选择涂料应注意的不同涂膜类型

涂膜的作用是由涂料的性能决定的。当然，涂料的性能和作用必须通过涂装后，形成牢固附着于产品表面的涂膜表现出来。涂膜的作用也与涂膜的厚度与致密性有很大关系。除粉末涂料和高固体分涂料经一道涂装可以形成较厚的涂膜外，其他类型及品种的溶剂型涂料，一道涂装后形成的涂膜厚度一般不超过25μm，这么薄的涂膜不能较长时间抵抗外界腐蚀介质的侵害、化学药品的侵蚀和机械的冲击碰撞等，不能起到保护产品表面的作用，更不能具有很好的装饰性。因此，除采用高固体分和粉末涂料涂装的产品外，其他的产品几乎都采用多层涂装方法（也称为复合涂膜）。性能及用途各异的涂料组分，在涂装后形成的涂膜中各自发挥作用并共同形成足够厚度的致密涂膜，这样才能使涂膜真正发挥保护和装饰产品的重要作用。

1.底层涂料的选择

因为底层与产品材质表面直接接触，所以一般底层涂料中，都加入了防锈颜料和抑制性颜料，它们对金属表面能起到防锈作用和钝化作用，从而最大限度地减少了表面被腐蚀的危险。底层涂料必须对金属或其他材质表面有很强的附着力，与上层涂料有良好的结合力。但是，底层的作用必须要有可靠的表面预处理质量作保证，否则材料表面存在的油污或油膜就会隔绝涂料与材质表面的直接接触，使两者不能相粘。表面的锈蚀物是金属表面遭到腐蚀破坏后生成的松散氧化物。氧化皮是在金属加工过程中形成的。氧化皮既是松散的氧化物，又是金属腐蚀的媒介物。灰尘泥土及其他污垢不但含有腐蚀金属材质的有害物质，而且附着在表面易吸潮，对金属表面产生腐蚀，同时也隔离了底层与金属表面的良好接触。所以，底层的作用除了要有涂料本身的优良性能作保证外，还必须有优良的表面预处理质量作保证。

2.中间层涂料的选择

对装饰性要求高或对保护性要求强的产品，或对因材质表面平整度不够（如铸铁表面）而要求涂膜有一定的装饰性和保护性的产品，均需采用中间层涂装。中间层具有承上启下的作用。选择的中间层涂料通常被称为二道底层涂料。我国可供选择的二道底层涂料都能与底层涂料、腻子和面层涂料有良好的结合力，具有良好的流平性和较高的遮盖力，能自干或烘干，并且干燥后的涂膜平整光滑，易打磨平整，不粘砂纸，能进行干磨和湿磨。其作用还有弥补腻子层尚未填平的表面缺陷，刮涂较大面积的缺陷，补充效率低的涂装；填平打磨腻子层留有的砂布或砂纸的道痕（也称纹道），可刮涂或喷涂；能弥补涂膜厚度的不足，或弥补多种深、浅颜色与面层色彩的配套。其涂膜具有适宜的平光及微平光的光泽。中间层的致密度好，坚硬柔韧，具有一定的保护作用，是产品的又一道防腐蚀屏障。多层涂装中有了中间层，可以较容易地得到光滑平整、丰满度高、光泽美观的装饰性很高的涂膜。

3.面层涂料的选择

面层对涂料的要求是：具有优良的抵抗外界腐蚀的性能，有一定的力学性能或特殊性能和作用。面层不但是保护产品表面免受外界腐蚀与机械和人为冲击碰撞的第一道屏障，而且具有色彩艳丽，光泽丰满的装饰性外观。表面涂膜应与产品涂装前的表面处理质量、涂装方法和设备以及涂装技术等相配合，使涂装全过程融为一体，这样才能取得与涂装的整体复合涂膜一致的优良涂装质量，才能真正发挥产品涂装后形成的牢固附着的涂膜的性能和作用。

