涂料与涂装 第4章 涂料施工与检测.ppt

涂料与涂装,主讲:袁新强 讲师,Paint and Finishing,章 涂料施工与检测,4.1.1 漆前表面处理 4.1.2 涂料的涂布 4.1.3 涂料成膜及干燥 4.1.4 涂料的施工过程,4.1 涂料施工,4.2 涂料性能检测,4.2.1 涂料的原漆性能检测涂料的施工性能检测,章 涂料施工与检测,所谓涂料施工，也称涂装，是指使涂料在被涂物体表面形成所需要涂膜的过程。,4.1 涂料施工,无论对何种物体进行涂装，都包括上述3个过程。对于有特殊要求的被涂物体有时增加一些其他工序，如汽车车身表面涂装，在涂膜干燥后，有时增加涂膜的修整和保养，涂保护蜡等工序。,涂料施工通常包括被涂物件（底材）的处理(也称漆前表面处理)、涂料的涂布(也称涂饰、涂漆或涂装)和涂膜干燥(或称涂膜固化)3个过程。,章 涂料施工与检测,一般来说，选择、研究涂料产品或确定施工工艺时，应从以下几方面考虑被涂对象的情况：,1.被涂物的自身状况，如物件的种类、性质、形状、大小尺寸等。2.被涂面的状态，如粗糙程度、腐蚀状态。3.被涂物的生产状况，如物件生产方式、过程、批量、周期等。4.被涂物的使用条件，如物件的使用目的、年限、方式，使用过程中所处的环境状况（室内还是室外、动态还是静态、地上或地下、水中等）,使用过程接触的外界因素（温度、湿度、光源、水分、电流、化学药品等），使用过程物件自身产生的外力情况（如振动、生热、冲击、风压等）。,章 涂料施工与检测,5.被涂物的涂饰要求，如使用涂料的目的、作用，涂膜的性能、等级，使用年限，更新的要求等。6.被涂物的涂装环境，如涂装的场所及条件（室内或室外，高空或地下，生产线条件等），环境温度、湿度、光照情况等。,被涂物的要求条件是确定涂膜的基础，也是选定涂料品种和施工工艺的基础。与其它工业技术一样，涂料施工也是以提高效率、节约能源、减少污染、增加效益为目标，不断发展。开始是手工操作，其后是简单的机械化、单机操作，现代化的涂装作业则是自动化连续的流水线操作，采用机械手和电子技术控制等，达到工程化阶段。,章 涂料施工与检测,漆前表面处理是涂料施工的第一道工序，也是最费工时的工序,它是在涂漆前对各类材料或制品（统称底材）进行的一切准备工作，如清除各类污物、整平及覆盖某类化学转化膜等,增强涂层对底材的覆盖力，充分发挥涂料对底材的装饰作用和保护能力。,4.1.1 漆前表面处理(底材处理),漆前表面处理对整个涂层的质量影响最大，如表4-1所示。,表4-1 涂层质量的影响因素和所占比率,章 涂料施工与检测,木材是一种因不同树种、不同生长环境而有不同结构组成的天然高分子化合物，是一类结构不均匀的多孔性材料，具有吸水膨胀、失水收缩的湿涨干缩性，并且弦向和径向湿涨干缩性不均匀。构成木材基本骨架的木纤维具有在阳光下容易泛黄，与化学药品接触易被污染，又易被微生物侵蚀、变色的特点。,1.木材表面处理,木材的特征,章 涂料施工与检测,树木在其生长过程中往往会受到外界的影响诸如割裂、碰伤等而在其表面上留下疤痕。同时在采伐、运输和加工成材的各个生产环节中也会留下许多不可避免的创伤。此外还会出现如节疤、裂纹、色斑、刨痕、波纹、砂痕等一些表面缺陷。,木材表面的常见缺陷,章 涂料施工与检测,自然晾干或烘房低温烘干,使其含水量控制在8-14%，防止涂层发生开裂、起泡、回粘等弊病。,木材漆前常用处理方法,干燥,用机械或手工刨平后打磨,打磨后用抹布擦净木屑等杂质。砂磨的基本要领是选用合适的砂纸、顺木纹方向有序进行。,刨平及打磨,章 涂料施工与检测,某些木材内含有木脂、木浆等物质，温度升高时会不断渗出，影响漆膜的干燥性和附着力，并会使涂层表面出现花斑、浮色等缺点，因此必须除去。除去木脂的方法有：a.先用60左右热肥皂水或表面活性剂溶液洗涤，再用清水洗涤、干燥。b.用5%6%的碳酸钠水溶液或4%5%的氢氧化纳的水溶液加热到60左右涂在待处理处，使木脂皂化，然后再用热水清洗、干燥。c.用有机溶剂如二甲苯、丙酮等擦试，使木脂溶解，然后用干布擦试干净。,去木脂,章 涂料施工与检测,木材表面即使经过打磨，仍然存在很多木毛。去除木毛可用火燎，也可用温水或稀虫胶液润湿木材表面，再用棉布逆着纤维纹路擦试，使木纹竖起，干燥变硬后用细砂纸摩掉。,去木毛,漂白可选用具有氧化还原作用的化学物质，如双氧水的氨水溶液、漂白粉、草酸、过锰酸钾溶液等。也可通过燃烧硫磺的方法进行。漂白后必须用清水清洗，若清洗不彻底漆膜易产生黄变现象。尤其像聚氨酯涂料或乳胶漆。