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涂装技术讲座
发布时间：来源方式：原创
涂装技术讲座
(武汉材料保护研究所,湖北 武汉 430030)
将有机涂料涂覆于物体表面，并干燥成膜的过程称之为涂装。有机涂料又简称为“涂料”
或俗称“油漆”。
涂装技术在世界范围内都有着广泛的应用。民用汽车、电器、钢制家具、办公用具等的表面装饰防护，工业领域采矿、舰船、采油设备、海洋设施、飞机、军事装备等的防腐、装饰、伪装、隔热、防火、防污等等，几乎每个领域都离不开涂装技术。
一般，人们将涂装技术的发展主要历程分为二个阶段：利用天然油料、树浆、沥青、矿石颜料等，如桐油、虫胶、生漆、红丹矿调制成油漆，手工刷涂施工称为第一阶段。而将以人工合成制成具有各种用途的涂料，如合成树脂、合成溶剂、合成颜料，采用机械涂装施工和计算机人工智能涂装施工设备称为第二阶段。近十年来，雷达吸收、反射涂料、声纳吸收涂料、高温涂料、瞬间光固化涂装技术、人工智能机械人喷涂技术等高新技术研究发展并部分进入实用阶段，使涂装技术这门传统的表面技术进入高新技术时代。
&&& 概括起来，涂装技术具有装饰作用、保护使用、标志作用和特种功能等四大功能：
&&& 涂装可使物体具有色彩、光泽、模样、平滑和立体性等，给人们以美的、舒适的感觉。很难想象没有涂料进行装饰的现代化都市将会是怎样的情景。
&&& 雨水、阳光、风化和各种介质的作用使金属生锈，木材腐烂。涂装保护是最方便、最广泛有效的防腐蚀方法之一。将物体表面覆盖一层具有一定耐水性、耐候性、耐油性、耐化学性等性能的涂膜，可以大幅度延长物体的使用寿命。例如，汽车车身采用优质的涂料和正确的涂装工艺，在各种条件下使用10-15年还基本完好，如果涂装不好，在湿热条件下仅使用1-2年就锈蚀穿孔。木材、塑料等物面上涂装，也能起到表面保护作用。
&&& 在交通道路上，由醒目涂料颜色制成的各种标制牌和道路分离线，在黑夜中依然明亮清晰，可以防止各种交通事故的发生。工厂中，各种管道、设备、槽车、容器等常用不同颜色的涂料来区分其作用和所装物的性质。
涂装能使物体获得调节热、电传导性，防止生物附着（杀菌），示温、声波、雷达波的反射和吸收，夜光等作用。在美化的同时，还起色彩调节作用，或改善车间、医院、学校、船舶、车辆等的内部环境，在一定程度上起到防止灾害和增进效益的作用。随着人们物质文化生活水平的不断提高，涂装技术可在其中发挥重要作用。
9-1 涂料的基本组成及其作用
9-1-1& 涂料的组成
一般涂料主要是由成膜物质、颜料、溶剂、助剂四部分组成。
1. &&成膜物质
&&& 成膜物质是组成涂料的基础，具有粘接涂料中其他组分形成涂膜的功能，并对涂料和涂膜的性质起决定性作用。可以作为涂料成膜物质的材料很多。原始成膜物质是油脂，主要是植物油，现在仍在应用。后来大量使用树脂作为成膜物质。树脂是一类以无定形状态存在的有机物，通指未经过加工的高分子聚合物。过去，涂料使用天然树脂为成膜物质，现代则广泛应用合成树脂，包括各种热塑性树脂和热固性树脂。
&&& 现代涂料成膜物质主要分为两大类：一类称为非转化型成膜物质，它们在涂料成膜过程中组成结构不发生变化，即成膜物质与涂膜的组成结构相同，在涂膜中可以检查出成膜物质的原有结构。这类成膜物质及其组成的涂膜具有热塑性，受热软化，冷却后又变硬，多具有可溶、可熔性，如天然树脂，包括来源于植物的松香（树脂状低分子化合物），来源于动物的虫胶，来源于化石的琥珀、柯巴树脂等，和来源于矿物的天然沥青；天然高聚物的加工产品，如硝基纤维素、氯化橡胶等；合成的高分子线型聚合物即热塑性树脂，如过氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯树脂等。另一类成膜物质称为转化型成膜物质，它们在成膜过程中组成结构发生变化，形成与其原来组成结构完全不相同的涂膜。由于它们具有能起化学反应的官能团，在热氧或其他物质的作用下能够聚合成与原有组成结构不同的不溶不熔的网状高聚物，即热固性高聚物，因而所形成的涂膜是热固性的，通常具有网状结构。这类成膜物质包括：干性油和半干性油、漆酚、多异氰酸酯的加成物和合成聚合物等。
&&& 现代涂料很少使用单一品种作为成膜物质，而经常是采用几个树脂品种，互相补充或互相改性，以适应多方面性能要求。随着科学技术的进步，将会有更多品种的合成材料应用为涂料的成膜物质。
我国通常将涂料成膜物质分为十七类，如表9-1所示，并以此做为划分涂料种类的依据。
表9-1& 涂料类别、代号与主要成膜物质
主要成膜物质
天然动植物油、合成油、清油等
松香及其衍生物、虫胶、干酪素、动物胶、生漆及其衍生物
纯酚醛树脂、改性酚醛树脂、二甲苯树脂
天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬酯酸沥青
甘油醇酸树脂、季戊四醇醇酸树脂、其他醇类醇酸树脂、改性醇酸树酯
脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂
硝基纤维素（酯）
硝基纤维素
乙基纤维、苄基纤维、羟甲基纤维、醋酸纤维、醋酸丁酯纤维、其他纤维酯及醚类
过氯乙烯树脂
过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂
乙烯类树脂
氯乙烯共聚树脂、聚酯酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇缩醛树脂、聚苯乙烯树脂、氯磺化聚乙烯、氯化聚丙烯树脂、含氟树脂
丙烯酸树脂
丙烯酸酯树脂、丙烯酸共聚物及其改性树酯
饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂
环氧树脂、改性环氧树脂
聚氨基甲酸树脂、改性聚氨酯树脂
元素有机聚合物
有机硅、有机钛、有机铝等元素有机聚合物
天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物
除上述16类以外的其他成膜物质，如无机高分子材料、聚酰亚胺树脂等
&&& 颜料一般为微细的粉末状有色物质, 是有色涂料的一个主要组分，它使涂膜呈现色彩，并具有一定遮盖被涂物件表观的能力，以发挥其装饰和保护作用。颜料还能增强涂膜的机械性能和抗蚀性能，或者为涂膜提供某一种特定功能，如防腐蚀、导电、防延燃等。
&&& 将颜料其均匀分散在成膜物质或其溶液及其分散体中之后即形成色漆。成膜之后，颜料是均匀散布在涂膜中。所以，色漆的涂膜实质上是颜料和成膜物质的固-固分散体。
&&& 颜料按其来源可分为天然颜料和合成颜料两类，或按其化学成分分为无机颜料和有机颜料，按其作用可分为着色颜料、体质颜料、防锈颜料和特种颜料。每一类都有很多品种。
&&& 助剂，也称辅助材料组分，是涂料的一个组成部分。助剂不能单独成膜，只可作为一个组分存在于涂膜中，以对涂料或涂膜某一特定方面的性能起改进作用。涂料品种不同，需要的助剂也不同。即使同一类型的涂料，由于其使用目的、方法或性能要求的不同，需要使用不同的助剂。原始涂料使用的助剂种类有限，现代涂料则使用了众多种类的助剂，并且新品种不断出现。现代涂料助剂包括多种无机和有机化合物（含高分子聚合物）。根据对涂料和涂膜所起的作用不同，现代涂料的助剂可分以下四大类型：
①& 涂料生产过程使用的助剂，如：消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等；
②& 涂料贮存过程使用的助剂，如防结皮剂、防沉淀剂等；
③& 涂料施工成膜过程使用的助剂，如催干剂、固化剂、流平剂、防流挂剂等；
④& 改善涂膜性能助剂，如增塑剂、平光剂、防霉剂、阻燃剂、防静电剂、紫外光吸收剂等。
&&& 助剂在涂料中用量很少，但作用显著，因而备受重视。助剂的应用技术已成为现代涂料生产技术中重要内容之一。
&&& 溶剂的作用是将涂料的成膜物质溶解或分散为液态，以便易于施工，施工后又能从薄膜中挥发至大气中，从而使液态薄膜形成固态的涂膜。溶剂是除无溶剂涂料以外的各种液态涂料所必要的，它原则上不构成涂膜，也不应存留在涂膜之中。溶剂组分通常是可挥发性液体，习惯上称之为挥发性溶剂，包括能溶解成膜物质的溶剂和能稀释成膜物质溶液的稀释剂。那些能分散成膜物质为液态，并能在施工过程中与成膜物质发生化学反应形成新的物质而存留于涂膜中的化合物，原则上也属于溶剂组分，通称为反应性溶剂或活性稀释剂。现代很多化学品包括水、无机或有机化合物都可以用为溶剂组分，其中以有机化合物品种最多。常用的有脂肪烃、芳香烃、醇、酯、醚、酮、萜烯、含氯有机物等，总称为有机溶剂。现代涂料中，溶剂组分所占比例很大，常常达到50%（体积比）。有的溶剂是在涂料制造时加入，有的则是在涂料施工时加入。
溶剂品种的选用根据涂料和涂膜的要求而定。一种涂料可以使用一个溶剂品种，也可使用多个溶剂品种。虽然溶剂组分的主要功能是将成膜物质变成液态的涂料，但它对涂料的生产、贮存、施工和成膜，及涂膜的外观和内在性能都产生重要的影响，因此溶剂品种的选择和用量非常重要。另一方面，溶剂组分在施工成膜以后要挥发掉，造成资源的损失，特别是使用具有光化学反应性的溶剂，在涂料生产和施工过程中造成环境污染，危害人类健康。努力解决这些问题，是涂料发展的一个重要方向，目前已取得不少明显成果。&
9-1-2 涂料的分类和命名
&&& 经过长期的发展，涂料品种特别繁杂。多年来根据习惯形成了各种不同的涂料命名和分类方法，这些各有特点，所以都保留下来，形成了各种特殊的称谓。现在通用的涂料分类和命名有以下几种。
1、 按涂料的形态分类
① 固态涂料，即粉末涂料。