4.高固体分涂料、电泳涂料、粉末涂料的选择

高固体分涂料、电泳涂料、粉末涂料等是20世纪80年代我国生产的少溶剂涂料的典型品种，通常也称为低污染涂料。高装饰性、高保护性、低毒、低污染、有特殊作用、美术型等类型的涂料，是国内外现代涂料生产的总方向。电泳涂装、静电喷涂（包括高压无气静电喷涂）、粉末静电喷涂法，同样是现代涂装技术发展的必然趋势。所以，对高固体分涂料、电泳涂料（阳极与阴极电泳涂料，特别是阴极电泳涂料）、粉末涂料（分热固型和热塑型）的使用与选择，以及这些涂料涂装后形成的涂膜的良好性能，应当给予充分重视。这几种涂料的涂装方法体现了力求减少或最大限度地消除环境污染，改善劳动条件和卫生条件，缩短生产周期，实现机械化、自动化流水线生产，提高涂装的质量、效率，节约能源、劳动力、原材料，降低成本，取得最佳的技术经济效益的发展趋势。

（1）高固体分涂料的选择 我国生产的高固体分涂料可供选择的类型有：氨基醇酸树脂、丙烯酸氨基树脂（前两种类型的涂料中都采用了三聚氰胺树脂）、无油聚氨酯树脂涂料等。它们的性能、作用与它们的溶剂型低固体分相同。但固体分中的树脂含量高，涂装时固体分的质量分数达65%～70%。虽然涂料中的挥发分没有降到20%以下，但是有机溶剂挥发量降低到30%以上，涂装后形成的涂膜厚度有明显的提高，一道涂层厚度可达30～40μm。采用高压无气喷涂或高压无气静电喷涂和静电喷涂，效率提高2～20倍。涂装后形成的涂膜均匀致密，形状复杂的尖边棱角或内腔部位，都能得到很好的喷涂。高固体分涂料可使涂装质量、涂膜作用有较大的提高，总成本降低。

（2）电泳涂料的选择 20世纪80年代中期以来，我国可供选择的电泳涂料有阳极电泳涂料、阴极电泳涂料两种。阳极电泳涂料有不同颜色的纯酚醛、环氧酯等品种，阴极电泳涂料有环氧酯和异氰酸酯等。电泳涂装极易形成自动流水线生产。无溶剂及雾化涂料，可有效地保护环境。电泳涂装产品表面沉积的涂层均匀平整，附着力强，有很好的耐蚀性，丰满光滑，无流挂，可使形状复杂的工件各个部位都能得到使用其他涂装方法得不到的高质量涂层。自动流水线生产质量好，效率高，省工省料，降低成本。电泳涂装广泛适用于机械、仪器仪表、轻工、电器、汽车、航空、国防等行业产品的涂装。阳极电泳涂装有两大缺陷：一是涂料槽液呈碱性，易使成膜物高分子产生降解，使涂层作用下降；二是电泳时被涂物金属及表面处理膜（如磷化膜）会因阳极氧化和水的电解反应，使阳极区域呈酸性部分被溶解。溶出物使电泳涂料颜色变深，耐蚀性能、力学性能下降。阴极电泳涂料和涂装方法的出现，解决了阳极电泳涂料和涂装方法的这两大缺陷。阴极电泳涂装时，被涂件成为阴极，金属及表面处理膜溶出极微，不足以加深涂膜的颜色，因此，涂层耐蚀性能大大提高；又因主要成膜物质呈碱性，所以耐蚀性又有提高。槽液是酸性水溶液，高分子降解倾向小，对腐蚀有抑制作用，涂料及成膜后的涂膜性能不会降低。这是阴极电泳法具有的阳极电泳法所不及的特点，故阳极电泳很可能被阴极电泳代替。但阴极电泳涂料呈酸性，因此使用的设备、工具应耐酸，阳极用不活性金属为好（免得金属有溶出），电泳槽不能作相反极使用。选择电泳涂料进行涂装，尤其是选择已为国内外汽车行业所采用的阴极电泳，能获得高质量和优良性能的涂膜。但是，电泳涂料的涂装方法具有很突出的特点，需要一定的生产条件来实现。其涂装工艺、操作技术较复杂，又要求必须有很高的表面预处理质量；各项工艺参数需经反复试验后，认真选择最佳数据，并要严格执行操作规程，这样才能取得最佳质量的涂膜。除此以外，由于不同材质、不同产品的表面预处理方法不同，因此电泳涂装用的工艺参数也不同。槽液还要及时测出大量的试验数据来配合生产。这些都是电泳涂料及其涂装技术应用中需要解决的问题。