,漂白,章 涂料施工与检测,为了避免木材长时间受潮而出现霉变，可在涂装前先涂防霉剂溶液，待干透后再行涂装。,防霉,用虫胶清漆、油性凡立水、硝基清漆等树脂液与老粉（碳酸钙）、滑石粉或者氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑等颜料、填料拌和成稠厚的填孔料。使用填孔脚刀逐个的将填孔料嵌填于木材表面的裂缝、钉眼、虫眼等凹陷部位，对缝隙较大、较深的孔、眼有时还需要做多次填孔，使孔、眼填充结实，以防因虚填而在日后出现新的凹陷或脱落。待填孔料干透后用砂纸磨平。,填孔,章 涂料施工与检测,目的是更明显地突出木材表面的美丽花纹或使木材表面获得统一的颜色，有时是为了仿造各种贵重木材的颜色如榛木、桃花心木、梨木等。着色可分为木纹着色和基层着色。,着色（染色）,用于基层着色的是透明的有机染料(水色和油性色两种配制方法)。水色着色剂用开水与黄钠粉、墨水等调配而成；或用碱性、酸性、分散性等有机染料加入水、骨胶等制成。油性着色剂是使用透明性强，在有机溶剂中能溶解的油溶性染料或醇溶性染料调配成高浓度染料液，然后再加到稀释过的树脂液中。,章 涂料施工与检测,木纹着色的关键在于突出木材的纹理，使木纹的颜色有别于材面的整体颜色。木纹着色又称做润老粉，有润水老粉和油老粉两种。由氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑或碳黑等具有着色力、遮盖力的着色颜料，配以碳酸钙之类的体质颜料（填料）配合成所需的颜色，用水调配成粘稠浆料的称水老粉；用油性树脂加稀释剂调配成粘稠浆料的称油老粉。基层着色与木纹着色的根本区别在于基层着色是对整个表面着色，而木纹着色只对木孔眼子着色。因此木材表面一般先进行木纹着色再进行基层着色。基层着色还可改变木材表面的颜色，从而达到仿真效果，如将一般的柳安材经仿红木的基层着色处理，可获得红木效果。,章 涂料施工与检测,水泥是最基本的无机建筑材料，可以单独使用，也可与黄砂，石料等混合使用。常见类型有：a.水泥砂浆；b.混合砂浆；c.混凝土预制或现浇板等。从表面粗糙度看，有粗拉毛面，细拉毛面和光滑面（水泥砂浆压光面）。对于水泥砂浆类底材，处理的内容主要包括：清理基层表面的浮浆、灰尘、油污，减轻或清除表面缺陷（如裂缝，孔洞），改善基层的物理或化学性能（如含水率、PH值），以达到坚固、平整、干燥、中性、清洁等基本要求。,2.水泥砂浆类底材的处理,章 涂料施工与检测,底材强度过低会影响涂料的附着性。通常用目测、敲打、刻划等方式检查，合格的基层应当不掉粉、不起砂、无空鼓、无起层、无开裂和剥离现象。,强度,底材不平整主要影响涂料最终的装饰效果。平整度差的底材还增加了填补修整的工作量和材料消耗。平整度的检查有四个项目：表面平整、阴阳角垂直、立面垂直和阴阳角方正。,平整度,章 涂料施工与检测,湿气来自于拌和水泥时所加入的水，当水泥干燥时，多余的水分会往水泥表面迁移，然后挥发。这时水泥中水溶性的碱性物质被带到表面。因此，若水泥砂浆类底材湿度大，不仅会影响涂料的干燥，而且会引起泛碱、变色、起泡等漆病。适合水性涂料施工的含水率应低于10%，溶剂型涂料含水率一般低于8%（也有高湿度下使用的涂料品种）。,干燥度,章 涂料施工与检测,新水泥具有很强的碱性，强碱易使涂料中的成膜物皂化分解，使耐碱性低的颜料分解变色，从而造成涂层的粉化、起壳、变色等质量问题。随着水泥中碱性物与空气中的二氧化碳不断地反应，水泥砂浆底材会趋于中性化。一般PH应小于9，若急需在碱性较大的底材上施工可采用(1520)%硫酸锌，或可用氯化锌溶液或氨基磺酸溶液涂刷数次，待干后除去析出的粉抹和浮粒。也可用（510）%稀盐酸溶液喷淋，再用清水洗涤干燥。此外也可用耐碱的底漆进行封闭。,酸碱度,章 涂料施工与检测,清洁的底材表面有利于涂料的粘结。用铲刀或钢丝刷除去浮浆、尘土等杂质，脱模剂等油污用洗涤剂溶液洗去，再用清水洗净。,清洁程度,大多数的抹灰及混凝土基层在干燥过程中都会失水收缩，留下许多毛细孔，这些毛细孔在潮湿环境就会吸收水份。一定数量的毛细孔对漆膜的附着力有好处，但太多则会出现跟湿气有关的毛病及容易藏着藻类和菌类。,其他,章 涂料施工与检测,有时底材会出现“爆灰”等异常情况，这是因为在砂浆中有一些没有消耗的生石灰颗粒，遇水后变成熟石灰，体积膨胀并将底材表面顶开。爆灰的过程持继时间较长，往往在涂料施工中和施工之后还会进一步发展，影响涂层外观。