涂料干燥与成膜
乳胶漆成膜原理
乳胶漆成膜原理
乳胶漆成膜原理是指乳胶漆在施涂时液体状，经过干燥后形成具有一定厚度的膜状涂层。
乳胶漆的成膜原理主要包括聚合、溶剂挥发和乳胶微粒聚结三个过程。
首先是聚合过程。
乳胶漆中的聚合物通过交联、共聚、环化等反应方式发生聚合，形成长链大分子结构。
乳胶漆中聚合物的选择对漆膜的性能具有重要影响，不同类型的聚合物可以使乳胶漆具有不同的性能，如耐候性、柔韧性和耐久性等。
其次是溶剂挥发过程。
乳胶漆中会添加一定量的溶剂，如水和有机溶剂等，用于将乳胶液稀释成施涂时的适宜粘度。
在施涂乳胶漆时，涂层中的溶剂会逐渐挥发，导致乳胶液中聚合物浓度的增加，从而促进聚合反应的进行。
最后是乳胶微粒聚结过程。
乳胶漆中的聚合物以微小的粒子形式存在，这些粒子被稳定剂所包覆，防止粒子之间的相互结合。
在溶剂挥发过程中，溶剂的挥发使得聚合物微粒之间的距离逐渐缩小，稳定剂的作用也逐渐减弱。
当溶剂挥发完全后，聚合物微粒之间的相互吸引力会增强，导致微粒的相互聚结，形成致密的漆膜。
综上所述，乳胶漆成膜的原理是聚合、溶剂挥发和乳胶微粒聚结的综合作用。
这些过程使得乳胶漆在施涂后能形成均匀、平整的漆膜，提供保护和装饰作用。
2-2 漆膜的形成及有关的基本性质
乳液涂料
步骤一 水份挥发
紧密接触的颗粒
步骤二 T>MFT，颗粒变形
变形颗粒堆积
步骤三 T>Tg，进一步聚结
机械刚性涂膜
乳液成膜过程 T：环境温度；MFT：乳液的最低成膜温度
乳胶成膜
成膜机理：
充填过程：乳胶漆施工后，水分挥发，当乳胶微粒占 膜层74％(体积)时，微粒相互靠近而达到密集的充填状 态。组分中的乳化剂及其他水溶性助剂留在微粒间隙的 水中。 融合过程:水分继续挥发，高聚物微粒表面吸附的保护 层破坏，裸露的微粒相互接触，其间隙愈来愈小，至毛 细管径大小时，由于毛细管作用，毛细管压力高于聚合 物微粒的抗变形力，微粒变形，最后凝集、融合成连续 的涂膜。
2、干燥方式
①自然干燥：是在室温条件下湿膜随时间推移逐渐形成
干膜。适用于挥发性涂料、气干性涂料、固化剂固化型涂 料等自干性涂料。
自然干燥是最常见的涂膜干燥方式，在室内和室外都可应 用，不需要外加能源和设备，将涂布有涂膜的被涂物件放 置在常温条件下，湿膜即逐步干燥。特别适宜建筑装饰性 涂料、室外大面积构件等的涂装。
CH2－CH－CH2～ O
醚化
～ RN－CH2－CH－CH2～
O CH2－CH－CH2～
OH
ห้องสมุดไป่ตู้
乳胶成膜
➢乳胶：是在表面活性剂存在下聚合物 粒子在水中的分散体系。是通过乳液 聚合制备的。 ➢特点：粘度同聚合物的分子量无关。 ➢成膜因素：玻璃化温度、干燥条件。 ➢成膜过程：是随着分散介质(主要是 水和共溶剂)挥发的同时产生聚合物粒 子的接近、接触、挤压变形而聚集起 来，最后由粒子状态的聚集变成为分 子状态的凝聚而形成连续的涂膜。
用熔融喷涂法施工得到的热塑性粉末涂料涂膜，只需 经冷却过程即可形成固体膜。热固性粉末涂料则在加 热条件下进行熔融、流平和交联固化成膜。
简述溶剂挥发型涂料的成膜过程
简述溶剂挥发型涂料的成膜过程
涂料的成膜，首先得说说那溶剂挥发。
你涂上去的时候，那溶
剂就像热气一样，嗖嗖地往空气里跑。
这速度啊，直接决定了你的
涂料啥时候能干。
那溶剂一跑，聚合物分子们就开始亲密接触了。
它们你挨着我，我挨着你，像小朋友手拉手。
这时候，它们之间的力就开始增强，
就像黏黏胶一样，把大家都黏在一起。
等到那溶剂跑得差不多了，聚合物分子们也就黏得差不多了。
这时候，你的涂膜就完成了它的变身，变得又强又韧，不怕水、不
怕火，还能抵抗各种小伤害。
其实啊，这整个过程还挺受环境影响的。
温度高点、湿度大点，都会影响那溶剂挥发的速度，还有涂膜最后的性能。
所以，选涂料
的时候，还得看看天气和环境呢！
总的来说，涂料成膜就像个魔术，各种因素都得配合得当，才
能变出个完美的涂膜来。
了解了这个过程，你就知道怎么选涂料、
怎么用涂料啦！。
涂料成膜物质的成膜机理
涂料成膜物质的成膜机理涂料成膜，是指将涂料用在特定表面上，使物体表面形成一层膜的过程。
涂料成膜的本质其实就是特定表面上的涂料被热蒸气加热和蒸发，使其产生一致的膜状，形成一层膜。
它可以给物体表面提供美观和保护作用。
涂料成膜机理，是指涂料在特定表面上形成膜的化学和物理过程，以及形成膜的各种物质的组成。
涂料成膜的机理主要由三个基本步骤组成：溶剂蒸发，涂料和表面之间的作用以及固化反应。
首先，涂料必须事先溶解在溶剂中，比如水，以形成溶液。
然后，将溶液喷涂在特定表面上，由于溶剂的蒸发，使涂料在表面上形成一层薄膜。
这时，涂料与表面之间发生作用，形成结合力，使涂料更牢固地粘附在表面上。
最后，涂料在温度和压力的作用下，发生固化反应，使涂料最终在特定表面上形成一层膜。
涂料成膜的过程有多种不同的物质组成，包括溶剂、填料、添加剂、增塑剂等。
其中，溶剂被用于将涂料分散成纳米尺度，以便在特定表面上形成一层膜。
填料是指用于形成膜的所有其它物质，可以分为金属涂料和有机涂料。
添加剂是指在涂料中添加的物质，如抗氧剂、稳定剂、着色剂等，以促进涂料的性能和固化反应。
增塑剂是指为了提高涂料的附着性和抗冲击性而添加的物质，如聚氨酯粒子、水溶性树脂、热塑性树脂等。
总的来说，涂料成膜的机理是一个综合性的过程，包括溶剂蒸发、涂料和表面之间的作用以及固化反应。
这些过程是由多种物质共同作用，最终使涂料在特定表面上形成一层膜，从而给物体表面提供美观和保护作用。
综上所述，涂料成膜的机理是一种复杂的过程，包括溶液的涂敷、溶剂的蒸发、涂料与表面之间的化学和物理作用以及固化反应。
这些过程是由许多不同的物质组成，如溶剂、填料、添加剂、增塑剂等，一起完成。
因此，要想实现优质的涂料成膜，这些物质必须协调运作，结合合理的温度和压力，共同起作用，使涂料在特定表面上形成一层优质的膜。
涂料的成膜.
