-涂料與涂裝技術(shù)課件

第7章

涂料與涂裝技術(shù)1第7章

涂料與涂裝技術(shù)1涂料與涂裝技術(shù)§7.1涂料與涂裝概論§7.2現(xiàn)代涂裝技術(shù)§7.3特種高分子涂層2涂料與涂裝技術(shù)§7.1涂料與涂裝概論2§7.1涂料與涂裝概論將有機(jī)涂料涂覆于物體表面并干燥成膜的過程稱之為涂裝。涂裝技術(shù)是迅速發(fā)展的表面工程領(lǐng)域里異軍突起的一門新興技術(shù)。它是利用高分子涂料特有的各種性能，按照一定的涂裝方法涂裝于工件表面，生成堅(jiān)韌耐磨，附著力強(qiáng)，具有防銹、防腐、耐酸堿、耐潮濕、抗高溫等的表面涂層。起到保護(hù)、裝飾、標(biāo)志和其他特殊的作用。3§7.1涂料與涂裝概論將有機(jī)涂料涂覆于物體表面并干燥成膜§7.2涂料一、涂料的主要組成成膜物質(zhì)、顏料、溶劑、助劑等四部分組成。4§7.2涂料一、涂料的主要組成41．成膜物質(zhì)成膜物質(zhì)是組成涂料的基礎(chǔ)，具有粘接涂料中其它組分形成涂膜的功能，并對涂料和涂膜的性質(zhì)起決定性作用。成膜物質(zhì)一般是天然油脂、天然樹脂和合成樹脂。51．成膜物質(zhì)成膜物質(zhì)是組成涂料的基礎(chǔ)，具有粘接涂料中其它組分現(xiàn)代涂料成膜物質(zhì)一般分為兩大類：一類稱為非轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)：它們在涂料成膜過程中組成結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，即成膜物質(zhì)與涂膜的組成結(jié)構(gòu)相同，在涂膜中可以分析出成膜物質(zhì)的原有結(jié)構(gòu)。這類成膜物質(zhì)及其組成的涂膜具有熱塑性，受熱軟化，冷卻后又變硬，多具有可溶、可熔性。如天然樹脂，合成的高分子線型聚合物即熱塑性樹脂等。6現(xiàn)代涂料成膜物質(zhì)一般分為兩大類：一類稱為非轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)：6另一類成膜物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)它們在成膜過程中組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成與原來組成結(jié)構(gòu)完全不相同的涂膜。由于轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)具有能起化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)，在熱氧或其它物質(zhì)的作用下能夠聚合成與原有結(jié)構(gòu)不同的不溶、不熔的網(wǎng)狀高聚物，即熱固性高聚物；因而所形成的涂膜是熱固性的，通常具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。如：干性油和半干性油、漆酚、多異氰酸酯的加成物和合成聚合物等。7另一類成膜物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)它們在成膜過程中組成結(jié)構(gòu)發(fā)生2．顏料顏料一般為微細(xì)的粉末狀有色物質(zhì)，是有色涂料的一個(gè)主要組分；它使涂膜呈現(xiàn)色彩，并具有一定遮蓋被涂物件表觀的能力，以發(fā)揮其裝飾和保護(hù)作用。顏料還能增強(qiáng)涂膜的力學(xué)性能和耐蝕性能，或者為涂膜提供某一種特定功能，如防腐蝕、導(dǎo)電、防延燃等。82．顏料顏料一般為微細(xì)的粉末狀有色物質(zhì)，是有色涂料的一個(gè)主要顏料的分類顏料按其來源可分為天然顏料和合成顏料兩類，或按其化學(xué)成分分為無機(jī)顏料和有機(jī)顏料，按其作用可分為著色顏料、體質(zhì)顏料、防銹顏料和特種顏料四種。每一類都有很多品種。9顏料的分類顏料按其來源可分為天然顏料和合成顏料兩類，9顏料按其作用分類著色顏料：如鈦白、鐵紅、鉻黃、鋁粉等，具有著色性、遮蓋性以及增強(qiáng)涂膜的耐久性、耐候性和耐磨性；體質(zhì)顏料：如太白粉、滑石粉等，具有增強(qiáng)涂膜厚度，加強(qiáng)涂膜經(jīng)久、堅(jiān)硬、耐磨等作用；、防銹顏料：如鋁粉、鋅粉、紅丹(Pb304)等，能增強(qiáng)涂膜的防銹能力；特種顏料：發(fā)光顏料、熒光顏料，示溫顏料等。10顏料按其作用分類著色顏料：如鈦白、鐵紅、鉻黃、鋁粉等，具有著3．溶劑溶劑的作用是將涂料的成膜物質(zhì)溶解或分解為液態(tài)，以便易于施工，施工后又能從薄膜中揮發(fā)至大氣中，從而使液態(tài)薄膜形成固態(tài)的涂膜。溶劑原則上不構(gòu)成涂膜，也不應(yīng)存留在涂膜之中。因此、溶劑組分通常是可揮發(fā)性液體。113．溶劑溶劑的作用是將涂料的成膜物質(zhì)溶解或分解為液態(tài)，以便易溶劑所帶來的問題溶劑組分在施工成膜以后要揮發(fā)掉，造成資源的損失；特別是使用具有光化學(xué)反應(yīng)性的溶劑，在涂料生產(chǎn)和施工過程中造成環(huán)境污染，危害人類健康。有的溶劑揮發(fā)需要較長的時(shí)間；努力解決這些問題，是涂料發(fā)展的一個(gè)重要方向，目前已取得不少明顯成果。12溶劑所帶來的問題溶劑組分在施工成膜以后要揮發(fā)掉，造成資源的損4．助劑助劑指用于改善涂料生產(chǎn)、貯存、施工和成膜過程中各種性能的輔助物質(zhì)；其用量少，作用大。因此、助劑的使用技術(shù)已成為現(xiàn)代涂料發(fā)展的重要內(nèi)容之一。134．助劑助劑指用于改善涂料生產(chǎn)、貯存、施工和成膜過程中各種性根據(jù)作用機(jī)理的不同、現(xiàn)代涂料的助劑可分為以下四大類型：生產(chǎn)過程中使用的助劑，如消泡劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑等。貯存過程中使用的助劑，如防結(jié)皮劑、防沉淀劑等。施工過程中使用的助劑，如催干劑、固化劑、流平劑、防流掛劑等。改善涂膜性能的助劑，如增塑劑、平光劑、防霉劑、阻燃劑、防靜電劑、紫外光吸收劑等。14根據(jù)作用機(jī)理的不同、現(xiàn)代涂料的助劑可分為以下四大類型：生產(chǎn)過涂料的分類為便于判別涂料產(chǎn)品的類型及其差異，達(dá)到產(chǎn)品系列化的目的，按國家標(biāo)準(zhǔn)局的規(guī)定，目前我國涂料產(chǎn)品是以涂料中的主要成膜物質(zhì)為基礎(chǔ)來分類的。若主要成膜物質(zhì)由兩種以上的樹脂混合而成，則按在成膜物質(zhì)中起決定作用的一種樹脂作為分類的依據(jù)，以此方法將成膜物質(zhì)分為十七大類，如表7-1所示：15涂料的分類為便于判別涂料產(chǎn)品的類型及其差異，達(dá)到產(chǎn)品系列化的表7-1按成膜物質(zhì)分類序號(hào)成膜物質(zhì)類別命名代號(hào)1油脂Y2天然樹脂T3酚醛樹脂F(xiàn)4瀝青L5醇酸樹脂C6氨基樹脂A7硝基纖維素Q8纖維脂、纖維醚M9過氯乙烯樹脂G10烯類樹脂X11丙烯酸樹脂B12聚脂樹脂Z13環(huán)氧樹脂H14聚氨基甲酸脂S15元素有機(jī)聚合物W16橡膠J17其他E16表7-1按成膜物質(zhì)分類序號(hào)成膜物質(zhì)類別命名代號(hào)9§7.4涂裝工藝使涂料在被涂表面成膜的全部工藝過程稱為涂裝工藝。具體的涂裝工藝要根據(jù)工件的材質(zhì)、形狀、使用要求、涂裝用工具、涂裝時(shí)的環(huán)境、生產(chǎn)成本等加以合理選用。涂裝工藝的一般工序是：涂前表面預(yù)處理→涂裝→干燥固化。17§7.4涂裝工藝使涂料在被涂表面成膜的全部工藝過程一、涂前表面預(yù)處理為了獲得優(yōu)質(zhì)涂層，涂前表面處理是十分重要的。對于不同工件材料和使用要求，有各種具體規(guī)范。主要包括以下內(nèi)容：（1）清除表面的各種污垢；（2）對清洗過程的金屬工件進(jìn)行各種化學(xué)處理，以提高涂層的附著力和耐蝕性；（3）機(jī)械方法進(jìn)行處理以消除表面缺陷和得到合適的表面粗糙度。18一、涂前表面預(yù)處理為了獲得優(yōu)質(zhì)涂層，涂前表面處理是十分重要的預(yù)處理材料主要包括脫脂劑、浸蝕劑、表調(diào)劑、磷化劑、鈍化劑等。脫脂劑主要用于除掉物體表面的油脂、油污及附著物。浸蝕劑用于除掉物體表面的腐蝕物、氧化物。表調(diào)劑起到表面調(diào)整、表面活化作用。磷化劑在表面形成一層磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。提高表面粗糙度、提高有機(jī)涂膜的附著力和復(fù)合耐蝕性。鈍化劑在表面形成一層氧化物或鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，提高有機(jī)涂膜的附著力和耐蝕性。19預(yù)處理材料主要包括脫脂劑、浸蝕劑、表調(diào)劑、磷化劑、鈍化劑等。涂裝預(yù)處理工藝