对于旧水泥底材，可用钢丝刷打磨去除浮灰，若有较深的裂缝、孔洞或凹凸不平之处，可用腻子或水泥砂浆填平，然后进行涂装。若有藻类或菌类生长，可先铲除，再用稀的氟硅酸镁或漂白粉水溶液或专用防霉防藻剂溶液洗刷几遍，然后用清水清洗并干燥。,章 涂料施工与检测,钢铁制品在加工，贮运及使用等过程中常会有锈蚀、焊渣、油污、机械污物以及旧漆膜等，根据不同情况，表面处理有多种方法，属于表面净化的有除油、除锈、除旧漆；属于化学处理的有磷化、钝化处理，可分段处理，也可联合处理。,3.黑色金属的表面处理,章 涂料施工与检测,金属表面的油污来源主要有两种：一种是在贮存过程中涂上的暂时性的防护油膏，另一种是生产过程中碰到的润滑油、切削油、拉延油、抛光膏。这些油脂可分为两类：一类是能皂化的动植油脂，如蓖麻油、牛油、羊油等，另一类是不能皂化的矿物油如凡士林等。除油可以用溶剂清洗、碱液清洗、乳化清洗、超声波除油等方法单独或联合进行。,除油,章 涂料施工与检测,钢铁在一般大气环境下，主要发生电化学腐蚀，腐蚀产物铁锈是FeO、Fe(OH)3、Fe3O4、Fe2O3等氧化物的疏松混合物。在高温环境下，则产生高温氧化化学腐蚀，腐蚀产物氧化皮由内层FeO、中层Fe3O4和外层Fe2O3构成。ISO 8501将钢结构锈蚀等级分为4类,如表4-2所示。,除锈,章 涂料施工与检测,涂料的施工和检测,表4-2 ISO 8501将钢结构锈蚀等级,章 涂料施工与检测,除锈的方法主要有：手工打磨除锈:用钢丝刷、砂纸等工具手工操作可除去松动的氧化皮、疏松的铁锈及其他污物。这是最简单的除锈方法，适合于小量作业和局部表面除锈。机械除锈:借助于机械冲击与摩擦作用，可以用来清除氧化皮、锈层、旧涂层及焊渣等。其特点是操作简单，效率比手工除锈高。喷射除锈:利用机械离心力、压缩空气和高压水流等，将磨料钢丸、砂石推（吸）进喷枪，从喷嘴喷出，撞击工件表面使锈层、旧漆膜、型砂和焊渣等杂质脱落，它的工作效率高，除锈彻底。喷射除锈又可分为喷砂和抛丸（喷射钢丸）两类。化学除锈(酸洗):是以酸溶液使物件表面锈层发生化学变化并溶解在酸溶液中从而除去锈层的一种方法。,章 涂料施工与检测,用铁、锰、镁、镉的正磷酸盐处理金属表面，在表面上生成一层不溶性磷酸盐保护膜的过程叫金属的磷化处理。磷化膜可提高金属制品抗腐蚀性和绝缘性，并能作为涂料的良好底层处理剂。磷化液由磷酸、碱金属或重金属的磷酸二氢盐及氧化性促进剂组成。按其组成有磷酸铁系、磷酸锌系、磷酸锌钙系和磷酸锰系等。不管使用何种磷酸液，整个磷化过程都包含以下反应：,磷化,章 涂料施工与检测,磷化液的pH一般在25.5之间，呈酸性。当金属与酸溶液接触时，会发生由局部阳极和局部阴极反应组成的金属溶解过程：,局部阳极：,局部阴极：,金属溶解反应：,基体金属的溶解反应,章 涂料施工与检测,由于H+被还原消耗，酸度下降，使第一阶段形成的可溶性二价金属磷酸二氢盐离解成溶解度较小的磷酸一氢盐：,当pH值上升到一定程度，则迅速离解成不溶性二价金属磷酸盐：,成膜反应,难溶的二价金属磷酸盐在金属表面沉积析出，形成磷化膜。用于成膜反应的可溶性二价金属磷酸二氢盐可以是金属溶解生成的，也可以是溶液中原有的配方组成。,章 涂料施工与检测,金属溶解时产生的氢气易吸附于局部阴极的金属表面，阻碍生成的二价金属磷酸盐在阴极区域的沉积，不能形成磷化膜，反而从溶液中沉淀析出形成渣，既浪费成膜原料，又产生大量废渣，同时使磷化膜的孔隙率增大，影响膜的性能。氧化剂的去极化作用是将还原形成的初生态氢，氧化生成水。,氧化促进剂的去极化反应,磷化处理的发展总趋势是低膜重、低温、低渣、晶粒细化、高耐蚀性和良好的与涂料配套性。施工方法有浸渍法、喷淋法和刷涂法，以浸渍法应用最普通。,章 涂料施工与检测,采用化学方法使基体金属表面产生一层结构致密的钝性薄膜，防止金属清洗后的氧化腐蚀，增加表面的涂装活性，提高底金属与涂层间的附着力的表面处理方法。一般与磷化处理配套使用。常用无机钝化剂，如重铬酸钾、亚硝酸钠和铬（酰）酐等。,钝化,在同一槽内综合进行除油、除锈、磷化、钝化等处理,可简化工序减少设备和作业面积，提高劳动效率，降低产品成本，改善劳动条件，便于实现自动化生产,最适合用于小件器材。,化学综合处理,章 涂料施工与检测,金属成分中不含铁和铁基合金的金属叫有色金属。常用的有铝、铜、锌、镁、铅、铬、镉等及其合金和镀层。在一般环境中，因有色金属的氧化物比钢铁的氧化物有强得多的附着力和抗渗透能力，所以不需涂装保护层，但当其处于高湿、高盐、酸雾、碱性等腐蚀环境中，或因装饰需要时，也需进行涂装。