（3）粉末涂料的选择 我国生产的粉末涂料有热塑型和热固型两类。热塑型粉末涂料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺（尼龙）、聚酯等品种。热固型粉末涂料有环氧树脂、聚酯环氧、聚酯、丙烯酸等品种。聚乙烯树脂粉末涂料有优良的耐化学药品性、耐水性、耐各种溶剂性、绝缘性、耐低温性、柔韧性及好的塑性、无毒性、较好的力学性能，且价格低，适宜流化床和静电喷涂法涂装。其涂层表面硬度及耐候性差，主要用于电器、电缆线、金属线、容器工具、充电工具等。聚氯乙烯树脂粉末涂料具有优良的耐候性、耐水性、耐化学药品性、耐潮湿性、柔韧性、耐磨性、挠曲性，以及好的边缘覆盖性、耐久性，且价格便宜，适用于家用电器、金属网制品、化工设备、泵、阀门等产品的涂装，可用流化床和静电喷涂法施工。其不足之处是与底材附着力差，需涂底漆；烘烤时，增塑剂挥发，熔融温度与分散温差小，烘干温度范围小；高温烘烤不适宜厚度在100μm以下的涂膜，否则，涂膜的性能很差。聚酰胺树脂粉末涂料具有优良的耐化学药品性、耐水性、耐沸水性（可耐100℃热水）、耐溶剂性、电绝缘性、柔韧性、耐磨性、抗冲击性、耐候性等。其缺点是与金属表面的附着力差，需涂底漆，并且熔融张力大，涂装时尖边棱角易流淌，烘干温度高，价格较贵。聚酰胺树脂粉末可采用流化床和静电喷涂法施工，以流化床涂装为多。热塑性聚酯树脂粉末具有优良的附着力，涂膜表面光滑平整，光泽度高，装饰性好，具有优良的耐候性和耐化学品腐蚀性，烘干温度范围也较宽。其不足之处是硬度低，挠曲性和耐溶剂性较差，耐冲击性不好等。依据上述各热塑性粉末涂料的特点及其适用范围，我国目前应用较多的是聚乙烯粉末涂料，聚氯乙烯粉末涂料次之，其次是热塑型聚酯、尼龙等粉末涂料。近年来，我国热固型粉末涂料的用量以逐年翻番的速度增长着。热固型粉末涂料以环氧树脂、聚酯环氧的应用为最广。不同的热固型粉末涂料，其特点及适用范围不同，如环氧树脂粉末涂料主要用于室内和地下工程，适于地下管道、矿井、不接触阳光曝晒和大气的产品，以及对装饰性要求不高而对保护性、防腐蚀性要求高的产品的涂装。聚酯粉末涂料（分不饱和聚酯和饱和聚酯）则用于室外的、要求耐大气性能好、不怕阳光曝晒、装饰性能好的产品的涂装。丙烯酸树脂粉末涂料的涂膜比聚酯粉末涂料的涂膜具有更优良的耐候性、保光保色性、抗污染性、耐蚀性及附着力和力学性能等，但在我国尚未进入工业化生产，还处在小批量试制阶段。(www.xing528.com)

