涂装工艺学(一)ppt课件

涂装工艺学,张学敏编著,1,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、基本名称代号及产品序号组成。例：C042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2.12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（FEP）、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，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、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CoCl22C6H12N410H2O(粉红)CoCl22C6H12N4(天蓝)+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）+2O2CdSO4（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,eS0,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