② 液态涂料，包括有溶剂和无溶剂两类。前者可分为溶剂型涂料（即溶剂溶解型，也称溶液型涂料，包括常规型和高固体分型两类）、溶剂分散型涂料和水性涂料（包括水稀释型、水乳胶型和水溶胶型）；后者包括无溶剂涂料和增塑剂分散涂料（包括水稀释型、水乳胶型和水溶胶型）。无溶剂涂料包括通称的无溶剂涂料和增塑剂分散型涂料（即塑性溶胶）。
2、 按涂料的成膜机理分类
①& 非转化型涂料，包括挥发型涂料、热熔型涂料、水乳胶型涂料、塑性溶胶。
②& 转化型涂料，包括氧化聚合型涂料、热固化涂料、化学交联型涂料、辐射固化型涂料。
3、 按涂料施工方法分类
&&& 按施工方法可以分为刷涂涂料、辊涂涂料、喷涂涂料、浸涂涂料、淋涂涂料和电泳涂料，包括阳极电泳、阴极电泳涂料。
4、 按涂膜干燥方式或使用层次分类
&&& 按涂膜干燥方式可分为常温干燥涂料（自干漆）、加热干燥涂料（烘漆）、湿固化涂料、蒸气固化涂料、辐射能固化涂料（光固化涂料和电子束固化涂料）。按涂料使用层次可分为有底漆（包括封闭漆）、腻子、二道底漆、面漆（包括调合漆、磁漆、罩光漆等）。
5、 按涂膜外观分类
&&& 按照涂膜的透明性能分，能透底的称为清漆，其中带有颜色的称透明漆，不透底的通称色漆。按照涂膜的光泽状况，分为有光漆、半光漆和无光漆。按照涂膜表面外观，分为皱纹漆、锤纹漆、桔形漆、浮雕漆等。
6．涂料的命名
涂料命名原则：涂料全名=颜色或颜料名称+成膜物质名称+基本名称。例如：白色丙烯酸磁漆；铁红环氧底漆。在涂料命名时，除了粉末涂料外仍采用“漆”一词，对涂料具体品种称为某某漆，而在统称时用“涂料”而不用“漆”一词。对于某些有专业用途及特性的产品，必要时在成膜物质后面加以说明。例如：红醇酸导电磁漆；白硝基外用磁漆。
&&& 涂料编号时采用的型号由三部分组成：第一部分是成膜物质，用汉语拼音字母表示；第二部分是基本名称，用两位数字表示；第三部分是序号，用以表示同类品种间的组成、配比或用途的不同，这样组成的型号就只表示一个涂料品种，而不会重复。
基本名称（磁漆）
成膜物质（醇酸树脂）例如： C&&&& 04&&& - 2
辅助材料型号由两部分组成：第一部分为辅助材料种类；第二部分是序号。
辅助材料种类（稀释剂）&&& 例如：& X-&&& 5
&&& 涂料命名的基本名称代号见表9-2。
表9-2 &涂料基本名称代号表
防污漆、防蛆漆
甲板漆、甲板防滑漆
(浸渍)绝缘漆
(覆盖)绝缘漆
(绝缘)磁漆
(粘合)绝缘漆
标制漆、马路
其它水溶性漆
电阻漆、电位器漆
9-2 涂料成膜机理
涂装就是涂料在物体表面涂覆并成膜的过程，涂料成膜是涂装技术的基础。各种涂料所采用的成膜树脂不同，其成膜机理也不一样。
9-2-1物理成膜方式
&&& 物理成膜包括溶剂的挥发成膜和聚合物粒子凝聚两种形式。
&&& 溶剂或分散介质的挥发成膜是液态涂料在成膜过程中必须经过的一种形式。液态涂料在被涂物体上形成“湿膜”，其中的溶剂或分散介质挥发到大气中，涂膜粘度逐步加大至一定程度后形成固态涂膜。如果成膜物质是非转化型成膜物质，这时就完成了涂料的成膜全过程，这种挥发方式成膜是液态溶液型或分散型涂料生产的逆过程。如果成膜物质是转化型的，即在溶剂或分散介质挥发的同时，化学反应也在进行。涂膜的干燥速度和干燥程度直接与所用溶剂或分散介质的挥发关联，同时也与溶剂在涂膜中的扩散程度及成膜物质的化学结构、分子量和玻璃化温度(Tg)有关，还和成膜时的环境条件和涂膜的厚度有关。现代涂料品种中硝酸纤维素漆、过氯乙烯漆、沥青漆、热塑性乙烯树脂漆、热塑性丙烯酸树脂漆和橡胶漆都以溶剂挥发方式成膜。
聚合物粒子凝聚成膜是涂料中的高聚物粒子在一定的条件下互相凝聚成为连续的固态涂膜，这是分散型涂料的主要成膜方式。含有可挥发性分散介质的分散型涂料，如水乳胶涂料、非水分散型涂料以及有机溶胶等，在介质挥发的同时高聚物粒子因彼此接触、挤压变形而聚集起来，并由粒子状态的聚集变为分子状态的聚集而形成连续的涂膜。如果涂料是由转化型成膜物质组成的，则在以化学反应方式形成高聚物以后，再通过粒子凝聚形成涂膜。水溶性涂料的主要成膜方式也是依靠聚合物粒子凝聚。含有不挥发分散介质的涂料如塑性溶胶，同样是由于分散在介质中的高聚物粒子溶胀、凝聚成膜。固态粉末涂料在受热的条件下通过高聚物粒子热熔、凝聚而成膜，由热固性树脂组成的粉末涂料还以化学反应方式成膜。
9-2-2 化学反应成膜方式
由转化型成膜物质组成的涂料主要依靠化学反应方式成膜，即涂料中的成膜物质施工时聚合成为高聚物涂膜的过程。由于成膜过程完全遵守高分子合成反应机理，因此可以看成高聚物合成的一种特殊方式。按照高分子聚合机理，化学成膜分为链锁聚合反应成膜和逐步聚合反应成膜两种形式。
1.& 链锁聚合反应成膜
&&& 涂料的链锁聚合反应成膜形式主要有三种。
(1) 氧化聚合形式：以天然油脂为成膜物质的油脂涂料，以及后来出现的含有油脂组分的天然树脂涂料、酚醛树脂涂料、醇酸树脂涂料和环氧酯涂料等都是依靠氧化聚合成膜。氧化聚合属于自由基链式聚合反应，由于所含油脂组分可形成网状大分子结构，油脂的氧化聚合速度与其所含亚甲基基团数量、位置和氧的传递速度有关。利用钴、锰、铅、锆等金属促进氧的传递，可加速含有干性油组分涂料的成膜。
饱和的和不饱和的脂肪酸，在常温或高温下均可发生氧化反应。氧化反应有两种形式，一是通过氧化而使分子量增加，即氧化聚合，这种反应只存在于不饱和脂肪酸中；二是氧化分解，使油的分子裂解，脂肪酸降解成低分子的酸、醛、酮及其他氧化物。这一反应在常温下进行缓慢，是造成油类破坏的一个主要原因。
&(2) 引发剂引发聚合形式：不饱和聚酯涂料是典型的依靠引发剂引发聚合成膜的。不饱和聚酯树脂含有不饱和基团，当引发剂分解产生自由基以后，作用于不饱和基团，产生链式反应而形成大分子的涂膜。
&(3)能量引发聚合形式：一些以含共价键的化合物或聚合物的涂料可以通过能量引发聚合形式而形成涂膜。由于共价键均裂需要较大能量，现代涂料采用了紫外光和辐射能引发聚合。以紫外光引发成膜的涂料通称光固化涂料，在光敏剂的存在下，涂料成膜物质的自由基加聚反应进行得非常迅速，涂料可在几分钟内固化成膜。利用电子辐射成膜的涂料通称电子束固化涂料。电子具有更大的能量，能直接激发含有共价键的单体或聚合物生成自由基，在以秒计的时间内完成加聚反应，使涂料固化成膜。电子束固化是目前涂料最快的成膜方式。
2. 逐步聚合反应成膜
&&& 依据逐步聚合反应机理成膜的涂料，其成膜物质多为分子键上含有可反应官能团的低聚物或预聚物，其成膜形式有缩聚反应、氢转移聚合和外加交联剂固化三种。
(1) 缩聚反应形式：以含有可发生缩聚反应的官能团的成膜物质组成的涂料，按照缩聚反应机理成膜。典型涂料是氨基醇酸树脂涂料、氨基聚酯涂料和氨基丙烯酸涂料。通过氨基树脂中的烷氧基与醇酸树脂中羟基的缩聚反应，形成以体型结构为主的高分子涂膜，在成膜时有小分子化合物从膜中逸出。
(2) 氢转移聚合反应形式：以含有如氨基、酰胺基、羟甲基基、异氰酸基等可发生氢转移聚合反应官能团的成膜物质组成的涂料，按氢转移聚合反应形式成膜。在成膜过程中没有小分子化合物生成，所得涂膜以体型结构高聚物为主。
(3) 外加交联剂固化形式：有些低分子量线型树脂为成膜物质的涂料，可以依靠外加物质与之反应而固化成膜。外加物质可称为交联剂或催化剂，一般使用量较少。如催化型聚氨酯涂料即是以此方式成膜。依靠成膜时的外界环境条件也能外加交联剂成膜，如湿固型聚氨酯涂料是依靠外界环境中的水分存在而成膜的。
9-3 涂膜的防护原理
涂膜对金属的保护作用主要体现在：使金属与腐蚀介质隔离，阻碍电化学腐蚀发生；涂膜阻碍阳极与溶液间离子的移动，减小了腐蚀速度；涂膜中的颜料对金属表面起钝化作用，形成保护性的钝化膜，提高了电极电位，减小了腐蚀电池两极间的电位差，使腐蚀电流降低，减缓了腐蚀速度。近年来，高效的缓蚀剂发展较快，作为涂料防锈添加剂，其特点是用量少（涂料固体份的2-5%）、效果好、节约金属资源等。目前在涂料中应用比较成功的有铬酸二苯胍及一些有机氨化物及其铵盐等。详细的防腐机理讨论见本书第二章的有关内容。
9-4& 涂装材料
涂装用材料主要包括：前处理材料、涂料、后处理材料。
9-4-1 前处理材料
&&& 涂装要求物体表面洁净并具有一定的物理化学特性，如表面粗糙度等。涂装前处理的目的是除净物体表面油脂、油污、腐蚀物、粘附物等，形成洁净表面并形成一层具有一定特性的表面膜层，如磷化膜、钝化膜等。前处理材料主要包括脱脂剂、除锈剂、表调剂、磷化剂、钝化剂等。脱脂剂主要用于除掉物体表面的油脂油污及附着物。除锈剂用于除掉物体表面的腐蚀物、氧化物。表调剂起到表面调整、表面活化作用。磷化剂在表面形成一层磷酸盐化学转化膜、提高表面粗糙度、提高有机涂膜的附着力和复合抗蚀性。钝化剂在表面形成一层氧化物或铬酸盐化学转化膜，提高有机涂膜的附着力和抗蚀性。有关前处理与磷化的详细内容见本书的第三章和第七章。
&&& 常见涂装前处理材料特性见表9-3
表9-3& 涂装前处理材料特性
主要用途、特征
主要烃类、芳香类溶剂，对各种金属、非金属、塑料、木材的脱脂
主要以氢氧化钠为主，用于黑色金属，使用温度较高，一般在80℃以上
PH值一般低于13，主要是利用表面活性剂的乳化、润湿、渗透作用，可用于有色金属和黑色金属以及塑料、橡胶的脱脂处理
PH值一般在7.0左右，主要用于铝、锌等两性金属，也可用于非金属塑料、均膜、陶瓷、玻璃等
PH一般&3.0，盐酸、硫酸、磷酸为主，辅以表面活性剂，黑色金属，铝、镁、铜及金属，塑料、橡胶、陶瓷等可以采用
主要以硫酸（H2SO4）为酸基可用于黑色金属、不锈钢、铜、镁金属及合金，一般处理温度在50℃以上，也可在常温下使用，但速度慢
主要以盐酸（HCl）为酸基，应用范围与硫酸基相同，由于盐酸挥发性强，一般在常温下使用
以磷酸（H3PO4）为酸基，磷酸属于弱酸，腐蚀较少，除锈速度较慢，应用范围与硫酸基相同，可加温到50-60℃或在常温下使用