（4）涂料质量及配套性的选择 一般来讲，应根据产品涂膜质量要求来选择性能优良的涂料。那么，性能优良的涂料应当具有什么样的质量要求呢？我国生产的涂料有17大类，大类下又分有几十个小类和1000多个品种，以及特殊用途的类型和品种，并且还有很多即将问世的不同类别和品种。要想完全清楚地了解它们是很困难的，只有长期从事涂料涂装生产，才能逐步积累并掌握它们。上面内容已对各大类型涂料及其常用品种的性能、质量、用途等进行了选择性的介绍。各大类型的涂料以及同类不同品种的涂料，都有各自的生产质量标准和出厂质量标准。产品在涂装前，一般都要进行验证，看选用涂料的质量标准是否合格。目前，我国生产的涂料质量标准有国家标准、行业标准，以及各种涂料生产厂依据国家标准、行业标准和使用单位产品涂装质量要求而制订的企业标准。涂料的类型也有不同，而同类型的涂料中又有底漆、腻子、二道底漆（也有称二道浆）、面漆之分，而底漆、中间漆、面漆的不同品种适应的材质和产品涂装质量要求也不同。所以说，涂料的选择是困难的。对装饰性、保护性要求高的复合涂膜用涂料的选用显得尤为困难，必须对使用的每一层、每一个品种涂料的质量掌握得十分清楚。现代的涂料绝大部分是由化学合成材料组成的，各组分在涂料中发挥着不同的作用。因此，由不同性能的涂料组成的整体涂膜，有着多种性能。由于合成物质的化学性质各异，因此它们混合后就自然会有各种各样的反应。如果其性质相近，则能相溶，否则将不相溶，并产生这样或那样的变态或变质。例如，醇酸树脂类的涂料稀释剂不能溶解硝基漆类涂料；硝基漆稀释剂能使醇酸漆中的树脂析出而变成丝状物，失去涂料的作用。所以，各类型的涂料不能随意混用。若要组成一个复合涂膜，则必须选择允许的类型和品种的涂料相配套，这样才能溶为一体，发挥各自的作用。性质相近和可相溶是涂料选择与配套使用的首要依据，其次是涂料的质量。由于系统全面地介绍我国生产的一千多个品种涂料的性能和作用是很困难的，因此把作为涂料所应当具有的最基本的统一性能——涂料的质量标准，作为选择的依据。例如，涂料都应具有较好的附着力，特别是底漆，应具有优良的附着力、防锈作用和抑制作用；上、下层涂料应有优良的结合力、一定的遮盖力、打磨性等。涂料都应有一定的光泽、亮度，具有较好的色泽、遮盖力（纯正的色泽和能形成一定厚度的涂膜）；形成的涂膜应具有较好的硬度、强度（包括耐磨、抗冲击、柔韧性），有一定的保色保光性或优良的保光保色性，较好的抗化学品性、耐候、耐水、耐溶剂等（有些品种不具备其中的一项或多项性能，应由别的品种进行弥补）；成膜时流平性要好，干燥固化后不起皱、不裂纹、无桔皮（美术漆品种除外）、不起泡，无缩孔等（施工不好的因素除外）。此外，涂料要有一定的粘度（也称为稠度）和干燥迅速（一定的条件下和一定的时间内，可自干或烘干），能溶于相应的溶剂并可稀释到一定的施工粘度。都应具有良好的施工性，并且低毒、低污染；要有较好的经济效益，具有优良的涂膜质量和最佳的技术效果。

5.涂装生产中各因素与涂料选择的关系

选择涂料的首要条件是要熟悉、掌握各类品种的性能、用途及适用范围等。选择的涂料，既要满足产品涂装质量要求，又要有经济性。所以，选择涂料时，应当在充分考虑选择的涂料能达到产品涂装要求的前提下，还要掌握以下情况：产品材质、预处理方法、涂装方法，以及设备工具、干燥方法、涂装层次间涂料与稀释剂的配套性、涂装特点、操作环境条件要求、经济性等。现将它们之间的关系分述如下：

（1）涂膜使用环境与涂料选择的关系 由于涂装的目的不同，涂装后涂膜的使用环境不同，要求的涂装质量和涂装层次不同，所以所选用的涂料就不同。例如，有用于室内或室外的，耐化学品腐蚀或在溶剂、油中使用的，用于干热和湿热带的，用于飞机和航天器的，耐紫外线或要求防腐的，物理性能好或无毒的，高保护、低装饰的，高装饰、低保护的，高装饰、高保护的，标志或伪装的，耐高温和低温的，抗燃烧或延燃的等涂料。涂料只有满足各自产品的要求，才能达到预期的涂装目的。

