确选择底漆、中间涂层、面漆的配套性与被涂物有优良的附着力，在多层涂装中各涂层间的配套性良好77涂料的物性施工性能被涂物的类型被涂物的大小生产方式（涂装条件） 涂装方法 选定的 要求涂装方法的种类和特征涂装方法方 式适用的涂料特 征适用范围（被涂物）作业效率设备费溶剂蒸发速度粘稠度种 类刷涂使用刷子挥发慢的好稀稠均适用调和漆、合成磁漆、其它水性漆一般一般都适用小小刮涂使用刮刀初期挥发慢的好塑性流动大的好各种腻子类一次能涂得较厚比较平滑的物体小小空气喷涂用压缩空气雾化涂料喷射涂布挥发快的较好触变性小的涂料挥发性