三、涂料的成膜涂料的成膜就是将涂料（液体或粉末）转变成连续完整涂层的过程，它是通过选择适当的涂装方法，按照严格的施工工艺完成的复杂的物理化学过程。
（一）物理方式成膜1.溶剂挥发成膜传统的热塑性溶剂型涂料，例如氯化聚烯烃、硝基纤维素、丙烯酸树脂、CAB和聚乙烯醇缩甲醛等成膜物溶解于一定的溶剂体系制备成固体分小于50%的涂料，装涂后溶剂挥发固化成膜。
2.聚合物分散体系成膜聚合物分散体系包括以水为分散介质的乳液，以及非水分散的有机溶剂等，聚合物不溶于介质，以微粒状态稳定分散在分散介质中。
成膜时分散介质挥发，在毛细管作用力和表面张力推动下，乳液离子紧密堆集，并且发生形变，粒子壳层破裂，粒子之间界面逐渐消失，聚合物分子链相互渗透和缠绕，从而形成连续均一的涂膜。
（二）化学方式成膜成膜物质在成膜过程中发生化学反应，分子间交联生成具有三维结构体型大分子的连续涂层称为化学方式成膜。
1.单组分热固性涂料成膜单组分涂料施工便利，省工、省时、省料，很受市场欢迎。
如醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯改性醇酸等通过吸收空气中的氧引起不饱和脂肪侧链氧化交联是典型代表。
单组分湿气固化聚氨酯吸收空气中的水，与成膜物中过剩的—NCO反应生成聚脲聚氨酯涂层。
反应交联型的粉末涂料也可以归入单组分涂料。
2.自由基聚合反应成膜以不饱和聚酯、丙烯酸或烯丙基化的环氧、聚氨酯、聚酯低聚物及环氧化合物与活性稀释剂等组成的成膜物在自由基引发剂作用下，或者紫外线、电子束等高能光束引发光敏剂分解产生的自由基或活性离子作用下发生聚合交联成膜，整个工程在几秒至几分钟内完成。
成膜过程几乎没有有机溶剂挥发，环境友好和节能，这是目前涂料行业发展最快的领域之一。
3.双组分涂料的成膜环氧树脂与胺固化剂，聚合物多元醇或多元胺与多异氰酸酯固化剂之间发生加成聚合交联成膜，他们都是双组分包装，使用前按比例混合，涂装成膜。
4.非均相一涂分层成膜过程传统的涂料工艺要求成膜物质形成均相的连续的涂层，而且不同涂层通过分层涂装和配套完成。
涂料的干燥成膜时间
涂料的干燥成膜时间随着工业化的发展，涂料在生活中的应用越来越广泛，无论是外墙涂料、木器涂料、水性涂料还是汽车漆，都需要进行干燥成膜。
涂料的干燥成膜时间在生产中非常重要，这也是决定产品质量和效率的因素之一。
1. 干燥成膜的定义所谓涂料的干燥成膜，是指涂料在施加后，在一定的湿度、温度条件下蒸发掉涂料中的溶剂或溶媒，然后形成了一层固体膜。
这个成膜的时间也就是涂料的干燥成膜时间。
涂料的干燥成膜时间对于厂家、使用商和用户来说，是非常重要的参数。
厂家需要考虑生产效率和成膜质量；使用商需要安排生产计划和维护设备；用户则需要知道干燥成膜时间来确认涂料表面的硬度和耐久度。
2. 干燥成膜时间的影响因素涂料的干燥成膜时间除了会受到气温、相对湿度等外界因素的影响，还会受到以下内部因素的影响：（1）涂料种类不同的涂料干燥成膜时间会存在差异。
一般而言，丙烯酸树脂和聚氨脂涂料的干燥成膜时间短，而氯化橡胶涂料和环氧涂料则干燥成膜时间相对较长。
（2）涂料厚度涂料厚度的增加会导致干燥成膜时间的延长。
主要是因为厚度较大的涂层会抑制溶剂的挥发，导致干燥成膜时间延长。
（3）溶剂种类和使用量溶剂种类和使用量的多少也会影响涂料的干燥成膜时间。
一般而言，使用量较大的溶剂会加速涂料中的挥发，从而缩短干燥成膜时间。
3. 干燥成膜时间的测试方法涂料干燥成膜时间的测试方法有多种，在实践中可以根据实际情况选择最为适合的方法。
常见的测试方法包括：（1）触摸测试法这是一种非常简单的测试方法，只需要用手指轻轻触摸涂料膜表面，若涂膜已经不会出现黏附的现象，可以将其视为已干燥成膜。
但这种方法缺点是精度较低，只适合于小面积和厚度较小的涂层。
（2）划格检验法这种方法比较适合于大面积涂层。
可以用硬度约等于涂料硬度的铅笔在涂层上画一条或几条交叉的线，然后观察这些线是否有粉化或着色现象。
如有，说明涂料未干燥成膜；若无，说明涂膜已经干燥成膜了。
（3）离线重量测定法这种方法是通过称量涂料在涂装前后的重量变化来计算涂料的干燥成膜时间。
涂料干燥后产生裂纹的原因
涂料干燥后产生裂纹的原因
涂料干燥后产生裂纹的原因有多种，主要包括以下几个方面：
1.涂层过厚：涂料一次涂刷过厚，导致内湿外干，表面快速干燥而内部未干，从
而产生裂纹。
2.漆膜干后硬度过高、柔韧性差：这可能是由于涂料中的挥发分太多，影响成膜
的结合力，或者混色涂料在使用前未搅拌均匀。
3.基层处理不当：如果基层过于干燥或未得到充分润湿，涂料干燥后也容易产生
裂纹。
此外，基层的含水率较高也可能导致涂层起泡或产生气孔，进而引发裂纹。
4.养护不当：涂层在干燥过程中需要适当的养护，如果养护不当，如过早暴露于
阳光、风、霜等恶劣环境中，也容易导致裂纹的产生。