以硝酸(HNO3)为酸基，硝酸挥发性强，有毒，是强酸，腐蚀大，一般在常温下使用，可用于不锈钢、铜的清洗
主要以柠檬酸、葡萄糖酸等为基础，酸性弱、腐蚀小，在一些特殊用途方面使用，如精密部件
胶体钛表调
配制成工作液时是以胶体磷酸钛液体形式，用于锌锰系磷化前的表面活化，一般在常温下使用，其作用是提高磷化速度，细化磷化晶粒
低浓度（1%左右）的草酸溶液，一般用于中温磷化如中温锌系、锰系、锌钙系磷化前和活化处理，即可除掉二次生锈，又有表调效果，提高磷化速度，细化磷化晶粒
低浓度（1%左右）的磷酸溶液，一般用于中温锰系、锌锰系磷化前的活化，兼顾有除“二次生锈”和提高磷化均匀性双重作用
5%左右稀硝酸，一般用于铝件氧化磷化前的活化出光，能清掉铝件表面黑灰及使表面出光
含有磷酸二氢锌盐、氧化剂及其它助剂的一种磷化剂，形成以磷酸锌盐为主体的结晶型磷化膜，可在常温-100℃范围内使用
含有磷酸二氢锰、氧化剂及其它助剂的一种磷化剂，形成磷酸锰盐为主体的结晶型磷化膜，一般在60-100℃范围内使用
轻铁系磷化
含有磷酸二氢钠盐、铵盐、氧化剂及其它助剂的一种磷化剂，形成磷酸铁及铁的氧化为主体的非晶型磷化膜，膜外观一般是彩虹色，在常温-100℃均可使用
以铬酐或铬磷盐、重铬酸盐为主体，主要是处理铝件、锌件形成含铬化学转化膜
以稀草酸为主体，对不锈钢进行处理，形成草酸盐膜
9-4-2 常用涂料品种
1. &自干涂料
&&& 自干涂料是靠溶剂挥发后，树脂、颜料等成膜物质残留在物体表面形成涂膜。自干涂料应用十分广泛，民用方面几乎全部是自干型涂料，工业上一些低档涂装、修补方面也大量应用。几种主要的挥发型自干涂料见表9-4。
表9-4 几种主要挥发型自干涂料特点
主要成膜物质
特点、用途
硝酸纤维素涂料（硝基漆）
硝酸纤维素
挥发干燥快、施工简单、成本较低，主要用于修补和木材涂漆，其不足之处是附着力、耐候性、耐水性较差，潮湿气候施工时易泛白。
过氯乙烯涂料
过氯乙烯树脂
耐腐蚀性、耐候性、耐水性、防霉性、电绝缘性好，但附着力较差，挥发性较硝基漆慢，主要用于潮湿气候金属制品涂装。
热塑丙烯酸涂料
甲基丙烯酸甲酯
甲基丙烯酸丁酯
其耐候保光性比硝基、过氯乙烯、醇酸都好，同时耐化学药品性也较好，一般用于汽车修补漆，特点是施工性能好，但流平延展性稍差，漆膜外观欠丰满。
醇酸树脂涂料
干性醇酸树脂
油改性醇酸树脂
醇酸树脂涂料的干燥速度、附着力、硬度、耐候和经济性综合性能较好，在民用及工业上用途很广，与空气中氧交链聚合成膜，耐碱性差
环氧酯涂料
环氧酯树脂
环氧酯树脂是由环氧树脂与植物油脂肪酸酯化而成，与干性油酯化制成自干型涂料（空气中氧交链聚合），与不干性油酯化制成烘干型涂料，环氧酯涂料附着力，防腐蚀性好，大量用于设备防腐电绝缘，其缺点是耐碱性差
煤焦油沥清
沥清漆可常温自干和加温固化干燥,沥清漆防水防腐性能十分优异,大部用于水下,潮湿地带使用,其缺点是户外性能、外观性能较差
生漆（又名：国漆、大漆）
天然漆、酚 、酯
耐腐蚀、耐化学药品、耐热、耐久性能十分优异。其缺点：涂膜稍脆，耐碱性较差，另外施工时有时产生人体过敏
使用最普及的是氯磺化聚乙烯橡胶涂料，特点是耐碱性好
自干型环氧涂料一般都是双组份，另一个组份是固化剂。固化剂的种类非常繁多，一般常用胺类。环氧涂料成膜后附着力、防腐蚀性，耐化学药品性、耐水性、耐酸碱能力均较好，为了加速干燥速度，也可烘烤固化。双组份涂料的缺点是当固化剂混入后，调配的漆必须在几个小时，最多十几个小时内用完，否则，只能报废。像化工管道、贮罐、船舶、大型钢构件、木材、塑料的防护和装饰采用环氧涂料十分普及。
聚氨酯涂料
聚氨基甲酸酯
一般常用的是双组份聚氨酯涂料，也有单组份自干聚氨酯，但应用面较少，聚氨酯涂料成膜后，涂膜硬度高，耐磨性好，如用作地板漆，脂肪族聚氨酯的耐候性非常好，常作户外大型构件涂装、汽车修补漆。双组份聚氨酯涂料各项性能，特别外观性能也较好，因此应用广泛
水性乳胶涂料
各类乙烯聚合物
有塑性乳胶涂料和交联型乳胶涂料之分，乳胶涂料是由聚合物乳液和颜料浆调合而成，主要有建筑乳胶涂料和金属制品用的金属乳胶涂料
2. 烘烤型涂料
烘烤型涂料属于热固性涂料类。广义地讲，必须经过烘烤达到规定温度，才能干燥成膜的涂料都称为烘烤型涂料。在烘烤型涂料中，成膜树脂分子间的反应性基团或活性官能团在常温下不起反应，只有经过烘烤才能发生交联反应而使成膜。经过烘烤的涂膜，其分子结构更为严密、硬度、机械强度、耐久性、耐酸耐碱性及耐各种化学介质均优于自然干燥的涂膜。烘烤型涂料主要有溶剂型的氨基涂料、丙烯酸涂料、水性型电泳涂料、水性环氧、水性丙烯酸、粉未型涂料等。
(1) 氨基树脂漆
氨基漆又称氨基醇酸漆，是烘漆的主要品种之一。其主要成膜物质是氨基树脂和醇酸树脂，根据其中氨基树脂含量不同分为高氨基（氨基：醇酸=1：1-2.5）、中氨基（氨基：醇酸=1：2.5-5）、和低氨基（氨基：醇酸=1：5-9）三类，其中氨基树脂又分丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂、丁醇改性尿素甲醛树脂、丁醇改性苯代三聚氰胺甲醛树脂等。前二者应用最多，其结构式为：
单纯的氨基树脂光泽高，但脆性、附着力极差，因此必须与醇酸树脂配合使用，才能获得良好的涂膜性能。长油度醇酸树脂与氨基树脂混溶性差，一般以中短油度醇酸树脂为宜。此外，还可加入第三种树脂，如环氧树脂、酚醛树脂、硅树树脂等，以获得性能优异的涂膜。氨基漆清漆的颜色浅，不易泛黄；漆膜光泽高，外观丰满，色彩鲜艳；漆膜坚韧，附着力好，力学性能高；耐候性、抗粉化性、抗龟裂性比醇酸好，干后不回粘；有较好的耐水、耐油和耐磨性等。但氨基漆需烘烤才能成膜，且温度比较高，能源消耗比较大。由于氨基漆具有许多优良的性能，故广泛用作装饰保护性涂料，在汽车车身，自行车等方面用量最大。
&(2) 丙烯酸树脂漆
丙烯酸树脂漆是以丙烯酸树脂为主要成膜物的涂料总称。丙烯酸树脂是由丙烯酸或其α-取代的同系物与其衍生物等活性单体共聚而成，主要成膜物的结构可表示为：
&丙烯酸树脂依其使用单体不同可分为热塑性树脂和热固性树脂两大类。热塑性丙烯酸树脂的分子结构上不含活泼性官能团，在加热条件下，不会自已或与其它外加树脂交联成膜，而只能软化，冷时又恢复原状，是制造热塑性或挥发性丙烯酸漆的主要成膜物质。热固性丙烯酸树脂分子结构上带有活泼性官能团，在加热条件下，树脂本身的活性基团交联或外加的交联剂交联成膜。因此它是制造热固性丙烯酸漆的主要成膜物质。丙烯酸树脂涂料的特点为：树脂颜色极浅，可制成乳白色的清漆及纯白色的磁漆；耐候性、保光性、保色性优良；耐热性能好，耐热性超过一般的环氧和氨基等漆类；耐化学性好，并具有突出的“三防”(防霉、防湿热、防盐雾)性能。该漆的不足之处是耐溶剂性较差，尤其是热塑性涂料，同时价格比较高。丙烯酸漆是一类优良的装饰性涂料，特别适用于装饰性要求高，耐候性好的产品使用，如自行车、轿车、电冰箱、洗衣机等产品的涂装。丙烯酸乳胶涂料广泛用于建筑物的内外墙装饰。
&(3) 环氧树脂漆
以环氧树脂为主要成膜物质制成的一类漆谓之环氧树脂漆。其代表性的树脂结构为：
环氧树酯分子中含有活泼的环氧基、羟基和醚键，所以制成的漆有许多优良的性能，如极好的附着力，宜于制底漆和腻子；强度高，固化时收缩小；耐化学药品能力强，电气绝缘性能优良；漆的粘度低，易于施工。不足之处是耐候性能差，容易变色和粉化，不宜作户外用涂料及装饰涂料。另一方面，由于树酯中存在三个基团，可与许多树脂或固化剂起化学反应，从而获得一系列环氧树脂涂料。
3. 水性涂料
水性涂料用树脂，是通过三个途径赋予水性化：在树脂分子链中引入胺基（或羧基），用酸（或碱）中和形成阳离子型（或阴离子型）树脂，能水溶或增溶分散于水中；在树脂分子链引入一定数量的强亲水基团，如羧基、羟基、氨基、醚基、酰胺基等，自乳化而分散于水中；外加乳化剂乳化液聚合，或对树脂强制乳化形成水分散乳液。有时几种方式同时并用，以提高水分散性及水分散液的稳定性。水性涂料虽然以水作分散介质，但为了提高树脂的水溶性，调节水性涂料的粘度及涂膜的流平性，需加入少量醇醚类有机助溶剂。由于树脂水性化途径的不同，水性涂料体系通常分为三类：水溶型，胶束分散型，乳液型。大多数树脂都能形成这三种水分散形态。
水性涂料用量最大的是建筑乳胶涂料，同类型热塑性乳胶也部分作为工业维护涂料用于金属表面涂覆。在金属表面上用得最好的是热固性电泳涂料，它是金属用水性涂料的主流。其它类型的水性涂料所占比例较少，但高品质的汽车装饰性水性面漆国外已开发成功，并在试用阶段。而常温干燥的水性涂料一般还不能满足重防蚀要求，但研究重防蚀水性环氧和水性聚氨酯常温干燥涂料有很大的潜力和更大的实际意义，因它们比溶剂性涂料对材质表面和施工环境有更好的适应性。
&&& 相对于溶剂性涂料，水性涂料具有以下特点：以水作溶剂，节省大量资源；消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染。水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件，一般的溶剂型涂料有机溶剂（占涂料）在10%-15%之间，而现在水性的阴极电泳涂料已降至1.2%以下，对降低污染节省资源效果显著。水性涂料可在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工，涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。电泳涂膜均匀、平整、平展性好，内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200小时。
