第2章涂料概述

1、涂裝工藝學（涂裝工藝學（2）胡會利胡會利電化學教研室電化學教研室第第2 2章章 涂料概述涂料概述2.1 涂層系統(tǒng)涂層系統(tǒng)2.2 涂料的基本組成及各組分的作用涂料的基本組成及各組分的作用2.3 涂料的成膜涂料的成膜2.4 涂膜附著理論涂膜附著理論2.5 涂層的失效涂層的失效2.1 2.1 涂層系統(tǒng)涂層系統(tǒng)- -底漆底漆 有些涂層體系，如防腐蝕涂料、汽車漆等有幾道涂層，組有些涂層體系，如防腐蝕涂料、汽車漆等有幾道涂層，組成一個整體系統(tǒng)發(fā)揮功效，包括底漆、中間漆和面漆。成一個整體系統(tǒng)發(fā)揮功效，包括底漆、中間漆和面漆。底漆的性能要求底漆的性能要求 對底材有良好的附著力對底材有良好的附著力，其基料往往含

2、有羥基、羧基等極，其基料往往含有羥基、羧基等極性基團。性基團。 金屬腐蝕時在陰極呈堿性，故底漆的基料宜具有金屬腐蝕時在陰極呈堿性，故底漆的基料宜具有耐堿性耐堿性。 底漆的基料具有底漆的基料具有屏蔽性屏蔽性，阻擋水、氧、離子的透過。，阻擋水、氧、離子的透過。 某些底漆中含有某些底漆中含有緩蝕顏料緩蝕顏料。 底漆的厚度太厚會引起收縮應力，損及附著力。底漆的厚度太厚會引起收縮應力，損及附著力。 底漆應粘度較低，對物面有良好的底漆應粘度較低，對物面有良好的潤濕性潤濕性，且其溶劑揮發(fā)，且其溶劑揮發(fā)慢，有充分時間，對焊縫、銹痕等部位能透入較深。對于慢，有充分時間，對焊縫、銹痕等部位能透入較深。對于混凝土面

3、及木材能透入錨固?；炷撩婕澳静哪芡溉脲^固。2.1 2.1 涂層系統(tǒng)涂層系統(tǒng)- -中間層中間層主要作用：主要作用： 與底漆及面漆附著良好。漆膜之間的附著并非主要是靠極與底漆及面漆附著良好。漆膜之間的附著并非主要是靠極性基團之間的吸力，而是靠中間層所含溶劑將底漆溶脹，性基團之間的吸力，而是靠中間層所含溶劑將底漆溶脹，使兩層界面的高分子鏈纏結密著。使兩層界面的高分子鏈纏結密著。 在重防腐涂料系統(tǒng)中，中間層的作用之一是能較多地增加在重防腐涂料系統(tǒng)中，中間層的作用之一是能較多地增加涂層的厚度以提高整個涂層的屏蔽性能。在整個涂層系統(tǒng)涂層的厚度以提高整個涂層的屏蔽性能。在整個涂層系統(tǒng)中往往底漆不宜太厚，面

4、漆也不宜太厚，故將中間層涂料中往往底漆不宜太厚，面漆也不宜太厚，故將中間層涂料制成觸變性高固體厚膜涂料，無氣噴涂，一次可獲厚膜。制成觸變性高固體厚膜涂料，無氣噴涂，一次可獲厚膜。 汽車漆的中間層，其作用是提供平整表面，保持美觀，且汽車漆的中間層，其作用是提供平整表面，保持美觀，且往往具有較好的彈性，能緩沖阻尼小石沖擊車輛而不裂。往往具有較好的彈性，能緩沖阻尼小石沖擊車輛而不裂。2.1 2.1 涂層系統(tǒng)涂層系統(tǒng)- -面漆面漆面漆的主要作用：面漆的主要作用： 遮蔽太陽光紫外線對涂層的破壞。在中東海灣沙漠及東南遮蔽太陽光紫外線對涂層的破壞。在中東海灣沙漠及東南亞炎熱地區(qū)，面漆宜含鋁粉、云母氧化鐵等阻

5、隔陽光的顏亞炎熱地區(qū)，面漆宜含鋁粉、云母氧化鐵等阻隔陽光的顏料，以延長涂層壽命。料，以延長涂層壽命。 裝飾美觀，號志（如化工廠的不同管道顏色）等。裝飾美觀，號志（如化工廠的不同管道顏色）等。 某些耐化學品涂料（如過氯乙烯漆），往往是最后一道面某些耐化學品涂料（如過氯乙烯漆），往往是最后一道面漆是不含顏料的清漆，以獲得致密的屏蔽膜。漆是不含顏料的清漆，以獲得致密的屏蔽膜。2.2 2.2 涂料的基本組成及各組分的作用涂料的基本組成及各組分的作用涂料的基本組成及作用涂料的基本組成及作用2.2.12.2.1成膜物質（基料成膜物質（基料 ） 具有黏結涂料中其他成分的作用具有黏結涂料中其他成分的作用，對涂

6、料和涂膜，對涂料和涂膜的性質起著決定性作用。的性質起著決定性作用。 涂料成膜物質涂料成膜物質最基本的特性是能夠經(jīng)過施工后形最基本的特性是能夠經(jīng)過施工后形成薄層的涂膜成薄層的涂膜，并為涂膜提供所需要的各種性能。，并為涂膜提供所需要的各種性能。 涂料常以主要的成膜物質來進行命名，如環(huán)氧鐵涂料常以主要的成膜物質來進行命名，如環(huán)氧鐵紅防銹底漆、丙烯酸聚氨酯面漆等。紅防銹底漆、丙烯酸聚氨酯面漆等。2.2.1 2.2.1 成膜物質（基料成膜物質（基料 ）非轉化型成膜物質非轉化型成膜物質 在涂料成膜過程中化學在涂料成膜過程中化學組成結構不發(fā)生變化組成結構不發(fā)生變化 熱塑性，多具有可溶解熱塑性，多具有可溶解性

7、、可熔融性。性、可熔融性。 包括天然樹脂、天然高包括天然樹脂、天然高聚物的加工產(chǎn)品、合成聚物的加工產(chǎn)品、合成的高分子線型高聚物的高分子線型高聚物轉化型成膜物質轉化型成膜物質 具有可反應的官能團具有可反應的官能團 聚合成不溶解、不熔聚合成不溶解、不熔融的網(wǎng)狀高聚物，熱融的網(wǎng)狀高聚物，熱固性。固性。 包括干性油和半干性包括干性油和半干性油、天然漆和漆酚、油、天然漆和漆酚、低分子量化合物的加低分子量化合物的加成物、合成聚合物成物、合成聚合物2.2.2 2.2.2 顏料顏料 是色漆的重要組成部分，不能單獨成膜，也稱為次要成膜是色漆的重要組成部分，不能單獨成膜，也稱為次要成膜物質。物質。 一般為微細的粉