漆前表面處理的選擇視被處理物的外表情況和要求的涂裝水平而定，金屬件的預(yù)處理工藝一般工藝如下：

l）普通裝飾性涂裝：采用常規(guī)脫脂及浸蝕處理。

2）普通防護(hù)裝飾性涂裝：一般要進(jìn)行脫脂、浸蝕及磷化處理。

3）高級(jí)涂裝：采用脫脂，浸蝕、表面調(diào)整、磷化及鈍化處理。20涂裝預(yù)處理工藝漆前表面處理的選擇視被處理物的外表情況和要求二、涂裝目前涂裝的方法很多、簡要介紹如下1．手工涂裝法A．刷涂：用刷子涂漆的一種方法B．揩涂：用手工將蘸有稀漆的棉球揩拭工件，進(jìn)行裝飾性涂裝的方法。C．滾刷涂：用一直徑不大的空心圓柱，表層由羊毛或合成纖維做的多孔吸附材料構(gòu)成，蘸漆后對平面進(jìn)行滾刷、效率較高。D：刮涂：采用刮刀對粘稠涂料進(jìn)行厚膜涂裝。21二、涂裝目前涂裝的方法很多、簡要介紹如下212．浸涂、淋涂和轉(zhuǎn)鼓涂裝法A．浸涂：將工件浸入涂料中吊起后滴盡多余涂料的涂裝方法B．淋涂：用噴嘴將涂料噴淋在工件上形成涂層的方法。C．轉(zhuǎn)鼓涂裝法：將工件置于鼓形容器內(nèi)利用回轉(zhuǎn)的方法來涂裝。222．浸涂、淋涂和轉(zhuǎn)鼓涂裝法A．浸涂：將工件浸入涂料中吊起后滴3．空氣噴涂法用壓縮空氣的氣流使涂料霧化，并使其在氣流帶動(dòng)下涂裝到工件表面。噴涂裝置包括噴槍、壓縮空氣供給和凈化系統(tǒng)、輸漆裝置和膠管等。233．空氣噴涂法用壓縮空氣的氣流使涂料霧化，并使其在氣流帶動(dòng)下4．高壓無氣噴涂法將涂料儲(chǔ)存在密閉容器內(nèi)，通過外部裝置提高容器內(nèi)的壓力，使涂料經(jīng)過輸送管道以大約100m/s的高速從小孔內(nèi)噴出，隨著沖擊空氣和高壓的急速下降。涂料內(nèi)溶劑急劇揮化，體積突然膨脹而使涂料分散霧化，然后高速地噴涂在工件表面，形成高質(zhì)量的涂層。因涂料要經(jīng)受高壓，并且霧化不用壓縮空氣，故稱為高壓無氣噴涂。244．高壓無氣噴涂法將涂料儲(chǔ)存在密閉容器內(nèi)，通過外部裝置提高容5．幕式涂裝法使涂料呈連續(xù)的幕狀落下，使裝載在運(yùn)輸帶上的工件通過幕下時(shí)上漆，主要用于平面涂裝，也可涂裝一定程度的曲面，效率很高。255．幕式涂裝法使涂料呈連續(xù)的幕狀落下，使裝載在運(yùn)輸帶上的工件6．輥涂法在輥（輥筒）上形成一定厚度的濕涂層，隨后工件通過輥筒時(shí)將部分或全部濕涂層轉(zhuǎn)涂到工件上去。可涂一面，也可同時(shí)涂雙面，效率高，不產(chǎn)生漆霧，用于膠合板、金屬板、紙、布等的涂裝。266．輥涂法在輥（輥筒）上形成一定厚度的濕涂層，隨后工件通過輥7．氣溶膠涂裝法在壓力容器（即是涂料容器、又是增壓器）中密封灌入涂料和液化氣體（噴射劑）、利用液化氣體的壓力進(jìn)行自壓噴霧。277．氣溶膠涂裝法在壓力容器（即是涂料容器、又是增壓器）中密封8．抽涂將工件頂推經(jīng)過有孔的捋具，邊捋邊涂。它最適用于棒狀或線狀物的涂裝。288．抽涂將工件頂推經(jīng)過有孔的捋具，邊捋邊涂。28現(xiàn)代涂裝技術(shù)9．靜電涂裝10．電泳涂裝11．粉末涂裝將在下一節(jié)中專門介紹29現(xiàn)代涂裝技術(shù)9．靜電涂裝2912．自動(dòng)噴涂用機(jī)器代替人的操作而實(shí)現(xiàn)噴涂自動(dòng)化。涂裝機(jī)器人和涂裝生產(chǎn)線使涂裝技術(shù)滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。例如用于汽車車身的自動(dòng)噴漆機(jī)主要有噴槍作水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頂噴機(jī)和噴槍作垂直方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的側(cè)噴機(jī)兩種。它們都是由往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、上下升降機(jī)構(gòu)、涂料控制機(jī)構(gòu)、噴槍、自動(dòng)換色裝置，自動(dòng)控制系統(tǒng)及機(jī)體等部分組成。3012．自動(dòng)噴涂用機(jī)器代替人的操作而實(shí)現(xiàn)噴涂自動(dòng)化。涂裝機(jī)器人§7.2現(xiàn)代涂裝技術(shù)§7.2.l靜電噴涂

一、靜電噴涂的原理與工藝31§7.2現(xiàn)代涂裝技術(shù)§7.2.l靜電噴涂

31靜電噴涂是以接地的被涂物作為陽極，涂料霧化器作為陰極，接上負(fù)高電壓，在兩極間形成高壓靜電場。當(dāng)電壓足夠高時(shí)，霧化器頭部的銳邊或極針會(huì)產(chǎn)生電子逸出。因電場強(qiáng)度很大，使逸出的電子動(dòng)能很大。當(dāng)電子以高速撞擊空氣分子時(shí)，使空氣分子電離，產(chǎn)生電暈放電，使噴槍頭部附近的空氣被擊穿。形成了空氣電離區(qū)。

1、形成空氣電離區(qū)靜電噴涂是以接地的被涂物作為陽極，涂料霧化器作為陰極，接上負(fù)32涂料經(jīng)噴槍噴嘴霧化后噴出，被霧化的涂料微粒通過噴頭邊緣或極針接觸帶電，經(jīng)過氣體電離區(qū)時(shí)再次帶電，成為負(fù)離子漆粒。在電場力的作用下，涂料粒子呈弧狀軌跡，迅速向異極性工件表面飛去，在工件表面放電，使靜電消失，涂料便牢固地沉積在工件表面，形成了均勻的涂膜。

2、形成涂膜涂料經(jīng)噴槍噴嘴霧化后噴出，被霧化的涂料微粒通過噴頭邊緣或極針33三、靜電噴涂主要設(shè)備1－室體、2－噴前工件、3－自動(dòng)噴槍傳動(dòng)裝置、4－噴槍、5－觀察窗、6－輸送鏈、7－噴畢工件、8－門洞、9－油水分離器氣源、10－氣管、11－靜電發(fā)生器、12－高壓電纜、13－油管、14－貯漆罐

圖7－2室式靜電噴涂設(shè)備示意圖34三、靜電噴涂主要設(shè)備1－室體、2－噴前工件、3－自動(dòng)噴槍傳四、靜電噴涂的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍靜電噴涂由于采用了先進(jìn)的噴涂設(shè)備，與手工噴漆法相比，具有以下特點(diǎn)：1、提高涂料利用率靜電涂裝是利用靜電引力將涂料粒子涂到被涂物上，因而能大幅度減少因噴霧回彈和分散的損失，提高了涂料利用率；手工噴涂的涂料利用率為30～70%，而靜電噴涂的涂料利用率可達(dá)80～90%，35四、靜電噴涂的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍靜電噴涂由于采用了先進(jìn)的噴涂設(shè)備2、提高產(chǎn)品質(zhì)量由于靜電效應(yīng)使涂膜均勻豐滿、光滑、附著力強(qiáng)，可達(dá)到高精裝飾要求。3、生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、可大批量流水線生產(chǎn)傳送帶速度最快可達(dá)24m／min，而手工噴涂最快只能4m／min；靜電噴涂易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，節(jié)省人力。改善衛(wèi)生環(huán)境，減少公害，降低成本。2、提高產(chǎn)品質(zhì)量由于靜電效應(yīng)使涂膜均勻豐滿、光滑、附著力強(qiáng)36§7.2.2電泳涂裝一、電泳涂裝的原理與工藝電泳涂裝是將被涂工件浸在水溶性涂料中作為陽極（或陰極），另有一相對應(yīng)的陰極（或陽極），在兩極間通直流電，靠電場所產(chǎn)生的物理化學(xué)作用，使涂料涂敷在工件上的一種涂裝方法。其工藝過程是一個(gè)非常復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，包括：電泳、電解、電沉積和電滲四個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過程。

37§7.2.2電泳涂裝一、電泳涂裝的原理與工藝37

1、電泳：在直流電場作用下，分散在極性介質(zhì)（一般為水）中的帶電膠體粒子向與它所帶電荷相反的電極方向移動(dòng)，稱為電泳。

2、電解：當(dāng)電流通過電解質(zhì)水溶液時(shí)，水發(fā)生電解反應(yīng)，在陰極放出氫氣，陽極放出氧氣。以可溶性金屬作被涂物時(shí)陽極附近有金屬離子溶出。1、電泳：在直流電場作用下，分散在極性介質(zhì)（一般為水）中的38

3、電沉積：帶電粒子到達(dá)相反的電極后，放電成膜的現(xiàn)象稱為電沉積，電沉積是電泳涂裝過程中的主要反應(yīng)。

4、電滲：是電泳的逆過程，即在電場的作用下，沉積在被涂工件上濕膜中的水分，從涂膜內(nèi)滲出移向漆液中的現(xiàn)象，稱為電滲。3、電沉積：帶電粒子到達(dá)相反的電極后，放電成膜的現(xiàn)象稱為電39目前采用的電泳涂裝主要是陽極電泳和陰極電泳兩種。近10年來由于陰極電泳克服了陽極電泳涂裝漆膜耐蝕性差、泳透力低等缺點(diǎn)，顯示出優(yōu)異性能，獲得了迅速發(fā)展。目前對鋼鐵工件進(jìn)行電泳涂裝時(shí)，一般工藝流程分三部分，即工件表面預(yù)處理、電泳涂裝、后處理。40目前采用的電泳涂裝主要是陽極電泳和陰極電泳兩種。近10年來三、電泳涂裝的主要設(shè)備1、電泳槽及輔助設(shè)備

(1)電泳槽電泳涂裝時(shí)電泳過程是在電泳槽內(nèi)進(jìn)行的，所以合理設(shè)計(jì)、制造及選取電泳槽是非常重要的。需要考慮槽的形狀、尺寸大小及材料等因素。(2)溢流槽其作用是控制電泳槽內(nèi)漆液的高度，槽內(nèi)裝有過濾網(wǎng)以排除機(jī)械雜質(zhì)和漆液表面的泡沫，防止泡沫沾附在工件和漆膜表面影響涂膜質(zhì)量，溢流槽容量通常取電泳槽容量的1/10，41三、電泳涂裝的主要設(shè)備1、電泳槽及輔助設(shè)備41(3)攪拌循環(huán)系統(tǒng)對于小型電泳槽可用機(jī)械攪拌器。大多數(shù)情況下采用泵循環(huán)較多，由循環(huán)泵、管路和噴嘴組成。循環(huán)攪拌次數(shù)應(yīng)根據(jù)漆液組成及槽容量大小而定，一般在1小時(shí)內(nèi)循環(huán)4～6次，流速約0.6～1.2m／min。