5.环境因素：施工环境的温湿度对涂料的干燥速度和成膜质量有很大影响。
如果
环境温湿度过低或过高，都可能导致涂料干燥不均匀，从而产生裂纹。
为了避免涂料干燥后产生裂纹，可以采取以下措施：
1.控制涂层厚度：每层涂料要薄涂、均匀，避免一次性涂刷过厚。
2.选择适当的涂料：选择柔韧性较好的面层涂料，并注意控制面层涂料的挥发分
不宜过多。
3.做好基层处理：确保基层充分润湿、无空洞、含水率适中，以提高涂层与基层
的附着力。
4.加强养护：涂层干燥过程中要加强养护，避免过早暴露于恶劣环境中。
5.控制施工环境：保持施工环境的温湿度适宜，避免过高或过低的温湿度对涂料
干燥的影响。
丙烯酸涂料成膜原理
丙烯酸涂料成膜原理
丙烯酸涂料是一种常见的涂料类型，广泛应用于建筑、家具、汽车等领域。
它的成膜原理主要基于以下几个方面。
丙烯酸涂料中含有丙烯酸树脂，这是一种高分子聚合物。
在涂料涂布到物体表面后，丙烯酸树脂会与空气中的氧发生反应，形成致密的氧化膜。
这一过程称为氧化干燥反应，是丙烯酸涂料成膜的基础。
丙烯酸涂料中还包含有溶剂，如甲醇、丙酮等。
这些溶剂在涂料涂布后会逐渐挥发，使得涂料中的固体分子得以靠近并结合在一起。
同时，溶剂的挥发还会导致涂料的体积变小，从而形成均匀平整的薄膜。
丙烯酸涂料中还添加有稳定剂、增稠剂等助剂。
稳定剂的作用是防止聚合物在涂料中发生不可逆的聚合反应，从而保证涂料的稳定性。
增稠剂的作用是增加涂料的黏度，使其更容易涂布在物体表面。
在丙烯酸涂料成膜的过程中，温度和湿度也起着重要的影响。
温度的升高可以加快溶剂的挥发速度，促进涂料的干燥。
湿度的增加可以延缓涂料的干燥速度，使得涂料有足够的时间形成均匀的薄膜。
总结起来，丙烯酸涂料成膜的原理是丙烯酸树脂通过与空气中的氧发生氧化干燥反应形成氧化膜，溶剂的挥发使得涂料形成均匀平整的薄膜。
稳定剂和增稠剂等助剂的添加可以提高涂料的稳定性和涂
布性能。
温度和湿度的变化也会对涂料的成膜过程产生影响。
丙烯酸涂料成膜原理的了解对于涂料的选择和应用具有重要意义。
在实际应用中，需根据涂料的成膜原理和物体表面的特性来选择合适的涂料类型和施工条件，以确保涂膜的质量和持久性。
同时，科学研究人员还在不断探索和改进丙烯酸涂料的成膜原理，以提高涂料的性能和环境友好性。
涂料物质的成膜机理
涂料物质的成膜机理
涂料物质的成膜机理是指涂料由液体变为固体的过程，在此过程中，涂料中的颗粒会经历一系列的物化反应，从而形成一层覆盖于基材表面的固态膜。
具体来说，涂料物质成膜机理可分为以下三个步骤：
1. 热量传导：涂料中的游离水分子会吸收外界热量，并将其传递至涂料颗粒表面，使涂料颗粒在表面发生扩散。
2. 颗粒内部液化：当涂料温度升高时，涂料颗粒内部的结合基团会开始被破坏，使颗粒内部的液态成分释放出来，形成一层液态的膜状结构。
3. 液态膜内部凝固：当涂料中的游离水分子完全蒸发后，涂料中的结合基团开始重新结合起来，使涂料的液态膜变成固态膜，从而形成涂料物质的成膜。
涂膜剂成膜机理
涂膜剂成膜机理
涂膜剂的成膜机理通常涉及物理干燥过程和化学固化过程。
涂膜剂的成膜过程是一个将液态涂料转换为固态薄膜的过程，该过程可以通过多种方式实现：
1. 溶剂挥发型: 这种类型的涂料依靠溶剂的蒸发来形成薄膜。
涂料中的溶剂挥发后，剩下的成膜物质会形成硬化的涂层。
此类涂料一般由高分子聚合物和有机溶剂等组成，当溶剂逐渐挥发，涂料粘度增加，最终形成均匀的涂膜。
2. 乳液凝聚型: 这类涂料的成膜物质是以微粒形式分散在水中的，当水分蒸发后，这些微粒相互靠近、凝聚并形成连续的涂膜。
常见于乳胶漆等产品中。
3. 氧化聚合型: 涂料中含有可以发生氧化反应的成膜物，如油类或油性树脂，在空气中的氧作用下，这些物质会发生氧化聚合反应而固化成膜。
4. 缩合反应型: 这类涂料的成膜物质具有可发生缩合反应的官能团，通过加热或在催化剂作用下进行缩合反应，形成交联网络结构从而固化成膜。
5. UV固化型: UV固化涂料含有光引发剂和活性稀释剂，在紫外线照射下，光引发剂分解产生自由基，引发体系中活性单体或预聚体的聚合反应，快速形成固态涂膜。
6. 粉末涂装: 粉末涂料不含有机溶剂，通过静电喷涂到基材上，然后经过烘烤使粉末熔化并交联固化形成涂膜，这种方式环境友好且节能。
综上所述，涂膜剂的成膜机理不仅取决于其化学组成，还受施工环境和条件的影响。
不同的成膜机理适用于不同类型的涂料和应用场合，选择合适的涂料类型和成膜机理对确保涂层的性能和质量至关重要。
丙烯酸涂料成膜原理
丙烯酸涂料成膜原理丙烯酸涂料是一种常见的涂料类型，其成膜原理是通过丙烯酸树脂与其他添加剂的相互作用形成坚硬的膜状涂层。
这种涂料具有良好的附着力、耐候性和耐化学腐蚀性能，广泛应用于建筑、家居、汽车等领域。
丙烯酸涂料的成膜过程可以简单概括为以下几个步骤：1. 涂料的溶剂挥发：丙烯酸涂料通常以溶剂作为稀释剂，使其具有适合施工的粘度。