8、末狀有色物質，通過涂料生產(chǎn)過程中的攪一般為微細的粉末狀有色物質，通過涂料生產(chǎn)過程中的攪拌、研磨、高速分散等加工過程，使其均勻分散在成膜物拌、研磨、高速分散等加工過程，使其均勻分散在成膜物質及其溶液中，形成色漆。質及其溶液中，形成色漆。 顯現(xiàn)顏色，賦予涂膜以遮蓋力。還對涂料的流變性、保護顯現(xiàn)顏色，賦予涂膜以遮蓋力。還對涂料的流變性、保護性能、耐候性、耐化學藥品性、耐熱性、涂膜的機械性能性能、耐候性、耐化學藥品性、耐熱性、涂膜的機械性能很有影響，還關系到涂料的成本。加入功能性顏料，還可很有影響，還關系到涂料的成本。加入功能性顏料，還可賦予涂層某些特定的功能，如導電、阻燃等性能。賦予涂層某些特定的功

9、能，如導電、阻燃等性能。 可分為可分為著色顏料著色顏料、體積顏料體積顏料和和功能性顏料功能性顏料。鈦白、鍶黃、酞鈦白、鍶黃、酞青藍、甲苯胺紅、青藍、甲苯胺紅、石墨、炭黑、華石墨、炭黑、華蘭、群青蘭、群青碳酸鈣、磷酸鈣、碳酸鈣、磷酸鈣、云母、硫酸鋇、云母、硫酸鋇、滑石粉、硅藻土，滑石粉、硅藻土，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pvc防銹顏料、防污防銹顏料、防污顏料、阻燃顏料、顏料、阻燃顏料、導電顏料，價格導電顏料，價格高昂。高昂。2.2.2 2.2.2 顏料顏料- -防銹顏料防銹顏料主要防銹填料種類及作用主要防銹填料種類及作用2.2.2 2.2.2 顏料顏料- -納米填料納米填料 利用納米粒子抗紫外線等性能對現(xiàn)有涂料進

10、行改性，提高利用納米粒子抗紫外線等性能對現(xiàn)有涂料進行改性，提高涂料的某些性能，這種涂料稱為納米改性涂料。涂料的某些性能，這種涂料稱為納米改性涂料。 用某些特殊工藝制備的涂料，其細度均在納米量級，這種用某些特殊工藝制備的涂料，其細度均在納米量級，這種涂料稱為納米結構涂料。涂料稱為納米結構涂料。 納米納米tio2、納米、納米sio2、納米、納米zno、納米、納米fe2o3等是優(yōu)良的等是優(yōu)良的抗老化劑。抗老化劑。2.2.2 2.2.2 顏料顏料- -納米填料納米填料納米納米zno 質量輕、厚度薄、顏色淺、吸波能力強質量輕、厚度薄、顏色淺、吸波能力強吸波涂層吸波涂層 新型防曬劑和抗菌劑新型防曬劑和抗菌

11、劑防菌涂層防菌涂層 紫外光下，能分解有機物質、抗菌和除臭紫外光下，能分解有機物質、抗菌和除臭環(huán)保涂料環(huán)保涂料納米納米sio2 觸變性是納米觸變性是納米sio2改善涂料各項性能的主要因素改善涂料各項性能的主要因素 防流掛、施工性能好防流掛、施工性能好 抗沾污性，具有優(yōu)良的自清潔性能和附著力抗沾污性，具有優(yōu)良的自清潔性能和附著力 極強的紫外吸收、紅外反射特性，抗紫外線老化，隔熱性極強的紫外吸收、紅外反射特性，抗紫外線老化，隔熱性2.2.2 2.2.2 顏料顏料- -納米填料納米填料納米納米tio2 光學效應隨粒徑而變，尤其是納米金紅石型光學效應隨粒徑而變，尤其是納米金紅石型tio2具有隨角具有隨角

12、度變色的效應度變色的效應 吸收紫外線，可提高轎車的漆的耐候性吸收紫外線，可提高轎車的漆的耐候性 光催化氧化，能分解光催化氧化，能分解nox、鹵代烴、硫化物、醛類、多環(huán)、鹵代烴、硫化物、醛類、多環(huán)芳烴芳烴納米碳酸鈣納米碳酸鈣 補強性、透明性、觸變性和流平性補強性、透明性、觸變性和流平性 增強涂層的柔韌性、硬度及光澤性增強涂層的柔韌性、硬度及光澤性 藍移現(xiàn)象，增加了隔熱性，抗紫外線老化，防熱老化藍移現(xiàn)象，增加了隔熱性，抗紫外線老化，防熱老化吸收帶的最大吸收帶的最大吸收波長向短吸收波長向短波方向移動波方向移動2.2.2 2.2.2 顏料顏料- -填料的選擇填料的選擇 顏填料的粒徑及表面積顏填料的粒徑

13、及表面積 粒徑小、表面積大，可吸附成膜聚合物而使顏料顆粒成為粒徑小、表面積大，可吸附成膜聚合物而使顏料顆粒成為準交聯(lián)點，使漆膜的機械性能提高。準交聯(lián)點，使漆膜的機械性能提高。 主要影響涂料的流動性、貯存性和耐久性。主要影響涂料的流動性、貯存性和耐久性。 瘤狀粒子（近球形）、針狀粒子、扁平狀粒子瘤狀粒子（近球形）、針狀粒子、扁平狀粒子 耐光性、穩(wěn)定性耐光性、穩(wěn)定性 環(huán)保性環(huán)保性 超細化與分散超細化與分散 表面改性表面改性 涂料是熱力學上不穩(wěn)定的分散體。涂料是熱力學上不穩(wěn)定的分散體。 顏料的表面處理和顏料分散劑的分子設計至關重要。顏料的表面處理和顏料分散劑的分子設計至關重要。2.2.2 2.2.2

14、 顏料顏料- -填料的含量填料的含量 干燥的涂層可以認為是由填料與成膜物質形成的固干燥的涂層可以認為是由填料與成膜物質形成的固-固相固相分散體系。分散體系。 顏料體積濃度（顏料體積濃度（pvc），顏料體積占干膜總體積的百分比），顏料體積占干膜總體積的百分比 臨界顏料體積（臨界顏料體積（cpvc），當剛好有足夠的成膜物提供顏），當剛好有足夠的成膜物提供顏料表面一個完整的吸附層，并填滿緊密堆積的固體顆粒間料表面一個完整的吸附層，并填滿緊密堆積的固體顆粒間隙的隙的pvc 比體積濃度，比體積濃度，pvc與與cpvc之比之比pvccpvc 工業(yè)涂料工業(yè)涂料 =0.80.9防銹漆防銹漆 =0.750.9需

15、打磨的底漆需打磨的底漆 =1.051.152.2.2 2.2.2 顏料顏料- -填料的含量填料的含量 在涂料的配方設計中，最重要的因素之一就是選擇基料與在涂料的配方設計中，最重要的因素之一就是選擇基料與顏料之間的比例關系。顏料之間的比例關系。 顏料體積濃度（顏料體積濃度（pvc）的主要特征是：在低于）的主要特征是：在低于cpvc時，時，顏料粒子很少接觸，而高于顏料粒子很少接觸，而高于cpvc時，基料被空氣所取代。時，基料被空氣所取代。在在cpvc兩側，涂膜的性質會有驚人的變化。兩側，涂膜的性質會有驚人的變化。 光澤與光澤與pvc有著很大的關系，通常不加顏料的涂膜具有很有著很大的關系，通常不加顏