(4)直流電源一般直流電源采用硅或硒整流器，將交流電源進(jìn)行整流而獲得。為確保直流電源有足夠的輸出電壓和電流，整流器的容量按每平方米工件電流為20～50A來計(jì)算。

(5)導(dǎo)電機(jī)構(gòu)由直流電源輸出的直流電一般通過三種導(dǎo)電方式接地：陰極接地法、槽體接地法和陽極接地法。(3)攪拌循環(huán)系統(tǒng)對于小型電泳槽可用機(jī)械攪拌器。大多數(shù)情422、沖洗及無離子水裝置工件在電泳涂裝前后需要沖洗，一般用無離子水進(jìn)行沖洗。無離子水通過裝有螺旋體的淋洗噴嘴，可以使水分散成傘形霧狀水束，效果較好。噴嘴出口的水壓通常不大于0.1MPa，螺旋噴嘴的流量為0.3～0.35m3/h，噴嘴與工件距離為25～30cm。432、沖洗及無離子水裝置工件在電泳涂裝前后需要沖洗，一般用無離3、烘烤設(shè)備目前生產(chǎn)中所用電泳漆大多為烘烤類型。通過烘烤使電泳樹脂涂層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行縮聚，使固化成膜。4、廢水處理設(shè)備為保護(hù)環(huán)境，對電泳涂裝后的廢水需要進(jìn)行處理。處理方法有超濾法和氣浮法等。3、烘烤設(shè)備目前生產(chǎn)中所用電泳漆大多為烘烤類型。通過烘烤使44四、電泳涂裝的特點(diǎn)于20世紀(jì)60年代初開發(fā)了電泳涂裝技術(shù)是一種較先進(jìn)的涂裝新技術(shù)，與傳統(tǒng)的噴涂或浸涂工藝相比較具有以下特點(diǎn)。

1、容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化，可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，如汽車底漆由浸漆式改為電泳涂裝后，工作效率提高了450％；45四、電泳涂裝的特點(diǎn)于20世紀(jì)60年代初開發(fā)了電泳涂裝技術(shù)是一

2、采用蒸餾水為溶劑，避免有機(jī)溶劑的毒性和火災(zāi)等危險(xiǎn)，徹底消除漆霧，改善了勞動(dòng)條件和環(huán)境污染；

3、涂膜均勻，且可通過調(diào)整通電量定量控制膜厚。由于隨著電泳漆膜的形成，其電阻值增大，當(dāng)漆膜厚度增加到一定值后，就開始向未涂漆的表面進(jìn)行泳涂，對于有邊緣棱角和帶孔穴或內(nèi)腔的工件也能均勻涂上漆膜；2、采用蒸餾水為溶劑，避免有機(jī)溶劑的毒性和火災(zāi)等危險(xiǎn)，徹底464、涂料利用率高，可達(dá)90％～95％。因?yàn)樗闷嵋簼舛容^低，粘度小，所以因浸漬粘附于被涂工件而帶出的涂料損耗小，大大降低了成本；5、帶電的高分子泳料在電場作用下定向沉積，所以漆膜的耐水性好，附著力也大。4、涂料利用率高，可達(dá)90％～95％。因?yàn)樗闷嵋簼舛容^低，47但是，電泳涂裝也存在設(shè)備復(fù)雜、投資費(fèi)用大、耗電量多，對電泳漆的穩(wěn)定性要求高，槽液管理技術(shù)要求嚴(yán)格，涂裝條件必須精心控制等缺點(diǎn)。盡管如此，在實(shí)際應(yīng)用中，由于電泳涂裝顯示出高效、安全、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛，發(fā)展很快。如汽車工業(yè)的車身涂底漆工藝均以電泳涂裝代替拖式浸涂和全浸涂工藝。但是，電泳涂裝也存在設(shè)備復(fù)雜、投資費(fèi)用大、耗電量多，對電泳漆48§7.2.3粉末涂裝一、特點(diǎn)粉末涂裝所用的涂料為粉末涂料。它是一種完全不含有機(jī)溶劑或水，以粉末形態(tài)進(jìn)行涂裝，經(jīng)熔融或交聯(lián)固化形成涂膜的新型涂料。粉末涂料及其涂裝技術(shù)是繼水溶性電泳涂料后，在涂料工業(yè)和涂裝行業(yè)上的又一次技術(shù)革命。

49§7.2.3粉末涂裝一、特點(diǎn)49粉末涂料之所以在20世紀(jì)80年代后獲得迅速發(fā)展是因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)

1、無溶劑粉末涂料是一種固體成分達(dá)100％的固體狀涂料，不含任何溶劑，所以生產(chǎn)和施工都很安全，可減少污染，防止公害，有利于環(huán)境保護(hù)，特別適宜在人口集中的城鎮(zhèn)推廣應(yīng)用，是一種較為理想的低公害涂料。50粉末涂料之所以在20世紀(jì)80年代后獲得迅速發(fā)展是因?yàn)樗哂幸?、涂料損失少，原材料利用率高在涂裝過程中粉末完全涂覆在被涂物件的表面上，過量的粉末可以回收再利用，粉末的回收率可達(dá)到99％以上，粉末的實(shí)際利用率可達(dá)到95％以上，比水溶性涂料和高固分涂料利用率高得多。

3、涂裝周期短，生產(chǎn)效率高粉末涂料涂裝與溶劑型涂裝相比固化時(shí)間短，并且工序較為簡單，一般只需要工件預(yù)處理、噴涂、烘烤固化等3～4道工序，而傳統(tǒng)的油漆涂裝都要噴底漆、刮膩?zhàn)?、水磨、噴面漆等“三磨三抄”十多道工序，所以能夠縮短涂裝時(shí)間和簡化工藝過程，使工效提高3～5倍。2、涂料損失少，原材料利用率高在涂裝過程中粉末完全涂覆在51

4、涂膜性能好涂膜形成過程中沒有溶劑揮發(fā)，故不易出現(xiàn)氣孔等缺陷，容易得到致密的涂膜，對被涂物的邊緣部分也能充分的覆蓋，并且涂層色澤光亮、鮮艷，與金屬的粘著力好，堅(jiān)固耐用。

5、可以厚涂一般膜厚可達(dá)50～300微米，相當(dāng)于多道油漆涂層，并且省時(shí)省工，便于實(shí)現(xiàn)涂裝自動(dòng)化。同時(shí)可避免油漆在厚膜涂裝時(shí)常出現(xiàn)的流掛、積滯、塌邊、氣孔等缺陷。可減少廢棄材料約90％，且因表面缺陷而造成的次品很少。4、涂膜性能好涂膜形成過程中沒有溶劑揮發(fā)，故不易出現(xiàn)氣孔526、節(jié)約能源和資源粉末涂料烘烤時(shí)間一般不超過30min，比各類烘漆的烘烤時(shí)間短得多，大大節(jié)約了能源和資源?？山档湍芎?0％～50％。7、與其他類型涂料相比成本最低，具有明顯經(jīng)濟(jì)效益。總之粉末涂料以其突出的四個(gè)“E”，即突出的涂裝（ExcellenceofFinish）、生態(tài)學(xué)（Ecology）、經(jīng)濟(jì)（Economy）和能量（Energy）方面的優(yōu)點(diǎn)，在眾多種類的涂料家族中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，必將成為今后涂料發(fā)展的方向。6、節(jié)約能源和資源粉末涂料烘烤時(shí)間一般不超過30min53但是粉末涂料也不是完美無缺的，也還存在某些缺點(diǎn)，序號(hào)缺點(diǎn)1需要適于粉末涂裝的專有設(shè)備，對于一般溶劑型涂料生產(chǎn)和噴涂設(shè)備不適用2粉末涂料的顏色是由混煉時(shí)加入的顏料決定的，必須從制粉開始。不能隨用隨調(diào)，因此調(diào)色困難3換色困難。換色前必須將供粉桶，涂裝機(jī)管道，回收裝置等都要徹底清洗、吹凈，故清洗工作量大4涂薄層困難，小于40時(shí)，涂膜的流平性差出現(xiàn)桔皮或毛孔5在凹形及復(fù)雜形狀的物體表面涂裝較困難54但是粉末涂料也不是完美無缺的，也還存在某些缺點(diǎn)，序號(hào)缺點(diǎn)二、粉未涂料的品種和類型熱固型粉末涂料

1、環(huán)氧粉末涂料

2、聚酯粉末涂料

3、丙烯酸酯粉末涂料

熱塑性粉末涂料1、聚氯乙烯粉末涂料

2、聚乙烯粉末涂料

3、尼龍粉末涂料

4、氟樹脂粉末涂料

5、氯化聚醚粉末涂料

粉末涂料的品種總的可分為熱固型和熱塑型兩大類。55二、粉未涂料的品種和類型熱固型粉末涂料熱塑性粉末涂料粉末涂三、粉末涂料的涂裝方法已獲得工業(yè)應(yīng)用的粉末涂料的涂裝方法有1、熔射法、2、流化床法、3、靜電粉末噴涂法、4、靜電流化床法、5、靜電粉末振蕩涂裝法等。6、近幾年為了充分發(fā)揮電泳涂裝和粉末涂裝的長處，又開發(fā)了粉末電泳涂裝法。56三、粉末涂料的涂裝方法已獲得工業(yè)應(yīng)用的粉末涂料的涂裝方法有51、熔射法可分為火焰噴涂法和等離子噴涂法。(1)粉末火焰噴涂法其原理是粉末涂料靠壓縮空氣從熔射機(jī)的噴嘴中央噴出，被噴嘴外圍吹出的氧氣和乙炔（或其他可燃?xì)怏w）的火焰加熱而變成熔融狀態(tài)噴射到被涂物表面。隨后，冷卻至常溫即形成涂膜。571、熔射法可分為火焰噴涂法和等離子噴涂法。57(2)等離子噴涂法是由大電流弧光產(chǎn)生的等離子火焰，靠其熱能使粉末涂料噴流熔融，因是局部高溫，短時(shí)間熔融，不是氧化火焰熔融，所以粉末涂料氧化的少，噴出量也較大（可達(dá)40～50公斤／時(shí)）在國外已得到實(shí)際應(yīng)用。58(2)等離子噴涂法是由大電流弧光產(chǎn)生的等離子火焰，靠其熱能使2、流化床法流化床涂裝原理是將粉末涂料裝入具有多孔的透氣板槽中，從多孔板下供給空氣，多孔板的孔徑為10～70的細(xì)孔，粉末被空氣吹動(dòng)飄浮起來呈流動(dòng)狀態(tài)，高度約為原始高度的1.2～2倍。這時(shí)將加熱到粉末熔點(diǎn)以上約200C的被涂物浸入槽中，飄浮在工件周圍的粉末就熔融附著在工件表面，隨后從槽中取出工件，經(jīng)烘烤形成均勻的涂膜。

