第十七章其他材料成形

1、LOGO第五篇第五篇 其他材料成形其他材料成形2第十七章第十七章 其他材料成形简介其他材料成形简介|17.1 高分子复合材料成形高分子复合材料成形|17.2 高分子胶黏剂粘接高分子胶黏剂粘接|17.3 高分子涂料涂装高分子涂料涂装317.1 高分子复合材料成形高分子复合材料成形|17.1.1 高分子复合材料高分子复合材料|17.1.2 高分子复合材料成形工艺高分子复合材料成形工艺Company Logo4u复合材料复合材料：包含基体相（基质相或连续相）和增强相（分散相）两个基本组成的多相复合体u基体相聚合物基体相聚合物：橡胶、热塑性树脂或热固性树脂u增强相增强相：颗粒状（或弥散性）填料，增强纤

2、维应用最普遍Company Logo517.1.1 高分子复合材料高分子复合材料u助剂助剂：偶联剂、润滑剂、颜料、抗静电剂、增塑剂等一、基体树脂一、基体树脂u热固性树脂热固性树脂：不饱和聚酯树脂约占80%，其次是环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂和乙烯基酯树脂等u热塑性树脂热塑性树脂：聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚和聚芳醚酮等Company Logo61不饱和聚酯树脂（略）不饱和聚酯树脂（略）u不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂：采用引发剂引发交联单体进而引起分子结构中含有不饱和双键的聚酯预聚物所交联而成的热固性树脂聚酯预聚物聚酯预聚物：合成所采用的多元酸可以全部是不饱和多元酸（一般为二元酸），也可以采用

3、部分饱和二元酸Company Logo7交联剂交联剂：苯乙烯应用最广泛，其次是甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、甲基苯乙烯、三聚氰酸三丙烯酯等其他其他：引发剂和促进剂，常用引发剂是有机过氧化物，促进剂（用量一般树脂质量1%4%）有金属皂和叔胺类化合物两大类固化固化：室温固化（2050）、中温固化（50100）和高温固化（100160）Company Logo82环氧树脂环氧树脂u环氧预聚物环氧预聚物：缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线形脂肪族类和酯环族类五类u固化剂固化剂（按化学结构）：有机胺类、有机酸酐类和有机聚合物型等有机胺类固化剂有脂肪族、芳香族和改性胺三类，有机酸酐类固化剂

4、常用的有顺丁烯酸酐、邻苯二甲酸酐等，有机聚合物型固化剂有低分子量聚酰胺等u固化剂固化剂（按固化物温度）：室温固化剂、中温固化剂和高温固化剂u促进剂促进剂：常用苯酚、DMP-30、双酚A、吡啶、三乙胺等u增韧剂增韧剂：非活性增韧剂和活性增韧剂两类Company Logo9二、增强体二、增强体u最普遍增强体是增强纤维最普遍增强体是增强纤维：有机增强纤维和无机增强纤维两大类u有机增强纤维有机增强纤维：芳纶纤维、尼龙纤维、UHMWPE纤维、聚酯纤维、棉、麻、纸等u无机增强纤维无机增强纤维：玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、硼纤维、碳化硅纤维、晶须、石棉纤维和金属纤维等，玻璃纤维用得最多Company Log

5、o101玻璃纤维玻璃纤维u玻璃钢玻璃钢：采用玻璃纤维增强的高分子复合材料（比强度超过型钢）可以以纤维形式复合，也可以以玻璃纤维制品形式复合Company Logo11u（按性能）玻璃纤维玻璃纤维：高强玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、耐高温玻璃纤维和普通玻璃纤维u（按化学成分）玻璃纤维玻璃纤维：无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维Company Logo12u玻璃纤维及其制品玻璃纤维及其制品：无捻粗纱、无捻粗纱织物、玻璃纤维毡片、短切原丝、玻璃纤维布、玻璃带、单向织物、三向织物以及组合体等u应用应用：电绝缘层压板、印刷线路板、车辆车体、贮罐、高压容器、轴承、耐烧蚀件、船

6、艇及玻璃钢模具等u2部分其他纤维（略）Company Logo1317.1.2 高分子复合材料成形工艺高分子复合材料成形工艺u高分子复合材料成形高分子复合材料成形：手糊成形、缠绕成形、拉挤成形、喷射成形、热压罐成形、袋压成形、离心成形、压制成形、注射成形、树脂传递模塑成形、拉拔成形和软模成形等Company Logo14一、手糊成形一、手糊成形Company Logo151原材料原材料u树脂胶液树脂胶液：黏度要低，能室温或较低温度下固化，无低分子物产生，要有空气干燥性，固化收缩要小，价格便宜，无毒或低毒u常用热固性树脂常用热固性树脂：不饱和聚酯、环氧树脂和酚醛树脂u增强体增强体：主要是玻璃纤维

7、（也有碳纤维），常使用的玻璃纤维增强体有无捻粗纱、无捻粗纱布、加捻布、短切玻璃纤维毡和玻璃纤维织物等几种u辅助材料辅助材料：固化剂、交联剂、稀释剂、促进剂、填料、触变剂和脱模剂等Company Logo162工艺流程工艺流程u手糊成形工艺流程手糊成形工艺流程：依次包括原材料准备、手糊成形、固化、脱模和修整等工序增强纤维表面处理裁剪模具清理涂脱模剂干燥树脂胶液配置图17.2 手糊成形工艺流程图手糊成型固化脱模 修整成品Company Logo17（1）原材料准备）原材料准备u原材料准备原材料准备：包括玻璃纤维准备、树脂胶液配制和模具准备（2）手糊成形）手糊成形u手糊成形工序手糊成形工序：包含胶衣

