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1、涂装工艺学,张学敏 编著,第1章 绪论,1.1 涂层的功用,1.3 涂料组成,1.4 涂料的分类与命名,1.5 涂装基本要素,1.2 涂料与涂装技术发展,第1章 绪论,涂料是一种可用特定的施工方法涂布在物体表面上，经过固化能形成连续性涂膜的物质，旧称“油漆”。,1.1 涂料的功用,1. 涂料的定义,大致分为装饰、保护、标志、特殊用途等。,2. 涂料的作用,第1章 绪论,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、日常用品涂上涂料使人感到美观。,第1章 绪论,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。我国年度金属腐蚀损
2、失5000亿元。,第1章 绪论,标志作用,各种化学品、危险品的容器；各种管道、机械设备；道路划线、交通运输等均可采用不同色彩的涂料来表示警告、危险、停止、前进等信号。,第1章 绪论,特殊作用,电子工业的导电、导磁涂料；航空航天工业的烧蚀、温控涂料；军事上的伪装和隐形涂料等。,第1章 绪论,1.2 涂料与涂装技术的发展,早在4000多年前,人们就生产出生漆和桐油; 秦始皇兵马俑就应用了彩色涂料；汉代就出现了漆器;古埃及人用阿拉伯胶、蛋白等制备出用于装饰用的色漆;11世纪, 欧洲用亚麻油制备了油基清漆；17世纪发展了含铅油漆；1920s, 杜邦公司以硝基纤维素为喷漆为汽车提供快干、耐久和光泽好的涂
3、料；1930s, 出现了醇酸环氧树脂防腐蚀涂料; 1950s, 研制了丙烯酸酯涂料, 使汽车漆发展又上了一个台阶；1960s, 聚氨酯涂料得到较快发展；1970s, 粉末涂料迅速发展;1980s, 杜邦公司合成出高固体含量涂料。,第1章 绪论,1.2 涂料与涂装技术的发展,第1章 绪论,1.3涂料组成,涂料,主要成膜物质,辅助成膜物质,次要成膜物质,（半）干性油、天然树脂、合成树脂,颜填料,颜填料,功能材料添加剂,稀释剂 、助剂,第1章 绪论,1.3涂料组成,主要成膜物质：又称“基料”，涂膜性能主要由其决定现多用合成树脂，如酚醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂,次要成膜物质：本身
4、无形成完整涂膜能力，但能与主要成膜物质一起参与成膜，赋予涂膜色彩或某种功能，也能改变涂膜物理性能,颜填料,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,第1章 绪论,1.3涂料组成,稀释剂,溶剂,非溶剂,助溶剂,影响涂料稳定性、施工性与涂膜质量,常用溶剂：二甲苯、醋酸丁酯、甲基异丁基酮、丁醇、乙二醇丁醚,助剂：改进涂料生产、储存、施工或成膜过程中某一性能。如：催干剂、稳定剂、分散剂、增塑剂、流平剂 、消泡剂、消光剂,醇醚类溶剂是快干涂料的优良抗白剂,第1章 绪论,按涂料形态 水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料
5、等。 按涂料用途 建筑涂料、工业涂料、维护涂料等。 按涂膜功能 防锈漆、防腐漆、绝缘漆、防污漆、耐高温涂料、导电涂料等。按成膜工序 底漆、腻子及中涂、二道底漆、面漆、罩光漆等。,1.4 涂料分类与命名,第1章 绪论,按涂料施工方法 喷漆、浸漆、烘漆、电泳漆等。按含颜料情况 清漆、磁漆、底漆、腻子等。磁漆又分有光、半光、无光等。按成膜机理 转化型涂料和非转化型涂料。按成膜物质 根据前化工部涂料主要成膜物质分类方法，共18类。,1.4 涂料分类与命名,第1章 绪论,第1章 绪论,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、基本