592、流化床法流化床涂裝原理是將粉末涂料裝入具有多孔的透氣板槽流化床法的特點(diǎn)是可以用所有的粉末涂料品種（熱固和熱塑性粉末）進(jìn)行涂裝。粉末利用率達(dá)100％，設(shè)備投資小，操作簡單，連續(xù)生產(chǎn)性好，設(shè)備簡單，涂膜厚度可達(dá)150～1000。缺點(diǎn)是被涂物的大小受到限制，被涂物要預(yù)熱，要求被涂物的熱容量大，膜厚不夠均勻。60流化床法的特點(diǎn)是可以用所有的粉末涂料品種（熱固和熱塑性粉末）4、粉末靜電涂裝法靜電粉末噴涂是靠靜電粉末噴槍噴出的粉末涂料，在分散的同時(shí)，被與高壓電源相連接的靜電噴槍的電暈放電，使電極周圍的空氣電離，粉末粒子被帶上負(fù)電荷。荷電的粉末粒子在空氣流的推動(dòng)下，受靜電場靜電引力的作用定向飛向接地的帶正電的工件上，由于電荷之間的作用力而使涂料牢牢地吸附在工件上。一般只需經(jīng)過幾分鐘就可使涂層達(dá)到50～150微米的厚度。之后由于發(fā)生靜電排斥，粉末就不再吸附到工件上，使之達(dá)到均勻的膜厚。噴涂后的工件，在固化爐中加熱，使粉層流平，形成均勻的涂層。614、粉末靜電涂裝法靜電粉末噴涂是靠靜電粉末噴槍噴出的粉末涂料§7.3特種高分子涂層特種高分子涂層技術(shù)是發(fā)展中的邊緣技術(shù)。特種高分子涂層為被涂物體賦予各種特殊功能，為尖端技術(shù)和國防軍工提供了重要的涂裝材料。

62§7.3特種高分子涂層特種高分子涂層技術(shù)是發(fā)展中的邊緣技§7.3.1耐高溫涂料目前耐高溫高分子涂料主要以有機(jī)硅涂料為主。雖然有機(jī)硅耐熱涂料的耐熱性較好，但在500～600℃下長期使用，由于有機(jī)硅樹脂受熱后遺留下的殘余物對顏料的粘附性太差，容易造成涂層粉化、脫落。63§7.3.1耐高溫涂料目前耐高溫高分子涂料主要以有機(jī)硅涂為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可加入玻璃陶瓷材料當(dāng)有機(jī)硅涂層受熱分解、碳化，失去足夠粘附性時(shí)，玻璃陶瓷便開始融化，接替有機(jī)硅樹脂繼續(xù)起對顏料和金屬基體的粘附成膜作用，從而大大提高了涂層的使用溫度和壽命，使用溫度可提高到760℃，64為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可加入玻璃陶瓷材料當(dāng)有機(jī)硅涂層受熱分解、碳另外，若將有機(jī)硅樹脂仔細(xì)固化后在537.8℃下進(jìn)行玻璃化，形成一層比金屬更耐高溫的薄層，這種涂料無論在大氣層或太空中，都能經(jīng)受1370℃的高溫。組成加入份數(shù)耐熱性能有機(jī)硅樹脂30～50600℃，100h下附著力保持100％300～500℃玻璃粉15～60涂層光亮陶瓷玻璃助熔劑5～10能承受室溫至600C交變4次顏料、填料15～60

表7－4有機(jī)硅一玻璃粉涂料另外，若將有機(jī)硅樹脂仔細(xì)固化后在537.8℃下進(jìn)行玻璃化，形65§7.3.2燒蝕涂料燒蝕涂料是指在高溫下能夠被碳化的涂料。涂料被碳化形成一層泡沸炭，可起絕熱作用，保護(hù)下面的材料及儀表不受高溫影響。如以甲基、苯基聚硅氧烷為基料，云母、Cr2O3、硼酸、TiO2、滑石粉為添加劑配制的燒蝕涂料，在2300℃下，經(jīng)30秒后，下面的非金屬材料保持完好。66§7.3.2燒蝕涂料燒蝕涂料是指在高溫下能夠被碳化的涂料。燒蝕涂料在航天中的應(yīng)用航空器在返回大氣層的過程中，由于與大氣的摩擦，表面將產(chǎn)生極高的溫度，用燒蝕涂料能夠很好的解決這一問題；因此、各種返回衛(wèi)星，宇航器、“神州X號(hào)”飛船等都用到燒蝕涂料。67燒蝕涂料在航天中的應(yīng)用航空器在返回大氣層的過程中，由于與大氣§7.3.3偽裝涂料近年來由于武器技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)到了“被發(fā)現(xiàn)就會(huì)被打中，被打中就會(huì)被摧毀”的時(shí)代。偽裝可以降低敵人“看到”目標(biāo)的能力，提供保存實(shí)力的機(jī)會(huì)。所以軍事目標(biāo)或裝備一般都要采取偽裝措施，而且在戰(zhàn)場上往往采用多種偽裝措施。如偽裝網(wǎng)、偽裝涂料、煙幕、變形器、假目標(biāo)等。偽裝涂料使用方便，成本低，在偽裝技術(shù)中發(fā)展很快。涂料的迷彩偽裝不但可以使偽裝目標(biāo)與背景色調(diào)、亮度一致，而且能改變目標(biāo)外形，因此，各國對偽裝涂料的發(fā)展都很重視。68§7.3.3偽裝涂料近年來由于武器技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)到了

涂料偽裝又稱迷彩偽裝，通常分為保護(hù)迷彩、變形迷彩和仿造迷彩。一、保護(hù)迷彩涂料

保護(hù)迷彩涂料也稱單色迷彩，適用背景色調(diào)、亮度比較單調(diào)地區(qū)。根據(jù)背景不同，可以用各種不同的顏色。如在草地背景上應(yīng)為草綠色；荒漠背景上應(yīng)為沙土色；雪地背景應(yīng)為白色。

作為偽裝涂料還應(yīng)考慮其漆膜的光澤，為了盡量避免鏡面反射，故一般經(jīng)常采用無光漆（漆膜光澤在10％以下）以免暴露目標(biāo)。69涂料偽裝又稱迷彩偽裝，通常分為保護(hù)迷彩、變形迷彩和仿造迷彩二、變形迷彩適用背景復(fù)雜地區(qū)，是一種符合目標(biāo)活動(dòng)地域內(nèi)基本顏色由各種斑點(diǎn)組成的多色迷彩。如坦克、汽車、大炮等活動(dòng)目標(biāo)，用變形迷彩涂料能歪曲目標(biāo)形狀，使其形象失真。利用目標(biāo)上不規(guī)則斑點(diǎn)歪曲目標(biāo)直線輪廓，另一方面由于采用了多色高分子迷彩涂層，總能使目標(biāo)上一部分斑點(diǎn)的色調(diào)、亮度與環(huán)境背景中部分一致，另一部分斑點(diǎn)的顏色與背景形成明顯差別。因此，顯眼的斑點(diǎn)在目標(biāo)表面上適當(dāng)分布，能使目標(biāo)外貌產(chǎn)生變形，從而歪曲原有目標(biāo)，降低了目標(biāo)的暴露幾率。70二、變形迷彩適用背景復(fù)雜地區(qū)，是一種符合目標(biāo)活動(dòng)地域內(nèi)基本顏三、仿造迷彩是根據(jù)實(shí)地背景，將目標(biāo)表面涂繪上與背景圖案相適應(yīng)的迷彩方法，從而保護(hù)目標(biāo)不被發(fā)現(xiàn)。多適用于工事一類的固定目標(biāo)。涂料的迷彩偽裝可以將涂料直接涂裝于目標(biāo)上，也可涂于偽裝網(wǎng)上。71三、仿造迷彩是根據(jù)實(shí)地背景，將目標(biāo)表面涂繪上與背景圖案相適應(yīng)§7.3.4示溫涂料示溫涂料是以顏色變化來指示物體表面溫度及溫度分布的特種涂料。一般分為兩大類型。1、可逆型是指涂料被加熱到某一溫度時(shí)，由于變色顏料發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變、pH值改變、失去結(jié)晶水、分子構(gòu)型發(fā)生變化等而顯示出新的顏色，冷卻后又能恢復(fù)到原來的顏色。2、不可逆型是指受熱涂料達(dá)到一定溫度時(shí)發(fā)生熱分解、升華、固相反應(yīng)等物理、化學(xué)變化而出現(xiàn)新的顏色，冷卻后顏色不能復(fù)原。72§7.3.4示溫涂料示溫涂料是以顏色變化來指示物體表面溫度示溫涂料與一般測溫工具如溫度計(jì)、熱電偶相比具有以下特點(diǎn)(1)特別適合于一般溫度計(jì)無法或難以測量的場合，如連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的部件、大面積表面、復(fù)雜構(gòu)件等的溫度測量；(2)用多色示溫涂料能測量和表征被測物表面溫度分布；(3)不可逆示溫涂料可作為被測物溫度變化的半永久性記錄資料；(4)使用簡便，不用任何儀器儀表。73示溫涂料與一般測溫工具如溫度計(jì)、熱電偶相比具有以下特點(diǎn)(1)其缺點(diǎn)是示溫涂料受使用條件如加熱時(shí)間、速度、環(huán)境溫度等影響較大，精確度比一般測溫工具稍差。

示溫涂料主要由基料（高分子樹脂起粘合劑作用）、顏料（熱色物質(zhì)）、溶劑（稀釋作用）和其他添加劑組成。

其缺點(diǎn)是示溫涂料受使用條件如加熱時(shí)間、速度、環(huán)境溫度等影響較74類型組成原料名稱質(zhì)量比，％變色溫度，℃顏色變化晶體轉(zhuǎn)變型基料顏料溶劑添加劑聚丙烯Ag2[HgI4]、BaSO4烴類溶劑37.122.139.11.750黃→橙電子接受體型基料顏料