16、料的涂膜具有很高的光澤，起初百分之幾的顏料對光澤沒有影響，但是當高的光澤，起初百分之幾的顏料對光澤沒有影響，但是當pvc高于高于6%9%時，在時，在pvc和和cpvc的范圍內(nèi)，光澤一直的范圍內(nèi)，光澤一直下降。低光澤表面比平滑光亮的表面能賦予更好的層間附下降。低光澤表面比平滑光亮的表面能賦予更好的層間附著力。著力。2.2.3 2.2.3 溶劑和分散介質溶劑和分散介質 在成膜過程中要完全揮發(fā)掉，要求他們不僅對成膜物質有在成膜過程中要完全揮發(fā)掉，要求他們不僅對成膜物質有較好的溶解性（分散性）和化學穩(wěn)定性，還要揮發(fā)性大、較好的溶解性（分散性）和化學穩(wěn)定性，還要揮發(fā)性大、毒性小、成本低。毒性小、成本低。

17、 溶劑的揮發(fā)速度影響涂膜的干燥時間及質量，并要與轉化溶劑的揮發(fā)速度影響涂膜的干燥時間及質量，并要與轉化型成膜物質的固化交聯(lián)過程相匹配。型成膜物質的固化交聯(lián)過程相匹配。各種低污染涂料固體分含量比較表各種低污染涂料固體分含量比較表2.2.3 2.2.3 溶劑和分散介質溶劑和分散介質- -水水 水溶性涂料：由水溶性樹脂為基料制成的涂料，水溶性涂料：由水溶性樹脂為基料制成的涂料，如水溶性自干或烘干涂料，電沉積涂料包括陽極如水溶性自干或烘干涂料，電沉積涂料包括陽極電泳和陰極電泳漆。電泳和陰極電泳漆。 水分散涂料：以水為分散介質合成聚合物乳狀液水分散涂料：以水為分散介質合成聚合物乳狀液組成的水分散系統(tǒng)，如

18、乳膠漆、水溶膠涂料等。組成的水分散系統(tǒng)，如乳膠漆、水溶膠涂料等。 以電沉積涂料和乳膠漆占主導地位以電沉積涂料和乳膠漆占主導地位 節(jié)約資源、減少污染；是涂料開發(fā)的重點節(jié)約資源、減少污染；是涂料開發(fā)的重點2.2.3 2.2.3 溶劑和分散介質溶劑和分散介質- -常用溶劑品種常用溶劑品種 萜烯溶劑：來自松樹的分泌物。松節(jié)油、松油萜烯溶劑：來自松樹的分泌物。松節(jié)油、松油 石油溶劑：烴類，從石油分餾得到。汽油、松香水、火油石油溶劑：烴類，從石油分餾得到。汽油、松香水、火油 煤焦溶劑：烴類，將煤干餾得到。苯、甲苯、二甲苯煤焦溶劑：烴類，將煤干餾得到。苯、甲苯、二甲苯 酯類溶劑：是低碳的有機酸和醇的結合物。

19、乙酸丁酯、乙酯類溶劑：是低碳的有機酸和醇的結合物。乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯酸乙酯、乙酸戊酯 酮類溶劑：主要用來溶解硝酸纖維。丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮類溶劑：主要用來溶解硝酸纖維。丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮、甲已酮酮、甲已酮 醇類溶劑：僅能溶解蟲膠、縮丁醛樹脂醇類溶劑：僅能溶解蟲膠、縮丁醛樹脂 其他溶劑：含氯溶劑、硝基化烷烴溶劑、醚醇類溶劑其他溶劑：含氯溶劑、硝基化烷烴溶劑、醚醇類溶劑2.2.4 2.2.4 助劑助劑 對涂料的生產(chǎn)過程發(fā)生作用：消泡劑、潤滑劑、分散劑、對涂料的生產(chǎn)過程發(fā)生作用：消泡劑、潤滑劑、分散劑、乳化劑等乳化劑等 對涂料施工成膜過程發(fā)生作用：催干劑、固化劑、流平劑對涂料施工成膜過程

20、發(fā)生作用：催干劑、固化劑、流平劑 對涂料貯存過程發(fā)生作用：防結皮劑、防沉淀劑對涂料貯存過程發(fā)生作用：防結皮劑、防沉淀劑 對涂膜性能發(fā)生作用：增塑劑、防霉劑、阻燃劑、防靜電對涂膜性能發(fā)生作用：增塑劑、防霉劑、阻燃劑、防靜電劑、紫外光吸收劑等。劑、紫外光吸收劑等。2.3 2.3 涂料的成膜涂料的成膜 涂料涂覆于物體表面后，由液體或疏松粉末狀態(tài)轉變成致涂料涂覆于物體表面后，由液體或疏松粉末狀態(tài)轉變成致密完整的固態(tài)成膜的過程，即為涂料的成膜，亦稱之為涂密完整的固態(tài)成膜的過程，即為涂料的成膜，亦稱之為涂料的干燥和固化。料的干燥和固化。 涂料成膜主要靠物理作用和化學作用來實現(xiàn)。涂料成膜主要靠物理作用和化學

21、作用來實現(xiàn)。 揮發(fā)性涂料和熱塑性粉末涂料等，通過溶劑揮發(fā)或融合作揮發(fā)性涂料和熱塑性粉末涂料等，通過溶劑揮發(fā)或融合作用形成致密涂膜。用形成致密涂膜。 熱固性涂料必須通過化學作用才能形成固態(tài)涂膜。熱固性涂料必須通過化學作用才能形成固態(tài)涂膜。2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -揮發(fā)性涂料揮發(fā)性涂料 僅靠物理作用成膜的涂料僅靠物理作用成膜的涂料 包括揮發(fā)性涂料、熱塑性粉末涂料、乳膠涂料及非水分包括揮發(fā)性涂料、熱塑性粉末涂料、乳膠涂料及非水分散涂料。散涂料。揮發(fā)性涂料揮發(fā)性涂料硝基纖維素涂料、過氯硝基纖維素涂料、過氯乙烯涂料、熱塑性丙烯乙烯涂料、熱塑性丙烯酸涂料及其他烯基樹脂酸涂料及其

22、他烯基樹脂涂料等。涂料等。多采用自然干燥。多采用自然干燥。濕階段濕階段過渡階段過渡階段干階段干階段2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -揮發(fā)性涂料揮發(fā)性涂料( (濕階段濕階段) ) 在濕階段，溶劑在自由表面大量地揮發(fā)，混合蒸氣壓大致在濕階段，溶劑在自由表面大量地揮發(fā)，混合蒸氣壓大致保持不變且等于各溶劑蒸氣分壓之和。保持不變且等于各溶劑蒸氣分壓之和。123pppp 烴類、酯類溶劑的質量相對揮發(fā)速率：烴類、酯類溶劑的質量相對揮發(fā)速率： 酮類、醇類溶劑的質量相對揮發(fā)速率：酮類、醇類溶劑的質量相對揮發(fā)速率：0.9w10ep 溶劑的相對揮發(fā)速率是以醋酸丁酯做參考溶劑的相對揮發(fā)速率是以醋酸