,4.有色金属的表面处理,铝是一种比较活泼的金属，银白色，具有光泽。纯铝机械强度低，通常加入镁、铜、锌等制成合金。具有质量轻、强度大的特点，被广泛使用。,铝及其合金的表面处理,章 涂料施工与检测,纯铝防锈性能好，铝合金强度好，但防锈性能下降，铝及其合金表面光滑，不利于涂层附着。此外，在贮存、加工过程中，会有油污和灰尘。因此必须进行表面处理。,清除油、锈及污物,除油的方法与黑色金属的除油方法一样，但铝的耐碱性差，不能用强碱清洗，一般用有机溶剂除油、乳化除油或用由磷酸钠、硅酸钠配制成的弱碱性清洗液。除去表面锈蚀和污物时，不能用硬物刮擦。可以用细砂纸或研磨膏轻轻打磨表面，以免损伤原有的氧化膜。,章 涂料施工与检测,表面转化处理,对于新的铝及其合金表面，较好的防锈方法是氧化处理。一般有化学氧化法（酸性、碱性、磷酸-铬酸盐）和电化学氧化法。其中,铬酸盐氧化法（酸性处理法）生成的氧化膜较薄，主要用于电器、日用品制造业。碱性溶液氧化法处理得到的氧化膜呈金黄色,处理过的物体应在24小时内涂漆。磷酸盐-铬酸盐氧化法所得氧化膜外观为无色到带彩虹的浅蓝色，与基体铝合金结合牢固，膜致密、耐磨。化学氧化法生产效率高，成本低。电化学氧化法(阳极化法)生成氧化膜具有多孔性、吸附能力强、与基材金属结合牢固、耐热、不导电、化学稳定性好，在工业上广泛应用。,章 涂料施工与检测,铜合金的氧化和钝化可以有效保持铜的本色，并且有较好的防腐性能。方法与铝合金相似，得到的氧化膜一般为黑色、蓝黑色，厚度为0.52m。,铜及其合金的表面处理,锌及其合金在工业上的应用主要是各种镀锌板和锌铝合金，其表面平滑，涂膜附着不牢固。而且锌是活泼金属，易与涂料中的一些基料发生反应生成锌皂，破坏锌面与涂层的结合力。锌及其合金的表面处理除了进行清除油、锈及污物外，还需进行化学转化处理，主要采用磷化处理。,锌及其合金的表面处理,章 涂料施工与检测,镁合金质量轻，比强度和比刚度高，是重要的航空材料之一。在潮湿和沿海地方，镁合金的腐蚀速率比铝合金快得多，因此除了去氧化皮、清除油、锈及污物，化学转化处理外，还需进行封闭处理，即采用柔软、耐久、耐水的树脂进行浸渍。,镁及其合金的表面处理,封闭处理工艺举例如下：a 处理液：环氧酚醛树脂液;b 将镁合金预热到（100110），保持10分钟，除微孔中的水分;c 冷却至6010，浸入树脂液中，充分浸润后提出，保持1530分钟，除去多余的树脂液，放入1305烘箱烘烤15分钟;d 冷却至6010，再浸入树脂液中，反复进行三次封闭操作，但总于膜厚度需控制在25m,章 涂料施工与检测,塑料极性小、结晶度高、表面光滑及润湿性差，其表面张力小于100mN/cm，不及金属1/5，是低表面能表面。与金属材料相比，塑料具有质量轻，易加工成型，耐水性能好、不腐蚀等优点，但其耐热性差，易变形，比强度小，热膨胀系数高，易带静电和沾染灰尘，热塑性塑料的耐溶剂性能差。,5.塑料的表面处理,塑料的特性,章 涂料施工与检测,a 消除表面静电，除去表面灰尘:通过溶剂擦洗，高压空气吹干等方法，创造一个清洁的塑料表面;b 清除脱膜剂:用溶剂、碱水清洗，消除塑料成型过程中添加的各种脱膜剂，以免对涂膜附着力造成危害;c 修理缺陷:通过打磨、涂底漆等方法，去除毛刺、针孔、裂缝等表面缺陷;d 表面改性:增大附着面积或使表面产生有利于涂膜附着的化学物质或化学键。,塑料的表面处理的目的及作用,章 涂料施工与检测,a 退火:将塑件加热至稍低于热变形温度保持一段时间，消除残余的内应力;b 脱脂:根据污垢性质及批量大小，可分别采用砂纸打磨、溶剂擦洗及清洗液洗涤等措施。塑料件在热压成型时，往往采用硬脂酸及其锌盐、硅油等作脱膜剂，这类污垢很难被洗掉，通常采用耐水砂纸打磨除去，大批量生产时，则借助超声波用清洗液洗涤。,塑料表面的处理方法,一般处理,章 涂料施工与检测,一般性污垢，小批量时，可用溶剂擦洗，但必须注意塑料的耐溶剂性。对溶剂敏感的塑料，像聚苯乙稀、ABS、可采用乙醇、己烷等快挥发的低碳醇和低碳烃配成的溶剂擦洗；对溶剂不敏感的塑料，可用苯类或溶剂油清洗。大批量塑料件脱脂可采用中性或弱碱性清洗液。c 除尘:在空气喷枪口设置电极高压电晕放电产生离子化压缩空气，能方便有效地清除聚集的静电，减少灰尘的吸附。,章 涂料施工与检测,a 铬酸氧化:主要用于PE、PP材料，处理液配方为4.4%的重铬酸钾、88.5%的硫酸、7.1%的水。70510分钟。PS、ABS用稀的铬酸溶液处理。