溶劑聚苯乙烯三氯乙酸孔雀綠（C23H25N2）苯64.232.01.91.940～50黃→綠脫NH3型基料顏料填料溶劑有機(jī)硅樹脂（NH4）2MnP2O7滑石粉烴類溶劑17.634.4適量48400紫→白脫水型基料顏料填料

溶劑脲甲醛丁醇縮合物CuSO4·3Cu(OH)2·H2OTiO2B(OH)3乙醇16.733.36.32.041.7200綠→棕多變色型基料顏料溶劑蟲膠清漆品紅孔雀綠碳酸鉛乙醇9.00.20.372.418.1室溫60170240320390450紫紅色綠白棕黑黃紅類型組成原料名稱質(zhì)量比，％變色溫度，℃顏色變化晶基料聚丙75§7.3.5“隱身”涂料“隱身”涂料也稱微波吸收涂料或防雷達(dá)涂料。

在微波區(qū)域，軍事上主要借助雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)偵察和跟蹤目標(biāo)，它是利用金屬物體能反射電磁波的特性。因此，在飛機(jī)、船艦、導(dǎo)彈或其他設(shè)施上，涂一層防雷達(dá)涂料，就可使它們免遭雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，達(dá)到“隱身”目的。要求這種涂料要做到對電磁波吸收最大，反射最小，吸收波長的范圍寬，涂層薄，用量少，耐腐蝕，能夠適應(yīng)較寬的溫度范圍，與金屬附著力好等。

76§7.3.5“隱身”涂料“隱身”涂料也稱微波吸收涂料或一、涂料的防雷達(dá)原理微波吸收涂料是將入射來的電磁波進(jìn)行吸收并使其衰減。一般是入射波通過吸收材料（涂料）表面、內(nèi)部以及吸收材料與金屬表面之間的多重反射來達(dá)到吸收和衰減電磁波的。77一、涂料的防雷達(dá)原理微波吸收涂料是將入射來的電磁波進(jìn)行吸收并

對于諧振型電波吸收體來說，涂層將入射的電磁波分成兩部分。一部分從涂層表面反射，另一部分透過涂層以后經(jīng)底層反射，再穿過涂層射出來。如果滿足下述條件；式中：L—涂層厚度，mm；ε—相對介電常數(shù)；μ—相對導(dǎo)磁率。則經(jīng)涂層底部反射的波與涂層表面反射波的相位正好相反。這樣兩股反射波便可發(fā)生干涉而減弱。對于諧振型電波吸收體來說，涂層將入射的電磁波分成兩部分。一78§7.3.6防污涂料

防污涂料一般用于船艦底部，防止海洋生物附著生長在船底。當(dāng)船艦航速低于3～7海里／時(shí)或停泊時(shí)，海洋生物（海藻、海螺、海貝等）即會(huì)附著于船底，天長日久越積越多，多者可達(dá)十幾噸，從而導(dǎo)致船體表面阻力增大，航速降低，燃料的耗用量增加，而且海洋生物還會(huì)破壞防銹漆膜，加速了船體鋼板的腐蝕。79§7.3.6防污涂料防污涂料一般用于船艦底部，防止海一、防污機(jī)理防污涂料防止海洋生物附著的機(jī)理是防污涂膜中的毒性物質(zhì)氧化亞銅、有機(jī)錫等與海水接觸后，形成的二價(jià)銅離子或分子逐步溶解于海水中，在涂膜表面形成有毒溶液的“薄層”，在該層內(nèi)的有毒物質(zhì)具有凝固有機(jī)體蛋白質(zhì)的作用，因而能殺死海洋附著生物的胞子或幼蟲。80一、防污機(jī)理防污涂料防止海洋生物附著的機(jī)理是防污涂膜中的毒性根據(jù)防污漆中毒料在海水中的釋放機(jī)理，通常把防污涂料分為溶解型、接觸型和擴(kuò)散型三種1、基料溶解型防污漆常以松香、瀝青為漆料，其防毒機(jī)理是通過漆膜中微溶于海水的松香緩慢地溶解而不斷地暴露出新鮮的漆膜表面，使毒料粒子與海水接觸而溶解。這類涂料具有一年以上的有效防污期。81根據(jù)防污漆中毒料在海水中的釋放機(jī)理，通常把防污涂料分為溶解型2、基料不溶型（接觸型）防污漆常以不溶的乙烯、丙烯酸酯等合成樹脂為漆料，高含量的氧化亞銅與可溶物在漆膜內(nèi)形成連續(xù)接觸。毒料溶解后在不溶性的漆料中留下蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，從而使海水滲入內(nèi)部，使內(nèi)部的毒料能與海水接觸而向外擴(kuò)散，保證了毒料粒子從這些連續(xù)的孔隙中不斷釋放出來。822、基料不溶型（接觸型）防污漆常以不溶的乙烯、丙烯酸酯等合成3、擴(kuò)散型防污漆是以有機(jī)金屬（通常為有機(jī)錫和有機(jī)鉛）為毒料，以乙烯樹脂或氯化橡膠為基料的防污漆。其中毒料與樹脂組成固溶體，毒料以分子狀態(tài)均勻分散，當(dāng)漆膜表面的毒料以分子擴(kuò)散進(jìn)入海水后，漆膜內(nèi)部的毒料會(huì)連續(xù)地向外擴(kuò)散，以補(bǔ)充表面的滲出量，從而不會(huì)影響漆膜的光滑性，并能使船舶保持最小阻力。

833、擴(kuò)散型防污漆是以有機(jī)金屬（通常為有機(jī)錫和有機(jī)鉛）為毒料，第7章

涂料與涂裝技術(shù)84第7章

涂料與涂裝技術(shù)1涂料與涂裝技術(shù)§7.1涂料與涂裝概論§7.2現(xiàn)代涂裝技術(shù)§7.3特種高分子涂層85涂料與涂裝技術(shù)§7.1涂料與涂裝概論2§7.1涂料與涂裝概論將有機(jī)涂料涂覆于物體表面并干燥成膜的過程稱之為涂裝。涂裝技術(shù)是迅速發(fā)展的表面工程領(lǐng)域里異軍突起的一門新興技術(shù)。它是利用高分子涂料特有的各種性能，按照一定的涂裝方法涂裝于工件表面，生成堅(jiān)韌耐磨，附著力強(qiáng)，具有防銹、防腐、耐酸堿、耐潮濕、抗高溫等的表面涂層。起到保護(hù)、裝飾、標(biāo)志和其他特殊的作用。86§7.1涂料與涂裝概論將有機(jī)涂料涂覆于物體表面并干燥成膜§7.2涂料一、涂料的主要組成成膜物質(zhì)、顏料、溶劑、助劑等四部分組成。87§7.2涂料一、涂料的主要組成41．成膜物質(zhì)成膜物質(zhì)是組成涂料的基礎(chǔ)，具有粘接涂料中其它組分形成涂膜的功能，并對涂料和涂膜的性質(zhì)起決定性作用。成膜物質(zhì)一般是天然油脂、天然樹脂和合成樹脂。881．成膜物質(zhì)成膜物質(zhì)是組成涂料的基礎(chǔ)，具有粘接涂料中其它組分現(xiàn)代涂料成膜物質(zhì)一般分為兩大類：一類稱為非轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)：它們在涂料成膜過程中組成結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，即成膜物質(zhì)與涂膜的組成結(jié)構(gòu)相同，在涂膜中可以分析出成膜物質(zhì)的原有結(jié)構(gòu)。這類成膜物質(zhì)及其組成的涂膜具有熱塑性，受熱軟化，冷卻后又變硬，多具有可溶、可熔性。如天然樹脂，合成的高分子線型聚合物即熱塑性樹脂等。89現(xiàn)代涂料成膜物質(zhì)一般分為兩大類：一類稱為非轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)：6另一類成膜物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)它們在成膜過程中組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成與原來組成結(jié)構(gòu)完全不相同的涂膜。由于轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)具有能起化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)，在熱氧或其它物質(zhì)的作用下能夠聚合成與原有結(jié)構(gòu)不同的不溶、不熔的網(wǎng)狀高聚物，即熱固性高聚物；因而所形成的涂膜是熱固性的，通常具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。如：干性油和半干性油、漆酚、多異氰酸酯的加成物和合成聚合物等。90另一類成膜物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)它們在成膜過程中組成結(jié)構(gòu)發(fā)生2．顏料顏料一般為微細(xì)的粉末狀有色物質(zhì)，是有色涂料的一個(gè)主要組分；它使涂膜呈現(xiàn)色彩，并具有一定遮蓋被涂物件表觀的能力，以發(fā)揮其裝飾和保護(hù)作用。顏料還能增強(qiáng)涂膜的力學(xué)性能和耐蝕性能，或者為涂膜提供某一種特定功能，如防腐蝕、導(dǎo)電、防延燃等。912．顏料顏料一般為微細(xì)的粉末狀有色物質(zhì)，是有色涂料的一個(gè)主要顏料的分類顏料按其來源可分為天然顏料和合成顏料兩類，或按其化學(xué)成分分為無機(jī)顏料和有機(jī)顏料，按其作用可分為著色顏料、體質(zhì)顏料、防銹顏料和特種顏料四種。每一類都有很多品種。92顏料的分類顏料按其來源可分為天然顏料和合成顏料兩類，9顏料按其作用分類著色顏料：如鈦白、鐵紅、鉻黃、鋁粉等，具有著色性、遮蓋性以及增強(qiáng)涂膜的耐久性、耐候性和耐磨性；體質(zhì)顏料：如太白粉、滑石粉等，具有增強(qiáng)涂膜厚度，加強(qiáng)涂膜經(jīng)久、堅(jiān)硬、耐磨等作用；、防銹顏料：如鋁粉、鋅粉、紅丹(Pb304)等，能增強(qiáng)涂膜的防銹能力；特種顏料：發(fā)光顏料、熒光顏料，示溫顏料等。93顏料按其作用分類著色顏料：如鈦白、鐵紅、鉻黃、鋁粉等，具有著3．溶劑溶劑的作用是將涂料的成膜物質(zhì)溶解或分解為液態(tài)，以便易于施工，施工后又能從薄膜中揮發(fā)至大氣中，從而使液態(tài)薄膜形成固態(tài)的涂膜。溶劑原則上不構(gòu)成涂膜，也不應(yīng)存留在涂膜之中。因此、溶劑組分通常是可揮發(fā)性液體。943．溶劑溶劑的作用是將涂料的成膜物質(zhì)溶解或分解為液態(tài)，以便易溶劑所帶來的問題溶劑組分在施工成膜以后要揮發(fā)掉，造成資源的損失；特別是使用具有光化學(xué)反應(yīng)性的溶劑，在涂料生產(chǎn)和施工過程中造成環(huán)境污染，危害人類健康。有的溶劑揮發(fā)需要較長的時(shí)間；努力解決這些問題，是涂料發(fā)展的一個(gè)重要方向，目前已取得不少明顯成果。95溶劑所帶來的問題溶劑組分在施工成膜以后要揮發(fā)掉，造成資源的損4．助劑助劑指用于改善涂料生產(chǎn)、貯存、施工和成膜過程中各種性能的輔助物質(zhì)；其用量少，作用大。因此、助劑的使用技術(shù)已成為現(xiàn)代涂料發(fā)展的重要內(nèi)容之一。964．助劑助劑指用于改善涂料生產(chǎn)、貯存、施工和成膜過程中各種性根據(jù)作用機(jī)理的不同、現(xiàn)代涂料的助劑可分為以下四大類型：生產(chǎn)過程中使用的助劑，如消泡劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑等。貯存過程中使用的助劑，如防結(jié)皮劑、防沉淀劑等。施工過程中使用的助劑，如催干劑、固化劑、流平劑、防流掛劑等。改善涂膜性能的助劑，如增塑劑、平光劑、防霉劑、阻燃劑、防靜電劑、紫外光吸收劑等。97根據(jù)作用機(jī)理的不同、現(xiàn)代涂料的助劑可分為以下四大類型：生產(chǎn)過涂料的分類為便于判別涂料產(chǎn)品的類型及其差異，達(dá)到產(chǎn)品系列化的目的，按國家標(biāo)準(zhǔn)局的規(guī)定，目前我國涂料產(chǎn)品是以涂料中的主要成膜物質(zhì)為基礎(chǔ)來分類的。若主要成膜物質(zhì)由兩種以上的樹脂混合而成，則按在成膜物質(zhì)中起決定作用的一種樹脂作為分類的依據(jù)，以此方法將成膜物質(zhì)分為十七大類，如表7-1所示：98涂料的分類為便于判別涂料產(chǎn)品的類型及其差異，達(dá)到產(chǎn)品系列化的表7-1按成膜物質(zhì)分類序號(hào)成膜物質(zhì)類別命名代號(hào)1油脂Y2天然樹脂T3酚醛樹脂F(xiàn)4瀝青L5醇酸樹脂C6氨基樹脂A7硝基纖維素Q8纖維脂、纖維醚M9過氯乙烯樹脂G10烯類樹脂X11丙烯酸樹脂B12聚脂樹脂Z13環(huán)氧樹脂H14聚氨基甲酸脂S15元素有機(jī)聚合物W16橡膠J17其他E99表7-1按成膜物質(zhì)分類序號(hào)成膜物質(zhì)類別命名代號(hào)9§7.4涂裝工藝使涂料在被涂表面成膜的全部工藝過程稱為涂裝工藝。具體的涂裝工藝要根據(jù)工件的材質(zhì)、形狀、使用要求、涂裝用工具、涂裝時(shí)的環(huán)境、生產(chǎn)成本等加以合理選用。涂裝工藝的一般工序是：涂前表面預(yù)處理→涂裝→干燥固化。100§7.4涂裝工藝使涂料在被涂表面成膜的全部工藝過程一、涂前表面預(yù)處理為了獲得優(yōu)質(zhì)涂層，涂前表面處理是十分重要的。對于不同工件材料和使用要求，有各種具體規(guī)范。主要包括以下內(nèi)容：（1）清除表面的各種污垢；（2）對清洗過程的金屬工件進(jìn)行各種化學(xué)處理，以提高涂層的附著力和耐蝕性；（3）機(jī)械方法進(jìn)行處理以消除表面缺陷和得到合適的表面粗糙度。101一、涂前表面預(yù)處理為了獲得優(yōu)質(zhì)涂層，涂前表面處理是十分重要的預(yù)處理材料主要包括脫脂劑、浸蝕劑、表調(diào)劑、磷化劑、鈍化劑等。脫脂劑主要用于除掉物體表面的油脂、油污及附著物。浸蝕劑用于除掉物體表面的腐蝕物、氧化物。表調(diào)劑起到表面調(diào)整、表面活化作用。磷化劑在表面形成一層磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。提高表面粗糙度、提高有機(jī)涂膜的附著力和復(fù)合耐蝕性。鈍化劑在表面形成一層氧化物或鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，提高有機(jī)涂膜的附著力和耐蝕性。102預(yù)處理材料主要包括脫脂劑、浸蝕劑、表調(diào)劑、磷化劑、鈍化劑等。涂裝預(yù)處理工藝