23、丁酯做參考0.9w8ep9090tet醋酸丁酯試驗溶劑 指一定量的醋酸丁酯或者試驗溶指一定量的醋酸丁酯或者試驗溶劑揮發(fā)劑揮發(fā)90%所需的時間。所需的時間。90t 溶劑的體積相對揮發(fā)速率用溶劑的體積相對揮發(fā)速率用ev表示，以醋酸丁酯的表示，以醋酸丁酯的ev等等于于100作為基準。作為基準。wvv=0.878=1.14eee2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -揮發(fā)性涂料（濕階段）揮發(fā)性涂料（濕階段） 依克勞修斯依克勞修斯-克拉貝龍方程可推得克拉貝龍方程可推得w1w221lg0.19711eett 醋酸丁酯的醋酸丁酯的 ，當溫度由，當溫度由25增至增至35時，時， 由由100增至增

24、至170，溫度對揮發(fā)性產(chǎn)生了顯著的，溫度對揮發(fā)性產(chǎn)生了顯著的影響。影響。25 c44.38kj/molwe 涂料用溶劑揮發(fā)得太快時，會帶走大量熱量，產(chǎn)生顯著涂料用溶劑揮發(fā)得太快時，會帶走大量熱量，產(chǎn)生顯著的冷卻效應，造成水汽冷凝。因此，為了降低溶劑的成的冷卻效應，造成水汽冷凝。因此，為了降低溶劑的成本和平衡溶劑的揮發(fā)性都采用混合溶劑，混合溶劑的揮本和平衡溶劑的揮發(fā)性都采用混合溶劑，混合溶劑的揮發(fā)速率有以下關系式發(fā)速率有以下關系式tiii=ec e純純i溶劑的揮溶劑的揮發(fā)速率發(fā)速率2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -揮發(fā)性涂料（過渡階段）揮發(fā)性涂料（過渡階段） 在過渡階段，沿涂

25、膜表面向下出現(xiàn)不斷增長的黏性凝在過渡階段，沿涂膜表面向下出現(xiàn)不斷增長的黏性凝膠層，溶劑揮發(fā)受表面凝膠層的控制，溶劑蒸氣壓顯膠層，溶劑揮發(fā)受表面凝膠層的控制，溶劑蒸氣壓顯著下降。著下降。2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -揮發(fā)性涂料（干階段）揮發(fā)性涂料（干階段） 在干階段，溶劑揮發(fā)受厚度方向整個涂膜的擴散控制在干階段，溶劑揮發(fā)受厚度方向整個涂膜的擴散控制，溶，溶劑釋放很慢。劑釋放很慢。 相對干涂膜中殘留溶劑的釋放可按下式計算：相對干涂膜中殘留溶劑的釋放可按下式計算：2lglgcaxtbc單位干涂膜質量保留的溶劑質量，單位干涂膜質量保留的溶劑質量，g；x干膜厚度，干膜厚度，m；t

26、時間，時間，h；a、b與涂料配方有關的常數(shù)。與涂料配方有關的常數(shù)。2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -揮發(fā)性涂料（干階段）揮發(fā)性涂料（干階段） 對于指定配方的涂料，相對干涂膜中的溶劑保留量取決于對于指定配方的涂料，相對干涂膜中的溶劑保留量取決于涂膜厚度。涂膜厚度。 不同配方的涂料，影響溶劑保留率的因素包括溶劑分子的不同配方的涂料，影響溶劑保留率的因素包括溶劑分子的結構和大小、樹脂分子結構與分子量及顏填料的形狀和尺結構和大小、樹脂分子結構與分子量及顏填料的形狀和尺寸。寸。 分子量高的樹脂對溶劑的保留率較高，硬樹脂對溶劑的保分子量高的樹脂對溶劑的保留率較高，硬樹脂對溶劑的保留率要

27、比軟樹脂高。因此，添加增塑劑或環(huán)境溫度提高到留率要比軟樹脂高。因此，添加增塑劑或環(huán)境溫度提高到玻璃化溫度以上時，都將明顯地增強溶劑的擴散逃逸。玻璃化溫度以上時，都將明顯地增強溶劑的擴散逃逸。 在涂料中添加顏填料或顏填料微細分散，甚至是片狀顏料，在涂料中添加顏填料或顏填料微細分散，甚至是片狀顏料，都將使溶劑擴散逃逸性不斷減弱。都將使溶劑擴散逃逸性不斷減弱。2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -揮發(fā)性涂料（干階段）揮發(fā)性涂料（干階段） 環(huán)境條件中對揮發(fā)性涂料干燥有影響的因素是空氣流速和環(huán)境條件中對揮發(fā)性涂料干燥有影響的因素是空氣流速和溫度。溫度。 由于濕階段溶劑大量迅速揮發(fā)，表面溶

28、劑蒸氣達到飽和，由于濕階段溶劑大量迅速揮發(fā)，表面溶劑蒸氣達到飽和，此時提高空氣流速有利于涂膜的表干。此時提高空氣流速有利于涂膜的表干。 提高溫度使涂膜中溶劑擴散性增加，有利于實干和降低溶提高溫度使涂膜中溶劑擴散性增加，有利于實干和降低溶劑保留率；但溫度提高使溶劑飽和蒸氣大幅度增加，結果劑保留率；但溫度提高使溶劑飽和蒸氣大幅度增加，結果涂膜表干太快，流平性很差，在低溫烘干強制干燥時，可涂膜表干太快，流平性很差，在低溫烘干強制干燥時，可通過控制好一定的閃干時間來解決這一矛盾。通過控制好一定的閃干時間來解決這一矛盾。 對于有較強的溶劑保留能力的涂料，在施工時，每次噴涂對于有較強的溶劑保留能力的涂料，

29、在施工時，每次噴涂要薄，并控制好噴涂間隔時間，在實干后重噴，以免涂層要薄，并控制好噴涂間隔時間，在實干后重噴，以免涂層長期殘留溶劑而易被揭起。長期殘留溶劑而易被揭起。2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -熱塑性乳膠涂料熱塑性乳膠涂料 乳膠涂料的成膜過程乳膠涂料的成膜過程 此類涂料的干燥成膜與環(huán)境溫度、濕度、成膜助劑和樹此類涂料的干燥成膜與環(huán)境溫度、濕度、成膜助劑和樹脂玻璃化溫度有關。脂玻璃化溫度有關。 環(huán)境濕度極大地制約著成膜濕階段水的蒸發(fā)速率，提高環(huán)境濕度極大地制約著成膜濕階段水的蒸發(fā)速率，提高空氣流速可大大加快涂膜中水的蒸發(fā)；當乳膠粒子保持空氣流速可大大加快涂膜中水的蒸發(fā)；

30、當乳膠粒子保持彼此接觸時，水的揮發(fā)速率可降至濕階段的彼此接觸時，水的揮發(fā)速率可降至濕階段的5%10%。 一般地，乳膠涂料的表干在一般地，乳膠涂料的表干在2h內(nèi)，實干約內(nèi)，實干約24h左右，干左右，干透則約需透則約需2周。周。2.3.1 2.3.1 非轉化型涂料非轉化型涂料- -熱熔融成膜涂料熱熔融成膜涂料 熱塑性粉末涂料、熱塑性非水分散涂料必須加熱到熔融溫熱塑性粉末涂料、熱塑性非水分散涂料必須加熱到熔融溫度以上，才能使樹脂顆粒融合形成連續(xù)完整的涂膜。度以上，才能使樹脂顆粒融合形成連續(xù)完整的涂膜。 成膜狀況取決于熔流溫度、熔體黏度和熔體表面張力。成膜狀況取決于熔流溫度、熔體黏度和熔體表面張力。2

