《涂装工艺学一》PPT课件.ppt

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：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 2.12 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 CoCl2 2C6H12N4 10H2O(粉红)CoCl2 2C6H12N4(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）+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,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。,