漆前表面處理的選擇視被處理物的外表情況和要求的涂裝水平而定，金屬件的預(yù)處理工藝一般工藝如下：

l）普通裝飾性涂裝：采用常規(guī)脫脂及浸蝕處理。

2）普通防護(hù)裝飾性涂裝：一般要進(jìn)行脫脂、浸蝕及磷化處理。

3）高級(jí)涂裝：采用脫脂，浸蝕、表面調(diào)整、磷化及鈍化處理。103涂裝預(yù)處理工藝漆前表面處理的選擇視被處理物的外表情況和要求二、涂裝目前涂裝的方法很多、簡要介紹如下1．手工涂裝法A．刷涂：用刷子涂漆的一種方法B．揩涂：用手工將蘸有稀漆的棉球揩拭工件，進(jìn)行裝飾性涂裝的方法。C．滾刷涂：用一直徑不大的空心圓柱，表層由羊毛或合成纖維做的多孔吸附材料構(gòu)成，蘸漆后對平面進(jìn)行滾刷、效率較高。D：刮涂：采用刮刀對粘稠涂料進(jìn)行厚膜涂裝。104二、涂裝目前涂裝的方法很多、簡要介紹如下212．浸涂、淋涂和轉(zhuǎn)鼓涂裝法A．浸涂：將工件浸入涂料中吊起后滴盡多余涂料的涂裝方法B．淋涂：用噴嘴將涂料噴淋在工件上形成涂層的方法。C．轉(zhuǎn)鼓涂裝法：將工件置于鼓形容器內(nèi)利用回轉(zhuǎn)的方法來涂裝。1052．浸涂、淋涂和轉(zhuǎn)鼓涂裝法A．浸涂：將工件浸入涂料中吊起后滴3．空氣噴涂法用壓縮空氣的氣流使涂料霧化，并使其在氣流帶動(dòng)下涂裝到工件表面。噴涂裝置包括噴槍、壓縮空氣供給和凈化系統(tǒng)、輸漆裝置和膠管等。1063．空氣噴涂法用壓縮空氣的氣流使涂料霧化，并使其在氣流帶動(dòng)下4．高壓無氣噴涂法將涂料儲(chǔ)存在密閉容器內(nèi)，通過外部裝置提高容器內(nèi)的壓力，使涂料經(jīng)過輸送管道以大約100m/s的高速從小孔內(nèi)噴出，隨著沖擊空氣和高壓的急速下降。涂料內(nèi)溶劑急劇揮化，體積突然膨脹而使涂料分散霧化，然后高速地噴涂在工件表面，形成高質(zhì)量的涂層。因涂料要經(jīng)受高壓，并且霧化不用壓縮空氣，故稱為高壓無氣噴涂。1074．高壓無氣噴涂法將涂料儲(chǔ)存在密閉容器內(nèi)，通過外部裝置提高容5．幕式涂裝法使涂料呈連續(xù)的幕狀落下，使裝載在運(yùn)輸帶上的工件通過幕下時(shí)上漆，主要用于平面涂裝，也可涂裝一定程度的曲面，效率很高。1085．幕式涂裝法使涂料呈連續(xù)的幕狀落下，使裝載在運(yùn)輸帶上的工件6．輥涂法在輥（輥筒）上形成一定厚度的濕涂層，隨后工件通過輥筒時(shí)將部分或全部濕涂層轉(zhuǎn)涂到工件上去?？赏恳幻?，也可同時(shí)涂雙面，效率高，不產(chǎn)生漆霧，用于膠合板、金屬板、紙、布等的涂裝。1096．輥涂法在輥（輥筒）上形成一定厚度的濕涂層，隨后工件通過輥7．氣溶膠涂裝法在壓力容器（即是涂料容器、又是增壓器）中密封灌入涂料和液化氣體（噴射劑）、利用液化氣體的壓力進(jìn)行自壓噴霧。1107．氣溶膠涂裝法在壓力容器（即是涂料容器、又是增壓器）中密封8．抽涂將工件頂推經(jīng)過有孔的捋具，邊捋邊涂。它最適用于棒狀或線狀物的涂裝。1118．抽涂將工件頂推經(jīng)過有孔的捋具，邊捋邊涂。28現(xiàn)代涂裝技術(shù)9．靜電涂裝10．電泳涂裝11．粉末涂裝將在下一節(jié)中專門介紹112現(xiàn)代涂裝技術(shù)9．靜電涂裝2912．自動(dòng)噴涂用機(jī)器代替人的操作而實(shí)現(xiàn)噴涂自動(dòng)化。涂裝機(jī)器人和涂裝生產(chǎn)線使涂裝技術(shù)滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。例如用于汽車車身的自動(dòng)噴漆機(jī)主要有噴槍作水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頂噴機(jī)和噴槍作垂直方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的側(cè)噴機(jī)兩種。它們都是由往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、上下升降機(jī)構(gòu)、涂料控制機(jī)構(gòu)、噴槍、自動(dòng)換色裝置，自動(dòng)控制系統(tǒng)及機(jī)體等部分組成。11312．自動(dòng)噴涂用機(jī)器代替人的操作而實(shí)現(xiàn)噴涂自動(dòng)化。涂裝機(jī)器人§7.2現(xiàn)代涂裝技術(shù)§7.2.l靜電噴涂

一、靜電噴涂的原理與工藝114§7.2現(xiàn)代涂裝技術(shù)§7.2.l靜電噴涂

31靜電噴涂是以接地的被涂物作為陽極，涂料霧化器作為陰極，接上負(fù)高電壓，在兩極間形成高壓靜電場。當(dāng)電壓足夠高時(shí)，霧化器頭部的銳邊或極針會(huì)產(chǎn)生電子逸出。因電場強(qiáng)度很大，使逸出的電子動(dòng)能很大。當(dāng)電子以高速撞擊空氣分子時(shí)，使空氣分子電離，產(chǎn)生電暈放電，使噴槍頭部附近的空氣被擊穿。形成了空氣電離區(qū)。