在涂料施工后，涂膜中的溶剂会逐渐挥发，使涂层逐渐变得干燥。
2. 丙烯酸树脂的聚合：丙烯酸树脂是丙烯酸涂料的主要成分，具有良好的粘结能力和耐候性。
在涂料施工后，丙烯酸树脂会通过自由基聚合反应进行交联，形成坚硬的膜状结构。
3. 添加剂的作用：除了丙烯酸树脂外，丙烯酸涂料中还添加了各种辅助剂，如颜料、填料、稳定剂等。
这些添加剂可以增加涂料的色彩、光泽度和耐候性，同时改善涂料的流变性能和涂装性能。
4. 涂膜的固化：丙烯酸涂料施工后，涂膜会经历一个固化过程。
在这个过程中，涂膜中的丙烯酸树脂和其他添加剂会与空气中的氧发生反应，形成交联结构，使涂膜变得坚硬且具有一定的耐久性。
丙烯酸涂料成膜的原理可以从分子层面进行解释。
丙烯酸树脂分子中的双键会发生开环反应，形成聚合物链。
这些聚合物链会相互交联，形成三维网络结构，从而形成坚硬的膜状涂层。
同时，丙烯酸涂料中的添加剂也会与丙烯酸树脂分子进行相互作用，进一步增强涂料的性能。
丙烯酸涂料的成膜原理决定了其具有良好的附着力和耐久性。
涂料施工后，丙烯酸涂料会与基材表面形成牢固的结合，不易剥离。
同时，丙烯酸涂料的聚合和交联过程使其具有一定的硬度和耐候性，能够抵抗紫外线、酸碱等外界环境的侵蚀。
总结起来，丙烯酸涂料成膜的原理是通过丙烯酸树脂的聚合和交联，以及添加剂的作用形成坚硬的膜状涂层。
这种涂料具有良好的附着力和耐久性，在各个领域都有广泛的应用。
通过理解丙烯酸涂料成膜的原理，我们可以更好地选择和使用涂料，以满足不同场合的需求。
涂料成膜技术概述
涂料成膜技术概述涂料涂覆于物体表面以后，由液体或疏松粉末状态转变成致密完整的固态薄膜的过程，称为涂料的干燥和固化。
根据涂料中高聚物成膜物质的性质，干燥成膜可以分为物理干燥和化学干燥。
物理干燥主要是靠溶剂的挥发和分子链缠结成膜或水的挥发和乳胶粒凝聚成膜。
化学干燥是在室温或高温下通过化学交联反应形成三维网状结构成膜，这些交联反应或是通过高聚物中不饱和基团的自动氧化或是活性基团之间进行缩聚反应来实现的。
因此，涂料成膜机理依其组成不同而有差别。
1.挥发型涂料挥发成膜型涂料中大部分为溶剂型涂料，这类涂料又称为自干型涂料。
挥发型涂料的成膜机理为：溶解或分散在溶剂或分散介质中的大分子成膜物质，因为溶剂或分散介质的挥发由液态向固态过渡，逐渐得到连续且致密的具有一定堆砌结构的完整的涂膜。
图1 热塑性乳胶涂料的成膜过程示意图这类涂膜的共同特征是：涂料中的主要成膜物质成膜时不起化学变化。
成膜后的涂膜能够再溶解（或热熔）和具有热塑性，因此挥发成膜型涂料又称为热塑性涂料。
这类涂料可自然干燥，且表干时间比较短，干燥过程实际上就是溶剂或分散介质的挥发过程。
属于这一类涂料的有硝基涂料、过氯乙烯涂料、丙烯酸涂料和乳胶涂料等。
热塑性乳胶涂料的成膜过程如图1所示。
乳胶涂料中，成膜助剂也是影响成膜的重要因素。
成膜助剂也称作凝集剂，它实际上就是加到乳胶涂料中去帮助高聚物成膜的高沸点溶剂。
常用成膜助剂的性能见表1。
表1 常用成膜助剂的性能①以醋酸正丁酯挥发速率为1.0计。
2.交联成膜型涂料交联成膜型涂料的成膜过程主要是缩合、聚合等化学作用。
其中绝大部分涂料在成膜过程中也包含了物理作用。
交联成膜型涂料的共同特征是：涂料中的主要成膜物质成膜时起化学变化，成膜后的涂膜不能够再被溶剂溶解，受热能融化，所以交联成膜型涂料又称为热固性涂料。
这类涂料根据成膜过程化学反应的不同，可分为以下3种：（1）缩合型涂料属于这一类的涂料有酚醛树脂漆、聚酯树脂漆、氨基醇酸树脂漆等。
涂膜干燥的过程及对环境条件的要求
涂膜干燥的过程及对环境条件的要求涂膜的干燥过程对涂料涂装质量有重要影响，明白涂膜干燥机理及涂膜干燥对环境条件的要求，对于做好涂装工程有着至关重要的作用，涂膜干燥的过程及对环境条件的要求如下。
一、涂膜干燥的基本过程涂料只有通过涂装，并干燥成膜，才能达到被使用的目的。
湿涂膜的干燥，也称固化。
液态的涂料涂覆在被涂物件上形成的是“湿涂膜”，要经过一定时间的干燥或固化过程才能形成所需要的固体的连续的涂膜。
涂膜干燥是涂料施工的三个主要内容之一，“湿涂膜”只有经过正确的干燥过程，才能得到预期理想的涂膜，完成涂料施工的整个工作要求。
涂膜干燥除了影响涂料施工的效果以外，由于它往往耗用时间很长，因而，对涂料施工的效率等也有很大影响。
涂膜干燥的方式主要由涂料的成膜机理所确定。
不同形态所组成的涂料各有其成膜机理，由涂料组成中的成膜物质的品种和性质所决定，根据成膜物质的性质分为转化型涂料和非转化型涂料两类。
通常见到的双组分涂料都是转化型涂料，单组分涂料大多效是非转化型涂料，但也有少量单组分涂料是转化型涂料，例如醇酸涂料和油脂类涂料。
因此，涂布于被涂物件表面的湿涂膜也分为液态的非转化型涂料涂膜和转化型涂料涂膜两类。
非转化型涂料涂膜的干燥形式通常有挥发干燥和凝聚干燥两种形式，通常都是单组分涂料。