8、层制备和糊制两个操作u胶衣层制备胶衣层制备：制品表面往往做一层树脂含量较高、性能较好的面层，可以是纯树脂层，也可用表面毡增强，可采用喷涂和涂刷两种方法施工Company Logo18胶衣层作用是改善复合材料制品的表面质量，对制品起保护作用和延长使用寿命，厚度一般0.250.5 mmu糊制糊制：待胶衣层凝胶后（发软而不黏手）即可糊制，先在模具上刷一层树脂然后铺一层玻璃布，涂刷把气泡赶净，如此重复直至达到设计厚度，每次糊制厚度不应超过7 mmCompany Logo19（3）固化）固化u手糊制品一般采用常温固化，制品凝胶后再固化到一定程度可脱模，脱模后可以加热处理或者继续在大于15的室温条件下固化

9、不饱和聚酯复合材料制品在树脂凝胶前不宜加热处理，否则会引起交联剂挥发损失Company Logo203特点及应用特点及应用u优点优点：操作简便，设备投资少，生产费用低，能生产大型和复杂结构的制品，制品可设计性强，模具制作相对简单等u缺点缺点：生产效率低，劳动强度大，生产周期长，产品质量不够稳定，生产环境气味大和粉尘多u应用应用：玻璃钢制品最常用简单的方法，可生产波形瓦、浴缸、汽车壳体、飞机机翼、化工容器等Company Logo21二、二、缠绕成形缠绕成形图17.3 缠绕成形示意图1连续纤维 2树脂槽 3纤维输送管4输送架驱动器 5芯模驱动器 6芯模Company Logo221缠绕形式及规律

10、缠绕形式及规律u（按缠绕时树脂物态）缠绕形式缠绕形式：干法、湿法和半干法干法干法：缠绕前预先将玻璃纤维制成预浸渍（纱）带并卷在卷盘上待用，使用时使浸渍带加热软化后绕制在芯模上湿法湿法：玻璃纤维经集束后进入树脂胶槽浸胶，在张力控制下直接缠绕在芯模上半干法半干法：在浸胶与缠绕之间增加烘干设备，将纱（带）胶液中的溶剂基本挥发掉，然后缠绕在芯模上Company Logo23u缠绕规律缠绕规律：环向缠绕、纵向缠绕和螺旋缠绕图17.4 缠绕规律示意图（a）环向缠绕（b）纵向缠绕（c）螺旋缠绕Company Logo242原料和设备原料和设备u主要原料主要原料：树脂体和增强体树脂体形态树脂体形态：液态树脂体

11、、溶液树脂体、热塑性树脂粉末常用增强体常用增强体：玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和UHMWPE纤维，形式包括无捻粗纱、表面毡、针织毡、方格布带、高强纤维纱。u缠绕缠绕设备设备：主要设备是缠绕机，辅助设备有浸胶装置、张力装置、加热固化装置和纱架装置等u缠绕机缠绕机（按结构布局）：卧式、立式和倾斜式三种形式Company Logo253特点及应用特点及应用u优点优点：生产效率较高，制品中纤维含量高（最高达80%）以至制品强度高u缺点缺点：制品强度方向性比较明显，仅适用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体制品，对加工设备性能要求较高u应用应用：航空航天发电机机匣、火箭前锥体、飞机副油箱、高压输油管、石油

12、贮罐、压缩气体贮罐等Company Logo26三、拉挤成形三、拉挤成形图17.5 拉挤成形示意图1纤维粗纱2树脂浸渍槽3预成形模4固化模5拉拔牵引Company Logo27u拉挤成形拉挤成形：将浸渍过树脂胶液的连续纤维束或带状织物在牵引装置作用下通过成形模具定形、胶凝、出模后加热固化而制成复合材料型材1原料原料u基体树脂基体树脂：热塑性树脂和热固性树脂两大类，不饱和聚酯树脂占拉挤树脂总量的90%左右u增强体增强体：绝大部分是玻璃纤维，无捻粗纱应用最多，其次是连续玻璃纤维毡Company Logo282工艺流程工艺流程u典型拉挤工艺典型拉挤工艺：依次排纱、浸胶、预成形、固化成形、牵引和切割工

13、序3特点及应用特点及应用u优点优点：设备造价低，生产效率高，易实现自动化，可连续生产任意长的型材制品，纵向强度大，纵横向强度可任意调整，原材料利用率高，基本无边角废料u缺点缺点：只能加工不含凹凸结构的长条状制品和板状制品，制品性能具有方向性，剪切强度较低u应用应用：管材、板材、棒材、槽型材、工字型材等Company Logo29四、其他成形四、其他成形1喷射成形喷射成形u喷射成形喷射成形：通过喷枪将短切纤维和雾化树脂同时喷射到开模表面，经辊压、固化制取复合材料制品的方法，属半机械化操作，国外发展方向是代替手糊成形30图17.6 喷射工艺示意图1无捻粗纱2玻璃纤维切断器3甲组分树脂储罐 4乙组分