聚烯烃类塑料可用KMnO4，铬酸二环已酯作氧化剂，Na2SO4,ClSO3H作磺化剂进行化学处理。b 磷酸水解:尼龙用40%H3PO4溶液处理，酰胺键水解断裂，使表面被腐蚀粗化。,化学处理,章 涂料施工与检测,c 氨解:含酯键塑料，像双酚A聚碳酸酯，经表面胺化处理而粗化。而氟树脂则应采用超强碱钠氨处理，降低表面氟含量，提高其润湿性。d 偶联剂处理:在塑料表面有-OH、-COOH、-NH2等活泼氢基团时，可用有机硅或钛偶联剂与涂膜中的活泼氢基团以共价键的方式连接，从而大大提高涂膜附着力。e 气体处理:氟塑料用锂蒸气处理形成氟化锂，使表面活性化；聚烯烃用臭氧处理使表面氧化生成极性基团。,章 涂料施工与检测,a 紫外线辐照:塑料表面经紫外线照射会产生极性基团，但辐照过度，塑料表面降解严重，涂膜附着力而下降。b 等离子体处理:在高真空条件下电晕放电，高温强化处理，原子和分子会失去电子被电离成离子或自由基。由于正负电荷相等，故称之为等离子体。也可在空气中常温常压下，进行火花放电法等离子处理。c 火焰处理:塑料背面用水冷却，正面经受约1000的瞬间（约1秒）火焰处理，产生高温氧化。,物理化学处理,章 涂料施工与检测,a 表面张力小:橡胶属非极性材料，表面能低，尤其是聚烯烃类橡胶、硅橡胶、氟橡胶，其表面张力约为20mN/cm，是难附着材料。b 易溶胀或溶解:橡胶遇大多数有机溶剂或油类，均有溶胀或溶解现象。c 弹性模量大:作为弹性体，橡胶受到外力后将产生形变，如压缩变形、拉伸变形，从而产生相应的应力。d 电阻大:一般体积电阻率1013cm，具有很强的起静电性。（用炭黑补强的橡胶制品除外）。橡胶的表面处理方法主要有机械打磨法、溶剂处理法、氧化法、偶联剂处理法和等离子处理法。,6.橡胶的表面处理,章 涂料施工与检测,玻璃制品在涂装前，首先应清除各种污迹，可用丙酮或去污粉清除。由于玻璃表面一般很光滑，涂料难以附着，因此需将玻璃表面打毛。方法有：a 人工、机械打磨法:将研磨剂涂于玻璃表面，然后反复打磨。b 化学腐蚀法:用氢氟酸轻度腐蚀玻璃表面，直至有一定的表面粗糙度，然后用大量水清洗。,7.玻璃的表面处理,皮革、纸张及其它具有纤维构的材料需要涂装时，也需进行除油脂、污物等的表面处理。,8.纤维的表面处理,章 涂料施工与检测,将涂料均匀地分布在被涂物上的方法称为涂料的涂布方法，涂布方法有多种多样，但大致可分为以下三种类型。a 手工工具涂布,如刷涂、擦涂、滚涂、刮涂等方法。b 机动工具涂布,如喷枪喷涂。c 机械设备涂布,如浸涂、淋涂、抽涂、自动喷涂、电泳涂漆等，这类方法发展最快，已从机械化逐步发展到自动化、连续化、专业化，有的方法已与漆前底材处理和干燥前后工序连接起来，形成专业的涂装工程流水线。,4.1.2 涂料的涂布,章 涂料施工与检测,各种涂布方法各有其优缺点，应视具体情况来选择，以达到最佳的涂装效果，考虑的情况主要有：a 被涂物面的材料性能、大小和形状；b 涂料品种及其特性；c 对涂装的质量要求；d 施工环境、设备、工具等；e 涂布的效率、经济价值等。,章 涂料施工与检测,刷涂是人工利用刷漆蘸取涂料对物件表面进行涂装的方法，是一种古老而最为普遍和常用的涂布方法。此法节省涂料、施工简便、工具简单、易于掌握、灵活性强、适用范围广。可用于除了初干过快的挥发性涂料（硝基漆、过氯乙烯漆、热塑性丙烯酸漆等）外的各种涂料，可涂装任何形状的物件，特别对于某些边角、沟槽等狭小区域。此外，刷涂法涂漆还能帮助涂料渗透到物件的细孔和缝隙中，增加了漆膜的附盖力。而且，施工时不产生漆雾和飞溅，对涂料的浪费少。但是,刷涂法是采用手工操作、劳动强度大、生产效率低，流平性差的涂料易于留下刷痕，影响装饰性。,1.刷涂法,章 涂料施工与检测,刷涂使用的工具为漆刷，根据不同的涂布物件，可选择不同尺寸、不同形状的漆刷。图4-1为常见漆刷的种类。,图4-1 漆刷的种类1-漆刷（漆大漆为主）；2-圆刷；3-歪脖刷；4-长毛漆刷；5-排笔；6-底纹笔；7-棕刷,章 涂料施工与检测,滚涂是用滚筒蘸取涂料在工件表面滚动涂布的涂装方法。适用于平面物件的涂装，如房屋建筑、船舶等。施工效率比刷涂高，涂料浪费少，不形成漆雾，对环境的污染较小，特别是可在滚筒后部连接长杆，在施工时可进行长距离的作业，减少了一部分搭建脚手架的麻烦。但不适合滚涂结构复杂和凹凸不平的表面。若滚涂的漆膜表面不平整，有一定的纹理，可选择滚花辊。滚筒由滚子和滚套组成，滚套表面粘有羊毛或合成纤维等。滚筒的结构如图4-2所示。