挥发干燥依靠涂膜中溶剂或分散介质在常温下挥发而成为固体涂膜。
凝聚干燥主要是乳胶漆，当其中的水分挥发后，聚合物微粒互相凝聚而成膜。
转化型涂料涂膜按涂料的组成分为两类：一类是不含挥发性溶剂的无溶剂油脂涂料和树脂涂料;另一类是含挥发性溶剂或分散介质的涂料。
它们通过化学反应而干燥成膜，通称化学性干燥。
对后一类或称之为物理化学混合型干燥，依据现有涂料品种的成膜原理，可分为氧化聚合、引发剂引发聚合和氢转移聚合形式三种。
(1)氧化聚合形式含有干性油的涂料的湿膜依靠空气中的氧化作用而聚合成固体的干膜。
不含溶剂的油脂涂料是氧化聚合干燥成膜的典型品种。
后来发展的含有有机溶剂的油脂涂料，以及含有干性油的天然树脂涂料(不包括大漆)、酚醛树脂涂料、醇酸树脂涂料、环氧酯涂料等品种，都是在进行溶剂挥发同时依靠氧化聚合成膜的。
涂料干燥与成膜
第五章涂料干燥与成膜第一节涂料成膜机理涂料涂覆于物体表面以后由液体或疏松粉末状态转变成致密完整的固态薄膜的过程即为涂料的成膜也称为涂料的干燥和固化。
涂料成膜主要靠物理作用和化学作用来实现。
例如挥发性涂料和热塑性粉末涂料等通过溶剂挥发或熔合作用便能形成致密涂膜热固性涂料必须通过化学作用才能形成固态涂膜。
因此涂料成膜机理依组成不同而有差别。
一、非转化型涂料仅靠物理作用成膜的涂料称之非转化型涂料。
它们在成膜过程中只有物理形态的变化而无化学作用。
此类涂料包括挥发性涂料、热塑性粉末涂料、乳胶漆及非水分散涂料等。
一挥发性涂料挥发性涂料的品种有硝基漆、过氯乙烯漆、热塑性丙烯酸漆及其他烯基树脂漆等。
这类涂料的树脂分子量很高靠溶剂挥发便能形成干爽的硬涂膜在常温下表干很快故多采取自然干燥方法。
—quotquot—第五章涂料干燥与成膜此类涂料施工以后的溶剂挥发分为三个阶段即湿阶段、干阶段和两者相重叠的过渡阶段见图quotquot。
图quotquot涂膜溶剂保留与时间关系曲线—湿阶段—过渡阶段—干阶段在湿阶段溶剂挥发与简单的溶剂混合物蒸发行为类似溶剂在自由表面大量地挥发混合蒸气压大致保持不变且等于各溶剂蒸气分压之和amp’ampampamp…式中amp为溶剂的饱和蒸气压’amp。
烃类、酯类溶剂的质量相对挥发速度-.’/amp/01酮类、醇类溶剂的质量相对挥发速度-.’2amp/01。
很显然增大环境空气流速必将提高溶剂的挥发速度。
另外依克劳修斯quot克拉贝龙方程可推得以下关系式34-.5-.’/01678quot58乙酸丁酯的9’::02lt743当温度由9增至9时-.由//增至6/温度对挥发性产生了显著的影响。
涂料用溶剂挥发太快时则会带走大量热量产生显著的冷却效应造成水汽冷凝。
因此为了降低溶剂的成本和平衡溶剂的挥发性都采用混合溶剂混合溶剂的挥发速度有以下关系式-8’quotgt-式中-8———总挥发速度—quotquot—第一篇最新船舶涂装新技术新工艺与涂装质量评价基础知识quot———quot溶剂浓度quot———混合溶剂中quot溶剂的活度系数或逃逸系数quot———纯quot溶剂挥发速度。
涂料的固化
涂料的固化深圳雷邦科技工程部编辑摘要：涂料固化，就是涂料被涂在被涂物上，通过各种方式形成干燥的涂膜(包括硬膜和软膜)的过程。
涂料固化方式有：空气氧化固化、溶剂挥发固化、热反应或化学反应固化、辐射(分子聚变)固化、熔融固化和红外催化热反应固化六种。
1．空气氧化固化空气氧化固化，就是利用空气中的氧来使涂料干燥成膜，空气中的氧与涂料发生交联反应形成干燥涂膜。
高黏度的干性油会发生这种交联反应，但这种反应速度十分缓慢，有时可长达几个星期才能达到完全固化。
这类涂料有油基漆、酯胶漆等。
2．溶剂挥发固化溶剂挥发固化，就是溶剂通过涂层表面挥发，留下涂料的固体物并被附着在被涂物表面上，形成干燥的固体涂膜。
溶剂挥发固化的涂料品种有：硝基漆、过氯乙烯漆、氯化橡胶漆、丙烯酸漆等。
溶剂挥发固化的涂膜是能用适当的溶剂重溶的，溶剂挥发固化涂料的这一特点，有利于涂层的修补和翻新工艺的操作。
木制品、金属制品和非金属制品的塑料和橡胶制品大量采用这类涂料涂装。
3．热反应或化学反应固化此类涂料在加热或在催化剂(包括同化剂)的作用下产生化学交联反应，涂料中的各种成膜物组分相互融合，交联形成立体网状结构的涂膜。
这类涂料固化后就不会再被溶剂溶解或受热软化，其物理和化学性能较溶剂挥发型涂料为好。
这类涂料如氨基醇酸涂料、氨基丙烯酸涂料、环氧树脂涂料、双组分聚氨酯涂料等。
4．辐射固化辐射固化涂料是指紫外光固化和电子速固化两种类型。
常用的辐射固化涂料是紫外光固化涂料，紫外光固化用的光波是300～400nm之间的近紫外光。
含有光引发剂的湿涂膜在紫外光照射下产生游离基，再由游离基引发不饱和单体或树脂发生聚合反应，在极短时间内(几秒钟至几分钟)即可固化成千燥的涂膜。
这类涂料如丙烯酸光固化涂料、聚酯光固化涂料、丙烯酸／环氧光固化涂料等。
