涂装工艺与设备

1. 涂装——将涂料均匀涂布在基体表面并使之形成连续、致密涂膜的操作工艺

涂装三要素：涂装设备与技术 涂装材料 涂装管理

2. 涂料——以高分子材料为主体，以有机溶剂、水或空气为分散介质的多种物质的混合物。

涂料可分为固体份和挥发份。

固体份可分主要成膜物质 次要成膜物质 辅助成膜物质。

主要成膜物质可分为油脂和树脂。

次要成膜物质;颜料

辅助成膜物质：催干剂、润湿剂、乳化剂、稳定剂、固化剂等

挥发份为真溶剂 助溶剂 稀释剂

涂料与涂装的作用：保护作用 装饰作用 功能作用

第二章

涂料的性能指标

固体含量：涂料组分中的不挥发分含量

粘度：流体内部阻碍其相对流动的一种特性

触变性;亦称摇变。是涂料在振荡和搅拌作用下，呈流动状态，而静止后恢复到原来的凝胶态的一种胶体物性

结皮性:在贮存过程中，于涂料表面形成软皮或厚薄不同干皮的现象

遮盖力：对底层颜色的遮蔽能力

细度：涂料的细度主要是指色漆

活化期：是厂家说明的多组分涂料从配制到使用完的时间

涂膜的性能指标

附着力：被涂物表面与涂膜之间或涂膜之间相互黏结的能力

光泽：是指物体表面受光照射时，光线朝一定方向反射的性能，即表面的反光性

涂料施工性能

流平性：涂料经涂刷或喷涂于物体表面，在涂膜表面留下的刷痕或桔皮自动消失的程度，又称为展平性或匀饰性

流挂性：在垂直面施工时，从涂装至固化的过程中，由于湿膜向下运动，造成漆膜形成厚边的现象

重涂性：在规定间隔时间内，涂层与第二层之间结合力的好坏

回粘性：已干透的涂膜，在受到一定的温度、湿度的影响后，其表面重新出现粘着现象

干燥时间：涂料从粘稠液体转化成固体薄膜过程所需要的时间

保光性：指涂膜经长期曝晒于大气中能保持其原有光泽的特性

                        第三章

前处理的目的：去除表面污物  提高涂层与基材结合能力  提高涂层表面质量

前处理的内容：除氧化皮和锈  脱脂  消除机械污染物  转化膜处理  预涂

前处理的作用：提高涂层与基材结合力  增强涂层防护能力  提高涂料的润湿性

              增强涂层装饰性

脱脂目的：去除基材表面的有机性污染物

脱脂方法：有机溶剂除油  碱液清洗  表面活性剂去油  超声波清洗  超临界CO2清洗

脱脂中的清洗方法：浸渍式  喷淋式

                           第四章

溶剂型涂料：是以高分子合成树脂为主要成膜物质，有机溶剂为稀释剂，加入适量的颜料、填料（体质颜料）及辅助材料，经研磨而成的涂料

特点：高VOC（Volatile Organic Compounds）良好的施工性  流平性好  装饰性好

污染较大

溶剂的作用：

用于溶解或分散成膜物（主要是聚合物）

调节涂料体系的黏度和流变性能

溶剂在涂布后应从涂膜中挥发去掉，使漆膜具有良好的机械、物理性能

可以用来调节静电涂装涂料的电阻

作为聚合反应溶剂，可控制聚合物的相对分子质量与分布

VOC——涂料中含有的可挥发性有机物的含量。

聚合物溶解特点：

首先由溶剂分子较快的渗入聚合物

聚合物发生溶胀

聚合物分子均匀分布于溶剂中

涂层配套原则：

同种树脂的涂料配套性最好

干燥条件一致

涂层物理力学性能一致

后涂涂料溶剂的溶解能力与下层涂膜耐溶剂性相适应

底漆侧重选用防护性，面漆侧重选用装饰性

合理利用过渡层，改善配套性

涂层的配套性   

 涂层系统一般包括

底层

中间层

面层

罩光涂层

挂刷：用毛刷蘸涂料涂布在物体表面的施工方法。

特点：工具简单   节省涂料

不受场地大小、基层形状、尺寸的，在室内室外均可施工

涂料的渗透性优于其它涂饰方法

劳动强工大、工效低    涂膜外观质量稍差，可能有刷痕存在

挥发性强、干燥迅速以及粘度大的涂料不宜刷涂       装饰性不理想

刮涂：采用各种刮刀对粘稠的涂料进行厚膜涂装的方法.