14、树脂储罐5喷枪 6喷射的产品 7回转模台 8隔离室 9抽风罩 10压缩空气Company Logo312热压罐成形热压罐成形图17.7 热压罐系统示意图1压缩气体2零件3真空袋4热压罐5模板6抽真空Company Logo323袋压成形袋压成形u袋压成形袋压成形：加压袋法和真空（减压）袋法两种方法加压袋法加压袋法：用充气压力2.941034.9104Pa的橡胶袋对手糊法成形制件毛坯加压固化的方法真空袋法真空袋法：将手糊法成形制件毛坯用玻璃纸或聚酯薄膜覆盖，将覆盖制件毛坯放在带模套的气球布或橡胶制袋中，接缝处用塑料（树脂）密封，抽真空至8.0104Pa靠大气压力加压固化33图17.8 加压法成形

15、示意图1压盖2橡胶袋3膜4模具5玻璃布与树脂的敷层 6夹具7空气8充气袋9模塑件(a)敷层时(b)固化时Company Logo344压制成形压制成形u压制成形压制成形：层压成形和模压成形两类u模压成形主要方法模压成形主要方法：预混料模压法（BMC成形）和预成形模压法（SMC成形）u预混料模压法预混料模压法：把团状模塑料加入金属模内或传递模腔内经加压、加热、固化成形后得到制品的方法团状模塑料团状模塑料（BMC）：以树脂为基体，加低收缩剂、短切纤维、填料、固化剂、脱模剂、着色剂、化学增稠剂等多种组分经搅拌捏合而成预混料Company Logo35u预成形模压法预成形模压法：采用片状模塑料裁剪成所

16、需形状和尺寸（尺寸为制品投影50%80%），以确定的层数和叠合形式放入模具内加热加压成形的方法图17.9 片状模塑料制作示意图1粗纱2、5树脂混合物3、6聚乙烯薄膜4短切纤维7压辊8卷装成品Company Logo365树脂传递模塑成形树脂传递模塑成形u树脂传递模塑成形树脂传递模塑成形（RTM）：将增强体预先铺设在对模模腔内，然后压实锁紧模具，随后将树脂胶液压力注入模腔浸透到增强体空隙后固化脱模得到制品 图17.10 RTM成形原理示意图Company Logo376板材连续成形板材连续成形图17.11 板材连续成形工艺示意图1驻璃布2玻璃毡3漫槽4-挤液辊5滑槽6玻璃纸7烘房8导向辊9卷取辊

17、(或切割机)Company Logo387软模成形软模成形图17.12 用软模成形翼面1坏料24个橡胶芯模3钢模3917.2 高分子胶黏剂粘接高分子胶黏剂粘接|17.2.1 高分子胶黏剂高分子胶黏剂|17.2.2 粘接原理粘接原理|17.2.3 粘接工艺粘接工艺Company Logo40u粘接优点粘接优点：操作简单、效率高、工艺灵活、简易实用、成本低、变形小等u缺点缺点：黏结强度不太高，接头长期工作温度一般150，少数可200300范围内使用，易受光、热、氧等作用而老化，使用寿命不很长Company Logo4117.2.1 高分子胶黏剂高分子胶黏剂一、胶黏剂的组成一、胶黏剂的组成u高分子胶

18、黏剂高分子胶黏剂：具有胶结作用的黏料以及固化剂、促进剂、增塑剂、增韧剂、稀释剂、填料等常见助剂和阻燃剂、发泡剂、消泡剂、着色剂和防腐剂等特殊助剂Company Logo42二、胶黏剂的分类二、胶黏剂的分类u（按化学成分）胶黏剂胶黏剂：天然产物类和合成产物类两大类，天然产物类包括葡萄糖衍生物、氨基酸衍生物、天然树脂和沥青四类，合成产物类包括树脂型、橡胶型和混合型三类Company Logo43u（按粘接功能）胶黏剂胶黏剂：结构型、非结构型和特种型三类u（按固化方式）胶黏剂胶黏剂：传质型、反应型和热熔型三大类u（按用途）胶黏剂胶黏剂：汽车用、车辆用、电气用、土木建筑用、木工用等44树脂型热固性：酚

19、醛树脂、间苯二酚甲醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、聚异氰酸酯、聚丙烯酸双酯、有机硅、聚酰亚胺、聚苯并咪唑。热塑性：聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、醇酸树脂、纤维素、聚氰基丙烯酸酯、饱和聚酯、聚氨酯。葡萄糖衍生物：淀粉、可溶淀粉、糊精、阿拉伯树胶、海藻酸钠氨基酸衍生物：植物蛋白、酪蛋白、血蛋白、骨胶、鱼胶天然树脂：木质素、单宁、松香、虫胶、生漆沥青：沥青树脂、沥青质天然产物类合成产物类有机胶黏剂图17.13 胶黏剂按化学成分分类橡胶型：再生橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、氰基橡胶、 聚 硫橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶。混合型：酚醛聚乙烯醇缩醛、酚醛氯丁橡胶

20、、酚醛氰基橡胶、 环氧酚醛、环氧聚酰胺、环氧聚硫橡胶、环氧氰基橡胶、环氧尼龙胶等。45分类胶黏剂品种传质型热固性树脂：酚醛、脲醛、环氧、聚异氰酸酯热塑性树脂：聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、醇酸树脂、纤维素、饱和聚酯橡 胶：再生橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氰基橡胶反应型热固性树脂：酚醛、脲醛、环氧、不饱和聚酯、聚异氰酸酯、聚丙烯酸双酯、有机硅、聚酰亚胺、聚苯并咪唑热塑性树脂：聚氰基丙烯酸酯、聚氨酯橡 胶：聚硫橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶混 合 型：环氧酚醛、环氧聚酰胺、环氧聚硫橡胶、尼龙环氧热熔型热塑性树脂：聚乙酸乙烯、醇酸树脂、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、纤维素橡 胶：丁基橡胶天