&&& 水性涂料存在如下问题：水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的表面张力大，污物易使涂膜产生缩孔；水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送管道内的流速急剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点，要求输送管道形状良好，管壁无缺陷；水性涂料对涂装设备腐蚀性大，水性涂料对输送管道的腐蚀，金属溶解，使分散微粒析出，涂膜产生麻点，因此需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料，设备造价高；烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度）要求较严格，增加了调温调湿设备的投入，同时也增大了能耗；水的蒸发潜热大，烘烤能量消耗大，阴极电泳涂料需在180℃烘烤，而乳胶涂料完全干透的时间则很长；沸点高的有机助溶剂等在烘烤时产生很多油烟，凝结后滴于涂膜表面影响外观；水性涂料存在耐水性差的问题，使涂料和槽液的稳定性差，涂膜耐水性差，水性涂料的介质一般都是微碱性（PH7.5-PH8.5），树脂中的酯键易水解而使分子链降解，影响涂料和槽液稳定性，及涂膜的性能。当然，上述问题通过涂料配方及涂装工艺和设备等几方面技术的不断提高，有些在工艺上已得到防止，有些得到改善和提高。
&(1) 水性丙烯酸涂料
&&& 水性丙烯酸涂料中的水性树脂是由各类丙烯酸酯单体共聚而成，其相对分子质量，比溶剂性树脂高（），经水溶性六甲氧甲基三聚氰胺（HMMM）交联后，涂膜性能优于溶剂性烘漆。
&&& 水性丙烯酸涂料的优良耐候性，在汽车闪光涂层中也常用作底色漆。在色漆+罩光体系中，它可用来替代溶剂型色漆。替代常规溶剂型色漆，能降低环境污染。替代高固体分色漆，则提高涂层耐候性。对于其他各类金属制品，也是很好的低污染高装饰性涂料。同时也大大提高了作业安全性。水性丙烯酸浸漆可用于汽车零部件的浸涂施工，代替溶剂型的沥青烘干漆，提高涂膜的耐蚀性、硬度和施工安全性，降低烘烤温度和环境污染。另外也可作其它制品的底面合一浸涂。用丙烯酸改性环氧的水性浸漆，可作车架浸涂用，提高产品的质量。
(2) 水性聚酯涂料
&&& 水性聚酯树脂的结构和溶剂型涂料类似，但酸基含量较多，经挥发性胺中和后，赋予水溶性而分散于水中，由于这类水性树脂的相对分子质量比溶剂型树脂高，经水溶性甲醛树脂交联后，涂膜硬而坚韧，特别适合于卷材用涂料和汽车用水性二道浆作中涂，能满足冲压形和抗石击性的要求。作二道浆中涂时，对颜填料需精心选择，使之有良好的流平性、打磨性、耐潮性等。
&&& 水性聚酯涂料亦可用作汽车闪光涂料的底色漆，用水性丙烯酸微胶作流平控制剂，添加水性铝粉浆后，涂膜的闪光效果甚至优于最好的溶剂型聚酯底漆。对降低闪光漆溶剂散发污染起关建的作用。涂层的硬度、丰满光亮度及耐沾污性，也适于作轻工产品的装饰性面漆。
水性聚酯涂料在施工和干燥时，对温度、湿度和升温要求较高。一般控制在25℃、相对湿度60%-70%下喷涂，在此条件下闪干5min-10min，二段升温干燥。第一段控制于80℃，防止爆孔；第二段于160℃完全固化成膜。涂料耐过烘性好，用于卷材预涂，能在200℃高温快速固化。
&(3) 阳极电泳涂料
&&& 阳极电泳涂料成膜物质是带羧基的阴离子型聚合物，用碱性物质中和而赋予离子性，增溶分散于水中。中和剂常用有机胺和无机碱，像乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、KOH等。国外于本世纪60年代投入工业应用。
这类树脂与颜（填）料、各类助剂形成稳定的水分散体系，在直流电场作用下，带负电荷的树脂裹覆着颜料，一起向阳极泳动并沉积在阳极表面，因此称之为阳极电泳涂料。其优点为：涂膜均匀、光滑平整，附着力强，在棱边、焊缝缝隙中、箱形体的内外表面都可涂上较均匀的涂膜，防腐蚀性得到显著改善；槽液固体分低，表面粘附带出量少，涂料利用率高达90%-95%；电泳涂料用水作分散介质，节省资源，降低空气污染、消除了发生火灾的危险性，改善了作业环境条件；涂覆效率高，特别适合于大批量流水线自动化生产。
电泳涂装的缺点为：设备复杂，投资费用大；有废水产生，并且必须进行处理；工件表面金属离子的溶出，使涂膜颜色加深；电解产生的氧气易使树脂被氧化，影响了阳极电泳涂膜的防腐蚀性和装饰性，并且不适合于浅色漆。
（4） 阴极电泳涂料
阴极电泳涂料是在树脂分子链中引入含N、S、P的基团，用酸中和形成盐（铵、磷），能电离成阳离子聚合物而增溶分散于水中，国外于1975年前后将其投入工业化应用。作底漆使用时，主要还是采用环氧季胺系。这类涂料的中和剂一般采用甲酸、乙酸、乳酸等有机酸。颜料以TiO2和体质颜料为主，另加有偏硅酸铅类防锈颜料。
&&& 阴极电泳涂装时，工件为阴极，金属表面不被溶解，且树脂中的胺基具有缓蚀作用。因此，阴极电泳涂膜的防腐蚀能力远比阳极电泳涂膜好得多。即使在不加防锈颜料的情况下，仍有很好耐盐雾性能。在磷化处理以后电泳涂漆，耐盐雾能力达到800h-1200h，加上阴极电泳涂料的高泳透力，能满足汽车车身10年无穿孔腐蚀的防护要求，因而汽车上得到广泛采用。
&&& 电泳涂料从阳极电泳涂料发展成阴极电泳涂料，也消除了阳极电泳涂膜经常产生的丝状腐蚀和疤痕腐蚀对涂层外观装饰性的影响；阴极电泳涂膜的良好展平性，赋予涂层高的鲜映性。新一代阴极电泳涂料的展平率达到83%，涂膜粗糙度Rα在0.2μm以下。
&&& 厚膜阴极电泳涂料的推出（涂膜厚度达35μm），能省去二道浆，简化涂装工艺；同时能提高棱边的耐腐蚀性。厚膜阴极电泳涂膜的耐盐雾性，可达h。
&&& 阴极电泳涂料相对于阳极电泳涂料，价格较高，设备投资大，工艺管理要求更严格。因此，阴极电泳涂料要求有良好的长期使用稳定性，以防槽液变质报废造成损失；要有高的泳透力，使车身内腔、缝隙内都能均匀地涂上涂膜，以达到产品的整体防护性要求；涂膜要有高的耐腐蚀性能，使之高投入、高技术水平的工艺装备能体现出实际价值。
(5) 自泳涂料
自泳涂料及自泳涂装是新开发的涂料产品和涂装工艺，类似电泳涂装的浸渍涂装技术，其槽液由含有颜（填）料的聚合物乳液、酸（HF）和氧化剂（H2O2或重铬酸盐）组成。在金属件浸于槽液中时，表面被酸浸蚀，在界面产生多价金属离子，使聚合物胶团失去稳定性而沉积于金属表面。
由于自泳涂料的特殊成膜过程，与电泳涂料相比，其涂装工艺比电泳沉积工艺节能约50%；在自泳沉积过程中，化学转化处理和涂膜沉积同时进行，金属表面始终保持活化状态，涂膜附着力强，耐盐雾性能与阴极电泳涂层相当；自泳涂装省去了磷化处理过程，整个涂漆工艺过程缩短，涂装设备投资减少30%-60%，占地面积减少20%-50%；自泳沉积时间一般是1~2min，有电泳涂装一样的涂装效率；槽液固体含量5%~10%，漆件自槽液取出后，湿膜仍有很高的渗透性和反应性，表面粘附的槽液能继续发生化学作用而沉积，水冲洗掉的只是极少部分，漆料利用率优于电泳漆，且不需要超滤回收设备；自泳涂装不存在泳透力问题。对复杂形状的任一表面，都能覆盖一层十分均匀的涂膜，厚度误差不超过±1.3μm，优于电泳涂装，有更好的外观装饰性，甚至在棱角部位，涂膜有同样的沉积能力，防护能力更佳；固化后涂层耐酸、耐碱，因此不必清除挂具上的涂膜，减轻清除工作量；自泳涂料不含任何挥发性有机溶剂，从根本上消除了有机溶剂散发的污染问题；表面活性剂等水溶性助剂，不会与成膜物质一起沉积，根本上解决了乳胶涂料耐水性差问题。
但自泳涂料和电泳涂料一样，也存在着槽液稳定性的问题。特别是溶解金属离子在槽液中的持续积累，非常不利于槽液的稳定。因此，处理工件的负荷大槽液更新周期短，槽液就越稳定。
(6) 建筑用水性涂料
建筑用内外墙水性涂料主要是三类：聚乙烯醇缩甲醛乳胶涂料，苯丙乳胶涂料（苯乙烯和丙烯酸酯共聚物），丙烯酸乳胶涂料。
聚乙烯醇缩甲醛乳胶涂料就是通常所说的105、106涂料，由于涂膜硬度低、抗渗水性、耐擦性、附着力均较差，主要是要求较低的场合下使用。苯丙乳胶涂料、丙烯酸乳胶涂料的耐碱性、附着力、硬度耐渗水性等性能均较好，既可作内墙又可用外墙，目前应用较为普及。
4. 粉末涂料
&&& 粉末涂料是一种含有100%固体分、以粉末状进行涂装并形成涂膜的涂料。它与一般溶剂型涂料和水溶性涂料不同之处是不使用溶剂或水作为分散媒介，而是借助空气作为分散媒介。随着世界环境保护日益严格，能源费用逐渐上升，用户对产品耐久性要求更高和对粉末涂料认识的提高，使粉末涂料得到迅速发展。
&&& 粉末涂料的特点为：由于不含溶剂，对环境基本无污染，贮藏、运输、施工中无火灾危险；原材料利用率高（可达95%以上），在各类涂料中居首位；粉末涂料使用难溶于溶剂且分子量高、性能优良的树脂，因而涂膜物理力学性能优良，可涂厚膜，其厚度可由几十微米到几百微米，而溶剂型涂料一般在20μm左右；粉末涂料省工省时，有利于采用自动化涂装生产线。
粉末涂料不足之处在于，设备一次性投资大，换色较困难，薄涂较因难，涂膜外观不如溶剂型平整等。粉末涂料按使用的合成树脂分热塑性热固性两大类。热塑性粉末涂料品种较多，典型的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、热塑性聚酯和氯化聚醚等。热固性粉末涂料是以热固性树脂作为主要成膜物，其典型品种有环氧、聚酯、丙烯酸和聚氨酯等。随着热固性粉末涂料应用范围的扩大，又研制了高光、半光和无光粉末涂料，继而装饰性应用的扩大、美术型粉末涂料相继问世，其中有皱纹型、龟甲型、花纹型、金属闪光型、锤纹型和梨皮型等品种。
(1) 热塑性粉末涂料