31、.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料 靠化學反應交聯(lián)成膜的涂料稱為轉化型涂料。靠化學反應交聯(lián)成膜的涂料稱為轉化型涂料。 此類涂料的樹脂分子量較低，他們通過縮合、加聚或氧化此類涂料的樹脂分子量較低，他們通過縮合、加聚或氧化聚合交聯(lián)成網(wǎng)狀大分子固態(tài)成膜。聚合交聯(lián)成網(wǎng)狀大分子固態(tài)成膜。 由于縮合反應都利用加熱獲取化學反應的能量，使涂膜固由于縮合反應都利用加熱獲取化學反應的能量，使涂膜固化，故此類涂料亦稱為熱固性涂料?；蚀祟愅苛弦喾Q為熱固性涂料。 縮合反應固化：酚醛涂料、氨基烘漆、聚酯涂料、丙烯酸縮合反應固化：酚醛涂料、氨基烘漆、聚酯涂料、丙烯酸烘漆等。烘漆等。 加聚反應固化：不飽和聚酯、雙

32、包裝環(huán)氧、雙包裝聚氨酯加聚反應固化：不飽和聚酯、雙包裝環(huán)氧、雙包裝聚氨酯等。等。 氧化聚合固化：油性涂料、醇酸涂料、環(huán)氧酯涂料。氧化聚合固化：油性涂料、醇酸涂料、環(huán)氧酯涂料。2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -氣干性涂料（氧化聚合）氣干性涂料（氧化聚合） 氣干性涂料是利用空氣中的氧氣或潮氣來固化成膜。氣干性涂料是利用空氣中的氧氣或潮氣來固化成膜。（1）氧化聚合涂料）氧化聚合涂料 含干性油的涂料按氧化聚合方式成膜，干燥性能與油的性含干性油的涂料按氧化聚合方式成膜，干燥性能與油的性質、油度、催干劑等有關。質、油度、催干劑等有關。 干性油基的氧化聚合反應極為復雜，并且在干燥過程中始干性

33、油基的氧化聚合反應極為復雜，并且在干燥過程中始終有涂膜的分解產(chǎn)物產(chǎn)生，很難用某個化學反應來表述。終有涂膜的分解產(chǎn)物產(chǎn)生，很難用某個化學反應來表述。但對于含共軛雙鍵的油基，在干燥過程中，過氧化氫的生但對于含共軛雙鍵的油基，在干燥過程中，過氧化氫的生成不顯著，僅在成膜以后才有過氧化氫生成，它的氧化聚成不顯著，僅在成膜以后才有過氧化氫生成，它的氧化聚合反應大致如下：合反應大致如下：hcchchchchchohcchchchhchcoo22.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -氣干性涂料（氧化聚合）氣干性涂料（氧化聚合） 重排以后的碳自由基可以與氧結合，并攻擊雙鍵形成聚過重排以后的碳自由基可

34、以與氧結合，并攻擊雙鍵形成聚過氧化物：氧化物： 聚過氧化物是很穩(wěn)定的，僅在光或熱的作用下才能使過氧聚過氧化物是很穩(wěn)定的，僅在光或熱的作用下才能使過氧鍵均裂，但形成的烷氧基又能與雙鍵反應形成醚鍵。鍵均裂，但形成的烷氧基又能與雙鍵反應形成醚鍵。 重排以后的碳自由基還可以直接進攻雙鍵形成重排以后的碳自由基還可以直接進攻雙鍵形成cc交聯(lián)聚交聯(lián)聚合物：合物：2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -氣干性涂料（氧化聚合）氣干性涂料（氧化聚合） 非共軛雙鍵的油基在吸氧干燥過程中，過氧化氫含量不斷非共軛雙鍵的油基在吸氧干燥過程中，過氧化氫含量不斷增加，交聯(lián)與過氧化氫的分解同時發(fā)生，并且不引起不飽增加

35、，交聯(lián)與過氧化氫的分解同時發(fā)生，并且不引起不飽和度的損失。它的氧化聚合反應大致如下和度的損失。它的氧化聚合反應大致如下 在鈷金屬催干劑、光或熱作用下，過氧化氫分解成烷氧基：在鈷金屬催干劑、光或熱作用下，過氧化氫分解成烷氧基：2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -氣干性涂料（氧化聚合）氣干性涂料（氧化聚合） 過氧基又可以奪取兩個雙鍵間的過氧基又可以奪取兩個雙鍵間的-h形成過氧化氫和自由基，形成過氧化氫和自由基，則可以在過氧化氫的形成過程中，碳自由基、烷氧基之間則可以在過氧化氫的形成過程中，碳自由基、烷氧基之間彼此結合而交聯(lián)。彼此結合而交聯(lián)。2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料

36、- -氣干性涂料（氧化聚合）氣干性涂料（氧化聚合） 含共軛雙鍵的油基在一個氧分子進攻下能產(chǎn)生兩個自由基，含共軛雙鍵的油基在一個氧分子進攻下能產(chǎn)生兩個自由基，而非共軛雙鍵只形成較難分解的過氧化物。因而共軛雙鍵而非共軛雙鍵只形成較難分解的過氧化物。因而共軛雙鍵的油基干燥較快，并在催干劑的作用下大大加速。的油基干燥較快，并在催干劑的作用下大大加速。 氧化聚合涂料采用高沸點的溶劑汽油、松香水等揮發(fā)較慢氧化聚合涂料采用高沸點的溶劑汽油、松香水等揮發(fā)較慢的溶劑，但交聯(lián)反應的速率更慢，干燥主要由氧化聚合反的溶劑，但交聯(lián)反應的速率更慢，干燥主要由氧化聚合反應所決定。應所決定。 氧化聚合涂料通常表干需要氧化聚合

37、涂料通常表干需要6h，實干則需，實干則需18h以上。以上。2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -氣干性涂料（潮氣固化）氣干性涂料（潮氣固化） 潮氣固化主要是潮氣固化聚氨酯和潮氣固化環(huán)氧涂料。潮氣固化主要是潮氣固化聚氨酯和潮氣固化環(huán)氧涂料。 潮氣固化聚氨酯潮氣固化聚氨酯 此類涂料的樹脂必須有高的此類涂料的樹脂必須有高的nco基含量并在較高濕度下基含量并在較高濕度下才能良好地固化成膜。由于交聯(lián)后才能良好地固化成膜。由于交聯(lián)后nco基轉化成脲基，基轉化成脲基，大分子間作用力很強，其涂膜顯示出良好的耐磨性能。大分子間作用力很強，其涂膜顯示出良好的耐磨性能。 潮氣固化環(huán)氧潮氣固化環(huán)氧 涂膜吸

38、收空氣中的水分子使酮亞胺分解并釋放出活潑的固涂膜吸收空氣中的水分子使酮亞胺分解并釋放出活潑的固化劑胺，使環(huán)氧樹脂有效交聯(lián)。化劑胺，使環(huán)氧樹脂有效交聯(lián)。2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -固化劑固化型涂料固化劑固化型涂料 此類涂料多為雙包裝涂料，兩個組分之間有很強的化學活此類涂料多為雙包裝涂料，兩個組分之間有很強的化學活性，因此在常溫下能固化成膜，并且混合以后只有性，因此在常溫下能固化成膜，并且混合以后只有48h的的使用期。主要品種有環(huán)氧、聚氨酯和不飽和聚酯等。組分使用期。主要品種有環(huán)氧、聚氨酯和不飽和聚酯等。組分之間的混合比對涂膜性能和干燥影響很大。之間的混合比對涂膜性能和干燥影

