第7章 涂料及涂裝-石油大學

1、表面工程表面工程7.1 涂料的組成涂料的組成7.2 涂料的分類涂料的分類7.3 常用涂料及性能常用涂料及性能7.4 涂料成膜機理涂料成膜機理7.5 涂膜防護機理涂膜防護機理7.6 涂裝工藝涂裝工藝2022-3-283/38l 涂料也稱涂料也稱“漆漆” 是對一類是對一類有機高分子膠體混合物有機高分子膠體混合物的溶液或固體的溶液或固體材料的總稱材料的總稱l 涂裝涂裝 涂料通過一定方法涂覆于材料或制件表面，涂料通過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藝過程，稱為的全部工藝過程，稱為涂裝涂裝l 作用：作用：保護、裝飾、標志、防腐、絕緣等保護、裝飾、標志、防腐、絕緣等2022-3-28

2、4/387.1 7.1 涂料的組成涂料的組成 涂料主要由成膜物質、顏料、溶劑、助劑組成。涂料主要由成膜物質、顏料、溶劑、助劑組成。 成膜物質：是組成涂料的基礎成膜物質：是組成涂料的基礎成分：原始：植物油成分：原始：植物油 后來：樹脂后來：樹脂早期：天然樹脂早期：天然樹脂 現代：合成現代：合成樹脂樹脂分類：分類： 非轉化型成膜物質：成膜過程組成結構不變；非轉化型成膜物質：成膜過程組成結構不變； 轉化型成膜物質：成膜過程組成結構變化。轉化型成膜物質：成膜過程組成結構變化。作用：是作用：是構成涂料的基礎，是涂層的主要物質。構成涂料的基礎，是涂層的主要物質。應用：很少單一使用，幾個樹脂品種互相補充。應

3、用：很少單一使用，幾個樹脂品種互相補充。2022-3-285/38 溶劑：溶劑：又稱又稱稀釋劑稀釋劑 成分：成分：有機溶劑或水等有機溶劑或水等分散介質。分散介質。作用：作用： 使涂料保持溶解狀態(tài)。使涂料保持溶解狀態(tài)。 調整涂料粘度便于操作。調整涂料粘度便于操作。特點特點：l 不同涂料有不同溶劑，一種涂料可用多個溶劑；不同涂料有不同溶劑，一種涂料可用多個溶劑；l 比例大，達比例大，達50%50%；l 不構成涂膜，也不存留在涂膜中；不構成涂膜，也不存留在涂膜中；l 成膜后，要揮發(fā)掉，資源損失；成膜后，要揮發(fā)掉，資源損失；l 污染環(huán)境，危害人類健康。污染環(huán)境，危害人類健康。2022-3-286/38

4、 顏料：涂料的一個主要組分顏料：涂料的一個主要組分 成分：成分：不溶于溶劑的微細粉狀有色物質，如鐵紅、鉻黃不溶于溶劑的微細粉狀有色物質，如鐵紅、鉻黃等。等。 作用：作用： 遮蓋和賦予涂層一定的色彩；遮蓋和賦予涂層一定的色彩； 改善涂膜力學性能、耐蝕性及流變性改善涂膜力學性能、耐蝕性及流變性增強功能；增強功能； 為涂膜提供某種特定功能，防腐、導電、防燃等。為涂膜提供某種特定功能，防腐、導電、防燃等。分類：分類：按來源分：天然顏料和合成顏料；按來源分：天然顏料和合成顏料；按成分分：無機顏料和有機顏料；按成分分：無機顏料和有機顏料；按作用分：著色顏料、體質顏料（按作用分：著色顏料、體質顏料（又稱填料

5、又稱填料）、防銹顏料、）、防銹顏料、特種顏料。特種顏料。2022-3-287/38 助劑：輔助材料，涂料的組成部分助劑：輔助材料，涂料的組成部分 分類：分類： 用于生產過程：消泡劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑；用于生產過程：消泡劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑； 用于儲存過程：防結皮劑、防沉淀劑；用于儲存過程：防結皮劑、防沉淀劑； 用于施工過程：催干劑、固化劑、流平劑；用于施工過程：催干劑、固化劑、流平劑； 用于改善性能：增塑劑、防霉劑、阻燃劑等。用于改善性能：增塑劑、防霉劑、阻燃劑等。 作用：作用：對涂料或涂膜某一特定方面的性能起改進作用。對涂料或涂膜某一特定方面的性能起改進作用。2022-3-288