,2.滚涂法,章 涂料施工与检测,除手工滚涂外，在工业上还可利用辊涂机作机械滚涂涂漆。,图4-2 辊子的结构 1-长柄；2-滚子；3-芯材；4-粘着层；5-毛头,辊涂机由一组数量不等的辊子组成，托辊一般用钢铁制成，涂漆辊子则通常为橡胶的，相邻两个辊子的旋转方向相反，通过调整两辊间的间隙可控制漆膜的厚度。辊涂机又分为一面涂漆与二面涂漆两种结构。,章 涂料施工与检测,机械滚涂法适合于连续自动生产，生产效率极高,广泛用于平板或带状的平面底材的涂装。由于能使用较高粘度的涂料，漆膜较厚，不但节省了稀释剂，而且漆膜的厚度能够控制，材料利用率高，漆膜质量好。机械滚涂示意图如如图4-3。,图4-3 机械辊涂法涂装示意图1-储槽及浸涂辊；2-转换辊；3-辊漆辊；4-压力辊；5-刮漆刀；6-涂过涂料的板材；7-未涂过涂料的板材,章 涂料施工与检测,空气喷涂(有气喷涂)是依靠压缩空气的气流在喷枪的喷嘴处形成负压，将涂料从贮漆罐中带出并雾化，在气流的带动下涂到被涂物表面的一种方法。空气喷涂设备筒单，操作容易，涂装效率高，得到的漆膜均匀美观。不足之处是喷涂时有相当一部分涂料随空气的扩散而损耗。扩散在空气中的涂料和溶剂对人体和环境有害，在通风不良的情况下，溶剂的蒸汽达到一定程度，有可能引起爆炸和火灾。空气喷涂的主要设备是喷枪，按涂料供给方式分为重力式、吸上式和压送式三种类型,如图4-4、4-5和4-6所示。,3.空气喷涂法,章 涂料施工与检测,图 4-4 吸上式喷枪 1-漆壶 2-螺丝 3-悬钮 4-螺帽5-扳机 6-空气阀杆 7-控制阀 8-空气接头,图 4-6 压送式喷枪1-喷枪 2-油漆增压箱,图 4-5 重力式喷枪,章 涂料施工与检测,无空气喷涂与空气喷涂原理不同，是使涂料通过加压泵被加压至14.7117.16MPa，由细小喷嘴（为0.170.90mm）喷出，当高压漆流离开喷嘴到达大气后，随着高压的急剧下降，涂料内溶剂剧烈膨胀而分散雾化，高速地涂覆在被涂物件上。其原理示意图如图4-7。,4.无空气喷涂法,图 4-7 高压无气喷涂的原理 图,章 涂料施工与检测,无空气喷涂的优点有：比一般喷涂的生产效率可提高几倍到十几倍；喷涂时漆雾比空气喷涂少，涂料利用率高，节约了涂料和溶剂，减少了对环境的污染，改善了劳动条件；可喷涂高固体、高粘度涂料，一次成膜较厚；减少施工次数，缩短施工周期；消除了因压缩空气含有水分、油污、尘埃杂质而引起的漆膜缺陷；涂膜附着力好，即使在缝隙、棱角处也能形成良好的漆膜。无气喷涂的不足之处是：操作时喷雾的幅度和出漆量不能调节，必须更换喷嘴才能调节；不适用于薄层的装饰性涂装。,章 涂料施工与检测,静电喷涂法系利用高压电场的作用，使漆雾带电，并在电场力的作用下吸附在带异性电荷的工件上的一种喷漆方法。它是先将负高压加到有锐边或尖端的金属喷杯上，工件接地，使负电极与工件之间形成一个高压静电场，依靠电晕放电，首先在负电极附近激发大量电子，用旋转喷杯或压缩空气使涂料雾化并送入电场，涂料颗粒获得电子成为带负电荷的微粒，在电场力作用下，均匀地吸附在带正电荷的工件表面，形成一层牢固的涂膜。静电喷涂的示意图如图4-8。,5.静电喷涂法,章 涂料施工与检测,图 4-8 静电喷涂示意图,章 涂料施工与检测,静电喷涂有许多优点：在电场的作用下，漆雾很少飞散，大幅度提高了涂料的利用率；易实现机械化自动化，适合于大批量流水线生产；减少了涂料和溶剂的飞散、挥发，改善了劳动条件；漆膜均匀丰满，附着力强，装饰性好，提高了涂膜的质量。静电喷涂的缺点是：由于静电的作用，某些凹陷部位不易上漆，边角处有时出现积漆；涂层有时流平性差，有桔皮；不容易喷涂到工件内部；对环境的温度、湿度的要求较高;由于使用高电压，所以火灾的危险性较大，必须要有可靠的安全措施。,章 涂料施工与检测,擦涂法(揩涂法或搓涂法)是一种手工操作涂漆的方法，适用于硝基类清漆、虫胶清漆等挥发型清漆的涂装。采用此法在已涂过表面进行擦拭时，漆膜高处被擦平、低凹处被填平，获得的漆膜透明光亮，装饰性好。但此法全靠手工操作，施工者经验与手法较为重要，而且工作效率低，施工周期长,只用于高档木器的装饰。擦涂没有专门的工具，常用的材料有纱布、脱脂棉、棉砂、竹丝、尼龙丝等。擦涂的方式有四种，即圈涂、横涂、直涂和直角涂。如图4-9所示。,6.擦涂法,章 涂料施工与检测,图 4-9 擦涂方法,章 涂料施工与检测,刮涂是使用金属或非金属刮刀，对粘稠涂料进行厚膜涂装的一种方法。一般用于涂装腻子、填孔剂以及大漆等。