第2章 涂料基础及涂装工艺.ppt

本章教学主要内容  2.1 涂料的成膜干燥 2.2 涂装方法及工艺过程 2.3 涂料的性能 2.4 涂料配方设计的基本知识 第二章 涂料基础涂料生产工艺（4学时） 1、教学目标及要求：掌握涂装方法、涂料的成膜固化机理、涂料的配方设计的原则、步骤。了解涂料的性能。 2、教学重点：涂料的涂装方法、涂料的成膜固化机理、涂料的配方设计的原则、步骤。 3、考核要求：掌握涂装方法、涂料的成膜固化机理、涂料的配方设计的原则、步骤。 4、教学基本内容：涂料的性能、涂装方法、涂料的成膜固化机理、涂料的配方设计的原则、步骤。 2.1 涂料的成膜与干燥 涂料的成膜过程就是将涂覆到被涂物表面的涂料由液态或粉末状转化成无定形固态薄膜的过程，这一过程也称为涂料的固化或干燥。涂料的干燥速度和程序是由涂料本身的结构组成、成膜的（温度、湿度、涂膜的厚度等）条件和被涂物的材料特性所决定。 1、涂料成膜固化或干燥的机理：涂料成膜是一个复杂的物理化学过程，涂料的品种不同，其成膜固化机理也不同。目前普遍认为有三种类型的固化成膜机理；其对应的涂料品种有：溶剂挥发型、乳液凝聚型；氧化聚合型；聚合反应型等。 1）物理机理（干燥成膜）：只靠涂料中的液体（溶剂或分散相水）蒸发而得到干硬涂膜的干燥过程称为物理 机理干燥。一般情况下，涂料由液态转变成固态时，不发生化学反应高聚物在制成时已经具有较大的分子量，失去溶剂或水相后就变硬而不粘。属于这种机理干燥的涂料有：溶剂挥发型、水性型涂料，这类涂料都可自干，且表干极快； 其干燥速度取决于溶剂及水的挥发（蒸发或吸收）的速度，多采用“自然干燥法”。 2）聚合氧化（涂料与空气中的氧气反应）干燥机理：属于这一机理的聚合氧化型涂料主要指油或油改性涂料；也就是干性油或改性油（含有较多的 C==C不饱和化合物）与空气中的氧气发生氧化交联反应，生成网状大分子结构而成膜的。 3）缩合聚合反应型干燥机理（涂料各组分之间发生缩合聚合反应使其固化成膜的）：这类涂料在贮存期间必须保持化学上的稳定性，固化反应必须在涂料涂装（施工）以后进行。为了达到这一目的，可以采用两种方法，第一种方法是将相互能反应的各种组分分开单独分灌包装。另一种方法是选用哪些在常温下相互不发生反应而只有在高温或受辐射后，才发生反应的组分可以单独包装，属于这一机理的涂料有：氨基树脂交联的热固性醇酸树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚酯树脂、丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯等涂料。 2、涂料成膜固化或干燥的方法：依据不同的成膜机理，不同的涂料需要不同的干燥条件和工艺，其干燥方法也各异。从目前的涂料工业生产、涂装工艺而言，主要有如下几种干燥方法：自然干燥法；加热干燥法；照射干燥法；气相干燥法等四种。 1）自然干燥固化法：是将涂膜放置在大气中常温下干燥固化，习惯上又称自干或气干。自然干燥法仅适合于溶剂发挥型、乳液凝聚型、氧化聚合型及某些外加固化剂的缩合聚合反应型的涂料。影响干燥涂膜的因素有：气候条件（晴、阴、雨、雾、雪等）；风速；空气的清洁度；光照度；环境的温度、湿度等诸多因素。 一般情况是：在温度高、湿度小、风速大、光照强下干燥快且完全；反之则干燥慢、固化不完全，甚至影响涂膜质量。该法简单方便，不需要能源和设备。特别适合于一些不宜或不能进行烘烤的被涂物的涂装。如建筑物、工程维修、塑料、纸张、皮革等表面。 2）加热干燥固化法：分为烘烤加热、强制加热。 （1）烘烤加热法是指对烘烤型涂料的加热干燥，即对不加热就不能干燥的的涂料的加热干燥。按烘烤温度的高低可分为：低温＜100 ℃、中温100-150 ℃ 、高温＞150 ℃；按加热的方式分为：对流加热、辐射加热及感应加热等3种方式。 （2）对能自然干燥的涂料进行加热以促进干燥，缩短干燥时间的则称为强制干燥。加热干燥最主要的工艺参数“干燥温度”、“烘干时间”。 3）照射（辐射）干燥固化法：又分为：紫外光固化及电子束固化两种。电子束固化装置价格高，要求严格，照射盲点大，弯面固化效果不好等缺点，而未能广泛应用。与紫外光固化相比其优点是能量高，可用于不透明涂膜的固化。紫外光固化的光波是波长在300-450nm之间的近紫外线，含有光敏引发剂的涂膜受到照射后产生游离基，由游离基引发不饱和单体树脂发生聚合反应，实现涂膜的交联固化，这一过程很短（几分钟内）就能完成。 它普遍应用于涂装质量要求高，又不便烘烤的被涂物，如某些木材、纸张、通信光纤等，但它应用于光固化专用涂料，且不能使不透明漆膜固化。 其干燥时间与：1）涂膜厚度、2）紫外光强度；3）照射距离有关。紫外光源有：高压水银灯、弧光灯、氙气灯、荧光灯等，其中高压水银灯应用最为普遍。为了扩大范围，开发了r射线固化、高频振荡固化等，其原理基本一致，只是激活引发剂方式不同而已。 4）气相干燥固化法：是指两种以上具有相互反应性能的预