21、 然 物：松香、虫胶、牛皮胶其 它：石蜡、微晶石蜡、聚乙烯、苯并吡喃茚树脂、萜烯树脂、聚丙烯表17.1 胶黏剂按固化方式分类Company Logo4617.2.2 粘接原理粘接原理一、粘接的形成过程一、粘接的形成过程u粘接的形成过程粘接的形成过程：一般包括胶黏剂分子润湿被粘物基体表面、向被粘物内部的扩散与渗透、胶黏剂与基体形成物理化学作用等过程1润湿润湿u粘接首先必须润湿基材表面，表面张力小的液体一般能很好地润湿表面张力大的固体表面Company Logo472扩散与渗透扩散与渗透u胶黏剂的扩散和渗透是形成粘接力的基础，扩散和渗透越强，粘接力越强3粘接力的形成粘接力的形成u粘接力粘接力：化学

22、键力、分子间力、机械结合力、界面静电力等表现形式，实际的粘接力往往是多种力的综合效果Company Logo48（1）化学键力）化学键力u化学键化学键：包括离子键、金属键和共价键，键能高，作用力距离短，结合力强（2）分子间力）分子间力u分子间力分子间力：包括范德华力和氢键力范德华力对于所有粘接都存在，但结合力弱；氢键键能较范德华力强，但小于化学键力u（3）机械结合力）机械结合力u粘接多孔材料、布、织物及纸等时，机械结合力很重要Company Logo49（4）界面静电力）界面静电力u具有电子供给体和电子接受体性质的两种物质接触会产生静电引力（5）分子扩散形成的结合力）分子扩散形成的结合力u主要

23、存在于聚合物之间的粘接，粘接剂分子链本身或其链段通过热运动引起相互扩散形成一过渡层，中间界面逐渐消失，固化后达到牢固的结合Company Logo50二、粘接强度的影响因素二、粘接强度的影响因素u影响因素影响因素：包括胶黏剂种类、被粘物表面性质和粘接工艺等u胶黏剂种类因素胶黏剂种类因素：包括胶黏剂极性、分子结构、分子参数、是否交联和结晶等极性胶黏剂极性基团之间的相互作用可大大提高黏结强度，目前极性胶黏剂已成为主流Company Logo51u被粘物表面性质被粘物表面性质：包括被粘接物的表面清洁度、表面粗糙度、表面形态和弱界面层等u粘接工艺粘接工艺：包括涂胶方法、涂胶过程、固化条件、胶层厚度等，

24、厚度多以0.080.15mm为宜Company Logo52三、粘接理论三、粘接理论u粘接理论粘接理论：机械互锁理论、扩散理论、吸附理论、静电理论、化学键理论、配位键理论、弱边界层理论、酸碱理论和压敏理论等，但没有可能解释所有粘接现象的普适理论u机械互锁理论机械互锁理论（或称抛锚理论）：胶黏剂深入被粘物凹凸不平的多孔表面内固化产生锚合、钩合、楔合等作用u扩散理论扩散理论（或称分子渗透理论）：胶黏剂大分子链段通过热运动引起相互扩散，大分子缠结交织，固化后则粘接在一起Company Logo53u吸附理论吸附理论（或称热力学理论）：当胶黏剂分子和被粘接分子之间接近小于510-10m距离，两者分子间

25、产生范德华力和氢键u静电理论静电理论（或叫双电层理论）：在胶黏剂与被粘物接触的界面上形成双电层，由静电相互吸引而产生粘接u压敏理论压敏理论：黏贴时施以足够压力令液态的胶流动从而与被黏表面紧密接触以实现良好粘接Company Logo54四、粘接接头破坏类型四、粘接接头破坏类型图17.14粘接接头的破坏类型(a)被粘物破坏(b)胶层破坏(c)界面破坏(d)混合破坏Company Logo55u（按破坏发生的部位）破坏类型破坏类型：大致有被粘物破坏、胶层破坏、界面破坏和混合破坏四种胶层破坏和被粘物破坏均为内聚破坏粘接前被黏件表面处理不当时容易出现界面破坏，粘接接头必须避免出现界面破坏混合破坏是指胶

26、层破坏和界面破坏兼而有之的破坏类型，实际粘接件发生的破坏多是以内聚破坏为主的混合破坏Company Logo5617.2.3 粘接工艺粘接工艺u粘接工艺粘接工艺：包括胶黏剂选择、粘接前表面处理、接头设计、胶黏剂准备与配制、涂胶、晾置、叠合、清理、固化、检查和修整等基本工序一、胶黏剂选择一、胶黏剂选择u1明确粘接目的；2清楚被粘物的特性u3考虑胶黏剂对被粘物的湿润性；4考虑使用的环境条件因素u5考虑工艺实施可能性和安全性；6考虑经济性Company Logo57二、粘接前表面处理二、粘接前表面处理u表面处理目的表面处理目的：主要是除去妨碍粘接的污垢及疏松质层、提高表面能、增加表面积污垢可分为无机