&&& 热塑性粉末涂料的主要成膜物——合成树脂具有遇热软化，冷却后又恢复到原来树脂的特性。成膜过程主要是熔融塑化的过程。热塑性粉末涂料适宜于作防腐蚀、耐磨和绝缘等涂层。主要应用于化工设备、化工管道、化工池槽、板材、线材、机械零部件、轻工器具和食品工业等方面。热塑性粉末涂料的显著特点是加工简便，涂膜具有优良的“三防”(防霉、防湿热、防盐雾)性能，并具有一定的机械强度。有的品种有突出的润滑、耐磨性，价格较低。不足之处是光泽性和流平性较差，机械强度不够，与金属的结合力较差。故一般均需涂底漆，使用范围受到限制。部分热塑性粉末涂料的优缺点见表9-5。
表9-5 &部分热塑性粉末涂料优缺点
粉末涂料品种
热塑性聚酯
可厚涂、涂装性好、不要涂底漆、可低温烘烤
受热变软易划伤、耐候性比热固性聚酯差、不耐溶剂和碱
可厚涂、弹性好、耐变形、耐药品性好
烘烤温度和熔融粘度高、不宜薄涂、要涂底漆
聚烯烃（聚乙烯聚丙烯等）
可厚涂、弹性好、耐变形、耐药品性好
耐候性差，有的需涂底漆
物理性、耐磨性好、硬度比聚烯烃、聚氯乙烯高、耐温达100℃左右
烘烤温度高，熔融粘度高、受热变软
&(2) 热固性粉末涂料
&&& 热固性粉末涂料以热固性树脂为主要成膜物。成膜机理是树脂在固化剂（有的加促进剂）的作用下，经加热融、流平、交联（固化）成网状结构大分子。若温度再升高不会变软而只能分解。热固性粉末涂料具有低的熔融粘度、流平性好、涂膜坚韧而牢固，因而适用于要求较高的防腐性和装饰性产品的涂装。热固性粉末涂料主要有环氧、聚酯、丙烯酸和聚氨酯等粉末涂料。其特点见表9-6。
表9-6 &热固性粉末涂料性能比较
贮藏稳定性、附着力和抗化学性极为优良，能和多种固化剂反应
耐候性差、装饰性稍差
防腐、绝缘、管内使用
极优的耐候性及装饰性。防蚀性、电性能和力学性能良好
对皮肤有刺激，硬度不及环氧粉末
高级装饰、防腐、耐候
极优的耐候性、装饰性和污染性
力学性能差，贮藏稳定性稍差
高级装饰、耐候、耐腐蚀
耐候性极佳，贮藏性好，优异的装饰性，优良的物理力学性能、耐化学药品性
烘烤时有气体放出，影响外观
高级装饰、耐候、耐腐蚀
5.& 特种涂料
&&& 特种涂料指除具有普通涂料的防护和装饰作用外，还有其他特殊功能的专用性涂料。像润滑涂料、示温涂料、电磁波吸收涂料、防污涂料、阻尼涂料、发光涂料等等，都是具有其他特殊功能的涂料。
(1) 非水分散涂料（NAD）
&&& 非水分散（Non-Aqueous Dispersion）涂料是把高分子量的树脂，以胶团结构分散在非极性的有机稀释剂中。由于树脂和分散介质的相互作用很小，仅在边界区域存在有限的溶解行为，所以这类涂料的高分子量树脂能在较高固含量的情况下，保持很低的粘度，便于施工和降低空气污染程度。非水分散涂料的特点：
①& NAD涂料即使在高固含量时，树脂的高分子量对涂料粘度影响很小，容易得到低粘度、高固体含量。
②& 与乳胶漆相比，挥发分蒸发潜热低，降低烘烤加热能耗；可根据施工要求选择不同沸程的稀释剂，获得良好的施工性。
③& 有独特的成膜性能，在涂膜很厚的情况下，不产生流挂，能减少施工次数，降低工时费用，且不会产生爆泡、缩孔等常见漆膜弊病。
④& 由于所用树脂的分子量高，得到的物理机械性能很好。
⑤& 由于NAD涂料的特殊流变性能，用它配制金属闪光漆，在成膜时铝粉颜料的定向排列较好,有较好的金属闪光效应。并由于固体分高，稀释剂的光化学活性低，广泛用于汽车的高装饰面漆，替代早期的高挥发分金属闪光漆，以降低对大气的污染。
&(2) 光固化涂料
&&& 光固化涂料是利用紫外线固化成膜的涂料，光固化涂料中的光敏剂，在紫外线照射下，产生具有引发聚合作用的自由基，使不饱和基聚合而固化形成涂膜。紫外光的波长范围在A之间，A的紫外光，光能大，易产生自由基，但易被物质吸收，穿透力弱，难以利用。况且，光能太强，会使树脂分子破坏，影响涂膜性能。因此，光固化涂料一般都是利用A的近紫外光来进行固化，使用低压汞灯和高压汞灯作光源。光固化涂料已成功地应用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚酯、ABS、聚碳酸酯的涂覆；作铝材、印铁罐的罩光清漆及卷材的预涂；及作包装纸，广告的罩光清漆。在建材、印刷板、油墨、粘接剂、电子工业中亦有应用。例如EA-2光固化绝缘涂料，作电机、电器线圈浸漆，绝缘性良好。
光固化涂料与热固化涂料相比，具有以下特点：适合于不耐热材料，如木材、纸张、塑料、织物、玻璃等，及热容量大的厚板金属件的涂漆固化；固化速度快，只需1min-2min甚至更短时间就能固化，很适合于高速流水线生产，生产效率高；一罐装，不存在活化期问题，使用方便；为无溶剂涂料，固化时活性稀释剂挥发很少，无污染；能耗仅为热固化的1/10，能量利用率高。而热固化时热量多用于工件加热和热量散发损失；固化装置简单，投资少，维修费用低，设备和加工量相比，占地面积小；由紫外光透射率大的颜填料配制的涂料、二道浆和填孔剂也可光固化。但是，遮盖力大的涂料不适合光固化，对复杂形状表面不适宜用光固化涂料，死角部位不能固化。
光固化涂料由树脂、活性稀释剂、光敏剂、颜填料及其他助剂组成。光固化涂料的主要品种有：
①& 丙烯酸聚醚光固化涂料& 粘度最低、价廉，但涂层力学性能差。
②& 丙烯酸聚酯光固化涂料& 涂层附着力好，力学性能好。
③& 丙烯酸光固化涂料& 涂料流平性好，涂膜光泽高，附着力强。
④& 丙烯酸环氧光固化涂料& 涂层坚硬、耐化学性好，光泽较高。
⑤& 丙烯酸聚氨酯光固化涂料& 涂层附着力好，物性及耐化学性好。
⑥& 聚丁二烯光固化涂料& 涂层附着力好，物性优良，耐化学性、绝缘性好。
⑦ 不饱和聚酯光固化涂料& 涂料成本低、涂层坚硬光亮。
⑦& 丙烯酸环氧光固化清漆亦作高档木器涂料，可替代丙烯酸高级木器清漆，S01-3取氨酯清漆、C01-1醇酸清漆及Q22-1硝基木器清漆等。
(3) 高温涂料
耐高温涂料按所用基料类型分为有机和无机耐高温涂料二大类。有机耐高温涂料可耐200℃-700℃高温，涂膜有良好的物理力学性能、耐水性及电绝缘性，但硬度低、耐燃性差。无机耐高温涂料可耐400℃-1000℃温度，涂膜硬度、耐燃性好，但涂膜较脆，未完全固化时耐水性差。
&(4) 润滑涂料
&&& 润滑涂料是涂于滑动表面，降低表面摩擦系数，提高表面润滑性和耐磨性的专用涂料。润滑涂料并非是一般的耐磨涂料，它不但有很好的耐磨性能，但更主要的是它具有很低的摩擦系数，在润滑脂不能发挥作用的情况下，能替代润滑脂，在高温、强辐射、强腐蚀、高真空及其他特殊介质中，很好地润滑摩擦界面，减少磨损，同时给予有效的防腐蚀保护。
&&& 固然润滑涂料的研究只有近30年的历史，但现在润滑涂料的品种已有几百种之多，满足不同的用途和要求，在航天航空、交通、机械、仪器仪表、船舶及兵器等各个领域得到了成功应用。
&&& 润滑涂料按主要成膜物质可分为无机、有机和金属三大类。金属型主要以Ca、Ag、Pb、Ni、Sn等作粘结剂。有机型则常用醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯、酚醛树脂、聚氨酯、有机硅等作基料，能在200℃以下使用；在200℃以上的环境条件下，则用聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯井咪唑、聚苯硫醚，聚对羟基苯甲酸酯等耐高温树脂作基料。无机型则常用硅酸盐、磷酸盐、陶瓷作粘合剂，能在800℃-1000℃的高温下使用。润滑涂料按添加的固体润滑剂分为石墨型、二硫化钼型、聚四氟乙烯型、混合型等。
&(5) 示温涂料
&&& 示温涂料是利用涂层颜色变化来指示物质表面温度及温度分布的专用涂料。在一定条件下（如时间、压力、气氛），示温涂料被加热到一定温度，就出现某一颜色变化，由此可确定该涂料所指示的温度。
&&& 示温涂料根据颜色能否可逆示分为可逆温涂料和不可逆示温涂料。可逆示温涂料加热到某一温度发生色变，温度降低时能恢复原状，因此它能反复使用。不可逆示温涂料加热到一定温度发生永久性颜色变化，不能复原，只能一次使用，再用时需重涂。不可逆示温涂料可用于记录物体曾达到的最高上限温度。不可逆示温涂料可用于记录物体曾达到的最高上限温度，使用也较广泛。示温涂料在加热过程中，只发生一次颜色变化的，为单变色示温涂料；出现二次或二次以上颜色变化的，称多变色示温涂料，多用于指示物体局部达到的极限温度，多变色示温涂料则有利于指示物体表面温度分布。
(6) 防污涂料
防污涂料是涂于船舶底部，防止海洋生物附着的船舶专用涂料。它除了对构成涂膜的树脂有专门要求外，还必须添加防污剂。在使用过程中，防污剂逐渐渗出，有效地防止海洋生物污损。防污涂料根据涂膜中毒料在海水中的释放机理，大致分为溶解型、接触型、扩散型和自抛光型防污涂料四大类。
&(7) 电子束固化（EBC）涂料
&&& 电子束固化（Electron Beam Cwling???）涂料，简称EBC涂料，是利用电子的能量进行固化的一类涂料。其主要组分为带有不饱和键的树脂、活性稀释剂、颜料及助剂等。其中树脂有不饱和聚酯、丙烯酸聚酯、丙烯酸环氧等，稀释剂以多官能团的为佳。EBC涂料具有常温固化、不需要催化剂、固化时间短、不要溶剂等特点，因此对涂饰塑料、木材、纸张等不宜加热的产品极为方便，可节约原料和简化配漆手续，延长涂料贮存寿命，并可避免由于残留催化剂给涂膜带来的不利影响，涂料用量少（因此又称“省资源涂料”），固化均匀，树脂交联度高，涂膜具有优异的耐污染、耐化学试剂能力和好的耐候性、耐磨性。此外，涂膜对聚烯烃类塑料还显示出很好的附着力。该类涂料的不足之处在于：只适于平面或近似平面的物件涂装，因为电子束照射不到的地方，涂料不能干燥；设备投资大。目前这类涂料主要用于不能加热的被涂物如木材、塑料、纸、布等涂装，也用作金属箔薄片等涂装。