此类涂料可用在木制品、塑料制品、橡胶制品、金属制品等上。
5．熔融固化熔融固化的涂料一般是指固体粉末类型的涂料产品。
这类产品采用的涂装方式为两种：第一种是先把被涂物加热到指定的温度，然后把固体粉末涂料喷涂或浸涂到被涂物上，再按要求固化成干膜。
粉末涂料的成膜机理研究
粉末涂料的成膜机理研究摘要：粉末涂料是一种广泛应用于工业和日常生活中的涂料类型。
粉末涂料独特的特性使其成为一种环保、高效且经济的涂料选择。
本文旨在研究粉末涂料的成膜机理，包括粉末涂料的成膜过程、影响成膜质量的因素以及相关的物理化学现象。
1. 引言粉末涂料是一种以固体粉末形式存在的涂料，通过静电吸附、电子束或喷涂等方法，将粉末喷射到工件表面上形成一层薄膜。
相比于传统的液体涂料，粉末涂料具有较低的挥发性有机物含量和较高的固体含量，因此被广泛应用于汽车、建筑、电器等领域。
2. 粉末涂料的成膜过程粉末涂料的成膜过程大致可分为四个步骤：粉末喷射、粉末沉积、固化和形成膜。
首先，通过特定的喷涂设备，将粉末喷射到工件表面。
随后，粉末颗粒在空气中静电吸附到工件表面上，形成一层均匀的粉末膜。
在固化过程中，粉末膜进一步加热，使粉末中的活性化合物发生化学反应或热聚合，形成交联结构。
最后，交联结构的形成导致膜的硬化和粘附，形成具有光滑、均匀且耐用的涂层。
3. 影响粉末涂料成膜质量的因素（1）基材特性：基材的表面粗糙度、化学成分以及表面处理方式直接影响粉末涂料的成膜质量。
较好的基材表面处理能够提高粉末涂料的附着力和耐候性。
（2）环境条件：环境湿度、温度和通风等条件对粉末涂料的成膜过程都有明显的影响。
例如，湿度过高可能导致粉末吸湿、结块或发生化学反应不完全。
（3）粉末性能：粉末涂料的粒径、形状和组成也会对成膜质量产生影响。
较小的粒径有利于涂层的光滑度和均匀性，而组成中的添加剂和填料则可改变涂层的特性。
4. 粉末涂料成膜机理分析粉末涂料的成膜机理涉及多个物理和化学现象。
首先，静电作用是粉末颗粒在喷涂过程中固定在基材表面的关键。
通过给予粉末颗粒静电荷，吸附在基材表面形成均匀的薄膜。
其次，固化过程中的化学反应和热聚合使粉末膜形成交联结构，并且与基材表面发生化学键的形成，提高涂层的附着力。
最后，交联结构的形成导致涂层表面形态的变化和物理性能的提升。
成膜 机理
成膜机理
成膜机理指的是在涂料和涂层制备过程中，涂料中的成膜物质如何形成均匀、连续的薄膜。
涂料的成膜机理主要取决于涂料的组成及特性。
下面是一般涂料的常见成膜机理：
1.溶剂挥发：涂料中的溶剂在涂布过程中通过挥发使得涂料
中可溶性成膜物质逐渐固化形成薄膜。
当涂料涂布在表面
时，溶剂开始蒸发，在此过程中涂层中的成膜物质逐渐离
开溶剂，这些成膜物质通过相互作用力相互结合，形成均
匀的连续薄膜。
2.固化反应：某些涂料中的成膜物质需要通过化学反应发生
固化来形成薄膜。
这类涂料包括环氧、聚氨酯等。
涂布后，涂料中的成膜物质会与氧气或固定的化学物质发生反应，
形成化学键，并在反应过程中逐渐交联固化，从而形成坚
固的连续薄膜。
3.自由基聚合：某些涂料包括丙烯酸类聚合物，其中的成膜
物质在涂布过程中通过自由基聚合来实现固化。
涂布后，
涂料中的成膜物质由于加热、化学反应或光激发等因素产
生自由基，进而引发聚合反应，在聚合过程中形成交联结
构，形成连续薄膜。
4.其他机理：部分涂料中的成膜机理可能是一种组合或多种
机理的综合作用。
例如，某些涂料同时通过溶剂挥发和固
化反应来实现成膜，或者涂料中的成膜物质通过多种反应
途径同时发生固化。
涂料的成膜机理与涂料的成分、形式、应用场景等因素相关。
理解成膜机理可以帮助调整涂料配方、改进成膜性能和了解涂料在不同应用中的表现。
常温成膜剂
常温成膜剂
常温成膜剂是一种能够在常温下迅速干燥并形成薄膜的物质，通常用于涂料、油漆、油墨等产品中。
这种成膜剂能够在常温下迅速干燥，并且形成的薄膜具有良好的附着力和耐久性，因此被广泛应用于各种领域。
常温成膜剂的种类有很多，包括丙烯酸酯类、聚氨酯类、环氧树脂类等。
这些成膜剂在常温下能够迅速干燥，并且形成的薄膜具有良好的耐候性、耐水性、耐化学腐蚀性等特点。
使用常温成膜剂时，需要掌握其使用方法。
一般而言，使用前需要先将成膜剂稀释到一定浓度，然后将其均匀地涂刷在需要涂装的表面上。
涂刷后，成膜剂会在常温下迅速干燥并形成一层薄膜，这层薄膜具有良好的附着力和耐久性，能够有效地保护涂装表面不受外界环境的影响。
需要注意的是，不同种类的常温成膜剂具有不同的性能和用途，因此在使用时需要根据实际情况选择合适的成膜剂。
同时，使用常温成膜剂时需要遵循相关的安全规范，避免对人体和环境造成危害。
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2.固化剂固化型涂料 此类涂料多为双组分涂料，两个组分之间有很高的化学活性， 因此在常温下能固化成膜，并且混合以后只有4～8小时的使用 期。