浸涂：将被涂工件浸入涂料中经一定时间后再取出，流尽余漆并干燥而获得其膜的一种涂装方法

特点：

浸漆设备简单，操作方便

工效高，涂料利用率高

适用于形状简单、无凹坑、不兜漆的流线型工件

涂层的装饰性比不上喷涂、刷涂

淋涂：用喷嘴将涂料淋在被涂工件上而形成涂层的方法。

高压无气喷涂：

特点： 涂装效率高   涂料利用率高  一次性喷涂厚度大

对环境污染小   对涂料的适应范围广

                             第五章

粉末涂料：是一种含有100％固体分，以粉末形态进行涂装成膜的涂料。

分散介质：气体

粉末涂料的特点

优点：

不含有机溶剂，可以避免环境污染、危害人体健康、火灾危险以及资源浪费

涂料利用率高

涂装劳动生产效率高

涂装技术容易掌握，也容易实施自动化流水线涂装

涂膜的综合性能好

不足：

粉末涂料的生产需要专用设备，不能直接使用传统的溶剂型或水性涂料的生产和涂装设备

粉末涂料的生产和涂装中，换色、换品种比溶剂型或水性涂料麻烦

粉末涂料涂装的特点

省资源  节能  低公害  生产效率高

粉末涂装方法：流化床涂装 熔射法涂装  静电涂装

其它：摩擦静电喷涂法  静电流化床涂装法  静电热喷涂法  真空吸涂法

粉末电泳涂装   UV（光固化）涂装技术

                        第六章

水性涂料的特点

以水代替有机溶剂，涂料无有毒气体以及不易燃，有利于劳动保护和安全生产

施工方便，适用的涂装方法多，易于实现机械化和自动化

涂层的均匀性好，附着力、耐蚀性优越

涂料利用率高   设备较为简单    环境友好性强

丁苯乳胶漆

应用最早的乳胶漆

是由丁二烯和苯乙烯进行聚合获得的乳胶制成的

主要作内用建筑漆。但由于其漆膜易变黄变脆，对墙面附着力不好等缺点，现已被性能根号的聚醋酸乙烯乳胶漆所代替

聚醋酸乙烯乳胶漆

应用最广泛的乳胶漆

由醋酸乙烯聚合得到的乳胶制成

它作为室内灰面墙漆，比丁苯乳胶漆有较好的保色性和附着力

具有适合室外使用的一定程度的耐侯性，为了使漆膜不开裂粉化，用顺丁烯酸二丁脂作为增韧剂，可提高漆膜的柔韧性

这种漆对木面和旧漆膜也有一定的附着力 

丙烯酸乳胶漆

是由一些丙烯酸脂共聚物制成的

由于丙烯酸共聚物的种不同，可得到不同品种的乳胶漆

丙烯酸乳胶漆具有漆膜柔软，能耐水耐碱，户外耐侯性好，与被涂物粘接力大等特点

因此常作为室外木面和抹灰面建筑用漆

油基乳化漆

是由干性植物油、松香甘油脂、乳化剂、催干剂加入适量的水与氨水组成

具有一定的耐油性，绝缘性，可作为绝缘漆

储存稳定性不好，一般都做成漆基，使用时再乳化

有一种粉末乳胶漆，有储存期长、运输使用方便等优点 

电泳漆的特点

涂漠均匀、光滑平整、附着力强

槽液固体份低，表面粘附带出量少，涂料利用率高

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，作业环境条件好

涂覆率高，特别适合于大批量自动流水线生产

电泳涂装设备复杂，投资费用相对较大

阳极特点

电泳涂装过程中，有金属离子溶出，使涂膜颜色加深，不适宜浅色漆

