涂料基础知识介绍

中上涂基础知识培训（初级）汽车漆技术部—邱绍义2013年4月1目录一、涂料基本组成及作用二、涂层基本结构及施工工艺三、喷涂设备四、涂料生产工艺五、涂料基本参数及意义六、涂膜性能基本参数及意义七、中涂介绍（作用、体系介绍）八、面漆介绍（作用、体系介绍）九、清漆介绍（作用、体系介绍）2一、涂料基本组成及作用—概述3助剂树脂颜料溶剂一、涂料基本组成及作用—树脂4目前常用树脂是从石油中提取制造而成，树脂是涂料中最为重要的成分，。树脂是一种粘性的透明液体，涂覆在基材上烘干后形成涂膜。涂料的性能大都由树脂决定分类热固性树脂热塑性树脂加热时变软和熔化通过加热发生化学反应来交联、固化，冷却后不可逆分类丙烯酸树脂聚酯树脂氨基树脂环氧基树脂目前常用树脂是从石油中提取制造而成，树脂是涂料中最为重要的成分，。树脂是一种粘性的透明液体，涂覆在基材上烘干后形成涂膜。涂料的性能大都由树脂决定一、涂料基本组成及作用—颜料5颜料，不溶于水和溶剂，而以颗粒状分散在涂料中，粒径从几微米到数十微米。颜料的颗粒形状有很多，如球状、片状、针状等，颜料的主要功能在于提供色彩，有些颜料还能提供较好的涂装施工性和涂膜性能，有时，它们也能加强涂膜质量分类着色颜料体质颜料功能颜料是由矿产品和石油化工产品制成的色粉是被粉碎的矿物（岩石、粘土）和贝壳粉末，可增加涂膜膜厚及强度，调整粘度或光泽。能提供像导电性这样的特殊性能分类铝粉珠光粉钛白颜料粉一、涂料基本组成及作用—颜料—铝粉6雪花（玉米粒）型银元型7一、涂料基本组成及作用—颜料—铝粉入射角恒定为45°，测量角度为15°,25°,45°,75°,110°等多个角度。色差仪：爱色丽CM-512（三角度）X-rite68、98（五角度色差仪）8一、涂料基本组成及作用—颜料—铝粉浮型非浮型金属感（白度、亮度、随角异色）强。弱。遮盖力与显色能力遮盖力强，光线被铝片层遮挡，无法显现树脂涂层本身的颜色。遮盖力弱，光线被铝片部分阻挡，可以增加树脂涂层本身颜色的鲜艳度。附着力弱。强。对电、化学腐蚀和气候变化的耐受能力主要受铝活跃的两性金属特性的影响。经包覆技术进行改进。典型用途以功能性应用为主：防腐、反射光线等。主要应用于装饰与美观，功能性应用为辅。9铝粉粒径对光学效果的影响粒径亮度随角异色遮盖力一、涂料基本组成及作用—颜料—铝粉10一、涂料基本组成及作用—颜料—铝粉铝粉粒子定向对光学效果的影响良好的定向方向一致的光反射强的镜面效果、好的遮盖力随角异色大较差的定向方向紊乱的光反射镜面效果不明显随角异色小11一、涂料基本组成及作用—颜料—珠光粉12一、涂料基本组成及作用—颜料—珠光粉13一、涂料基本组成及作用—颜料—珠光粉14一、涂料基本组成及作用—颜料—珠光粉珠光粉基本没有遮盖力15一、涂料基本组成及作用—助剂汽车助剂调节涂料性能助剂润湿分散剂消泡剂增稠剂防沉剂防结皮剂防浮色剂流平剂消光剂防流挂剂成膜助剂固化剂催化剂保证运输过程性能稳定性助剂调整涂料施工参数，改善成膜性助剂改进涂层特殊性能，提高耐久性助剂紫外线吸收剂热稳定剂耐划伤剂助剂不是万能的，涂料或涂层的缺陷主要还是主体材料或涂装工艺的不足，用尽可能少的助剂制备符合用户要求的涂料是合格配方师的基本要求16类别作用化学成份举例制造过程湿润助剂丙烯酸聚合物BYK-161分散剂增稠剂储存稳定性防沉剂脂肪酸/氨基衍生物聚氧乙烯衍生物Disparlon6900-20xDisparlon4200-10抗结皮反应抑制剂三羟乙基胺（TEA）铝钝化丙烯酸磷酸盐ACS1016使用消泡剂涂膜形成阶段防浮色有机硅树脂衍生物KP有机硅系列，BYK有机硅系列消泡剂有机硅树脂衍生物KP、BYK有机硅系列,LevelerC防缩孔有机硅树脂衍生物氨基树脂改性丙烯酸聚合物聚酯氨基和丙烯酸聚合物混合物KP、BYK有机硅系列AditolXL-480DisparlonKS-281防流挂NEW-D-Olben,膨润土防针孔丙烯酸聚合物LevelerT界面调整丙烯酸聚合物LevelerC铝粉定向聚乙烯衍生物Disparlon4200-10流平剂安息香乙烯聚合物衍生物BenzoinS-18DisparlonLC900流变控制微凝胶，微乳胶抗污染剂丙烯酸聚合物聚氧乙烯衍生物Leveler-S，ResimixRL-4，ModaflowLiponox-NCF催干剂锡化合物干膜性能紫外线吸收剂苯酮衍生物位阻胺光稳定剂位阻胺衍生物消光剂17一、涂料基本组成及作用—溶剂定义溶剂是一种能容易混合、溶解树脂及颜料的液体。