乳胶漆膜为了赋予应用性能，树脂的玻璃化温度都在常温以上， 故加入成膜助剂来增加乳粒在常温下的变形能力，使乳胶漆的 最低成膜温度达到10℃以上，彼此接触的乳粒将进一步地变形 融合成连续的涂膜。
在乳粒熔合以后，涂膜中水分子通过扩散逃逸，释放非常缓慢。
乳胶涂料的表干在2h以内，实干约24h左右，干透约需2周。
RO· -CH=CH-CH2-CH=CH- → -CH=CH-C*H-CH=CH- + ROH + 重排→-CH=CH-CH=CH-C*H- —O2→ -CH=CH-CH=CH-CHO-O· 过氧基又可以夺取两个双键间的α-H形成过氧化氢和自由基，则在 过氧化氢的形成过程中，碳自由基、烷氧基之间彼此结合而交联。 显然，含共轭双键的油基在一个氧分子进攻下能产生两个自由基， 而非共轭双键只形成较难分解的过氧化物。 因而共轭双键的油基干燥较快，并在催干剂的作用下大大加速。其 中钴干料是表干催干剂，铅干料起输送氧的作用，增加涂膜的吸氧 能力，使涂膜底部和表面均衡地干燥，以防涂膜起皱。
﹏N(CH2OR)CH2OH + HO﹏
→ ﹏N(CH2OR)CH2O﹏ + H2O
﹏N(CH2OR)CH2OH + ROCH2NH﹏ → ﹏N(CH2OR)CH2N(CH2OR)﹏ (自交联)+ H2O
环氧酚醛防腐蚀底漆则在180℃以上的高温彻底交联固化，虽然 涂膜黄变严重，但防腐蚀性能很好：
在酸催化剂存在下，固化温度可降低或形成醚键的倾向增加。 若用氨基树脂固化环氧树脂，环氧树脂的环氧基和羟基都与氨 基树脂发生类似反应。
因此氯醋共聚树涂料或相似的过氯乙烯涂料，在施工时，每次喷 涂要薄，并控制好喷涂间隔时间，在实干以后重喷，以免涂层长 期残留溶剂而易被揭起。此类涂料仅在干透时，才有良好的硬度 和附着力。
在涂料中添加颜填料，或颜填料微细分散，甚至是片状颜料， 都将使溶剂扩散逃逸性不断减弱。 环境条件对挥发性涂料干燥的影响因素是空气流速和温度。
第二节 涂膜干燥方法 drying method
涂膜干燥方法分自然干燥，烘干和辐射固化三类。 1.自然干燥 适用于挥发性涂料、气干性涂料、固化剂固化型涂料等自干性 涂料。
它们在常温大气环境中，靠溶剂挥发，或氧化聚合，或固化剂 固化而干燥成膜。干燥速度受环境条件影响很大，要求通 风良好、灰尘少，这样有利于溶剂挥发和作业场地的安全， 减少灰尘的粘附。
二、转化型涂料 靠化学反应交联成膜的涂料称之转化型涂料。
此类涂料的树脂分子量较低，它们通过缩合，加聚或氧化聚 合交联成网状大分子固态涂膜。 由于缩合反应都利用加热获取化学反应的能量，使涂膜固化， 故此类涂料称之热固性涂料。像酚醛漆、氨基烘漆、聚酯漆、 丙烯酸烘漆等都是通过缩合反应固化成膜； 不饱和聚酯、双组分环氧、双组分聚氨酯等则通过加聚反应 固化成膜； 油性漆、醇酸漆、环氧酯涂料则通过氧化聚合反应固化成膜。 因此转化型涂料的类型具体可分成以下三类。
氧化聚合涂料采用高沸点的溶剂汽油、松香水等挥发性较慢的溶剂， 但交联反应的速度更慢，干燥主要由氧化聚合反应所决定。
通常表干需6h、实干18h以上。
(2)潮气固化型涂料
潮气固化涂料主要是潮气固化聚氨酯和潮气固化环氧涂料这 两种。
潮气固化聚氨酯是利用聚氨酯树脂的端异氰酸酯与空气中水 分子反应： ﹏﹏NCO + H2O —慢→ ﹏﹏NH2 + CO2↑ ﹏﹏NH2 + OCN﹏﹏ —快→ ﹏﹏NHCONH﹏﹏
对于指定配方涂料，相对干涂膜中溶剂保留量取决于 涂膜厚度。
不同配方的涂料，影响溶剂保留率的因素包括溶剂的分子结构 和大小、树脂分子结构与分子量大小及颜填料形状和尺寸。
体积小的溶剂分子较易穿过树脂分子间隙而扩散到涂膜表面， 带有支链体积较大的溶剂分子易被保留，并且与溶剂的挥发性 或溶解力之间没有对应关系。 分子量高的树脂对溶剂的保留率较高，硬树脂对溶剂保留率要 比软树脂大。 因此加增塑剂或环境温度提高到玻璃化温度以上，都将明显地 增强溶剂的扩散逃逸。
在湿阶段，溶剂挥发与简单的溶剂混合物蒸发行为类似，溶剂在 自由表面大量地挥发，混合蒸汽压大致保持不变且等于各溶剂蒸 气分压之和： P = P1 + P2 + P3 + …
在过渡阶段，沿涂膜表面向下出现不断增长的粘性凝胶层，溶剂 挥发受表面凝胶层的控制，溶剂蒸气压显著地下降。
在干阶段，溶剂挥发受厚度方向整个涂膜的扩散控制，溶剂释放 很慢。 例如硝基漆在自然干燥1周后，涂膜中仍可含有6%～9%的溶剂。 虽然它的实干时间一般在1.5h左右，但这样的涂膜实际上是相对 干涂膜。相对干涂膜中残留溶剂的释放可按下式计算： lgC = A lg (x2/t) +B C——单位干涂膜质量保留的溶剂质量; x——干膜厚度μm; t——时间，小时; A,B——与涂料配方有关的常数