1、形成空氣電離區(qū)靜電噴涂是以接地的被涂物作為陽極，涂料霧化器作為陰極，接上負(fù)115涂料經(jīng)噴槍噴嘴霧化后噴出，被霧化的涂料微粒通過噴頭邊緣或極針接觸帶電，經(jīng)過氣體電離區(qū)時(shí)再次帶電，成為負(fù)離子漆粒。在電場力的作用下，涂料粒子呈弧狀軌跡，迅速向異極性工件表面飛去，在工件表面放電，使靜電消失，涂料便牢固地沉積在工件表面，形成了均勻的涂膜。

2、形成涂膜涂料經(jīng)噴槍噴嘴霧化后噴出，被霧化的涂料微粒通過噴頭邊緣或極針116三、靜電噴涂主要設(shè)備1－室體、2－噴前工件、3－自動(dòng)噴槍傳動(dòng)裝置、4－噴槍、5－觀察窗、6－輸送鏈、7－噴畢工件、8－門洞、9－油水分離器氣源、10－氣管、11－靜電發(fā)生器、12－高壓電纜、13－油管、14－貯漆罐

圖7－2室式靜電噴涂設(shè)備示意圖117三、靜電噴涂主要設(shè)備1－室體、2－噴前工件、3－自動(dòng)噴槍傳四、靜電噴涂的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍靜電噴涂由于采用了先進(jìn)的噴涂設(shè)備，與手工噴漆法相比，具有以下特點(diǎn)：1、提高涂料利用率靜電涂裝是利用靜電引力將涂料粒子涂到被涂物上，因而能大幅度減少因噴霧回彈和分散的損失，提高了涂料利用率；手工噴涂的涂料利用率為30～70%，而靜電噴涂的涂料利用率可達(dá)80～90%，118四、靜電噴涂的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍靜電噴涂由于采用了先進(jìn)的噴涂設(shè)備2、提高產(chǎn)品質(zhì)量由于靜電效應(yīng)使涂膜均勻豐滿、光滑、附著力強(qiáng)，可達(dá)到高精裝飾要求。3、生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、可大批量流水線生產(chǎn)傳送帶速度最快可達(dá)24m／min，而手工噴涂最快只能4m／min；靜電噴涂易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，節(jié)省人力。改善衛(wèi)生環(huán)境，減少公害，降低成本。2、提高產(chǎn)品質(zhì)量由于靜電效應(yīng)使涂膜均勻豐滿、光滑、附著力強(qiáng)119§7.2.2電泳涂裝一、電泳涂裝的原理與工藝電泳涂裝是將被涂工件浸在水溶性涂料中作為陽極（或陰極），另有一相對應(yīng)的陰極（或陽極），在兩極間通直流電，靠電場所產(chǎn)生的物理化學(xué)作用，使涂料涂敷在工件上的一種涂裝方法。其工藝過程是一個(gè)非常復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，包括：電泳、電解、電沉積和電滲四個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過程。

120§7.2.2電泳涂裝一、電泳涂裝的原理與工藝37

1、電泳：在直流電場作用下，分散在極性介質(zhì)（一般為水）中的帶電膠體粒子向與它所帶電荷相反的電極方向移動(dòng)，稱為電泳。

2、電解：當(dāng)電流通過電解質(zhì)水溶液時(shí)，水發(fā)生電解反應(yīng)，在陰極放出氫氣，陽極放出氧氣。以可溶性金屬作被涂物時(shí)陽極附近有金屬離子溶出。1、電泳：在直流電場作用下，分散在極性介質(zhì)（一般為水）中的121

3、電沉積：帶電粒子到達(dá)相反的電極后，放電成膜的現(xiàn)象稱為電沉積，電沉積是電泳涂裝過程中的主要反應(yīng)。

4、電滲：是電泳的逆過程，即在電場的作用下，沉積在被涂工件上濕膜中的水分，從涂膜內(nèi)滲出移向漆液中的現(xiàn)象，稱為電滲。3、電沉積：帶電粒子到達(dá)相反的電極后，放電成膜的現(xiàn)象稱為電122目前采用的電泳涂裝主要是陽極電泳和陰極電泳兩種。近10年來由于陰極電泳克服了陽極電泳涂裝漆膜耐蝕性差、泳透力低等缺點(diǎn)，顯示出優(yōu)異性能，獲得了迅速發(fā)展。目前對鋼鐵工件進(jìn)行電泳涂裝時(shí)，一般工藝流程分三部分，即工件表面預(yù)處理、電泳涂裝、后處理。123目前采用的電泳涂裝主要是陽極電泳和陰極電泳兩種。近10年來三、電泳涂裝的主要設(shè)備1、電泳槽及輔助設(shè)備

(1)電泳槽電泳涂裝時(shí)電泳過程是在電泳槽內(nèi)進(jìn)行的，所以合理設(shè)計(jì)、制造及選取電泳槽是非常重要的。需要考慮槽的形狀、尺寸大小及材料等因素。(2)溢流槽其作用是控制電泳槽內(nèi)漆液的高度，槽內(nèi)裝有過濾網(wǎng)以排除機(jī)械雜質(zhì)和漆液表面的泡沫，防止泡沫沾附在工件和漆膜表面影響涂膜質(zhì)量，溢流槽容量通常取電泳槽容量的1/10，124三、電泳涂裝的主要設(shè)備1、電泳槽及輔助設(shè)備41(3)攪拌循環(huán)系統(tǒng)對于小型電泳槽可用機(jī)械攪拌器。大多數(shù)情況下采用泵循環(huán)較多，由循環(huán)泵、管路和噴嘴組成。循環(huán)攪拌次數(shù)應(yīng)根據(jù)漆液組成及槽容量大小而定，一般在1小時(shí)內(nèi)循環(huán)4～6次，流速約0.6～1.2m／min。

(4)直流電源一般直流電源采用硅或硒整流器，將交流電源進(jìn)行整流而獲得。為確保直流電源有足夠的輸出電壓和電流，整流器的容量按每平方米工件電流為20～50A來計(jì)算。

(5)導(dǎo)電機(jī)構(gòu)由直流電源輸出的直流電一般通過三種導(dǎo)電方式接地：陰極接地法、槽體接地法和陽極接地法。(3)攪拌循環(huán)系統(tǒng)對于小型電泳槽可用機(jī)械攪拌器。大多數(shù)情1252、沖洗及無離子水裝置工件在電泳涂裝前后需要沖洗，一般用無離子水進(jìn)行沖洗。無離子水通過裝有螺旋體的淋洗噴嘴，可以使水分散成傘形霧狀水束，效果較好。噴嘴出口的水壓通常不大于0.1MPa，螺旋噴嘴的流量為0.3～0.35m3/h，噴嘴與工件距離為25～30cm。1262、沖洗及無離子水裝置工件在電泳涂裝前后需要沖洗，一般用無離3、烘烤設(shè)備目前生產(chǎn)中所用電泳漆大多為烘烤類型。通過烘烤使電泳樹脂涂層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行縮聚，使固化成膜。4、廢水處理設(shè)備為保護(hù)環(huán)境，對電泳涂裝后的廢水需要進(jìn)行處理。處理方法有超濾法和氣浮法等。3、烘烤設(shè)備目前生產(chǎn)中所用電泳漆大多為烘烤類型。通過烘烤使127四、電泳涂裝的特點(diǎn)于20世紀(jì)60年代初開發(fā)了電泳涂裝技術(shù)是一種較先進(jìn)的涂裝新技術(shù)，與傳統(tǒng)的噴涂或浸涂工藝相比較具有以下特點(diǎn)。

1、容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化，可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，如汽車底漆由浸漆式改為電泳涂裝后，工作效率提高了450％；128四、電泳涂裝的特點(diǎn)于20世紀(jì)60年代初開發(fā)了電泳涂裝技術(shù)是一

2、采用蒸餾水為溶劑，避免有機(jī)溶劑的毒性和火災(zāi)等危險(xiǎn)，徹底消除漆霧，改善了勞動(dòng)條件和環(huán)境污染；

3、涂膜均勻，且可通過調(diào)整通電量定量控制膜厚。由于隨著電泳漆膜的形成，其電阻值增大，當(dāng)漆膜厚度增加到一定值后，就開始向未涂漆的表面進(jìn)行泳涂，對于有邊緣棱角和帶孔穴或內(nèi)腔的工件也能均勻涂上漆膜；2、采用蒸餾水為溶劑，避免有機(jī)溶劑的毒性和火災(zāi)等危險(xiǎn)，徹底1294、涂料利用率高，可達(dá)90％～95％。因?yàn)樗闷嵋簼舛容^低，粘度小，所以因浸漬粘附于被涂工件而帶出的涂料損耗小，大大降低了成本；5、帶電的高分子泳料在電場作用下定向沉積，所以漆膜的耐水性好，附著力也大。4、涂料利用率高，可達(dá)90％～95％。因?yàn)樗闷嵋簼舛容^低，130但是，電泳涂裝也存在設(shè)備復(fù)雜、投資費(fèi)用大、耗電量多，對電泳漆的穩(wěn)定性要求高，槽液管理技術(shù)要求嚴(yán)格，涂裝條件必須精心控制等缺點(diǎn)。盡管如此，在實(shí)際應(yīng)用中，由于電泳涂裝顯示出高效、安全、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛，發(fā)展很快。如汽車工業(yè)的車身涂底漆工藝均以電泳涂裝代替拖式浸涂和全浸涂工藝。但是，電泳涂裝也存在設(shè)備復(fù)雜、投資費(fèi)用大、耗電量多，對電泳漆131§7.2.3粉末涂裝一、特點(diǎn)粉末涂裝所用的涂料為粉末涂料。它是一種完全不含有機(jī)溶劑或水，以粉末形態(tài)進(jìn)行涂裝，經(jīng)熔融或交聯(lián)固化形成涂膜的新型涂料。粉末涂料及其涂裝技術(shù)是繼水溶性電泳涂料后，在涂料工業(yè)和涂裝行業(yè)上的又一次技術(shù)革命。

132§7.2.3粉末涂裝一、特點(diǎn)49粉末涂料之所以在20世紀(jì)80年代后獲得迅速發(fā)展是因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)

1、無溶劑粉末涂料是一種固體成分達(dá)100％的固體狀涂料，不含任何溶劑，所以生產(chǎn)和施工都很安全，可減少污染，防止公害，有利于環(huán)境保護(hù)，特別適宜在人口集中的城鎮(zhèn)推廣應(yīng)用，是一種較為理想的低公害涂料。133粉末涂料之所以在20世紀(jì)80年代后獲得迅速發(fā)展是因?yàn)樗哂幸?、涂料損失少，原材料利用率高在涂裝過程中粉末完全涂覆在被涂物件的表面上，過量的粉末可以回收再利用，粉末的回收率可達(dá)到99％以上，粉末的實(shí)際利用率可達(dá)到95％以上，比水溶性涂料和高固分涂料利用率高得多。