27、污垢和有机污垢两大类，金属的腐蚀产物（如铁锈、氧化皮）、焊渣、型砂、碱斑、灰尘和水垢等属于无机污垢，被涂物表面存在的各种油污为有机污垢u表面处理工艺表面处理工艺：通常有表面清洗、机械处理、化学处理和偶联剂处理等Company Logo58u表面清洗表面清洗：作用主要是除去油污和灰尘等，可采用汽油、有机溶剂和碱处理等清洗方法u机械处理机械处理：洁净表面并形成粗糙度，常用方法有刮削、车削、刨削或用喷砂、砂布、砂轮打磨以及钢丝刷、粗锉打等Company Logo59u化学处理化学处理：往往采用化学处理以改善粘接性能和提高粘接强度，金属表面的氧化物通常采用盐酸、硫酸等溶解处理，非极性聚合物如PE、PT

28、FE等难黏非极性低能表面材料可采用铬酸溶液、萘钠四氢呋喃溶液等处理u偶联剂处理偶联剂处理：采用钛酸酯、铝酸酯、有机硅等偶联剂处理被粘物u对于聚合物被粘物表面还可采用放电处理和火焰处理等形成氧化的极性表面Company Logo60三、粘接接头设计三、粘接接头设计1粘接接头的受力形式粘接接头的受力形式（a）压缩 （b）拉伸 （c）剪切 （d）剥离 （f）劈离图17.15 粘接接头受力形式Company Logo61u实际接头受力简化形式实际接头受力简化形式：压缩、拉伸、剪切、剥离和劈离五种u特征特征：粘接接头抵抗压缩力的能力最强，抵抗拉伸力和剪切力的能力很强，剥离力不分布在整个胶面上以至抵抗剥离

29、力的能力较低，劈离力应力集中比较严重以至抵抗劈离力的能力很低Company Logo622接头设计的基本原则接头设计的基本原则u尽可能使粘接接头胶层受压缩、拉伸和剪切作用，而设法避免使胶层受到剥离和劈离作用u对于胶层无法避免剥离和劈离作用的，应采用恰当的措施降低胶层受到的剥离和劈离作用，尽可能使粘接接头的面积增大以提高接头承受能力u可考虑采用胶焊、胶铆、胶螺栓等复合连接的接头形式u粘接接头设计时应便于粘接操作63图17.16 粘接接头形式Company Logo64四、胶黏剂准备与配制四、胶黏剂准备与配制u单组分胶黏剂一般可以直接使用，使用之前有时需搅拌混合均匀u多组分胶黏剂必须在使用前按规定

30、的比例调配混合均匀，应当随用随配Company Logo65五、涂胶五、涂胶u胶接接头的表面经处理后应立即涂胶，有时要涂上底胶来保护清洗过的表面u涂胶前不需胶接的零件或表面应盖以油纸、聚酰胺箔或涂上隔离剂（如石蜡等）Company Logo661涂胶方式涂胶方式u涂胶方式涂胶方式：刷涂、滚涂、刮涂、浸涂、喷涂、辊涂、注胶、漏胶、分开涂胶和热熔涂胶等，前三种为手工操作，后七种可以采用机械操作（1）刷涂u刷涂刷涂：采用毛刷或排笔把胶液涂到粘接面上以实现涂胶的方法Company Logo67（2）滚涂u滚涂滚涂：采用滚筒在宽阔平坦物件表面滚动以实现涂胶的方法（3）刮涂u刮涂刮涂：用刮板将黏度大的胶黏

31、剂或糊状胶涂于胶接面的涂胶方式图17.17滚筒形状Company Logo68（4）浸涂u浸涂浸涂：将被胶接部位浸入胶液之中以挂上胶液的方法，常用有手工法、回转浸涂法、离心浸涂法、真空浸涂法、传动浸涂法等（5）喷涂u喷涂喷涂：采用喷枪将胶液全部雾化形成液滴喷射到胶接表面上以实现涂胶的方法喷涂方法主要分空气喷涂、高压无气喷涂和静电喷涂三种Company Logo69（6）辊涂u辊涂辊涂：利用部分浸入胶槽的带胶辊将胶液传递给与其接触的印胶辊上，被粘物从印胶辊和压力辊之间通过以连续地涂上胶液图17.18 辊涂法示意图1储槽及浸胶辊2转换辊3涂胶辊 4压力辊 5刮胶刀6未涂胶基材 7已涂胶基材Comp

32、any Logo70（7）注胶u注胶注胶：将胶黏剂装入专门容器内用手工、机械、气动等压力注入接缝外围处以实现涂胶的方法（8）漏胶u漏胶漏胶：指胶液由贮器小嘴均匀连续漏入胶接面上以实现涂胶的方法Company Logo71（9）分开涂胶u分开涂胶分开涂胶：将双组分反应型胶黏剂的两个组分分别涂于两个被粘物表面上，然后将二者叠合在一起形成粘接的涂胶方法（10）热熔涂胶u热熔涂胶热熔涂胶：将胶棒放入专门的热熔涂胶枪，通电加热熔化后流到被黏表面上以实现涂胶的方法Company Logo722涂覆要求涂覆要求u涂胶均匀一致且避免空气混入，无漏涂、不缺胶、无气泡、不堆积，胶层厚度适当u一般胶层越薄，缺陷少、