9-4-3 涂装后处理材料
&&& 为了提高涂层的装饰性，保护性、防腐性等，在涂料干燥后再进行抛光、喷药、封存等后处理工序。抛光可以消除涂膜表面缺陷，如颗粒、虚烟、桔皮等，主要适用于丙烯酸涂料、氨基涂料、双组份聚氨酯涂料等涂膜硬度较高的轿车行业，普通要求的涂装较少采用。将防锈蜡灌注或喷在空腔结构部分，可起防锈作用；为了防止整车或整个物体在运输贮存过程中涂膜受损，对整个物体进行喷蜡封存处理。
9-5 涂装工艺和装备
9-5-1 涂装前处理
凡需进行涂装的工件或材料，不论金属或非金属（木材、塑料等）均要进行前处理，其目的是：除去金属表面的油污、铁锈、氧化皮、腐蚀物、焊渣、旧漆膜、杂质，木材表面的单宁、树脂等；塑料表面的脱模剂，并改变塑料的极性，以获得一个干净的表面，从而增加涂膜附着力，延长产品的使用寿命；金属表面进行磷化与钝化处理，既可增强涂层与金属的结合力，又提高涂膜的防腐蚀能力；消除表面缺陷，增加表面平整度，特别是木材，可提高光滑程度，使木纹更加清晰美观，以增强产品的观赏和商品价值。对于混凝土、皮革等表面在涂漆前也要进行相应的预处理。
1．涂装前处理工艺
&&& 漆前表面处理的选择视被处理物的外表情况和要求的涂装水平而定，一般选择工艺如下：
①& 普通装饰性涂装，采用常规除油及除锈处理。
②& 普通防护装饰性涂装，一般要进行除油、除锈及磷化处理。
③& 高级涂装，采用除油、除锈、表面调整、磷化及钝化处理。
表面处理工艺方式有喷淋式、浸泡式、喷浸结合式。一般形状简单没有内腔覆层结构的工件可用喷淋式。表面污染较重的多用浸喷结合式。比较干净的表面且有复层结构的应用浸泡式。这几种工艺以浸喷结合式为最好。为了节省能源，表面处理多用常温和中温。
2．涂装前处理设备
涂装前处理设备主要有浸渍式、喷淋式和浸渍-喷淋结合式。浸渍式处理时，工件全部浸泡在液体中，凡是能接触到液体的部位都能处理到，因此表面处理能达到完全彻底，但浸渍法处理速度较慢，效率较低，花费的处理时间较长，设备的流水线会拖得较长，占用场地较多，投资相应也较高。常用的通过式浸渍设备见图9-1。
图9-1& 连续生产通过式浸渍前处理设备
1-槽体& 2-工件& 3-悬挂输送链
&&&& 喷淋式前处理设备分单室多工序式、垂直封闭式、垂直输送式等类型。其中，最常见的是通道式表面处理设备，这类设备是有单室清洗机和多室联合机组之分。单室清洗机是联合机组的基本单元，在生产率相同的条件下，宜采用多室联合机组，设备装置见图9-2。
9-5-2 涂料涂覆
&&& 涂装工艺是根据被涂物的形状、大小及对涂层的防护装饰性的要求来确定的，一般由若干道工序组成，分表面预处理、涂料涂覆、漆膜干燥三个步骤。根据涂装要求的不同每个步骤可分成多道工序或重复搭配。
图9-2& 通道式全喷淋清洗磷化联合机
1-工件入口段&& 2-喷射处理段&& 3-泄水过渡段&& 4-喷管装置&& 5-外加热器& 6-磷化液过滤装置&& 7-工件&& 8-抽风装置&& 9-水泵&& 10-过滤装置泵&
11-磷化水槽&& 12-磷化备用泵&& 13-磷化工作泵&& 14-工件出口段&&& 涂料涂覆工艺的选择原则主要根据被涂物对涂层的质量要求、生产量及被涂物的形状来定，主要考虑涂层组合和涂漆方式。例如，普通装饰性涂装一般仅涂双层面漆；普通防护、装饰性涂装选择底漆加双层面漆；中级涂装选择底漆、中涂及双层面漆或高质量的底漆加双层面漆；高级涂装选择底漆、中涂双层面漆及罩光。根据所选用的涂料的性能质量情况可简化涂层体系，但减少层次不应影响质量。涂漆的工艺方式依据产量、被涂物形状及质量要求来定，产量高的多用流水线作业，自动或半自动喷涂。为节省涂料可采用静电喷涂，形状复杂的工件可采用自动喷涂与人工喷涂相结合，如表9-7。
表9-7& &各种涂装方法及其适用性
适用的涂料
挥发慢粘度较高的涂料,如调合漆、磁漆、沥青漆等
一般适用于低级涂装
压缩空气雾化喷涂
挥发性较快的涂料,各种粘度的涂料经调整后均可使用
膜厚较均匀
高压无气喷涂
高压雾化后
按发性较慢,固体份含量较高的涂料
大中型工件，但高级装饰性涂装不行,
能涂厚膜,但不易均匀
静电及空气辅助雾化、高速离心雾化
挥发较快的涂料,
一般适合于中涂层
及各类面漆
非导电表面不适用
省漆、膜厚均匀,表面质量好
将涂料淋到被涂物上
挥发性慢、塑性流动好的涂料,如沥青漆、水性漆等
适用于中小型形状简单的物体
省漆、膜厚不均表面质量差
将被涂物浸入涂料
适用于中小型形状简单的物体
省漆、膜厚不均，表面差
将被涂物浸入水性漆中，接通直流电涂装
各类粉末涂料
各种形状件均可,不适合特大型工件
节约涂料膜厚均匀表面质量好
靠静电或流化法涂布粉末涂料
挥发快、低粘度、流动性好的涂料
形状较简单的中小型工件
无稀料能涂厚膜
将被涂物装入盛有涂料的容器中转动或滚动容器涂装
省漆涂布均匀
&1．空气喷涂
空气喷涂是用压缩空气从空气帽的中心孔喷出，在涂料喷嘴前端形成负压区，容器中的涂料从喷嘴喷出后，迅即通过高速压缩空气流急骤扩散和微粒化，呈漆雾状飞向并附着在被涂物表面，集聚成连续漆膜。空气喷涂涂装效率高，每小时喷涂50-100m2，比刷涂快8-10倍；几乎不受涂料品种和被涂物状况的限制，可应用于各种涂装作业场所；所获得的漆膜平整光滑，装饰性很好。但漆雾易飞散，污染环境；涂料损耗大，利用率一般为50%以下。
图9-3& 无气喷涂原理示意图
1-涂料容器& 2-高压泵& 3-涂料高压输送管& 4-喷枪& 5-喷嘴2、 高压无气喷涂
无气喷涂的原理如图9-3所示，用高压（通常为11Mpa-25Mpa）将涂料从喷嘴喷出，喷出瞬间以高达100m/s的速度与空气发生激烈的冲撞，使涂料破碎成微粒，其后具有高速的涂料粒子继续不断地与空气多次冲撞，进一步破碎、雾化，并沾附在被涂物表面。
&& &无气喷涂涂装效率比空气喷涂高3倍以上，对涂料粘度适应范围广，漆膜质量好，对环境污染小，因此在工业上得到越来越广泛的应用。&&&
3． 静电喷涂
静电喷涂是在喷枪（或喷盘）与被涂工件之间形成一高压静电场，当电场强度E0足够高时，枪口附近的空气产生电晕放电，使空气发生电离。涂料粒子通过枪口时成为带电粒子，通过电晕放电区进一步与离子化空气结合而再次带电，并在高压静电场的作用下向极性相反的被涂工件运动，沉积于工件表面，形成均匀的涂层。整个工艺过程如图9-4所示。
图9-4& 静电喷涂原理示意图
1-静电喷枪& 2-负电压电极& 3-电力线& 4-工件
&当电场强度继续增高，超过极限Emax时，枪口与工件之间的空气层完全电离并被击穿，形成火花放电，这时易发生火灾的危险。因此，静电喷涂作业时，电场强度D应选择在E0&E&Emax，实际生产中常用（60-100）KV？？？电压。
&&& 静电喷涂的喷涂效率高，涂层均匀、平整、光滑、丰满，污染少（涂料利用率比空气喷涂提高1~2倍）等特点，因适应大规模自动喷涂生产线。特别是近年来电子和微电子技术的发展，使静电喷涂设备中高压静电发生器、喷枪结构、自动控制等在可靠性及设备结构轻型化方面有显著的进步，逐渐成为在生产中应用最为普遍的喷涂工艺之一，广泛地应用于汽车、仪器仪表、电器、农机、家电产品、日用五金、钢制家具、门窗、电动工具、玩具及燃气机具等工业领域。
&&& 但是，由于静电场的尖端效应对坑凹部分会产生电场屏蔽，形成涂层较薄，故一般还要设手工补喷工位，以弥补缺陷。对塑料、木材、橡胶、玻璃等非导体工件，要经特殊表面预处理才能进行静电喷涂。静电喷涂存在高压火花放电引起火灾的危险，当工件晃动或因操作失误造成极间距离过近时，会引起打火，因此，在静电喷漆室中设置安全灭火装置甚为重要。 静电喷涂对涂料的电性能有一定要求，并易受环境温度的影响。
4．粉末涂装
粉末涂装系指粉末涂料涂布到清洁的工件表面，经烘烤成膜的工艺过程。由于粉末涂料不含溶剂和分散介质，只有溶融后才能流动，也不能像液体涂料那样粘附在被涂物表面上，因此，传统的涂装方法几乎完全不适用，必须采用新的粉末涂装方法，它的特点是：成膜机理不同于液态涂料。它在烘干过程中经过热熔融、流平、润湿和反应固化等过程。粉末粒子借助静电引力和熔融附着粘附在被涂物上，故要防止粉末脱落。
图9-5& 静电粉末喷涂原理示意图
1-喷粉枪& 2-高压静电发生器& 3-被涂工件静电喷涂利用高压静电电晕电场原理。喷枪头上的金属导流杯接上高压负极，被涂工件接地形成正极。在喷枪和工件之间形成较强的静电场。当运载气体（压缩空气）将粉末涂料从供粉桶经输粉管送到喷枪的导流杯时，由于导流杯接上高压负极产生电晕放电，其周围产生密集的电荷，粉末带上负极电荷，在静电力和压缩空气的作用下，粉末均匀地吸附在工件上，经加热、粉末熔固化（或塑化）成均匀、连续、平整、光滑的涂膜。静电喷涂法所需的主要设备为：高压静电发生器、供粉器、喷粉柜、粉末回收装置、静电喷粉枪和烘烤炉等，见图9-5
表9-8 &粉末涂料和液体涂料的涂装性能比较
可使用的树脂
喷涂损失（%）
涂料回收使用
一次涂膜厚度
涂装道数/道
边角覆盖性
能热熔融的固体树脂
良好（厚）
难得到平滑的涂膜
能分散在溶剂中的树脂
不可能或困难
&&&& 从涂装施工角度考虑，粉末涂料和液体涂料存在着差异，详见表9-8。由此可见，粉末涂料是一种低污染、省资源的涂料。然而对于涂膜外观、薄膜化和低温固化等尚需进行研究。
粉末静电喷涂法是粉末涂料施工中应用最多的一种方法。它的出现使粉末涂料技术大大向前迈进一步。粉末静电喷涂法的最大特点是：工件不预热可室温涂覆；粉末利用率高达95%以上；涂膜较薄（50μm-100μm），且均匀，无流挂现象；在工件的尖端和粗糙的表面均能形成连续、平滑涂膜；易于实现自动化生产。
5． 电泳涂装