6、/387.2 7.2 涂料的分類涂料的分類（1 1）固態(tài)涂料：粉末涂料；）固態(tài)涂料：粉末涂料；1 1、按涂料形態(tài)分、按涂料形態(tài)分（2 2）液態(tài)涂料：包括有溶劑和無溶劑兩類。）液態(tài)涂料：包括有溶劑和無溶劑兩類。2022-3-289/38（1 1）非轉化型涂料：揮發(fā)型、熱熔型、水乳膠型、）非轉化型涂料：揮發(fā)型、熱熔型、水乳膠型、塑性溶膠；塑性溶膠；2 2、按涂料成膜機理分、按涂料成膜機理分（2 2）轉化型涂料：氧化聚合型、熱固化、化學交）轉化型涂料：氧化聚合型、熱固化、化學交聯(lián)型、輻射固化型。聯(lián)型、輻射固化型。2022-3-2810/38刷涂涂料、輥涂涂料、噴涂涂料、浸涂涂料、刷涂涂料、輥涂涂料、

7、噴涂涂料、浸涂涂料、電泳涂料等電泳涂料等3 3、按涂料施工方法分、按涂料施工方法分2022-3-2811/38常溫干燥、加熱干燥、濕固化、蒸汽固化、輻射常溫干燥、加熱干燥、濕固化、蒸汽固化、輻射能固化。能固化。4 4、按涂膜干燥方式分、按涂膜干燥方式分5 5、按、按涂膜涂膜使用層次分使用層次分底漆、膩子、二道底漆、面漆。底漆、膩子、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（帶顏色）；清漆、透明漆（帶顏色）； 不透底的不透底的色漆。色漆。（2 2）按光澤：光漆、半光漆、無光漆。）按光澤：光漆、半光漆、無光漆。（3 3）按外觀：皺紋漆

8、、錘紋漆、桔型漆、浮雕漆。）按外觀：皺紋漆、錘紋漆、桔型漆、浮雕漆。6 6、按涂膜外觀分、按涂膜外觀分2022-3-2813/38浮雕漆浮雕漆桔型桔型漆漆皺紋漆皺紋漆錘紋漆錘紋漆2022-3-2814/387 7、以主要成膜物質為基礎分類、以主要成膜物質為基礎分類成膜物質成膜物質1717大類大類涂料產品涂料產品1717大類大類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組成：涂料名的組成： 顏色或顏料名稱顏色或顏料名稱+ +成膜物質名稱（成膜物質名稱（+ +特別說明）特別說明）+ +基本基本名稱名稱例如：白色丙烯酸磁漆，鐵紅環(huán)氧底

9、漆，例如：白色丙烯酸磁漆，鐵紅環(huán)氧底漆， 紅醇酸（導電）磁漆紅醇酸（導電）磁漆 涂料的命名涂料的命名2022-3-2817/38（1 1）改性酚醛樹脂涂料）改性酚醛樹脂涂料（松香改性）（松香改性）特點：特點：干得快、耐水、耐久、價格低。干得快、耐水、耐久、價格低。用途：用途：廣泛用作建筑和家用涂料。廣泛用作建筑和家用涂料。（2 2）純酚醛樹脂涂料（）純酚醛樹脂涂料（純酚醛樹脂純酚醛樹脂+ +植物油熬制）植物油熬制）特點：特點：耐水性、耐化學腐蝕性、耐候性、絕緣性都非常耐水性、耐化學腐蝕性、耐候性、絕緣性都非常優(yōu)異。優(yōu)異。用途：用途：船舶、機電產品等。船舶、機電產品等。1 1、酚醛樹脂涂料、酚醛