6、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）,1.4 涂料分类与命名,第1章 绪论,1.4 涂料分类与命名,部分涂料基本名称及代号,第1章 绪论,1.4 涂料分类与命名,涂料产品代号,第1章 绪论,1.5 涂装基本要素,涂装工艺学,涂装材料,涂装工艺与管理,涂装方法与设备,第2章 涂料品种与特性,2.1 硝基纤维素涂料 2.2 醇酸树脂涂料 2.3 氨基烘漆 2.4 环氧树脂涂料 2.5 聚酯涂料 2.6 丙烯酸树脂涂料 2.7 聚氨酯涂料 2.8 氟树脂涂料 2.9 有机硅树脂涂料 2.10 乙烯基树脂涂料 2.11 现代环境型涂料 2
7、.12 特种涂料,第2章 涂料品种与特性,2.1 硝基纤维素涂料,1.环境湿度高时不宜施工，易产生发白，可适当提高溶剂中乙酸丁酯与 丁醇含量2.固成分低，需多次喷涂在达到正常膜厚，两次喷涂间隔10min为宜,第2章 涂料品种与特性,2.2 醇酸树脂涂料,除醇酸防锈底漆外，其他品种均与硝基纤维素涂料不配套，易产生咬底,第2章 涂料品种与特性,2.3 氨基烘漆,1.依氨基树脂与醇酸树脂的品种及配比不同，呈现不同特性和用途。2.依氨基树脂与醇酸树脂的比例可分为高氨基、中氨基、低氨基,第2章 涂料品种与特性,2.4 环氧树脂涂料,1.胺作固化剂，调漆后需熟化1.5H，使用期约4H，使用聚酰胺固化，使用
8、 期约8H2.依不同各类可常温固化，也可高温固化,第2章 涂料品种与特性,2.5 聚酯树脂涂料,第2章 涂料品种与特性,2.6 丙烯酸树脂涂料,1.分为热塑性和热固性两大类2.面漆宜喷涂施工，环境温度大于30度时，涂膜易产生桔纹，环境湿度 大于80%时，涂膜易发白,第2章 涂料品种与特性,2.7 聚氨酯涂料,聚氨酯涂料分为5大类：1.潮气固化型；2.聚氨酯油；3.封闭型聚氨酯；4.催化固化型；5.羟基树脂固化型；,第2章 涂料品种与特性,2.8 氟树脂涂料,第2章 涂料品种与特性,2.8 氟树脂涂料,一.热塑性氟树脂 聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）聚四氟乙烯-六氟丙烯（FE
9、P）、聚偏氟乙烯（PVDF）聚氟乙烯（PVF）二. 交联性氟树脂 1.氟环氧化合物 2.氟烯烃-烷基烯基醚共聚物（FEVE）,第2章 涂料品种与特性,2.9 有机硅树脂涂料,Si-O-Si主链上的取代基不同时，性能也有较大差别,第2章 涂料品种与特性,2.10 乙烯基树脂涂料,性能与PVC涂料相当，但可 配制成溶剂型涂料，主要用作耐化学腐蚀、耐大气腐蚀、耐盐雾、抗潮湿或水下船底腐蚀防护涂料,一、PVC涂料,二、氯醋共聚树脂涂料,第2章 涂料品种与特性,2.10 乙烯基树脂涂料,主要用于聚丙烯表面涂装，不宜厚涂,三、磷化预涂涂料,四、氯化聚丙烯涂料,五、高氯化聚乙烯涂料,防护性能与PVC涂料相当
10、，但易溶解，施工性能良好,第2章 涂料品种与特性,2.11 现代环境型涂料,指在施工粘度下，固体分达80%（质量比）的溶剂型涂料。为保证较低的施工粘度，一般采用分子量低于2,000的树脂，但分子链上保证不少于2个反应基团。 品种有：醇酸、聚酯、环氧、聚氨酯和丙烯酸等,一、高固体分涂料,二、粉未涂料,不含任何溶剂，良好物理性能，涂料利用率95%以上。缺点 是需专用涂覆设备，换色困难，薄涂难，外观装饰性差，烘烤温度高。 热塑性粉未有PE、PP、PVC、聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯等，涂料由树脂、颜填料、流平剂、稳定剂等组成。 热固性粉未有环氧、聚酯、丙烯酸、聚氨酯等，涂料中含有固化剂 。,第2章 涂料