39、響很大。（1）雙包裝環(huán)氧涂料）雙包裝環(huán)氧涂料涂料的流平性和低溫干燥型較差。涂料的流平性和低溫干燥型較差。2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -固化劑固化型涂料固化劑固化型涂料（2）雙包裝聚氨酯涂料）雙包裝聚氨酯涂料 此類涂料是以多異氰酸酯為甲組分，羥基樹脂為乙組分，此類涂料是以多異氰酸酯為甲組分，羥基樹脂為乙組分，混合施工后，涂膜的低溫干燥性比環(huán)氧涂料好，但流平性混合施工后，涂膜的低溫干燥性比環(huán)氧涂料好，但流平性也較差。也較差。（3）不飽和聚酯涂料）不飽和聚酯涂料 不飽和聚酯涂料是用苯乙烯稀釋的不飽和樹脂，與過氧化不飽和聚酯涂料是用苯乙烯稀釋的不飽和樹脂，與過氧化物和鈷鹽促進劑混合

40、，通過自由基引發(fā)、聚合而固化。由物和鈷鹽促進劑混合，通過自由基引發(fā)、聚合而固化。由于固化反應很快，故混勻后的使用期一般不超過于固化反應很快，故混勻后的使用期一般不超過4h。2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -烘烤固化型涂料烘烤固化型涂料 此類涂料的樹脂中各基團在常溫下的活性很弱，但在較高此類涂料的樹脂中各基團在常溫下的活性很弱，但在較高溫度時，基團之間將快速發(fā)生化學反應使涂膜交聯(lián)固化。溫度時，基團之間將快速發(fā)生化學反應使涂膜交聯(lián)固化。 主要品種有氨基烘漆、丙烯酸烘漆、聚酯涂料、熱固性聚主要品種有氨基烘漆、丙烯酸烘漆、聚酯涂料、熱固性聚氨酯、環(huán)氧烘漆和有機硅涂料等。氨酯、環(huán)氧烘漆和

41、有機硅涂料等。 裝飾性涂料多用氨基樹脂做交聯(lián)劑，可在中溫下使羥基樹裝飾性涂料多用氨基樹脂做交聯(lián)劑，可在中溫下使羥基樹脂固化，脂固化，2.3.2 2.3.2 轉化型涂料轉化型涂料- -烘烤固化型涂料烘烤固化型涂料 環(huán)氧酚醛防腐蝕底漆在環(huán)氧酚醛防腐蝕底漆在180以上的高溫下徹底交聯(lián)固化，以上的高溫下徹底交聯(lián)固化，雖然涂膜黃變嚴重，但防腐蝕性能很好，雖然涂膜黃變嚴重，但防腐蝕性能很好， 在酸催化劑存在下，固化溫度可降低或形成醚鍵的傾向性在酸催化劑存在下，固化溫度可降低或形成醚鍵的傾向性增加。增加。 若用氨基樹脂固化環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基和羥基都若用氨基樹脂固化環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基和羥基都與

42、氨基樹脂發(fā)生類似反應。與氨基樹脂發(fā)生類似反應。2.4 2.4 涂膜的附著理論涂膜的附著理論- -機械嵌合作用機械嵌合作用 目前存在多種看法，主要有機械嵌合作用、吸附作用、擴目前存在多種看法，主要有機械嵌合作用、吸附作用、擴散作用、化學鍵作用、靜電作用等。散作用、化學鍵作用、靜電作用等。 在涂裝過程中基體要進行表面處理，除對表面要進行清潔在涂裝過程中基體要進行表面處理，除對表面要進行清潔處理外，往往還要進行粗化處理（如噴砂）。粗化處理的處理外，往往還要進行粗化處理（如噴砂）。粗化處理的目的有二：一是增大接觸面積，另一個是增加涂層材料與目的有二：一是增大接觸面積，另一個是增加涂層材料與基體表面嵌合

43、或錨合作用，以加強涂層與基體的附著力?；w表面嵌合或錨合作用，以加強涂層與基體的附著力。 機械嵌合作用對于拋光表面及光滑表面涂裝有機涂料的附機械嵌合作用對于拋光表面及光滑表面涂裝有機涂料的附著力難以解釋。著力難以解釋。 （a）錨合）錨合 （b）鉤合）鉤合 （c）釘合）釘合 （d）嵌合）嵌合 （e）樹根固定）樹根固定2.4 2.4 涂膜的附著理論涂膜的附著理論- -吸附作用吸附作用 固體表面由于范德華力的作用能夠吸附液體和氣體，其條固體表面由于范德華力的作用能夠吸附液體和氣體，其條件是液體完全潤濕固體表面，這種固體表面吸附液體和氣件是液體完全潤濕固體表面，這種固體表面吸附液體和氣體的作用稱為物理

44、吸附作用。物理吸附是涂料、膠粘劑和體的作用稱為物理吸附作用。物理吸附是涂料、膠粘劑和被黏物之間牢固結合的普遍性原因，這就是吸附理論。被黏物之間牢固結合的普遍性原因，這就是吸附理論。 涂料在固化之前完全潤濕基材表面，才能有較好的附著力。涂料在固化之前完全潤濕基材表面，才能有較好的附著力。固體表面能越高，對涂料的吸附力越大，表面能越低，則固體表面能越高，對涂料的吸附力越大，表面能越低，則吸附力亦越低。吸附力亦越低。 吸附力的大小與分子的偶極距、極化率等因素的大小成正吸附力的大小與分子的偶極距、極化率等因素的大小成正比。在涂裝系統(tǒng)中，一般來說，極性高聚物為電子給予體比。在涂裝系統(tǒng)中，一般來說，極性高

45、聚物為電子給予體（廣義的路易斯堿），而金屬和金屬氧化物則為電子接受（廣義的路易斯堿），而金屬和金屬氧化物則為電子接受體（廣義的路易斯酸）。因此，成膜高分子鏈含有胺基、體（廣義的路易斯酸）。因此，成膜高分子鏈含有胺基、羥基等電子給予體的涂層附著力強。羥基等電子給予體的涂層附著力強。2.4 2.4 涂膜的附著理論涂膜的附著理論- -吸附作用吸附作用 通常認為，分子間引力（氫鍵、范德華力）是附著力的主通常認為，分子間引力（氫鍵、范德華力）是附著力的主要來源，即使如此，其黏附力也遠比理論強度低得多，這要來源，即使如此，其黏附力也遠比理論強度低得多，這是因為在固化過程中總有缺陷發(fā)生，黏附的強度不是決定是