33、变形小、收缩小和内应力小，则粘接强度越高，在保证不缺胶前提下胶层应尽量薄，一般0.080.15mm为宜 u对于溶液型和乳液型胶黏剂以及带孔性的胶接物，须涂覆23遍，每道不宜过分干燥u对于不含介质（溶剂或分散介质）的热固性胶黏剂，涂覆后要立即黏合，避免长时间放置吸收空气中的水分或导致固化剂挥发损失等Company Logo73六、叠合六、叠合u叠合叠合：将涂胶后或经过适当晾置的被黏表面合拢在一起的操作过程u对于无介质（溶剂或分散介质）的液体胶黏剂，叠合后最好错动几次以排除空气u对于溶液型和乳液型胶黏剂，叠合时一定要看准时机，过早过晚都不好u叠合后适当按压、锤压或辊压以赶空气，密实胶层Compan

34、y Logo74七、清理和防黏连七、清理和防黏连u粘接操作中难免会在非粘接表面弄上胶液，应当在胶液固化之前清理干净，常用脱脂棉或纱布蘸溶剂擦除余胶u黏连是指部件之间出现不希望有的粘接现象，对于可能产生黏连的部位可涂覆防黏剂（脱模剂）以防黏连，常用的防黏剂有油脂、硅油、石蜡等Company Logo75八、固化八、固化（1） 固化压力固化压力u加压作用加压作用：利于胶黏剂对被粘物基材表面的充分润湿、排除胶层内的空气与溶剂及低分子物、控制胶层厚度、防止因收缩引起的被粘物基体之间的接触不良、提高胶黏剂的流动等u加压方法加压方法：重物加压、杠杆加压、铆钉加压、夹子加压、密封袋加压、弹簧加压、压机加压、

35、锤压、辊压、热压罐加压和大气加压（抽真空）等76图17.19 常用加压方法(a)杠杆加压 (b)弓形夹加压 (c)铆钉加压 (d)密封袋加压法Company Logo77（2）固化温度和时间）固化温度和时间u固化固化：室温固化、中温固化和高温固化三类u固化温度与固化时间相辅相成，固化温度高则固化时间可短u固化加热方式固化加热方式：电热箱、感应加热、辐射（红外或远红外线）加热、高频加热和超声波加热等Company Logo78九、检查和修整九、检查和修整u对于固化后的粘接件应进行一次全面性检查：胶黏剂是否完全固化，轻敲能否脱开，位置有无错动等u对于大面积和大型制件的粘接应用X射线、超声波或激光等

36、进行无损伤检查u对于大量粘接件应抽样进行破坏性试验u检查后需进行适当整修加工，刮掉多余的胶，也可用车、刨、锉、磨等机械加工7917.3 高分子涂料涂装高分子涂料涂装|17.3.1 高分子涂料高分子涂料|17.3.2 涂装原理涂装原理|17.3.3 涂装工艺涂装工艺Company Logo8017.3.1 高分子涂料高分子涂料一、高分子涂料组成一、高分子涂料组成u涂料基本组成涂料基本组成：成膜物质、颜料、介质和助剂四类没有颜料的涂料是粘性透明流体，称为清漆极少数涂料中只有植物油作为成膜物质，称为清油有颜料的涂料称为色漆，加有大量颜料的稠厚浆状体涂料称为腻子Company Logo81（1）成膜物

37、质）成膜物质u成膜物质成膜物质：被称为漆基，是形成漆膜的基础物质，应具有较高的相对分子质量，才能具有合适的力学强度、漆膜附着力和连续成膜性u成膜物质一般是天然油脂、天然聚合物或合成聚合物（2）颜料）颜料u颜料一般是0.210m的粉末，不溶于涂料所用的溶剂和漆基u颜料颜料：着色颜料、防锈颜料和体质颜料三大类Company Logo82（3）介质）介质u溶液型涂料需要使用溶剂，可以是水和有机溶剂u分散型涂料需要使用分散介质，分散介质可以是水和有机溶剂u常用介质常用介质：水、200号溶剂汽油、甲苯、二甲苯、乙醇、丁醇、乙酸乙酯、丙酮等（4）助剂）助剂u助剂助剂：催干剂、稳定剂、分散剂、流变添加剂、增

38、塑剂、抗结皮剂、流平剂、消泡剂、乳化剂、消光剂等，用量一般不超5%Company Logo83二、高分子涂料分类二、高分子涂料分类1按涂料形态分类按涂料形态分类u涂料涂料：溶剂型涂料、高固体分涂料、无溶剂型涂料、水分散型涂料、非水分散型涂料、粉末涂料等2按涂料用途分类按涂料用途分类u涂料涂料：建筑涂料、工业涂料和维护涂料三类工业涂料工业涂料：包括汽车涂料、船舶涂料、飞机涂料、木器涂料、皮革涂料、纸张涂料、卷材涂料、塑料涂料等Company Logo843按涂膜功能分类按涂膜功能分类u涂料涂料：防锈漆、防腐漆、绝缘漆、防污漆、耐高温涂料、导电涂料等4按施工方法分类按施工方法分类u涂料涂料：喷漆、

39、浸渍漆、电泳漆、烘漆等Company Logo855按成膜机理分类按成膜机理分类u涂料涂料：转化型涂料和非转化型涂料两类非转化型涂料非转化型涂料：包括热塑性涂料，包括挥发性涂料、热塑性粉末涂料、溶胶涂料等转化型涂料转化型涂料：包括气干性涂料、固化剂固化涂料、烘烤固化涂料、辐射固化涂料等866按成膜物质分类按成膜物质分类序号涂料类别代号成膜物质1234567891011121314151617油脂漆天然树脂漆酚醛树脂漆沥青漆醇酸树脂漆氨基漆硝基漆纤维素漆过氯乙烯漆乙烯树脂漆丙烯酸漆聚酯树脂漆环氧树脂漆聚氨酯漆元素有机漆橡胶漆其他漆YTFLCAQMGXBZHSWJE天然植物油、鱼油、合成油松香及其