11、品种与特性,2.11 现代环境型涂料,水性涂料按分子量及水性化途径不同，分为水溶性、胶束分散型及乳液三种。,三、水性涂料,第2章 涂料品种与特性,2.11 现代环境型涂料,1.乳胶涂料 由聚合物乳液与颜料水浆调合而成。建筑涂料一般用苯丙乳液和丙烯酸乳液两类,三、水性涂料,第2章 涂料品种与特性,2.11 现代环境型涂料,2.自干型水性涂料 早期为醇酸及其改性树脂的水性涂料，现已开发双包装水稀释型涂料，如环氧、聚氨酯涂膜性能已接近溶剂型。 3.烘干型水性涂料 主要有丙烯酸和聚酯两类。水性烘漆主要靠离子化基团和强极性基团赋予水溶性，增溶分散和乳化，同时此基团又有交联性（如羟基、酰氨基等。） 4.电
12、泳涂料 分为阳极电泳涂料和阴极电泳涂料。阳极电泳涂料现有聚丁二烯和丙烯酸阳极电泳涂料；阴极电泳涂料有环氧叔胺和丙烯酸系列。阴极电泳涂料防锈能力远高于阳极电泳，其盐雾试验时间达800-1,200H,三、水性涂料,第2章 涂料品种与特性,2.11 现代环境型涂料,三、水性涂料,第2章 涂料品种与特性,2.11 现代环境型涂料,5.自泳涂料 由聚合物乳液、颜料、酸、氧化剂等配制而成。被涂覆金属与涂料槽液化学溶解产生多价金属离子，使接触界面的乳液胶团絮凝沉积形成涂膜。 自泳涂装具良好平整性及膜厚均一性，涂装时间短（2min）,烘烤温度低（约100度） 主要品种：丙烯酸和偏氯乙烯,三、水性涂料,四、光固
13、化涂料,由光固化树脂、活性稀释剂、光引发剂、透明颜料与填料及其他助剂组成。 利用300-450nm近紫外光固化。 色漆固化较困难。,第2章 涂料品种与特性,2.11 特种涂料,主要由基料、固体润滑剂 、金属物质和其他添加剂组成。固体润滑剂：无机物（石墨、二硫化钼、高温用LaF3和CeF3）、有机物 （PTFE、尼龙、酞菁化合物）、软金属及其化合物（Ag、 Au、Al）基料：有机质（聚氨酯、环氧、丙烯酸等）、无机质（硅酸盐、硼酸盐 、磷酸盐等，可耐800-1000 高温）、金属基料（Cu、Ag、 Au、Ni、Pb、Sn等） 使用温度200以下的有机型润滑涂料，可用常规施工方法，其他需采用电沉积、
14、离子溅射、热喷涂、等离子喷涂等方法施工。,一、润滑涂料,第2章 涂料品种与特性,2.11 特种涂料,是利用涂层颜色变化来指示物体表面温度及温度分布的专用涂料。示温涂料变色范围，单变色可达40-1350 ，多变色可达55-1600 。 可逆变色：多次使用 不可逆变色：只能使用一次可逆变色原理：晶型转变 HgI2（正方体，红色） HgI2（斜方体，青色）,二、示温涂料,137 ,第2章 涂料品种与特性,2.11 特种涂料,可逆变色原理：2. PH值变化 溴酚蓝 硬脂酸（黄色） （蓝色）3. 失去结晶水 CoCl2 2C6H12N4 10H2O (粉红) CoCl2 2C6H12N4 (天蓝) +
15、10H2O,二、示温涂料,55 ,35 ,第2章 涂料品种与特性,2.11 特种涂料,不可逆变色原理：1. 升华 淀蓝 TiO2（蓝 ） 淀蓝 + TiO2 （白色）2. 热分解 CdCO3 (白色) CdO (棕色) +CO23. 氧化 CdS（黄） + 2O2 CdSO4（白）4.固相反应 CoO + Al2O3 (灰) CoAl2O4 (蓝) 5. 熔融 有色物质由固体熔为透明液体，失去遮盖力,二、示温涂料,210 ,300 ,1000 ,第2章 涂料品种与特性,2.11 特种涂料,作隐身功能的涂料，防止被可见光、红外线、紫外线、雷达波侦察。1.迷彩隐身 在可见光和近红外光线下，用单色或