（2）产品的材质与涂料选择的关系 被涂件的材质（如钢铁、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金、铸铝及压铸铝合金、塑料、木材、橡胶皮革、纸张、织品、水泥等）不同，涂料的适应性也就不同。适于不同材质的涂料还要和该材质其他涂层的涂料合理配套使用。只有涂料配套合理，涂敷方法及操作正确，才能达到不同材质要求的涂装目的，获得质量好的涂膜外观。例如，钢铁件、铸铁件的底层涂料应为铁红醇酸（或环氧酯）底漆、醇酸（或环氧）腻子，面层涂料为醇酸磁漆（内用或外用）或氨基醇酸烘漆，底漆和面漆用配套稀释剂稀释后，还可选用硝基或过氯乙烯等配套的同类型不同品种的底、面层涂料及配套稀释剂。

（3）涂料的性能、用途、施工特点与涂料选择的关系 类型和品种不同的涂料，有着不同的性能及用途、不同的施工特点和不同的涂装方法。例如，清油、调和漆等采用刷涂效果好；酯胶清烘漆适于平刷或喷涂；醇酸、氨基醇酸烘漆适于喷涂；水溶性电泳涂料适于浸渍电泳；粉末涂料适于流化床和静电喷涂；粘度大的溶剂涂料则适于高压无气喷涂；建筑涂料适于高压无气喷涂或手工喷涂等。

（4）不同的涂料涂装前表面预处理方法与涂料选择的关系 表面预处理质量是获得优良涂层的三要素之一。涂装前，被涂产品表面的锈蚀程度和油污程度，凸凹不平等缺陷的严重程度，以及采取的不同处理方法和处理所能达到的质量，对涂料的选择有着十分重要的影响。例如，手工脱脂除锈与机械方法脱脂除锈的质量不同，喷砂与喷（抛）丸处理与酸洗磷化处理的质量不同；碱洗与用金属清洗剂方法脱脂的效果不同；去除铝件表面油污和氧化膜，采用金属清洗剂或弱酸、碱清洗与进行阳极氧化处理所得到的效果不同。铸件最适宜采用喷砂或喷丸处理，而不能用酸洗、脱脂去锈；非金属件均不宜采用不适宜浓度的酸、碱清洗；木材、皮革、塑料、纸张等被涂件，则具有技术性更强的专门处理方法，否则，不但不能取得高质量的处理效果，而且会弄巧成拙。根据不同材质及涂装前的表面状态，正确选择合理的表面预处理方法，使之达到涂装所要求的表面预处理质量，对涂料的选择非常重要。例如，经手工脱脂去锈方法处理的工件，就不能进行电泳、静电或粉末涂装；表面缺陷严重而又要求涂膜外观光滑平整的，就要采用刮腻子和喷涂二道底漆和多层面漆的涂装方法，此时选择的涂料就必须满足多层涂装的需要；电泳涂装时，被涂件表面磷化膜不宜过厚，因为过厚的磷化膜会在电泳涂装时被部分溶解，而破坏电泳槽液的稳定性；化学处理后的被涂工件表面，若在电泳涂装前用水冲洗得不干净，则附着于被涂件表面的有害化学离子对电泳槽液的危害会更大，严重影响电泳槽液的正常使用。所以说，涂装前表面预处理的方法及处理质量的好坏，对涂料选择是至关重要的。根据被涂件的材质和涂装的质量要求、涂装的性能用途及施工特点，选择正确的表面预处理方法，以获得最佳的处理质量。例如，铸铁件最好采用喷砂（丸）处理，适宜进行浸涂、静电涂装或粉末涂装。