40、衍生物、大漆及其衍生物、虫胶、动物胶等改性酚醛树脂、二甲苯树脂天然沥青、石油沥青、煤焦沥青醇酸树脂及改性醇酸树脂三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂等硝基纤维素、改性硝基纤维素苄基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、醋酸丁酸纤维素等过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂聚氯乙烯及其共聚物、聚醋酸乙烯、石油树脂、聚苯乙烯等丙烯酸树脂饱和聚酯、不饱和聚酯环氧树脂及其改性树脂聚氨酯树脂有机硅树脂、有机钛树脂、有机铝树脂、天然橡胶、合成橡胶及其衍生物上述不能包含的成膜物质比如聚酰胺、聚酰亚胺等表17.2 涂料按成膜物质分类Company Logo8717.3.2 涂装原理涂装原理u涂装原理涂装原理：包括漆膜附着力机理和成

41、膜过程原理u成膜过程成膜过程：包括涂料通过适当工艺涂覆在被涂物件表面形成连续湿膜和湿膜固化形成连续干膜两个过程，后者通常称为干燥或固化干燥成膜方式干燥成膜方式：物理干燥和化学干燥两种，物理干燥包括介质挥发和热熔冷却两种方式，介质挥发有溶液型涂料的溶剂挥发和乳液型涂料的分散介质挥发两种情况Company Logo88一、溶液型涂料成膜原理一、溶液型涂料成膜原理u成膜原理成膜原理：溶液型涂料流平铺展成湿膜，湿膜溶剂逐渐挥发，体系黏度逐步增大从而表干（黏度可高达100Pas以上）直至全干成干膜（固态膜层）u整个传质固化过程整个传质固化过程通常受三个连贯步骤所控制：（1）湿膜内部的溶剂移动到表面；（2

42、）湿膜表面的溶剂挥发；（3）蒸气从接近湿膜表面的区域扩散走Company Logo89二、乳液型涂料成膜原理二、乳液型涂料成膜原理图17.20 乳液型涂料成膜过程示意图Company Logo90三、热熔型涂料成膜原理三、热熔型涂料成膜原理u热固性粉末涂料热固性粉末涂料：粉末借外部加热作用先行自黏铺展成膜，随后交联反应而形成固态膜层u热塑性粉末涂料热塑性粉末涂料：粉末借外部加热作用形成黏流态获得自黏性从而凝聚为连续涂层91图17.21 热熔型涂料成膜过程黏度变化Company Logo92四、化学反应成膜原理四、化学反应成膜原理u化学反应成膜化学反应成膜：热固性涂料低聚物溶液或熔体涂覆在基材表

43、面后在室温或高温下通过交联反应形成坚韧的体形网状结构膜体u化学反应成膜方式是热固性涂料（包括光固化涂料、粉末涂料、电泳漆等）的成膜方式u需要指出需要指出：在化学反应之前或同时有的可能包含溶剂挥发的过程（如脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂）Company Logo9317.3.3 涂装工艺涂装工艺u高品质的高分子涂层需要涂料、涂装工艺和涂装环境三者的完美配合u涂装工艺涂装工艺：包括涂料选用、漆前表面处理、涂装程序、涂膜干燥等过程一、涂料品种的选择一、涂料品种的选择u1根据被涂物材质进行选择u2根据涂饰目的进行选择u3根据被涂物件所处工作环境进行选择Company Logo94u4根据施工条件进行选择u

44、5注意涂料的配套性涂料的配套性包括两方面的内容，一是底材和涂料（特别是底漆）之间的配套性，二是各层涂料之间的配套性u6注意经济性 Company Logo95二、漆前表面处理二、漆前表面处理u漆前表面处理漆前表面处理：通常包括清除污垢、化学处理和机械处理三个方面涂装前必须仔细地清除掉被涂物表面的各种污物对清洗过的被涂金属制件表面进行化学处理可提高漆膜附着力和耐腐蚀性采用机械办法清除被涂物表面机械加工缺陷和创造涂装所需的表面粗糙度u被涂物材料不同，漆前表面处理方法不同Company Logo96三、涂装方法三、涂装方法u涂装方法涂装方法：手工涂装和机械涂装两大类1手工涂装手工涂装u手工涂装手工涂

45、装：包括刷涂、擦涂、滚涂、刮涂、丝网法和气雾罐喷涂等（1）擦涂法u擦涂法擦涂法：采用柔软棉花球或尼龙丝团等裹上纱布制成棉团，浸漆后进行手工擦涂的方法Company Logo97（2）丝网法u丝网法丝网法：在白铁皮、胶合板、硬纸板上涂饰成多种颜色的套版图案或文字（3）气雾罐喷涂法u气雾罐喷涂法气雾罐喷涂法：将涂料装在含有气体发射剂（如三氯氟甲烷或二氯二氟甲烷的液化气）的金属罐中，使用时漆液随液化气的气化变成雾状从罐中喷出的喷涂方法Company Logo982机械涂装机械涂装u机械涂装机械涂装：喷涂、辊涂、淋涂、抽涂、电泳涂装、自泳涂漆和粉末涂装等（1）淋涂u淋涂淋涂：采用喷嘴将涂料淋在被涂物件