46、因為在固化過程中總有缺陷發(fā)生，黏附的強度不是決定于原子、分子作用力之和，而是決定于局部的最弱部位的于原子、分子作用力之和，而是決定于局部的最弱部位的作用力。作用力。 兩個表面之間若僅通過范德華力結合，實際便是物理吸附兩個表面之間若僅通過范德華力結合，實際便是物理吸附作用，這種作用很容易為空氣中的水氣所取代。因此為了作用，這種作用很容易為空氣中的水氣所取代。因此為了使漆膜與基材之間有強的結合力，僅靠物理吸附作用是不使漆膜與基材之間有強的結合力，僅靠物理吸附作用是不夠的。夠的。 吸附理論僅說明附著力產(chǎn)生的條件和原因，選擇成膜物時吸附理論僅說明附著力產(chǎn)生的條件和原因，選擇成膜物時還必須考慮涂膜內(nèi)聚力

47、的因素，若涂膜內(nèi)聚力很小，易被還必須考慮涂膜內(nèi)聚力的因素，若涂膜內(nèi)聚力很小，易被破壞，仍得不到吸附完好的涂膜。破壞，仍得不到吸附完好的涂膜。2.4 2.4 涂膜的附著理論涂膜的附著理論- -化學鍵作用化學鍵作用 化學鍵吸附作用是涂裝材料的活性基團與工件表面金屬發(fā)化學鍵吸附作用是涂裝材料的活性基團與工件表面金屬發(fā)生化學反應，生成了共價鍵而產(chǎn)生的吸附力?；瘜W共價鍵生化學反應，生成了共價鍵而產(chǎn)生的吸附力?；瘜W共價鍵力比分子吸附力大得多，前者相當于后者的力比分子吸附力大得多，前者相當于后者的100倍以上，約倍以上，約41.8418 kj/mol。 酚醛樹脂可在較高溫度下與鋁、不銹鋼等發(fā)生化學作用，酚醛

48、樹脂可在較高溫度下與鋁、不銹鋼等發(fā)生化學作用，硅酸鹽類涂料與鐵產(chǎn)生化學反應，產(chǎn)生硅酸鐵化合物。硅酸鹽類涂料與鐵產(chǎn)生化學反應，產(chǎn)生硅酸鐵化合物。 偶聯(lián)劑分子必須具有能與基材表面發(fā)生化學反應的基團，偶聯(lián)劑分子必須具有能與基材表面發(fā)生化學反應的基團，而另一端與涂料反應。硅烷偶聯(lián)劑分子結構中的而另一端與涂料反應。硅烷偶聯(lián)劑分子結構中的r基團可基團可以和有機化合物起化學反應，而以和有機化合物起化學反應，而-si-(oh)3可以自縮合。可以自縮合。 化學鍵的鍵能雖高，但只能在有限的活性原子與基團之間化學鍵的鍵能雖高，但只能在有限的活性原子與基團之間發(fā)生化學反應而成鍵?；瘜W鍵的密度受到表面活性原子與發(fā)生化學

49、反應而成鍵。化學鍵的密度受到表面活性原子與基團數(shù)量和化學活性的制約?；鶊F數(shù)量和化學活性的制約。2.4 2.4 涂膜的附著理論涂膜的附著理論- -擴散作用擴散作用 涂料中的成膜物為聚合物鏈狀分子，如果基材也為高分子涂料中的成膜物為聚合物鏈狀分子，如果基材也為高分子材料，在一定條件下由于分子或鏈段的布朗運動，涂料中材料，在一定條件下由于分子或鏈段的布朗運動，涂料中的分子和基材的分子可以相互擴散，相互擴散的實質是在的分子和基材的分子可以相互擴散，相互擴散的實質是在界面中互溶的過程，最終可導致界面消失。界面中互溶的過程，最終可導致界面消失。 高分子間的互溶首先要考慮熱力學的可能性，即要求兩者高分子間的

50、互溶首先要考慮熱力學的可能性，即要求兩者的溶解度參數(shù)相近，另一方面，還要考慮動力學的可能性，的溶解度參數(shù)相近，另一方面，還要考慮動力學的可能性，即兩者必須在即兩者必須在tg以上，有一定的自由體積以使分子可相互以上，有一定的自由體積以使分子可相互滲入。滲入。 塑料涂料的溶劑最好是能使被涂塑料溶脹，提高溫度也是塑料涂料的溶劑最好是能使被涂塑料溶脹，提高溫度也是促進擴散的一個方法。促進擴散的一個方法。 帶銹涂料、修補涂料具有擴散作用是涂膜發(fā)揮其功能性的帶銹涂料、修補涂料具有擴散作用是涂膜發(fā)揮其功能性的重要因素。重要因素。2.4 2.4 涂膜的附著理論涂膜的附著理論- -靜電作用靜電作用 當涂料與基材

51、之間的電子親合力不同時，便可互為電子給當涂料與基材之間的電子親合力不同時，便可互為電子給體和受體，形成雙電層，產(chǎn)生靜電作用力。體和受體，形成雙電層，產(chǎn)生靜電作用力。 當金屬和有機漆膜接觸時，金屬對電子親合力低，容易失當金屬和有機漆膜接觸時，金屬對電子親合力低，容易失去電子，而有機漆膜對電子親合力高，容易得到電子，故去電子，而有機漆膜對電子親合力高，容易得到電子，故電子可從金屬移向漆膜，使界面產(chǎn)生接觸電勢，并形成雙電子可從金屬移向漆膜，使界面產(chǎn)生接觸電勢，并形成雙電層，產(chǎn)生靜電力。電層，產(chǎn)生靜電力。 在實際的涂層系統(tǒng)中，以上各種作用通常是多種同時存在。在實際的涂層系統(tǒng)中，以上各種作用通常是多種同

52、時存在。涂料在基材表面浸潤是上述作用能夠發(fā)揮的前提。涂料在基材表面浸潤是上述作用能夠發(fā)揮的前提。2.4 2.4 涂膜的附著理論涂膜的附著理論- -附著力的影響因素附著力的影響因素 基材表面的潤濕情況基材表面的潤濕情況。 涂膜的附著力與金屬的性質有關涂膜的附著力與金屬的性質有關：鎳：鎳鋼鋼鐵鐵銅銅黃銅黃銅鋁鋁錫錫鉛。鉛。 涂料黏度涂料黏度。 表面粗糙度表面粗糙度：適當?shù)靥岣弑砻娲植诙瓤梢栽黾訖C械嵌合作：適當?shù)靥岣弑砻娲植诙瓤梢栽黾訖C械嵌合作用，也有利于涂料在基材表面的潤濕。但過于粗糙，若涂用，也有利于涂料在基材表面的潤濕。但過于粗糙，若涂料黏度大，滲入性能有限，易產(chǎn)生缺陷，帶來附著力下降。料黏度

53、大，滲入性能有限，易產(chǎn)生缺陷，帶來附著力下降。當涂層厚度不大時，抗?jié)B保護性能降低。當涂層厚度不大時，抗?jié)B保護性能降低。 成膜物成膜物 內(nèi)應力內(nèi)應力：涂料固化、溶劑揮發(fā)時涂料體積收縮產(chǎn)生的收縮：涂料固化、溶劑揮發(fā)時涂料體積收縮產(chǎn)生的收縮應力；涂料和基材的熱膨脹系數(shù)不同帶來的熱應力。應力；涂料和基材的熱膨脹系數(shù)不同帶來的熱應力。 附著增進劑（偶聯(lián)劑）的作用附著增進劑（偶聯(lián)劑）的作用2.4 2.4 涂膜的附著理論涂膜的附著理論- -濕附著力及影響因素濕附著力及影響因素 漆膜的防腐蝕功效是在濕態(tài)下（產(chǎn)生電化學腐蝕）才發(fā)揮漆膜的防腐蝕功效是在濕態(tài)下（產(chǎn)生電化學腐蝕）才發(fā)揮作用，所以高的干附著力并不能保證