通常，混合在液体涂料中时被称为溶剂。而稀释剂是多种溶剂的混合物，用来稀释涂料以获得适宜的施工条件。稀释剂一般由多种溶剂组成，作用溶剂在涂料中的作用往往不为人们重视，认为它是挥发组份，最后总是挥发掉而不留在漆膜中，所以对漆的质量不会有很大影响。其实不然，各种溶剂的溶解力及挥发率等因素对于制成的漆在生产、贮存、施工及漆膜光泽、附着力、表面状态等多方面性能都有极大影响。18一、涂料基本组成及作用—溶剂分类化合物类型•醇类•酯类•酮类•醇醚类•芳烃类•脂肪烃类•醚酯类沸点•低沸点（小于100℃）•中沸点（100~150℃）•高沸点（大于150℃）溶解性•真溶剂•假溶剂19一、涂料基本组成及作用—溶剂溶解原则相似相容原则各种高分子化合物及各种溶剂都因其分子结构的构型，极性基团的种类与数量，分子链的长短等因素的影响，而有不同的性质。高分子化合物如为极性分子，就必须使用极性溶剂使之溶解；如果高分子化合物是非极性的，就溶于非极性溶剂中，这就是相似相溶的规律。硝酸纤维素的分子具有较强的极性，所以能溶于酯、酮等极性溶剂，而不溶于烃类等非极性溶剂。SPm=SP1Φ1＋SP2Φ2＋……+SPnΦn式中Φ1、Φ2……Φn分别表示每种纯溶剂的体积分数；SP1、SP2……SPn是每种纯溶剂的溶解度参数；SPm为混合溶剂的溶解度参数20一、涂料基本组成及作用—溶剂溶解参数任何一种高分子材料都是靠分子间作用能使其大分子聚集在一起的，这种作用能称为内聚能，单位体积的内聚能为内聚能密度(CED)，内聚能密度的平方根定义为溶解度参数。溶解度参数可作为选择溶剂的参考指标，对于非极性高分子材料或极性不很强的高分子材料，当其溶解度参数与某一溶剂的溶解度参数相等或相差不超过±1.5时，该聚合物便可溶于此溶剂中，否则不溶。高聚物和溶剂的溶解度参数可以测定或计算出来，单位为(卡/cm3）0.5。21一、涂料基本组成及作用—溶剂挥发速率溶剂的挥发率决定于溶剂本身的沸点、分子量及分子结构三大因素。一般认为低沸点溶剂在常温时蒸气压力大，挥发快。但事实上不完全如此，例如醋酸乙酯与乙醇的沸点都在78℃左右，也就是说在78℃时二者的饱和蒸气压力都是760mmHg柱，但在30℃时乙醇的蒸气压力为79mmHg柱，醋酸乙酯为120mmHg柱，而乙醇的挥发速率仅为醋酸乙酯的40%。其原因是溶剂的挥发除了受蒸气压影响外，还与挥发物质的分子量相关。醇类溶剂分子量较酯为低，在挥发同样分子数时其重量要小的多。此外挥发物质间如能产生氢键作用，其挥发速度也低。混合溶剂的挥发率影响漆膜干燥的快慢，但它对漆膜外观也起着极大的影响。漆自离开枪口分散成雾状小粒洒落到物件表面的过程中溶剂已开始挥发，如果混合溶剂的挥发率太快的话，那么落到物件表面以前溶剂可能已挥发掉30%以上，落到物件表面上的小粒的粘度就大大提高，流动性大大下降，严重地影响漆膜的流平性，从而产生漆膜不平滑即所谓桔皮现象。为了得到较光洁平整的漆膜，就不能片面地追求快干，而要有一定比例的慢挥发溶剂以保证流平性。