10、樹脂涂料2022-3-2818/38l多元醇、多元酸和脂肪酸經縮聚而得的一種聚脂樹脂。多元醇、多元酸和脂肪酸經縮聚而得的一種聚脂樹脂。特點：特點：具有良好的柔韌性、高的附著力和強度、顏色均具有良好的柔韌性、高的附著力和強度、顏色均勻、遮蓋力好。勻、遮蓋力好。缺點：缺點：耐水性較差。耐水性較差。用途：用途：產量居首位，使用面極廣。產量居首位，使用面極廣。2 2、醇酸樹脂涂料、醇酸樹脂涂料2022-3-2819/38 以氨基樹脂為主要成膜物的涂料。以氨基樹脂為主要成膜物的涂料。 【來源來源】 各種氨基化合物與甲醛縮聚制得。各種氨基化合物與甲醛縮聚制得?！咎攸c特點】色淺，接近水白，需在色淺，接近水白

11、，需在9090150150加熱成加熱成膜，涂膜光亮、柔和、耐磨、耐用。膜，涂膜光亮、柔和、耐磨、耐用。但膠脆但膠脆，很，很少單獨使用，而是和其它樹脂并用。少單獨使用，而是和其它樹脂并用?！痉诸惙诸悺?（1 1）氨基醇酸烘漆，）氨基醇酸烘漆，使用最廣使用最廣（2 2）酸固化型氨基樹脂涂料）酸固化型氨基樹脂涂料（3 3）氨基樹脂改性的硝化纖維素涂料）氨基樹脂改性的硝化纖維素涂料（4 4）水溶液氨基樹脂涂料）水溶液氨基樹脂涂料【用途用途】 家電、自行車、儀器儀表和金屬家具的家電、自行車、儀器儀表和金屬家具的涂裝。涂裝。3 3、氨基樹脂涂料、氨基樹脂涂料2022-3-2820/38 由丙烯酸或其酯類或

12、（和）甲基丙烯酸酯單體經加聚反應而成。由丙烯酸或其酯類或（和）甲基丙烯酸酯單體經加聚反應而成。原料是石油化工產品，價格低廉，資源豐富。原料是石油化工產品，價格低廉，資源豐富。 用途：用途：轎車、冰箱、儀器儀表等。轎車、冰箱、儀器儀表等。應用面廣。應用面廣。 根據產品的要求，能制造出各種型號規(guī)格的涂料。其共同特點根據產品的要求，能制造出各種型號規(guī)格的涂料。其共同特點: : (1) (1)有優(yōu)良的色澤，可制成透明度極好的水白色清漆和純白的有優(yōu)良的色澤，可制成透明度極好的水白色清漆和純白的白磁漆；白磁漆； (2)(2)耐光耐候性好，耐紫外線照射不分解或變黃；耐光耐候性好，耐紫外線照射不分解或變黃；

13、(3)(3)保光、保色、能長期保持原有色澤；保光、保色、能長期保持原有色澤； (4)(4)耐熱性好；耐熱性好； (5)(5)可耐一般酸，堿，醇和油脂等；可耐一般酸，堿，醇和油脂等； (6)(6)可制成中性涂料，可調入銅粉、鋁粉，使其具有金銀色澤，可制成中性涂料，可調入銅粉、鋁粉，使其具有金銀色澤，不會變暗；不會變暗； (7)(7)長期貯存不變質。長期貯存不變質。4 4、丙烯酸樹脂涂料、丙烯酸樹脂涂料2022-3-2821/38組成組成：由聚酯類或聚醚類聚氨基甲酸樹脂、含羥基：由聚酯類或聚醚類聚氨基甲酸樹脂、含羥基樹脂、防銹防腐顏料、助劑、有機溶劑組成，也稱聚樹脂、防銹防腐顏料、助劑、有機溶劑組