刮涂是使用很早的涂料涂装方法，常用于刮涂腻子。此方法局限于较平的表面。刮涂的主要工具是刮刀，刮刀的材质有金属、橡胶、木质、竹质、牛角、塑料以及有机玻璃等。金属刮刀强韧、耐用，多用于混合涂料及车辆刮腻子等。橡胶刮刀具有弹性，最适用于曲面上的涂装。常见刮刀的类型如图4-10。,7.刮涂法,章 涂料施工与检测,图 4-10 各种刮刀类型（a）-铲刀；(b)-腻子刮铲；(c)-钢刮板；(d)-牛角刮刀；(e)-橡皮刮板；(f)-调料刀；(g)-油灰（腻子）刀；(h)-斜面刮刀；(i)-刮刀；(j)-剁刀,章 涂料施工与检测,浸涂法就是将被涂物件全部浸没在盛有涂料的槽中，经短时间的浸没，从槽内取出，并让多余的漆液重新流回漆槽内，经干燥后达到涂装的目的。浸涂适用于小型的五金零件、钢质管架、薄片以及结构比较复杂的器材或电气绝缘材料等。它的优点是省工省料，生产效率高，操作简单。但浸涂也有局限性，如物件不能有积存漆液的凹面，仅能用于表面同一颜色的产品，不能使用易挥发和快干型涂料。,8.浸涂法,章 涂料施工与检测,浸涂的方法很多，有手工浸涂法、传动浸涂法、回转浸涂法、离心浸涂法、真空浸涂法。图4-11为浸涂示意图。,图4-11 浸涂示意图,章 涂料施工与检测,淋涂法(流涂、浇涂)是将涂料喷淋或流淌过被涂物件上的涂漆方法。它能得到较厚而均匀的涂层，常用于光固化涂料，不适用快干型涂料，主要对平面涂装，不能涂垂直面，也不宜用于涂装美术涂料及含有较多金属颜料的涂料。其示意图如图4-12。,9.淋涂法,图4-12 淋涂示意图 1-高位槽；2-被淋涂物面；3-涂料过滤器；4-输漆泵；5-已涂漆物面；6-帘幕,章 涂料施工与检测,电沉积涂漆(电泳涂装)是将物件浸在水溶性涂料的漆槽中作为一极，通电后，涂料立即沉积在物件表面的涂漆方法。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳和阴极电泳；按电源可分为直流电泳和交流电泳；按工艺方法又有定电压法和定电流法。图4-13为电泳涂装工艺流程图。,10.电沉积涂漆法,图4-13 电泳涂装工艺流程示意图1-经表面处理后的工件；2-电源；3-工件；4-喷水冲洗；5-槽液过滤；6-沉积槽；7-循环泵,章 涂料施工与检测,电泳涂漆是一种先进的现代涂装作业方法，具有以下优点：能实现自动流水线生产，涂漆快，自动化程度高，生产效率高;漆膜厚度均匀，易控制膜厚;较好的边缘、内腔及焊缝的涂膜覆盖性，便产品涂层的整体性能提高;环保、安全，以水为分散介质，没有火灾危险;涂料利用率高，超过95%以上;漆膜外观好，无流痕。电泳涂装的缺点主要有：烘干温度高，漆膜颜色单一;设备投入大，管理要求严格;多种金属制品不宜同时电泳涂漆;塑料、木材等非导电性制品不能电泳涂漆，也不能在底漆表面泳涂面漆;漂浮性工件不能电泳涂装。,章 涂料施工与检测,以酸性条件下长期稳定的水分散性合成树脂乳液为成膜物质制成的涂料，在酸和氧化剂存在的条件下，依靠涂料自身的化学和物理化学作用，将涂层沉积在金属表面，这种涂漆方法称为自沉积涂漆，也称自泳涂装、化学泳涂。,11.自沉积涂漆法,自沉积涂装的优点是：节能:自沉积涂装利用化学作用，不用电，在常温下进行;防护性能强:在自沉积过程中，金属的表面处理（活化）与涂膜沉积同时进行，漆膜的附着力强。经处理后，涂膜耐盐雾性能可达600h;工艺过程短:自沉积涂装不需磷化处理，设备投资少，工序数少。,章 涂料施工与检测,生产效率高:一般只需12min,适合于流水性生产方式。工件自槽液中取出后，表面沾附的槽液仍可进行化学作用而沉积，涂料利用率好于电泳漆且需超滤系统;无泳透力问题:工作任何部件与槽液接触，都能得到一层厚度均匀的漆膜;耐水性好:表面活性剂等水溶性物质不会大量地与成膜物一起沉积，因此比一般乳胶耐水性好。自沉积涂装必须注意的是，与电泳漆一样，也存在槽液稳定性问题，特别是金属离子在槽液中持续积累，不利于槽液的稳定。,章 涂料施工与检测,粉末涂装是使用粉末涂料的一种涂覆工艺。它的特点是：一次涂装便可得到较厚的涂层，提高了施工效率，缩短了生产周期;涂料中不含溶剂，无需稀释及调粘，减少了火灾的危险，有利于环保;涂层的附着力强，致密性好，提高了涂层的各项机械物理性能;过量的涂料可回收利用，降低了涂料的消耗。粉末涂装存在的缺陷有：烘烤温度高（大于200）;换色不方便;涂膜流平性差。,12.粉末涂装法,章 涂料施工与检测,粉末涂装的方法有，火焰喷射法、流化床法、静电流化床法、静电喷射及粉末电泳法等。