54、漆膜的耐蝕性。作用，所以高的干附著力并不能保證漆膜的耐蝕性。 嚴格來講，涂層附著力應該是指涂裝金屬暴露在高濕環(huán)境嚴格來講，涂層附著力應該是指涂裝金屬暴露在高濕環(huán)境或溶液中的附著力，俗稱濕附著力，即指將涂裝金屬置于或溶液中的附著力，俗稱濕附著力，即指將涂裝金屬置于介質環(huán)境后，表現(xiàn)出來的附著力。介質環(huán)境后，表現(xiàn)出來的附著力。濕附著力的影響因素濕附著力的影響因素 成膜樹脂的耐水性好。成膜樹脂的耐水性好。 漆膜含氨基可提高濕附著力。漆膜含氨基可提高濕附著力。 可嘗試在涂料中加入有機硅偶聯(lián)劑、鋁酸鋯添加劑、鈦酸可嘗試在涂料中加入有機硅偶聯(lián)劑、鋁酸鋯添加劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑以及鋯酸酯類偶聯(lián)劑。酯類偶聯(lián)劑以及

55、鋯酸酯類偶聯(lián)劑。2.5 2.5 涂膜的失效涂膜的失效 涂料在使用過程中受到各種不同因素的作用，使涂層的物涂料在使用過程中受到各種不同因素的作用，使涂層的物理化學和機械性能引起不可逆的變化，并最終導致涂層的理化學和機械性能引起不可逆的變化，并最終導致涂層的破壞，這種現(xiàn)象一般稱為涂膜的失效。破壞，這種現(xiàn)象一般稱為涂膜的失效。 物理失效物理失效：涂層服役過程中，在環(huán)境介質和應力作用下導：涂層服役過程中，在環(huán)境介質和應力作用下導致涂層溶脹、介質滲入、涂層開裂等使用性能劣化現(xiàn)象。致涂層溶脹、介質滲入、涂層開裂等使用性能劣化現(xiàn)象。 化學失效化學失效：在熱、光、氧、酸和堿等化學作用下高分子鏈：在熱、光、氧、

56、酸和堿等化學作用下高分子鏈發(fā)生降解發(fā)生降解/交聯(lián)等化學反應，引起的介質滲入、涂層開裂、交聯(lián)等化學反應，引起的介質滲入、涂層開裂、粉化等物理和化學性能劣化現(xiàn)象。粉化等物理和化學性能劣化現(xiàn)象。 涂膜在自然大氣環(huán)境下相對分子量下降，或使涂膜光澤度涂膜在自然大氣環(huán)境下相對分子量下降，或使涂膜光澤度下降、變脆、開裂、變色、甚至于粉化，主要體現(xiàn)了涂膜下降、變脆、開裂、變色、甚至于粉化，主要體現(xiàn)了涂膜的耐候性。的耐候性。2.5 2.5 涂膜的失效涂膜的失效- -起泡起泡 起泡是涂層局部喪失了對基體的黏合性后從底材表面升起起泡是涂層局部喪失了對基體的黏合性后從底材表面升起的半球狀凸起。的半球狀凸起。 由于潤漲

57、引起涂膜體積膨脹而起泡由于潤漲引起涂膜體積膨脹而起泡 由于氣體夾雜或氣體生成而起泡由于氣體夾雜或氣體生成而起泡 滲透起泡滲透起泡 電滲透起泡：水或類似液體在電位梯度影響下移動而通過電滲透起泡：水或類似液體在電位梯度影響下移動而通過毛細管或膜。移動的方向取決于膜的電荷正或負。毛細管或膜。移動的方向取決于膜的電荷正或負。 在涂膜形成中由于相分離的起泡在涂膜形成中由于相分離的起泡 劃傷處的起泡劃傷處的起泡2.5 2.5 涂膜的失效涂膜的失效- -陰極剝離陰極剝離 陰極剝離（陰極脫層）或叫陰極去黏合是涂裝金屬遭到破陰極剝離（陰極脫層）或叫陰極去黏合是涂裝金屬遭到破壞的一種常見形式。涂裝的鋼鐵設備如船舶

58、、海上平臺和壞的一種常見形式。涂裝的鋼鐵設備如船舶、海上平臺和地下管道，以及盛水的大型槽罐的內(nèi)壁常采用陰極保護手地下管道，以及盛水的大型槽罐的內(nèi)壁常采用陰極保護手段防止腐蝕。陰極保護不理想的后果之一是有缺陷處的涂段防止腐蝕。陰極保護不理想的后果之一是有缺陷處的涂層，由于陰極反應而失去附著力，涂層會從金屬上分離，層，由于陰極反應而失去附著力，涂層會從金屬上分離，這種現(xiàn)象稱為陰極剝離。這種現(xiàn)象稱為陰極剝離。 三種主要的陰極剝離機理：陰極吸氧反應所產(chǎn)生的高三種主要的陰極剝離機理：陰極吸氧反應所產(chǎn)生的高ph值值是一前提，是一前提，涂層在界面上分離，金屬上氧化物的溶解，涂層在界面上分離，金屬上氧化物的溶

59、解，內(nèi)聚力破壞和涂層的解聚。內(nèi)聚力破壞和涂層的解聚。2.5 2.5 涂膜的失效涂膜的失效- -陰極剝離（過程與機理）陰極剝離（過程與機理） 一般地，在有空氣存在的腐蝕過程中，陰極剝離的主要推一般地，在有空氣存在的腐蝕過程中，陰極剝離的主要推動力是陰極反應動力是陰極反應221h oo22oh2e 當外加一電勢，而電勢足夠負時，重要的陰極反應將為當外加一電勢，而電勢足夠負時，重要的陰極反應將為+22h2he 發(fā)生在剝離前沿的陰極反應所產(chǎn)生的氫氧根離子對有機涂發(fā)生在剝離前沿的陰極反應所產(chǎn)生的氫氧根離子對有機涂層層/金屬基體之間的鍵起主要的破壞作用。金屬基體之間的鍵起主要的破壞作用。 主要機理：在有機

60、涂層和金屬之間的界面上薄氧化層的增主要機理：在有機涂層和金屬之間的界面上薄氧化層的增溶。氧化物的溶解破壞了涂層和金屬基體之間的鍵，高溶。氧化物的溶解破壞了涂層和金屬基體之間的鍵，高ph值導致了界面上高聚物被局部地侵蝕。值導致了界面上高聚物被局部地侵蝕。2.5 2.5 涂膜的失效涂膜的失效- -陰極剝離（過程與機理）陰極剝離（過程與機理）美國的美國的leidheiser研究了陰極脫層實驗，得到如下結果：研究了陰極脫層實驗，得到如下結果： 陰極剝離現(xiàn)象在無氧條件或酸性條件下均不能發(fā)生陰極剝離現(xiàn)象在無氧條件或酸性條件下均不能發(fā)生 在剝離的漆膜下溶液呈堿性，在某些情況下甚至在剝離的漆膜下溶液呈堿性，在