（5）干燥方法与涂料选择的关系 涂料干燥方法有常温自干和加热固化干燥、烘干、光固化或电子束聚合干燥及电磁感应干燥等。常温干燥方法主要是指溶剂挥发和水蒸发干燥及触媒聚合干燥（也称氧化聚合干燥）。干燥时间（速度）与干燥的温度成正比。对其干燥程度有影响的因素（如温度和湿度）超出涂料规定的范围时，则不能使涂料干燥完全，并会使涂膜外观产生各种缺陷。在各种干燥方法中，以对流干燥为最好。在涂装生产中，很多涂料的主要成膜物质（即树脂）的分子间需要交联聚合，这种交联聚合干燥必须在规定的温度、时间范围内进行。超出涂料规定的温度和时间，不会获得实际干燥效果和质量优良的涂膜外观，而涂料干燥所需的温度和时间不是绝对的。例如，在涂装生产中，不同材质、形状、大小、厚度的被涂件，以及操作现场条件的影响等，都要求对规定的温度和时间进行适当的调整。经过反复试验后，找出每批被涂件所使用涂料的适宜干燥温度和时间，但最终都必须使涂料的成膜物分子完成其交联聚合的干燥过程，否则不会得到真正干燥的涂层和完好的涂膜外观。涂料的另一种干燥方法是烘干触媒聚合干燥（也称为氧化聚合干燥）。这种干燥方法，既可自然干燥（常温在25℃、一定时间内干燥），又可在较低的加热条件下，于一定的时间内干燥。采用这种方法干燥的涂膜的性能比在常温下自然干燥的涂膜的性能有很大的提高。同时，这种干燥方法加快了涂料干燥的进程，可获得比自然干燥性能更优良的涂膜外观，是一种可取的干燥方法。上述干燥方法，均应采取清洁的空气对流干燥。干燥时的热源和加热方式及干燥设备的结构，也是选择涂料时应当注意的重要因素。加热方法有多种，如蒸汽加热、汽电两用加热、辐射加热（远红外），以及较新的高周波、电磁感应、光固化（紫外光辐射）、电子束射线照射固化加热等。烘干炉有定式、通过式和桥型通过式等不同结构。热源、加热方式及干燥设备的结构等，都应在选择涂料时予以很好的考虑。只有照顾到各方面的因素，才能互相兼顾，获得涂装要求的质量标准。

（6）涂料的配套性与涂料选择的关系 选择涂料时必须遵循涂料与涂料之间及与稀释剂之间的配套性，这是十分重要的原则。涂料的类型、品种繁多，组成涂料的各种物质（特别是合成树脂涂料）有着不同的化学和物理性能，在涂覆、干燥、成膜的过程中会发生一系列的化学反应和物理变化。在选择涂料时，应充分考虑各类涂料组成物质间相互的化学及物理变化（即形成涂膜的机理）。成膜机理多种多样，如涂料的挥发成膜（物理性变化）、氧化聚合反应成膜、氧化反应成膜、聚合反应成膜、辅助材料的聚合反应成膜、紫外线照射引发的聚合反应成膜、电子束照射激发的聚合反应成膜和综合的物理及化学反应进行的挥发或蒸发与氧化聚合或缩合化学反应成膜等。由此生成的膜的物理化学性能各不相同，其施工特点也不一样。如果不充分考虑这些因素，就会不可避免地发生很多涂装质量事故，导致涂料稀释溶剂的损失、报废。现代大多数产品及零件的表面涂装，一般极少要求单一涂膜（粉末涂装除外），均要求复合涂膜。选择涂料时，必须注意底层、中间层、面层的涂料类型、品种及其稀释剂间的配套性。在涂料性能允许的范围内，也可以选择不同类型和品种的涂料。要获取复合涂膜，必须采取中间过渡的配套方法。复合涂膜涂料选择的配套性还要注意涂料之间的含油度（含油量）及硬度、流平性等性能一致的问题，否则会因面漆油度长、底漆油度短而使涂膜因收缩性不同而产生龟裂、耐久性差等缺陷。硬度、流平性不同，涂膜会产生凸凹不平的堆积、流挂、桔皮等缺陷。

（7）经济效益与涂料选择的关系 经济效益是任何涂装生产中必须要重视的综合指标。在选择涂料时，应认真遵守既不使产品涂装生产成本超标，又能取得最佳的经济效益的原则，做到高效、低耗、节能，减少环境污染或完全消除环境污染，改善劳动条件等。这是涂料选择的最根本的标准和原则。总之，选择的涂料既要满足产品涂装目的与涂层质量要求，又要经济。能用低档涂料时尽量不用高档涂料；单层涂装能满足产品涂装要求时无须追求多层涂装；施工中可利用现有设备，不要追求尽善尽美，使成本提高。但产品涂装质量要求高，批量又很大，现有施工条件不能适应要求时，可采取改造措施。添置新设备与改善施工条件。即使一次性投资稍大，只要能很快取得经济效益，也是可行的。设计者需要审时度势，果断采取增添和改善的决策，不要因循守旧，采取不重视态度，以致临时抱佛脚，这样经济损失会更大。