14、成，也稱聚氨酯涂料。采用聚醚類的制成的為單組份涂料，采用氨酯涂料。采用聚醚類的制成的為單組份涂料，采用聚酯類制成的為雙組份涂料。聚酯類制成的為雙組份涂料。 特點：特點：成膜后堅硬耐磨、附著力好、防腐性特好。成膜后堅硬耐磨、附著力好、防腐性特好。物理性能物理性能：耐磨、彈性好、附著力強、絕緣性好、硬：耐磨、彈性好、附著力強、絕緣性好、硬度好、光澤高等。度好、光澤高等。化學性能化學性能：耐腐蝕、戶外耐久性、耐候性好等。其中：耐腐蝕、戶外耐久性、耐候性好等。其中單組份涂料干燥快，雙組份涂料一次成膜較厚。單組份涂料干燥快，雙組份涂料一次成膜較厚。用途：用途：廣泛用于石油、化工設備、船舶、汽車、火廣泛用

15、于石油、化工設備、船舶、汽車、火車車廂外殼、機電設備等黑色或有色金屬防腐裝飾，車車廂外殼、機電設備等黑色或有色金屬防腐裝飾，也可用于水泥、木制品等防腐裝飾。也可用于水泥、木制品等防腐裝飾。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 涂料成膜機理涂料成膜機理l涂料涂料流動的液體流動的液體涂布涂布堅韌的薄膜堅韌的薄膜定義：定義：依靠涂料內的溶劑或分散劑的直接揮發(fā)依靠涂料內的溶劑或分散劑的直接揮發(fā)或聚合物粒子凝聚得到涂膜的過程。或聚合物粒子凝聚得到涂膜的過程。 （1 1）溶劑揮發(fā)成膜方式）溶劑揮發(fā)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定義：定義：在加熱或其他條件下，使涂敷在基材表在加熱或其他條件下，使涂敷在基材表面上的低分子量聚合物成膜物質發(fā)生交面上的低分子量聚合物成膜物質發(fā)生交聯(lián)反應，生成高聚物，獲得堅韌涂膜的聯(lián)反應，生成高聚物，獲得堅韌涂膜的過程。過程。 （1 1）鏈鎖聚合反應成膜）鏈鎖聚合反應成膜 （2 2）逐步聚合反應成膜）逐步聚合反應成膜2 2、化學反應成膜方式、化學反應成膜方式2022-3-2824/38鏈鎖聚合反應成膜鏈鎖聚合反應成膜n（1）氧化聚合形式）氧化聚合形式n（2）引發(fā)劑引發(fā)聚合形式）引發(fā)劑引發(fā)聚合形式n（3）能量引發(fā)聚合形式）能量引發(fā)聚合形

17、式2022-3-2825/38逐步聚合反應成膜逐步聚合反應成膜n縮聚反應形式縮聚反應形式n氫轉移聚合反應形式氫轉移聚合反應形式n外加交聯(lián)劑固化形式外加交聯(lián)劑固化形式2022-3-2826/387.5 7.5 涂膜防護機理涂膜防護機理2 2、防腐機理、防腐機理 涂料中防腐性的顏料對金屬的涂料中防腐性的顏料對金屬的鈍化作用，減緩腐蝕速鈍化作用，減緩腐蝕速度。度。 高效緩蝕劑高效緩蝕劑的應用：有機氮化物及其銨鹽。的應用：有機氮化物及其銨鹽。1 1、屏蔽機理、屏蔽機理 使金屬表面與外界環(huán)境使金屬表面與外界環(huán)境隔離隔離，但較薄時不起作用，但較薄時不起作用 阻礙陽極與溶液間離子移動，減小了腐蝕速度阻礙陽極

18、與溶液間離子移動，減小了腐蝕速度2022-3-2827/387.6 7.6 涂裝工藝涂裝工藝l 形成涂膜的全部工藝過程形成涂膜的全部工藝過程l 涂前表面預處理涂前表面預處理涂布涂布干燥固化干燥固化目的目的：清除各種污垢；清除各種污垢；化學處理化學處理 磷化與鈍化處理磷化與鈍化處理增加結合力，提高防增加結合力，提高防腐蝕能力；腐蝕能力；消除表面缺陷，增加平整度。消除表面缺陷，增加平整度。1 1、表面預處理、表面預處理2022-3-2828/38l 預處理工藝及設備預處理工藝及設備工藝工藝：脫脂、浸蝕、表面調整、磷化及鈍化處理。：脫脂、浸蝕、表面調整、磷化及鈍化處理。方式與設備：噴淋式、浸泡式、噴