3、涂裝周期短，生產(chǎn)效率高粉末涂料涂裝與溶劑型涂裝相比固化時(shí)間短，并且工序較為簡單，一般只需要工件預(yù)處理、噴涂、烘烤固化等3～4道工序，而傳統(tǒng)的油漆涂裝都要噴底漆、刮膩?zhàn)?、水磨、噴面漆等“三磨三抄”十多道工序，所以能夠縮短涂裝時(shí)間和簡化工藝過程，使工效提高3～5倍。2、涂料損失少，原材料利用率高在涂裝過程中粉末完全涂覆在134

4、涂膜性能好涂膜形成過程中沒有溶劑揮發(fā)，故不易出現(xiàn)氣孔等缺陷，容易得到致密的涂膜，對被涂物的邊緣部分也能充分的覆蓋，并且涂層色澤光亮、鮮艷，與金屬的粘著力好，堅(jiān)固耐用。

5、可以厚涂一般膜厚可達(dá)50～300微米，相當(dāng)于多道油漆涂層，并且省時(shí)省工，便于實(shí)現(xiàn)涂裝自動(dòng)化。同時(shí)可避免油漆在厚膜涂裝時(shí)常出現(xiàn)的流掛、積滯、塌邊、氣孔等缺陷。可減少廢棄材料約90％，且因表面缺陷而造成的次品很少。4、涂膜性能好涂膜形成過程中沒有溶劑揮發(fā)，故不易出現(xiàn)氣孔1356、節(jié)約能源和資源粉末涂料烘烤時(shí)間一般不超過30min，比各類烘漆的烘烤時(shí)間短得多，大大節(jié)約了能源和資源。可降低能耗30％～50％。7、與其他類型涂料相比成本最低，具有明顯經(jīng)濟(jì)效益?？傊勰┩苛弦云渫怀龅乃膫€(gè)“E”，即突出的涂裝（ExcellenceofFinish）、生態(tài)學(xué)（Ecology）、經(jīng)濟(jì)（Economy）和能量（Energy）方面的優(yōu)點(diǎn)，在眾多種類的涂料家族中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，必將成為今后涂料發(fā)展的方向。6、節(jié)約能源和資源粉末涂料烘烤時(shí)間一般不超過30min136但是粉末涂料也不是完美無缺的，也還存在某些缺點(diǎn)，序號(hào)缺點(diǎn)1需要適于粉末涂裝的專有設(shè)備，對于一般溶劑型涂料生產(chǎn)和噴涂設(shè)備不適用2粉末涂料的顏色是由混煉時(shí)加入的顏料決定的，必須從制粉開始。不能隨用隨調(diào)，因此調(diào)色困難3換色困難。換色前必須將供粉桶，涂裝機(jī)管道，回收裝置等都要徹底清洗、吹凈，故清洗工作量大4涂薄層困難，小于40時(shí)，涂膜的流平性差出現(xiàn)桔皮或毛孔5在凹形及復(fù)雜形狀的物體表面涂裝較困難137但是粉末涂料也不是完美無缺的，也還存在某些缺點(diǎn)，序號(hào)缺點(diǎn)二、粉未涂料的品種和類型熱固型粉末涂料

1、環(huán)氧粉末涂料

2、聚酯粉末涂料

3、丙烯酸酯粉末涂料

熱塑性粉末涂料1、聚氯乙烯粉末涂料

2、聚乙烯粉末涂料

3、尼龍粉末涂料

4、氟樹脂粉末涂料

5、氯化聚醚粉末涂料

粉末涂料的品種總的可分為熱固型和熱塑型兩大類。138二、粉未涂料的品種和類型熱固型粉末涂料熱塑性粉末涂料粉末涂三、粉末涂料的涂裝方法已獲得工業(yè)應(yīng)用的粉末涂料的涂裝方法有1、熔射法、2、流化床法、3、靜電粉末噴涂法、4、靜電流化床法、5、靜電粉末振蕩涂裝法等。6、近幾年為了充分發(fā)揮電泳涂裝和粉末涂裝的長處，又開發(fā)了粉末電泳涂裝法。139三、粉末涂料的涂裝方法已獲得工業(yè)應(yīng)用的粉末涂料的涂裝方法有51、熔射法可分為火焰噴涂法和等離子噴涂法。(1)粉末火焰噴涂法其原理是粉末涂料靠壓縮空氣從熔射機(jī)的噴嘴中央噴出，被噴嘴外圍吹出的氧氣和乙炔（或其他可燃?xì)怏w）的火焰加熱而變成熔融狀態(tài)噴射到被涂物表面。隨后，冷卻至常溫即形成涂膜。1401、熔射法可分為火焰噴涂法和等離子噴涂法。57(2)等離子噴涂法是由大電流弧光產(chǎn)生的等離子火焰，靠其熱能使粉末涂料噴流熔融，因是局部高溫，短時(shí)間熔融，不是氧化火焰熔融，所以粉末涂料氧化的少，噴出量也較大（可達(dá)40～50公斤／時(shí)）在國外已得到實(shí)際應(yīng)用。141(2)等離子噴涂法是由大電流弧光產(chǎn)生的等離子火焰，靠其熱能使2、流化床法流化床涂裝原理是將粉末涂料裝入具有多孔的透氣板槽中，從多孔板下供給空氣，多孔板的孔徑為10～70的細(xì)孔，粉末被空氣吹動(dòng)飄浮起來呈流動(dòng)狀態(tài)，高度約為原始高度的1.2～2倍。這時(shí)將加熱到粉末熔點(diǎn)以上約200C的被涂物浸入槽中，飄浮在工件周圍的粉末就熔融附著在工件表面，隨后從槽中取出工件，經(jīng)烘烤形成均勻的涂膜。

1422、流化床法流化床涂裝原理是將粉末涂料裝入具有多孔的透氣板槽流化床法的特點(diǎn)是可以用所有的粉末涂料品種（熱固和熱塑性粉末）進(jìn)行涂裝。粉末利用率達(dá)100％，設(shè)備投資小，操作簡單，連續(xù)生產(chǎn)性好，設(shè)備簡單，涂膜厚度可達(dá)150～1000。缺點(diǎn)是被涂物的大小受到限制，被涂物要預(yù)熱，要求被涂物的熱容量大，膜厚不夠均勻。143流化床法的特點(diǎn)是可以用所有的粉末涂料品種（熱固和熱塑性粉末）4、粉末靜電涂裝法靜電粉末噴涂是靠靜電粉末噴槍噴出的粉末涂料，在分散的同時(shí)，被與高壓電源相連接的靜電噴槍的電暈放電，使電極周圍的空氣電離，粉末粒子被帶上負(fù)電荷。荷電的粉末粒子在空氣流的推動(dòng)下，受靜電場靜電引力的作用定向飛向接地的帶正電的工件上，由于電荷之間的作用力而使涂料牢牢地吸附在工件上。一般只需經(jīng)過幾分鐘就可使涂層達(dá)到50～150微米的厚度。之后由于發(fā)生靜電排斥，粉末就不再吸附到工件上，使之達(dá)到均勻的膜厚。噴涂后的工件，在固化爐中加熱，使粉層流平，形成均勻的涂層。1444、粉末靜電涂裝法靜電粉末噴涂是靠靜電粉末噴槍噴出的粉末涂料§7.3特種高分子涂層特種高分子涂層技術(shù)是發(fā)展中的邊緣技術(shù)。特種高分子涂層為被涂物體賦予各種特殊功能，為尖端技術(shù)和國防軍工提供了重要的涂裝材料。

145§7.3特種高分子涂層特種高分子涂層技術(shù)是發(fā)展中的邊緣技§7.3.1耐高溫涂料目前耐高溫高分子涂料主要以有機(jī)硅涂料為主。雖然有機(jī)硅耐熱涂料的耐熱性較好，但在500～600℃下長期使用，由于有機(jī)硅樹脂受熱后遺留下的殘余物對顏料的粘附性太差，容易造成涂層粉化、脫落。146§7.3.1耐高溫涂料目前耐高溫高分子涂料主要以有機(jī)硅涂為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可加入玻璃陶瓷材料當(dāng)有機(jī)硅涂層受熱分解、碳化，失去足夠粘附性時(shí)，玻璃陶瓷便開始融化，接替有機(jī)硅樹脂繼續(xù)起對顏料和金屬基體的粘附成膜作用，從而大大提高了涂層的使用溫度和壽命，使用溫度可提高到760℃，147為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可加入玻璃陶瓷材料當(dāng)有機(jī)硅涂層受熱分解、碳另外，若將有機(jī)硅樹脂仔細(xì)固化后在537.8℃下進(jìn)行玻璃化，形成一層比金屬更耐高溫的薄層，這種涂料無論在大氣層或太空中，都能經(jīng)受1370℃的高溫。組成加入份數(shù)耐熱性能有機(jī)硅樹脂30～50600℃，100h下附著力保持100％300～500℃玻璃粉15～60涂層光亮陶瓷玻璃助熔劑5～10能承受室溫至600C交變4次顏料、填料15～60

表7－4有機(jī)硅一玻璃粉涂料另外，若將有機(jī)硅樹脂仔細(xì)固化后在537.8℃下進(jìn)行玻璃化，形148§7.3.2燒蝕涂料燒蝕涂料是指在高溫下能夠被碳化的涂料。涂料被碳化形成一層泡沸炭，可起絕熱作用，保護(hù)下面的材料及儀表不受高溫影響。如以甲基、苯基聚硅氧烷為基料，云母、Cr2O3、硼酸、TiO2、滑石粉為添加劑配制的燒蝕涂料，在2300℃下，經(jīng)30秒后，下面的非金屬材料保持完好。149§7.3.2燒蝕涂料燒蝕涂料是指在高溫下能夠被碳化的涂料。燒蝕涂料在航天中的應(yīng)用航空器在返回大氣層的過程中，由于與大氣的摩擦，表面將產(chǎn)生極高的溫度，用燒蝕涂料能夠很好的解決這一問題；因此、各種返回衛(wèi)星，宇航器、“神州X號(hào)”飛船等都用到燒蝕涂料。150燒蝕涂料在航天中的應(yīng)用航空器在返回大氣層的過程中，由于與大氣§7.3.3偽裝涂料近年來由于武器技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)到了“被