46、上的涂漆方法99图17.22 自动帘幕淋涂法示意图1被流涂表面2高位槽3帘幕涂料4已涂漆表面5输漆泵6过滤器Company Logo100（2）抽涂u抽涂抽涂：将待涂件从抽涂机抽过而实现涂漆的方法图17.23 铅笔杆抽涂法示意图1顶杆 2装料斗 3辊子 4储漆槽 5橡胶垫圈 6铅笔杆 7输送带Company Logo101（3）电泳涂漆u电泳涂漆电泳涂漆（亦称电沉积涂漆）：将物件浸在水溶性涂料的漆槽中作为一极，通电流使涂料沉积在工件表面的涂漆方法u电泳涂漆方式电泳涂漆方式：直流电泳涂漆、脉冲电泳涂漆、无槽电泳涂漆和交流电泳涂漆等Company Logo102（4）自泳涂漆u自泳涂漆自泳涂漆（或

47、称化学泳涂漆、自沉积涂漆）：依靠涂料自身在酸和氧化剂存在下发生的化学和物化作用，在金属表面沉积成涂层的方法（5）粉末涂装u粉末涂装粉末涂装：主要方法有流化床涂装法、静电流化床涂装法、粉末静电喷涂法、粉体散布法、火焰喷涂法、弥散胶体法和粉末涂料电泳涂法等Company Logo103四、涂装程序四、涂装程序u涂装施工程序涂装施工程序：通常包括涂底漆、刮腻子、涂中间层、打磨、涂面漆及清漆、抛光上蜡和维护保养1、施工前准备工作、施工前准备工作u准备工作准备工作：涂料性能检查、涂料搅匀、粘度调整、净化过滤和涂料调色等Company Logo1042、涂底漆、涂底漆u涂料工业中的色漆主要是底漆和面漆两大

48、类品种u涂底漆涂底漆：工件经漆前表面处理后第一道工序，目的是在被涂物件表面与随后的涂层之间创造良好的结合里层u涂底漆方法涂底漆方法：通常采用刷涂、喷涂、浸涂、淋涂或电泳涂装等Company Logo1053、涂刮腻子、涂刮腻子u涂刮腻子涂刮腻子：将涂过底漆的工件表面细孔、裂缝、针眼和其他一些凹凸不平的地方修饰成均匀平整的表面（目前工业产品涂装大多对涂件表面加工精度以力争不刮或少刮腻子）腻子腻子：颜料浓度高，含黏结料较少，必须具有与底漆良好的附着性和必要的力学强度，主要是要有良好的涂刮性和填平性，打磨性良好涂刮方式涂刮方式：填坑、找平和满涂等Company Logo1064、涂中间涂层、涂中间涂

49、层u中间涂层中间涂层：在底漆与面漆之间的涂层，作用是保护底漆和腻子层，增加底漆与面漆的层间结合力，增加涂层的丰满度，提高涂层的装饰性和保护性u应用应用：中间涂层适用于装饰性要求较高的涂层，干膜一般厚约3540mu材料材料：目前广泛应用二道底漆、封底漆或喷用腻子作为中间涂层Company Logo1075、打磨、打磨u打磨打磨：作用是清除物件表面上的毛刺、粗颗粒及杂物以获得平整表面或者对平滑的涂层或底材表面打磨得到需要的粗糙度以增强涂层间的附着性u应用应用：打磨是提高涂装效果的重要作业，原则上每一层涂膜都应当进行打磨u打磨材料打磨材料：常用有浮石、刚玉、金刚砂、硅藻土、滑石粉、木工砂纸、砂布和水

50、砂纸u打磨方法打磨方法：干打磨、湿打磨和机械打磨三种Company Logo1086、涂面漆、涂面漆u涂面漆涂面漆：涂装工艺关键阶段，面漆涂层要具有良好的装饰和户外保护功能，漆膜通常平整光滑像瓷器一样，因此常称为磁漆（或瓷漆）u要求要求：要求涂得薄而均匀，涂层遮盖力差的而是应当分几次来涂装，最后一道面漆可增加清漆甚至涂完全清漆罩光以增强涂层的光泽和丰满度Company Logo1097、抛光上蜡、抛光上蜡u抛光上蜡抛光上蜡：增强最后一层涂料的光泽和保护性u应用应用：一般适用于装饰性涂层，仅适用于硬度较高的涂层u方法方法：首先是将涂层表面用棉布、呢绒、海绵等浸润砂蜡（磨光剂）进行磨光，然后擦净C

51、ompany Logo1108、装饰和保养、装饰和保养u涂层装饰涂层装饰：可采用印花和划条，印花（又称贴印）是利用石印法将带有移形图案或说明的胶纸印在工件的表面（如缝纫机头、自行车车架等），某些装饰性器材可采用长毛的细画笔作人工描绘或用可移动的划线器进行涂装u涂层保养涂层保养：绝对避免摩擦、撞击和沾染灰尘、油腻、水迹等 Company Logo111五、涂膜干燥五、涂膜干燥u涂膜干燥涂膜干燥：液体涂料涂于物件表面从流体层变为固体涂膜的物理或化学变化过程u（按涂膜物理性状）干燥过程干燥过程：主要是黏度的变化过程，习惯分为表面干燥（或称表干、触指干燥）、实际干燥（或称实干、半硬干燥）和完全干燥（或称硬干、打磨干燥等）三个阶段Company Logo112表面干燥表面干燥：涂膜从可流动的状态干燥到用手指轻触涂膜，手指上不沾漆但涂膜还