19、浸結合式。方式與設備：噴淋式、浸泡式、噴浸結合式。2022-3-2829/38l 手工、靜電、電泳、粉末、空氣、高壓無手工、靜電、電泳、粉末、空氣、高壓無氣、氣溶膠涂布法氣、氣溶膠涂布法 刷涂刷涂 揩涂揩涂 滾刷涂滾刷涂 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）靜電涂布法）靜電涂布法定義：定義：用靜電噴槍使油漆霧化并帶上負電荷，與接地的用靜電噴槍使油漆霧化并帶上負電荷，與接地的工件（陽極）間形成高壓靜電場，靜電引力使漆工件（陽極）間形成高壓靜電場，靜電引力使漆膜沉積在工件表面形成均勻漆膜。膜沉積在工件表面形成均勻漆膜。特點：特點：靜電噴涂

20、比普通噴涂生產率高，成膜質量好靜電噴涂比普通噴涂生產率高，成膜質量好應用：應用：汽車、自行車、家用機電設備的自動生產線上汽車、自行車、家用機電設備的自動生產線上2022-3-2831/382022-3-2832/38（3 3）電泳涂布法）電泳涂布法定義：定義：將工件浸漬在水溶性涂料中作為陽極（或陰極），將工件浸漬在水溶性涂料中作為陽極（或陰極），另設一與其相對應為陰極（或陽極），在兩極間另設一與其相對應為陰極（或陽極），在兩極間通直流電，通過電流產生的物理化學作用，使涂通直流電，通過電流產生的物理化學作用，使涂料涂布在工件表面。料涂布在工件表面。特點：特點：以水作為分散劑、易自動化，涂料利用率

21、以水作為分散劑、易自動化，涂料利用率95%95%。2022-3-2833/38定義：定義：利用低壓利用低壓(0.4(0.40.6MPa)0.6MPa)壓縮空氣帶動高壓泵，將壓縮空氣帶動高壓泵，將涂料加壓到涂料加壓到101020MPa20MPa的壓力，經高壓噴槍的特殊的壓力，經高壓噴槍的特殊噴嘴噴出形成涂層。噴嘴噴出形成涂層。特點：特點：沒有涂料微?；貫R及漆霧飛揚現象，生產率高。沒有涂料微?；貫R及漆霧飛揚現象，生產率高。（4 4）高壓無氣噴涂）高壓無氣噴涂應用：應用：適宜噴涂高粘度涂料，一次可獲適宜噴涂高粘度涂料，一次可獲100100300m300m涂層。涂層。2022-3-2834/38202

22、2-3-2835/38幾種常用涂裝工藝幾種常用涂裝工藝序號涂漆方法內容特點使用范圍1刷涂人工用各種毛刷涂刷省料費工體力勞動繁重任何形狀工件， 幾乎任何涂料2自動浸涂工件在懸鏈上借鏈運動自動沉入漆槽中涂漆省工省料，生產效率高，但漆槽熔劑揮發(fā)量大，防火要求嚴大批量流水線生產3手工噴涂( 含高壓無氣噴涂）利用壓縮空氣，噴槍將漆霧化噴到工件表面成膜漆膜均勻，質量好，但漆浪費大各種形狀工件， 尤適用于大面積工件4淋涂工件在工作臺上，利用循環(huán)泵將漆液噴淋在工件上工效高，漆液損失少，便于流水作業(yè)大批單一工件底漆涂裝5幕簾淋涂工件在連續(xù)不斷往下流的漆液幕簾下通過而涂裝工效高，漆液損失少，便于流水線作業(yè)，但不能對工件垂直面涂裝適宜成批生產， 且只需涂單面的大工件6流化床涂覆利用粉末涂料在一定風壓下呈“沸騰”狀態(tài)，在略高于其熔點的預熱工件表面上融合冷卻后成膜涂層厚度大，涂覆速度快適宜大型， 形狀不同工件7輥涂利用輥涂機械進行輥涂能采用較高粘度涂料，漆膜厚度均勻，