&&& 电泳涂装包括阳极电泳和阴极电泳。阳极电泳电泳沉积和电化学反应原理如下：
阳极反应： 2H2O → 4H+ + O2↑ + 4e
&&& &&&&&&&&&&&Feo → Fe2+ + 2e
&&&&&& &&&&&&&&RCO2- + H+ → RCO2H↓（树脂沉积）
&&&&&&&&&&&&&& 2RCO2- +Fe2+ → (RCO2)2Fe↓（树脂沉积）
&&&&&&&&&& 2RCO2- → R-R↓（树脂沉积） + 2CO2 + 2e
阴极反应：2H2O + 2e → H2↑ + OH―
&&& 阴极电泳电泳沉积和电化学反应原理如下：
&&& 阴极反应：2H2O + 2e → H2↑ + OH―
&&&&&&&&&&&&&& --N+HR1R2 + OH― →--NR1R2↓（树脂沉积） + H2O
&&& 阳极反应：2H2O → 4H+ + O2↑ + 4e
&&& 不管是阳极电泳还是阴极电泳，采用的都是与传统涂料完全不同的水性涂料体系和电沉积工艺，其共同的特点有：易实现自动流水线生产，机械化、自动化程度很高，工人劳动强度低，生产效率；涂料利用率高，因为电泳涂料以水作稀释剂，浓度低，粘度小，工件带出损耗少，特别是采用超滤循环水洗系统后，涂料的利用率可达95%以上；涂层均匀，边缘覆盖性高，适应形状复杂的工件涂装，内腔表面也能沉积成膜；湿膜含水量很低，一般不存在流挂现象，通过控制电泳参数，还能调涂装厚度；因为高分子树脂带电粒子是在电场作用下定向沉积于工件表面，涂层具有优异附着力及抗冲击强度；电泳涂装基本不含有机溶剂，以水为分散介质，没有溶剂中毒和发生火灾的危险，不存在漆雾，从根本上改善了传统喷漆工艺劳动条件差及污染环境的缺点。
除上述共同特点外，阴极电泳较阳极电泳的还有如下优越性：涂膜具有突出的耐腐蚀性能，耐盐雾性一般为阳极电泳的3~4倍，最长可超过1000小时；阴极电泳的库仑效率比阳极电泳提高2~3倍，可使耗电量减少30%；阴极电泳的泳透力为阳极电泳的1.3~1.5倍，适用于复杂的工件的涂装，且不需加辅助电极即可获得厚度均匀的涂层。但是，阴极电泳也有不如阳极电泳之处，体现在：设备投资费用较高；阴极电泳液的pH值在弱酸性范围，对设备存在腐蚀性，相关设备需用不锈钢制作，投资费用较高；以环氧树脂为基础的阴极电泳涂层耐候性较差，不容易清洗。另外，虽然阴极电泳漆液比较稳定，不易变质，但在管理上要比阳极电泳复杂，参数控制更为严格。表9-9给出了各种电泳漆的主要特点。
表9-9& 各种电泳漆主要特点
环氧、酚醛阳极电泳
聚丁二烯阳极电泳
第三代厚膜阴极电泳
膜厚（μm）
固体分（%）
电泳电压（V）
电泳时间（min）
电导率（S.m-1）
烘烤温度（℃/min）
150-175/30
图9-6& 电泳涂装设备示意图
1-主槽& 2-直流电源& 3-喷嘴& 4--输送链& 5-供电线路& 6-工件& 7-搅拌器& 8-溢流槽& 9-加料罐& 10-加料泵& 11-循环泵& 12-磁性过滤器& 13-超滤器& 14-热交换器&&& 电泳涂装与常规涂装工艺一样，在涂装前必须对被涂工件进行表面前处理，以除去工件表面油污、锈蚀，并形成结晶致密的磷化膜，提高涂层的防腐蚀性和结合力，然后进行电泳涂装，使工件表面沉积一层均匀的无缺陷的涂层，经烘烤即可完成电泳涂装过程，目前常用的电泳涂装工艺流程为：&&& 上件→预脱脂→脱脂（除锈）→水洗→热水洗→表面调整→磷化→水洗→去离子水洗→热风烘干→电泳沉积→超滤循环水洗→烘烤成膜→冷却→涂装面漆。磷化水洗后的工件，也可以不经水分烘干。带水直接进入电泳涂装，但从提高耐蚀性角度考虑，经水分烘干后电泳效果更好。
电泳涂装设备可以分为连续通过式和间歇垂直升降式两大类，前者组成流水生产线，适于大批量涂装生产，在工业上应用很广；而后者的初始形式是采用单轨电葫芦，靠人工控制，适用于批量较小的涂装作业。近年来，随着计算机技术的进步，机电一体化技术发展很快，用微机控制垂直升降的程控小车已在涂装生产线获得应用，它同连续通过式电泳设备相比，同样批量的生产线长度显著缩短，而且各工艺过程更加灵活，备受人们的关注。
6． 喷漆室
&&& 本书的§3.3曾简要介绍了涂装施工环境—喷漆室的基本要求。喷漆室主要分干式喷漆室和湿式喷漆室两大类。干式喷漆室主要用于喷涂腻子、水性涂料、无溶剂或低溶剂型涂料；湿式喷漆室主要用于喷涂溶剂型涂料。
干式喷漆室主要由喷漆室壳体，排风装置、漆雾捕集装置组成，靠排风装置直接将喷漆时产生的污染空气排放到室外，排风性能直接取决于排风量的大小及风压的高低。为防止漆雾扩散，在喷漆室排风道上装有折流板或过滤器捕集漆雾，使空气净化后再排放。
&&& 水帘式喷漆为一种水在涂装工件前方壁上呈幕帘式流动的排风喷漆室。这种喷漆室只能单侧喷涂，因此只适合于小工件、小批量的涂装，比较适合于空气辅助雾化的静电涂装。因为带电荷的漆雾比较容易被吸附在水帘上，从而达到去除漆雾的效果。为了更好的捕集漆雾，一般在排风道吸口处装有水洗喷头，又称为水洗幕帘式喷漆室。
&&& 无泵式喷漆室是一种靠空气将水从下部槽内卷起，使旋回的漆雾吸着在水中的喷漆室。它仅靠风机将水卷起碰到多层档板后落下，使漆雾层与水混合并充分冲洗，因此要求采用静压高的风机。但要使漆雾捕集效果好，必须保持一定的水位，因此需要经常补水。此种喷漆室适合于空气雾化喷涂，用于小工件低产量涂装。
&&& 水旋式喷漆室又称文丘里管式或旋风动力管式喷漆室，是一种上送风下抽风式喷漆室。这类喷漆室的风从上到下均匀流下，漆雾捕集装置设在喷漆室的下方，靠风速及流动的水在动力管内形成文丘里旋风，使漆雾与水冲击而充分混合而捕集漆雾。由于上送风下抽风，送入的风可以充分净化，喷漆室平面可大可小，因此适合于大中型工件如汽车的高级涂装。
射流式喷漆室也是一种上送风下抽风式喷漆室，只是漆雾捕集装置不一样，由一种安装在底部的多层隔板及喷水装置组成。漆雾通过排风机抽入底部，与喷射的水雾及多层隔板形成的水帘充分混合，经过一到两级的混合来捕漆雾。其优点与水旋式喷漆室。
9-5-3涂膜干燥
涂料涂覆到被涂物上，在常温下靠溶剂挥发，经自行聚合及催化聚合，由液态转化为固态形成漆膜的过程为自然干燥。自然干燥的优点是节省资金能源，广泛用于小批量生产的产品，汽车修补、大型笨重及不能移动的产品，如轮船、飞机、机车车辆、机床及桥梁等。由于自然干燥时间长，受环境影响因素大，质量不稳定，因此在一些产品上的应用受到限制。为此不得不采用人工干燥。
人工干燥又可分为加热干燥和照射固化两种。需加热干燥的涂料，根据使用温度可划分为低温（100℃以下）干燥、中温（100-150℃）干燥以及高温干燥涂料，加热的目的是为了缩短干燥时间。如聚氨酯双组份涂料常温下24h可干燥，也可经60℃、1h干燥。中温和高温干燥是适用那些必须通过加热才能进行化学反应而聚合成膜的涂料。如热固性氨基醇酸树脂涂料、热固性丙烯酸树脂涂料及各类阳极、阴极电泳漆。
照射固化系指通过紫外线和电子束等特殊能量使漆膜固化的干燥方法。通常有光固化法和电子固化法。照射固化有固化时间极短、常温固化的优点，适用于木材和塑料等产品的涂装。
在工业中应用的涂料大部分是采用加热干燥，以下简单介绍加热干燥方式。
1． 热风对流加热
&&& 冷空气在热风循环系统中通过热交换器使其变成热风，再送入烘干室内，这样不断往复循环，烘干室温度逐渐升高以达到工艺要求的温度，这一方式称为热风对流加热。其最大优点是烘干室内温度均匀，特别适合于在天然气、煤气或燃油作热源的条件下，因此在欧洲大部分国家广为应用。此外，烘干室内的废气可以直接送入燃烧炉内燃烧掉，既节省能源，又不用专设废气处理装置。对流加热非常适于形状复杂的工件涂膜烘干。在我国大部分工厂使用最多的能源是电力，如单纯采用对流烘干，能源利用率较低，故还应采用其他方式。
2． 辐射加热&
利用加热元件本身放出的红外线束直接加热物体，称为辐射加热。实验表明，涂料对加热元件辐射出的可见光及近红外光（波长0.38-2.5μm）吸收能力较弱，而对远红外光（波长2.5-25μm）的吸收能力较强。根据匹配吸收原理，涂层在烘干过程中吸收了远红外波，同时引起内部分子产生共振效应，自身又产生部分热量，因此涂层干得快，干得彻底。
&&& 辐射加热的最大优点是节约能源，实验证明辐射加热对大多数涂层效果明显，比热风对流加热节能20%-30%。但其热量分布不均匀，辐射能量与被加热体的距离平方成反比，因此不宜于加热形状较复杂的工件。如汽车车身涂层单纯采用辐射加热，车身各处温度不匀，干燥不均，有过烘现象，有的部位不能彻底干燥，从而导致色泽不一，影响车身外观质量。
3．对流辐射加热&
根据热风对流与辐射加热的优缺点，相互取长补短，即采用对流加辐射的方式最为理想。此种方式用于烘烤形状较复杂的大中型工件涂层（如汽车车身）。这样既可使烘干室温度较均匀，保证涂膜质量，又可节省能源。目前日本及国内应用最广泛的便是这种形式。
9-6几种典型产品涂装
涂装技术在各个行业应用都十分普及，其中应用面较大的有汽车行业、电器行业、机械行业、塑料制品涂装，木材制品涂装等。
9-6-1 轿车车身涂装
&&& 轿车车身涂装要求高，代表着涂装技术的综合最高水平，漆膜应平整、光滑、丰满、鲜映性好、雾影性好、保光性好、防腐性好。表9-10给出了轿车车身典型涂装工艺。
表9-10 轿车车身典型涂装工艺
工序名称及说明
处理(操作)方式
温度（℃）
手工预擦洗
手工擦洗或高压水冲洗
(1-2)个工位
如果车身表面较清洁可不设本工序
进入预处理设备,去油,磷化
2.4水洗(浸入即出)
2.5表调(浸入即出)
2.6磷化处理(中温或低温)
2.8水洗(浸入即出)
2.10循环去离子水洗
2.11新鲜去离子水洗
2.12烘干、热风吹干、冷却
1)各工序的工艺参数与所选用的表面处理材料的品种类型有关