阳极有氧气析出，对聚合物基料具有氧化作用，也使树脂颜色加深

常用品种（见教材P182）：水溶性环氧树脂涂料，聚丁二烯阳极电泳涂料

阴极特点

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。因此阴极电泳涂膜有高的防腐蚀能力

良好展平性，赋予涂层高的鲜映性  

常见品种（见教材P183）：环氧树脂与胺加成

定义;

在直流电场作用下，分散在极性介质中的带电胶体离子向其所带电荷相反的电极方向移动的现象称为电泳

电泳涂装是利用电泳原理，将工件浸在水溶性涂料中，在电场作用下依靠电场产生的物理化学作用，将涂料沉积到工件上的涂装方法

电泳涂装的基本原理

电泳涂料在电场中的电流作用下，主要发生四种作用

电泳

电泳过程是电泳涂装的基础，涂料中高分子离子的胶体性质决定了涂料泳动过程中的性质

电泳过程中移动的粒子的组成与涂料的组成差别在很大程度上影响到最后漆膜的质量

影响因素:槽电压  电位梯度 涂料粘度  温度

电沉积

在直流电场作用下，带电高分子粒子到达工件表面，并在其上放电

阳极电泳涂料主要是羧酸盐的反应

阴极电泳涂料主要是铵盐的反应

阴极电泳涂料的泳透力以及电流效率都高过阳极电泳涂料

阴极电泳过程中不存在金属的氧化过程

电解

电解过程主要是涂料中的小分子物质在电极上的竞争反应

最主要的电解反应是电解水，水的电解反应程度与电场强度成正比，因此，电泳时尽量不采用过高电压

电解过程是电泳涂装中不需要的反应，但电解反应是不可避免的，只能是适当控制

电渗

是电泳的逆过程，其过程中主要是湿膜中的水向外运动

电渗对最终的漆膜质量影响较大

影响因素:颜基比 树脂的相对分子量  pH值

电泳涂装槽体及辅助设备

槽体  

作用:盛放漆液  固定其它辅助设备

形式:船型槽 矩形槽

注意:槽体有主槽与溢流槽两部分  槽底需用圆角，保证不留液体

搅拌循环系统

作用:使槽液均匀稳定 涂料补给及调整槽液成分  去除杂质

结构:搅拌器 循环泵 过滤器 储液罐

电极

作用:与工件形成回路

形式:阳极电泳采用普通钢板或不锈钢

阴极电泳采用不锈钢、石墨板或铁合金

注意:电极极板安置位置与个数要参照电泳涂料种类、极比、槽体结构等因素决定

涂料液温度控制

涂料补给

通风系统

作用:去除电泳涂装过程中产生的有害气体

形式:顶部通风 抽风罩 风机 排风管 槽边抽风

供电装置

  第七章

涂层固化定义

涂料覆盖于基体表面后，由液态或疏松固体粉末状态转变成致密完整的固体薄膜的过程，称为涂料或涂层的干燥或固化。

分类

非转化型：溶剂型涂料  热塑性涂料

转化型：热固性涂料

固化方法

自然干燥  适用范围： 挥发性涂料、气干型涂料、固化剂固化型涂料等自干型涂料

烘干  适用范围：自干型涂料、转化型涂料、粉末涂料、电泳涂料

分类：

按照温度分为低温（<100℃）烘干、中温（100-150℃）烘干和高温（>150℃）烘干

按照加热固化方式分为热风对流、热远红外线辐射及热风对流加辐射

辐射固化   适用范围：特殊涂料

特点：固化时间短  常温固化  只适用于形状简单的工件

中涂的目的:保护底漆  装饰面漆