主要品种有环氧、聚氨酯和不饱和聚酯等。组分之间的混合比 对涂膜性能和干燥影响很大。 (1)双组分环氧涂料 这种涂料都用胺作固化剂，固化反应如下：
(2)双组分聚氨酯(PU)涂料 此类涂料是以多异氰酸酯作为甲组分、羟基树脂作为乙组 分，混合施工后，涂膜的低温干燥性比环氧涂料好，但也 易出现流平性不良的问题。 固化反应如下： ﹏﹏NCO + HO﹏﹏ → ﹏﹏NHCO2﹏﹏ (3)不饱和聚酯涂料 不饱和聚酯涂料是用苯乙烯稀释的不饱和树脂，与过氧化 物和钴盐促进剂混合，通过自由基引发、聚合而固化。 由于固化反应很快，故混匀后的适用期一般不超过4小时。
一、非转化型涂料 仅靠物理作用成膜的涂料称之非转化型涂料。
它们在成膜过程中只有物理形态的变化而无化学作用。 此类涂料包括挥发性涂料、热塑性粉末涂料、乳胶漆及非水分 散涂料等。 1.挥发性涂料 挥发性涂料的品种有硝基漆、过氯乙烯漆、热塑性丙烯酸漆及 其它烯基树脂漆等。这类涂料的树脂分子量很高，靠溶剂挥发 便能形成干爽的硬涂膜，在常温下表干很快，故多采取自然干 燥方法。 此类涂料施工以后的溶剂挥发分为三个阶段，即湿阶段、干阶 段和两者相重叠的过渡阶段(见图)。
环境湿度大时抑制溶剂挥发，干燥慢，并造成涂膜发白等缺陷， 因此作业环境湿度宜低不宜高。温度高时溶剂挥发快、固 化反应快，干燥也快，这对减少灰尘粘附有利，但可能使 流平性变差，应调换稀释剂使表干速度适中。
2.烘干 烘干分低温烘干、中温烘干和高温烘干。 在100℃以下的称低温烘干。 主要是对自干性涂料实施强制干燥或对耐热性差的材质表面涂膜 进行干燥，干燥温度通常在60～80℃，使干燥时间大幅度缩短， 以满足工业化流水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生产作业方式。 例如：硝基漆在常温下实干需1.5h，在60～80℃只需10～30min； 双组分聚氨酯漆常温下干燥时间为12h，60℃为30min，80℃只需 15min。 中温烘干为150℃以下，主要用于面漆的烘干成膜。当超过150℃ 时，涂膜会发黄和发脆，通常在120～140℃之间烘烤。
3.烘烤固化型涂料 这类涂料树脂中的各基团，常温下的化学反应性很弱，但加热到 较高温度时，基团之间将快速地发生化学反应使涂膜交联固化。
主要品种有氨基烘漆，丙烯酸烘漆，聚酯漆，热固性聚氨酯，环 氧烘漆和有机硅涂料等等。
装饰性涂料多用氨基树脂作交联剂，在中温下使羟基树脂固化：
﹏N(CH2OR) 2 + HO﹏ → ﹏N(CH2OR)CH2O﹏ + ROH
第一节 涂料成膜机理
general mechanisms for drying and crosslinking of coatings 涂料涂覆于物体表面以后，由液体或疏松粉末状态转变成致 密完整的固态薄膜的过程，即为涂料的成膜，亦称之涂 料的干燥和固化。 涂料成膜主要靠物理作用和化学作用来实现。 例如： 挥发性涂料和热塑性粉末涂料等，通过溶剂挥发或熔合作用， 便能形成致密涂膜； 热固性涂料必须通过化学作用才能形成固态涂膜。
例 氯醋共聚树脂的甲基异丁基酮(MIBK)清漆施工1h后的 干膜溶剂保留率为12.2%，24h后的保留率为8.6%，求 两周以后的溶剂保留率。干膜厚度分别为7μm和3μm。 解：由公式lgC = Alg(x2/t)+B 当x =7μm时，有A=0.11，B=－1.1，即lgC = 0.11×lg(x2/t)－1.1 两周以后，C=6.4% 当x =3μm，两周以后： lgC = 0.11×lg(9/336)－1.1；C=5.3% 表明此类树脂有很强的溶剂保留能力。
聚过氧化物是很稳定的过氧化物，仅在光或热的作用下，才能 使过氧键均裂，但形成的烷氧基又能与双键反应形成醚键。
重排后的碳自由基还可以直接进攻双键形成C-C交联聚合物： -CH=CH-C*H-CH=CH-CH- + -CH=CH-CH=CHO-O· → -CH=CH-C*H-CHO-O· -CH=CH-CH-CH=CH-CH非共轭双键的油基在吸氧干燥过程中，过氧化氢含量不断增加， 交联与过氧化氢的分解同时发生，并且不引起不饱和度的损失。 它的氧化聚合反应大致如下： -CH=CH-CH2-CH=CH- + O2 → -CH=CH-CH-CH=CHO-OH 在钴金属催干剂、光或热作用下，过氧化氢分解成烷氧基： ROOH + Co 2+ → RO· Co 3+ + OH– + ROOH + Co 3+ → ROO· Co 2+ + H + +
由于湿阶段溶剂大量迅速挥发，表面溶剂蒸气达到饱和，此 时提高空气流速有利于涂膜的表干。
提高温度使涂膜中溶剂扩散性增加，有利于实干和降低溶剂 保留率；但温度提高使溶剂饱和蒸气大幅度增加，结果涂膜 表干太快，流平性很差，在低温烘干强制干燥时，可通过控 制好一定的闪干时间来解决这一矛盾。