2)如果车身表面较干净,在产量小的场合,2.1工序可省去
3)如果2.2工序采用具有表调功能脱脂剂,则2.5工序可省略
4)低温磷化处理为(40-45) ℃,中温为55 ℃左右,选用时应注意磷化膜与电泳底漆的配套性
5)2.9工序在欧美汽车厂仍采用
6)2.12烘干仅在需储存或涂溶剂型底漆场合采用,在电泳底漆前为节能在新设计的涂装线已淘汰
进入电泳涂装设备泳涂底漆
3.1采用电泳涂装法涂阴极电泳底漆
3.2电泳后清洗
3.20在槽上用UF液或去离子水洗
3.2.1用循环UF液冲洗
3.2.2用循环UF液浸洗
3.2.3用新鲜去离子水淋洗
3.2.4用循环去离子浸洗
3.2.5用新鲜去离子冲洗
3.3晾干或吹干漆面的水滴
阴极电泳有薄膜和厚膜两种,一次泳涂干膜厚度为(20±2)μm称为薄膜,一次泳涂膜厚为(30-35) μm称为厚膜,与所选用的阴极电泳涂料有关
在175-180℃下烘干20min,强制冷却
20min为车身保温时间
技术检查,表面质量,干燥程度,膜厚
干燥程度用溶剂擦拭法,膜厚用测厚仪
所有缝隙处涂密度封胶
压涂或喷涂
车身内腔涂胶称粗密封,车身外表焊涂胶称为细密封
车身底板下表面喷涂PVC车底涂料
高压无空气喷涂
1)喷涂前遮蔽保护不需喷涂部分
2)车底涂料具有防振绝热耐磨作用
去遮蔽,车身内帖或铺防振垫片,擦净车身外表面
擦净飞溅的PVC涂料可用乙二醇丁醚
在(120-140) ℃下烘干(10-15)min
(10-15)min
属不完全烘干,可与中涂、面漆一道烘干,不设本工序
中途前准备,按需进行打磨电泳底漆层,擦净表面
采用“湿碰湿”或一次喷涂干膜厚度(35-40)μm的中途层,晾干(5-10)min
手工或自动静电涂装
在140℃下烘干20min,强制冷却
个别公司烘温提高到165℃
技术检查:表面质量,膜厚,干燥程度
涂面漆前的表面准备,按需进行湿打磨
手工锤平修正车身表面的不平整缺陷
擦净被涂表面
手工或自动
手工粘性擦布或自动鸵鸟毛擦净机
采用“湿碰湿”工艺喷涂面漆
16.1手工喷涂车身内表面和自动涂装难涂到的表面
16.2手工或自动静电喷涂第一道面漆或底色漆
16.3手工或自动空气喷涂第二道面漆或底色漆
16.4晾干或热风吹干
16.5手工喷涂在车身内表面罩光清漆
16.6车身外表面手工或自动静电喷涂罩光清漆
手工或自动静电喷涂
本喷涂面漆工艺适用于金属闪光和珠光色面漆;喷涂需罩光的本色面漆场合,仅按工序16.1-16.3执行就可,一次喷涂干面漆涂膜厚度达(40±5) μm
在135-140℃下烘干20min,强制冷却
20min为车身保温时间
最终检查,100%检查涂层的外观质量、膜厚、干燥程度
18.1合格品抛光修饰后合格品发往总装
18.2不合格品送往返修或小修补漆
涂层的外观质量包括:光泽、桔皮、鲜映性及存在的外观缺陷
空腔注蜡:涂装合格的车身在送往总装内饰前,为提高内腔的耐蚀性需进行注或灌蜡处理
9-6-2家用电器涂装
家用电器如冰箱洗衣机、空调等，涂装特点是：工件涂装面积大；要求外观美观、色彩协调；经受湿度、温度、阳光等；腐蚀环境，防护能力要求高；经济成本合理。
表9-12 家用电器典型涂装工艺
工序名称及说明
检查白件，有无锈蚀物、厚污物等，应预擦洗、打磨干净
2.9脱离子水洗
锌系磷化一般膜重2-4g/m2
烘干工件水份
粉末涂装漆膜厚度50-90μm
热风循环或远红外幅射
9-7& 涂膜质量评价
&&& 涂膜性能检测是涂料检测中最重要的部分。涂膜的检测结果基本反映了产品的质量水平和它的功能水平。涂膜性能检测的内容主要包括4个方面：①基本物理性能的检测，其中有表观及光学性质、机械性能和应用性能（如重涂性、打磨性等）；②耐物理变化性能的检测。如对光、热、声、电等的抵抗能力的检测；③耐化学性能的检测，主要是检查涂膜对各种化学品的抵抗性能和防腐蚀（锈蚀）性能；④耐久性能的检测。这些检测项目主要是对涂在底材上的涂膜进行的。涂膜检测，通常是在标准状态下进行的，虽然尽力模仿施工时的条件，结果还是有差异的，可能涂膜性能检测结果很好，而在实际施工时反而不好，这就要深入研究找出原因，采用更为准确或更接近实际条件的检测方法。
表9-13& 涂膜性能一般检测标准和和评定标准
试验方法标准
评定方法标准
GB/T 9754《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜20°、60°和85°镜面光泽的测定》
GB/T 9754《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜20°、60°和85°镜面光泽的测定》
20°法适用高光泽
85°法适用低光泽
GB/T 1730 《漆膜硬度测定法 摆杆阻力试验》
GB/T 6739 《涂膜硬度铅笔测定法》
GB/T 1730 《漆膜硬度测定法 摆杆阻力试验》
GB/T 6739 《涂膜硬度铅笔测定法》
漆膜与玻璃硬度的相对值
可现场手工测试，与铅笔硬度相对应
GB/T 1732 《漆膜耐冲击测定法》
GB/T 1732 《漆膜耐冲击测定法》
一般要求底材厚度≤0.5mm
GB/T 1731 《漆膜柔韧性测定法》
GB/T 1748《腻子膜柔韧性测定法》
GB/T 11185 《膜膜弯曲试验(锥形轴)》
GB/T 9753 《色漆和清漆 杯突试验》
GB/T 1731 《漆膜柔韧性测定法》
GB/T 1748《腻子膜柔韧性测定法》
GB/T 11185 《膜膜弯曲试验(锥形轴)》
GB/T 9753 《色漆和清漆 杯突试验》
获得值不连续
只能用于腻子膜测定
主要针对有后成型的涂膜
GB/T 1720 《漆膜附着力测定法》
GB/T 9286 《色漆和清漆 漆膜的划格试验》
GB/T 5210 《涂层附着力的测定法 拉开法》
GB/T 1720 《漆膜附着力测定法》
GB/T 9286 《色漆和清漆 漆膜的划格试验》
GB/T 5210 《涂层附着力的测定法 拉开法》
一般适合于≤25μm漆膜
能测厚膜，也可现场测试
直观得出每单位面积的结合力
GB/T 5209 《色漆和清漆耐水性的测定 浸水法》
GB/T 1733 《漆膜耐水性测定法》
GB/T 5209 《色漆和清漆耐水性的测定 浸水法》
GB/T 1733 《漆膜耐水性测定法》
40℃流动水，加速性强
23℃，沸水法，静态浸泡
GB/T 1263 《漆膜耐化学试剂性测定》
GB/T 1263 《漆膜耐化学试剂性测定》
有25℃法和40℃法
GB/T 1740 《漆膜耐湿热测定法》
GB/T 1740 《漆膜耐湿热测定法》
47℃，湿度96%下试验
GB/T 1771 《色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定》
GB/T 1771 《色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定》
NaCl:50g/l,35℃下的中性盐雾
人工加速老化试验
GB/T 11190 《色漆、清漆、喷漆及有关产品的光-水曝露设备（碳弧型）及实施方法》
GB/T 1766& 色漆和清漆 涂层老化的评级方法
GB/T 9277 色漆涂层老化的评价
碳弧灯作为模拟光源，并有喷水，模拟性与加速性均较好
大气爆晒试验
GB/T 9276 《涂层自然气候曝露试验方法》
GB/T 1766 色漆和清漆 涂层老化的评级方法
GB/T 9277& 色漆涂层老化的评价
与实际使用情况基本相同
9-8涂装技术的发展趋势
&&& 涂装技术的发展主要是围绕提高质量、降低成本、环境保护三个方面。
&&& 目前，涂装技术研究的前沿领域是在不影响质量前提下尽可能降低有机挥发物的排放量（VOC），减少对环境的影响。最具吸引力的是水性涂料，其VOC要比溶剂涂料低几倍甚至几十倍。目前水性底漆问题基本解决，电泳底漆已大规模应用，水性中涂和水性面漆应用较少，特别是水性面漆还有很多技术关键急待解决，一旦突破，其应用将非常广泛。粉末涂料是一种高固体份涂料，其VOC也很低，同样是研究发展的方向。目前粉末涂料主要是用在室内件及装饰性要求不是很高的工件，高装饰性、高耐候性的粉末涂料应用前景十分广泛。
&&& 自动机器人静电喷涂技术提高喷涂质量并大幅度节省用料，是降低成本和提高喷涂质量的最有效方法之一。
&&& 低温固化技术，涂料固化温度每降低10℃，可节省能源20-30%，因此低温固化技术研究也是十分看好的方向。
&&& 总之，涂装技术的发展将依托高新技术，不断提高质量、减少成本，朝绿色环保方向发展。
1.&& 什么叫涂装？
2.&& 涂装的主要功能。
3.&& 简述涂膜对金属的防护原理。
4.&& 简述涂料的主要组成。
5.&& 什么是自干涂料？例举几种典型自干涂料。
6.&& 什么是烘烤型涂料？例举几种典型烘烤型涂料。
7.&& 什么是水性涂料？例举几种典型水性涂料。
8.&& 简述静电喷涂原理。
9.&& 涂膜的人工加热干燥主要有几种型式？简述其特点。
主要参考文献
[1]& 李国英，表面工程手册，北京：机械工业出版社，1998
[2]& 王钧春、姜英涛等，涂装技术，北京：化学工业出版社，1986
[3]& 涂料工艺编委会，涂料工艺，北京：化学工业出版社，1997
[4]& 叶杨祥、潘肇基，涂装技术实用手册，北京：机械工业出版社，1998
[5]& 李新立、李安忠、刘纪运，磷化，材料保护，，6，8，10，12）
[6]& 王锡春、杨必暖、林鸣玉，最新汽车涂装技术，北京：机械工业出版社，1997
[7]&&全国金属与非金属标准化技术委员会，覆盖层标准应用手册，北京，中国标准出版社，1999
[8]&&中国标准出版社第二编辑室，涂料与颜料标准汇编，北京，中国标准出版社，1998