火焰喷射法时，树脂易受高温而分解，涂膜质量差，现在很少应用。流化床法是将工件预热到高于粉末涂料熔融温度20以上的温度，然后浸在沸腾床中使粉末局部熔融而粘附在表面上，经加热熔合形成完整涂层。工件预热温度高，则涂层厚，但若要薄涂层及热容量小的薄板件不宜用流化床法。,章 涂料施工与检测,静电流化床是将冷工件在流化床中通过静电吸附粉末，工件不需预热并可形成薄涂层，但也只适合小件的涂装。静电喷涂法是粉末涂装应用最广的一种方法。它不仅能形成50200m的完整涂层，而且涂层外观质量好，生产效率高。粉末电泳法是将树脂粉末分散于电泳漆中，按电泳涂装的方法附着工件的表面，烘烤时树脂粉末和电泳漆融为一体形成涂层。它有电泳涂装的优点，并且避免了粉末涂装的粉尘问题。它的不足是由于水分的存在，烘烤时涂层易产生气孔，且烘烤温度高。,章 涂料施工与检测,如丝网法:文具、日历、产品包装、书籍封皮、路牌、标志等需要涂饰成多种颜色的套牌图案或文字时，可用丝网法涂装。即将已刻印好的丝筛平放在欲涂的表面，用硬橡胶刮刀将涂料刮涂在丝网表面，使涂料渗透到下面，从而形成图案或文字。,13.其他涂布法,章 涂料施工与检测,涂料的成膜是指涂料涂覆于物体表面，由液体或疏松粉末状态转变为致密完整的固态薄的过程。对于挥发性涂料和热塑性粉末涂料而言,涂料成膜主要靠物理作用;对于热固性涂料而言,涂料成膜主要靠化学作用。,4.1.3 涂料成膜及干燥,4.1.3.1 涂料成膜机理,1.挥发性成膜,对于挥发性涂料如硝基漆、过氯乙烯漆、热塑性丙烯漆和其他烯基树脂漆而言,是靠溶剂挥发成膜的。,章 涂料施工与检测,2.加热干燥成膜,对于热塑性乳胶涂料而言,是靠加热干燥成膜的。通过加热,湿膜慢慢融合成连续膜(中间经历微粒接触和变形两个阶段),这个受环境温度、湿度、溶剂的挥发速度以及成膜助剂(增大乳粒的变形能力)的影响。,3.加热熔融成膜,对于热塑性粉末涂料、热塑性非水分散涂料而言,是加热到熔融温度以上，使树脂颗粒融合形成涂膜的。,章 涂料施工与检测,3.交联成膜,对于热固性涂料而言,是靠缩合、加聚和氧化聚合等交联作用成膜的。例如,酚醛漆、氨基烘漆、聚酯漆、丙烯酸烘漆等是靠缩合交联作用成膜的,属于烘烤固化型涂料;不饱和聚酯、双组分环氧、双组分聚氧酯等是靠加聚交联作用成膜的,属于固化剂固化型涂料;油性漆、醇酸漆、环氧酯涂料等是靠氧化聚合交联作用成膜的,属于气干型涂料。,章 涂料施工与检测,根据涂料的各种成膜机理，按涂膜干燥所需要的条件，涂膜的干燥方式可归纳为自然干燥、加热干燥和特种干燥三种。,4.1.3.2 涂膜的干燥,1.自然干燥,自然干燥(常温干燥、自干或气干)是在常温条件下湿膜随时间延长逐渐形成干膜的干燥方法,是最常见的涂膜干燥方式，室内外均可进行，无须干燥设备和能源，特别适宜户外的大面积涂装。但有时干燥时间长，受自然条件的影响比较严重。,章 涂料施工与检测,自然干燥的速度除由涂料的组成决定外，还与涂膜厚度(涂膜越厚，完全干燥越慢)、气温(10-35较好)、湿度(湿度高时,空气中的水分抑制湿膜中溶剂挥发，且溶剂的挥发吸热会使水汽冷凝，造成涂膜泛白，对某些氧化聚合型涂膜还会造成涂膜回粘,湿度小于75%较好)、通风(有利干燥、有利于安全，室外风速宜在3级（3.4-5.5m/s）以下)、光照(对自干有利，如紫外光对聚合有明显促进作用，但高温阳光直射也易产生涂膜表面缺陷)有关。环境的清洁程度影响涂膜的外观质量。,章 涂料施工与检测,2.加热干燥,加热干燥(烘干)是现代工业涂装中的主要干燥方式。一些以缩聚反应和氢转移聚合方式成膜的涂料需要在外加热量的条件下才能干燥。为了缩短干燥时间，自干的涂料也可加热干燥。加热干燥分低温（100以下），中温（100-150）和高温（150以上）三种。低温烘干主要用于自干涂膜的强制干燥或对耐热性差的材质（木材、塑料）表面涂膜的干燥。中温和高温则用于热固性涂膜和对金属表面涂膜的干燥。现代工业为了节约能源，要求向低温烘干发展。,章 涂料施工与检测,涂膜在烘干室内的整个烘干过程，可分为升温、保温和冷却三个阶段。在升温阶段，涂层温度由室温逐渐升至烘干工艺温度，湿膜中约90%以上的溶剂散发逸出。此阶段,必须加强通风以排除溶剂蒸汽。而且工件升温吸收大量热量，消耗大部分热量。在保温阶段，只需较少的热量，保温时间由涂膜化学交联反应所需的固化工艺时间所决定。在冷却阶段，往往采用强制冷却方法使工件迅速冷却到40以下，以便进行下道工序的工作。如图4-14所示,章 涂料施工与检测,章 涂料施工与