太慢又会发生混层、漆膜发粘等现象22一、涂料基本组成及作用—溶剂沸点℃挥发速率残留率稀释剂名称21.0027.00挥发速度656.00MeOH775.250.000.00EA1111.950.000.00TOL1181.45MIBK1271.000.000.00BA1070.83i-BuOH1350.6813.005.00XYL1170.4530.0018.00n-BuOH1350.40EC1560.20CA157-1740.1950.0028.00S-100145-2000.18200号溶剂油1460.1440.0020.00PMA1650.12100.0075.00EEP1710.10BC188-2100.04100.0072.00S-1502170.008卡必醇醋酸酯2300.003100.000100.000BDG196~2250.010DBE常用数据表溶剂的挥发率有两种表示方法。一种是以单位质量乙醚的挥发时间为1，其它溶剂单位质量的挥发时间与乙醚挥发时间之比为该溶剂的挥发率。第二种方法是以一定时间内醋酸丁酯挥发的质量为100，将其它溶剂在相同时间内所挥发的质量与之相比来表示。由于表示方法不一样，用第一种方法时数值愈大挥发的愈慢；而第二种方法则是数值愈大挥发得愈快。23二、涂层基本结构及施工工艺24二、涂层基本结构及施工工艺25二、涂层基本结构及施工工艺二、涂层基本结构及施工工艺26涂层结构1C1B2C1B面漆中涂电泳磷化钢板清漆面漆中涂电泳磷化钢板大多是单色漆，有聚酯三聚氰胺体系、丙烯酸三聚氰胺体系OS-142/ORGA100面漆---单色、金属色、珠光色，为丙烯酸三聚氰胺体系(SPM-155/350/160,AR2000)清漆---一般为丙烯酸三聚氰胺体系，目前也有丙烯酸环氧酸体系SPO-150/280，MACO-330/1810)3C3B4C3B27二、涂层基本结构及施工工艺涂层结构3C1B面漆中涂电泳磷化钢板清漆中涂—OTOH881面漆---单色、金属色、珠光色，为丙烯酸三聚氰胺体系(OTO710)清漆---一般为丙烯酸三聚氰胺体系，目前也有丙烯酸环氧酸体系MACO1610)4C2B(COLORBASE)中涂电泳磷化钢板清漆(MICKBASE)5C3B珠光漆：日产体系（5C3B)丰田体系（5C4B)三、喷涂设备281）空气喷涂是一种通过压缩空使涂料雾化并喷涂到基材上的方法。涂料利用率30%~60%29三、喷涂设备2）静电喷涂—空气雾化型它与普通空气喷涂的雾化原理相同，只是在喷嘴的针形电极与底材间施加了一个静电场。静电力和空气压力促使雾化的涂料粒子附着到底材上。这种涂装装置实现了比一般空气喷涂更高的涂料传递率。302）静电喷涂—旋转雾化型三、喷涂设备它通过旋杯产生的离心力使涂料雾化，并将静电力施加在涂料上。这种方法的独特之处是在于同时用两种不同力，一种是在旋杯中产生的高压静电力，另一个是用空气调节雾化涂料形状的力，将涂料喷到基材上而获得很高的涂料传递效率。这种涂装设备有着优异的雾化效果和高效的涂料传递能力。我们称之为“旋杯式”涂装机，涂料利用率达90%312）静电喷涂—旋转空气雾化型三、喷涂设备除了辅助的雾化，其基本机理与旋转雾化型相同，它是为了获得好的铝粉定向而开发的。32三、喷涂设备四、涂料生产工艺3334四、涂料生产工艺35四、涂料生产工艺五、涂料基本参数及意义—原漆外观36•通过目视简单的观察原漆的状态定义•开罐效果—有无浮色、明显分层•观察上层有无油状或其他异常状态•借助工具观察有无硬沉淀关注点•通过初步的判断来避免不合格产品使用意义37五、涂料基本参数及意义—PWC•PWC=颜料重量*100/NV（颜料重量+树脂重量）定义•外观•盖不住底•发花关注点•通过PWC初步判断该涂料的施工性能意义38五、涂料基本参数及意义—粘度•液体以一定速度流动时，相邻流体层间存在相对运动所产生的摩擦阻力定义•粘度仪器型号（斯托磨、粘度杯、B型粘度计等）•温度•操作方法关注点•确保涂料在生产、储存、运输、喷涂中正常意义39五、涂料性能基本参数及意义---不挥发分•一定量涂料在一定温度一定时间下剩余物的占比定义•涂料称取数量•温度和时间•涂料有无泄漏或杂质落入关注点•简单判断意义40六、涂膜性能基本参数及意义---外观•涂装后涂膜效果定义•DOI、L、s、G、F等基本数据•有无漆膜缺陷•涂装过程关注点•要建立外观与涂料和涂装条件的关系意义41六、