16、多色迷彩涂装。涂料多以热塑性丙烯酸、聚氨酯、有机硅等常温干燥基料。2. 红外隐身 防中（3-5um）、远红外（8-14um）侦察，分为隐身型和干扰型两类。3. 雷达隐身 雷达工作波长有米波、分米波、厘米波和毫米波等频带。防雷达波涂层通过干涉作用实现。它将入射雷达波分为两部分，一部分直接反射，一部分在涂层底部反射，两部分相位正好相反，产生干涉，消除入射波。,三、伪装涂料,第2章 涂料品种与特性,2.11 特种涂料,1.导电涂料 导电涂料用于非导电底材表面传导电流，以防雷击。一般涂料中添加大量导电性物质（如：石墨、银、铜、氧化锡、酞菁酮等），表面电阻率为106-1072. 导静电涂料 一般添加有机
17、季铵盐抗静电剂或导电材料，表面电阻率为1011-1012能消除表面静电积累。,四、导电和导静电涂料,第2章 涂料品种与特性,2.11 特种涂料,是防止船舶底部海洋生物附着的专用涂料。由树脂、防污剂、颜填料、助剂和溶剂组成。使用过程中有毒防污剂渗出形成毒性液膜，防止生物附着。按毒料释放机理分为溶解型、接触型、扩散型和自抛光型。,五、防污涂料,六、阻燃涂料,燃烧三要素：可燃物、助燃物和火源。1.非膨胀型 分为无机型（如硅酸盐、硅溶胶或磷酸盐）和有机型（含卤、磷有机物） 2.膨胀型 涂层在高温燃烧下，几十倍地膨胀形成炭化泡沫层，阻止热量向底材传递。 涂料由难燃或不燃树脂、难燃剂、成碳剂、脱水成碳催化
18、剂、发泡剂、颜填料和纤维增强剂组成。,第2章 涂料品种与特性,2.11 特种涂料,由黏结剂、轻质保温骨料、纤维材料、填料、助剂等组成。,七、保温涂料,八、建筑防水涂料,防止水对建筑物表面的渗漏。其主要有聚氨酯防水涂料、聚合物水泥防水涂料、有机硅防水涂料、聚丙烯酸酯防水涂料和沥青基防水涂料。按物化性质可分为乳液型、溶剂型和反应型。,九、蓄光（发光）涂料,由基料、蓄光（发光）材料、助剂和溶剂组成。蓄光材料分硫化锌系、碱土铝酸盐系和硅酸盐系。,第3章 涂料的选用,3.1 涂料选择,1.温差 2.紫外线 3.酸、碱性气体 4.潮湿与雨水 5.霉菌 6.化学品腐蚀 7.生活品 8.机械作用 9.海洋盐分
19、 10.机油和汽油,一、被涂产品使用环境,第3章 涂料的选用,3.1 涂料选择,第3章 涂料的选用,3.1 涂料选择,第3章 涂料的选用,3.1 涂料选择,二、被涂产品的材质,第3章 涂料的选用,3.1 涂料选择,三、选择的涂料应满足施工技术条件,第3章 涂料的选用,3.1 涂料选择,四、根据技术经济性选择,五、复合涂层各涂料应配套,第3章 涂料的选用,3.2 涂料用量估算,一、计算法,qc=, F,e S0,qc :涂膜单位面积原涂料消耗量，g/m2 :涂膜厚度，umF :涂膜密度，g/cm3S0 :原涂料固体分，%e : 各涂装方法的涂料利用率，%,第3章 涂料的选用,3.2 涂料用量估算,二、统计法,根据年或月消耗量，除以年或月度生产任务，得到单位消耗量。,二、实测法,对于一定面积的工件，经涂布后，求得单位消耗量。由于涂覆面积有限，再加上零件尺寸、形状对涂料利用率影响很大，结果仅作为参考。,第3章 涂料的选用,3.3 涂料兑稀,1.核对涂料品种、生产日期 2.开桶检查并搅匀。目测有无浑浊、变稠、沉淀等 3.兑稀：搅拌下少量多次加入稀释剂，直至达到施工粘度。 4.加入辅助材料，如流平剂、防白剂等。 5.过滤：底漆采用120目，面漆采用180目滤网 6.快干涂料要随调随用，双组分涂料混合后要注意有效期。,
