(完整版)喷涂基础知识整体
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涂料的定义
涂料是涂覆在被涂物体表面,并能形成牢固附着的连续薄膜的材料。
作用
主要有三点:保护,装饰,特殊性能如耐磨、抗辐射
(装饰性涂料,保护性涂料、特殊涂料)
涂料的基本成分
四大成分:
树脂 (20-60%)
溶剂 (30-80%)
颜料 (2-40%)
添加剂 (0-5%)
1)树脂最初是由松树汁、天然漆、油以及动植物脂肪混合而成,再加上颜料就制成了可以涂刷的涂料了。除了天然树脂,如今,从石油中提取制造的合成树脂得到了广泛运用。树脂是涂料中最为重要的成分,涂料的各种特性取决于它所加入的树脂。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。
树脂一般分类如下:
(ⅰ)天然树脂主要是从植物中提取。
(ⅱ)合成树脂经过化学反应合成,与天然树脂相比,有较高的分子量。
热塑性树脂:加热时变软和熔化(热塑型涂料)
热固性树脂:通过加热发生的化学反应来交联、固化,冷却后不可逆。(热固型涂料)(例:三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂等)
2)溶剂包括烃类溶剂(矿物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等)、醇类、醚类、酮类和酯类物质。溶剂和水的主要作用在于使成膜基料分散而形成黏稠液体。它有助于施工和改善涂膜的某些性能。
(ⅰ)低沸点溶剂(低于100℃)如:丙酮、甲乙酮
(ⅱ)中沸点溶剂(100 - 150℃)如:甲苯、二甲苯、醋酸丁酯
(ⅲ)高沸点溶剂(150 ℃以上)如:乙二醇丁醚、二丙酮醇、S-100
3)颜料“颜料”这个术语衍生于像化妆粉、胭脂之类的表面应用材料,与染料不一样,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。
根据实际应用颜料分为三种:
(ⅰ)着色颜料:是由矿产品和石油化工产品制成的色粉,给涂料带来了色彩,如铝、二氧化钛、酞菁和云母。
(ⅱ)体质颜料: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。
(ⅲ)功能颜料:能提供像抗蚀性这样的特殊性能
4)助剂如消泡剂,流平剂等,还有一些特殊的功能助剂,如底材润湿剂等。这些助剂一般不能成膜,但对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用;
根据涂料中使用的主要成膜物质可将涂料分为油性涂料、纤维涂料、合成涂料和无机涂料;按涂料或漆膜性状可分溶液、乳胶、溶胶、粉末、有光、消光和多彩美术涂料等。
涂料类型
•常规溶剂涂料(易操控但产生VOC)
•高固份溶剂涂料(需要较高的喷涂雾化压力,可能需要加热)
•水性涂料(需要抗腐蚀设备材质,可能需要加热)
•双组份涂料(根据存罐时间和粘度需要特殊的设备)
•粉末涂料(需要特殊喷涂设备和干燥装置)
•UV涂料
涂料发展趋势:高固份溶剂涂料、水性涂料、UV涂料、双组份涂料、粉末涂料(减少排放VOC挥发性有机化合物VOC 经光照破坏臭氧层)
各类涂料优缺点
传统溶剂型涂料为了满足其生产和应用的要求,使用了大量的有机溶剂,涂料成膜后,起码有50%以上的有机溶剂挥发到大气中,有的甚至超过了80%的溶剂含量,不仅浪费了大量的资源,而且造成了环境污染。更严重的是有机溶剂在日光和氧气的作用下,会发生下面的化学反应,生成的臭氧,在较低浓度下,就会对人体产生不利影响。当地面臭氧浓度超过0.1PPM时,就会有负作用;超过1.0PPM时,长时间暴露时,会引起头痛,喉咙干燥,无力等症状。涂料工业产生的VOC约占总VOC挥发量的47.8%。因此欧美一些国家对涂料产品VOC的挥发量作了一系列的规定和限制,如美国的“66法规”,德国的“TA—LUFT法”都对VOC作了严格的限制。
降低涂料VOC排放的一个重要途径就是开发“绿色”环保型涂料,如:粉末涂料,水性涂料,高固体分涂料,UV固化和电子束固化涂料等。每种涂料都有其优点及不足之处。
水性涂料的最大优点是VOC含量相时较低,但也不是一点不含有VOC,如成膜助剂,助溶剂等,水性涂料一般气味小,不易燃烧,另外水性涂料的施工设备只要用水清洗即可。尽管水性涂料具有上述优势,但它也有许多难以克服的问题。室温下水的挥发速率慢,而且随外界温度和湿度的变化而变化。在100%饱和水的潮湿环境下,水性涂料甚至不可能干燥。另外,水的热容和蒸发潜热较高,干燥时需要更多能量。水的表面张力较高,需要表面活性剂的帮助才能对颜料及底材具有良好的润湿和附着,这些表面活性剂存在于涂膜中,会影响其耐水性。水性涂料的特点限制了其应用范围,要么耗能大,要么牺牲其性能,多用作建筑涂料。水性涂料的贮存及施工受温度和湿度影响,如乳胶漆在0℃以下难以施工。水性涂料相比溶剂型涂料对设备有更大的腐蚀性,对设备的要求较高,水性涂料容易受细菌等微生物感染,一般水性涂料的性能难以达到溶剂型涂料的水平。
粉末涂料的优点是涂料不含有机溶剂,涂料的利用率较高,涂装效率高,一道施工即可,具有良好的装饰性及物理化学性能。
同样粉末涂料也有些不足之处。首先,目前的粉末涂料均需在较高的温度下才能固化,因此在一些不能耐温(140℃~180℃)的底材如木材,橡胶,塑料以及其它不耐温材料上不能使用;因一次成膜较厚,难以得到薄涂层,换色也比较困难,最后粉末涂料的涂装设备投资较大。
UV和电子束固化涂料uv油漆最大的特点就是色泽相对于其他的油漆来说更加的稳定,然后是环保,基本上无溶剂,施工与固化过程连续自动化,涂装效率高,涂膜性能好。缺点是施工与固化生产线投资大。涂料施工寿命短,色漆采用UV固化尚有困难,另外其原材料成本较高,且对被涂材料形状有要求。
高固体分涂料和其它低污染涂料品种相比有它的优点。其生产和涂装工艺,设备,检测评估的仪器和传统溶剂型相同,不需要增添设备投资。高固体份涂料不仅减少了VOC的排放,而且提高了涂布效率。一次涂装的膜厚是传统涂料的1—4倍,大大减少施工次数。产生的额外经济效益是节约了劳动力成本,减少了施工时间,同时降低了溶剂的含量而减少了溶剂的成本。不能忽略的另一点是高固体分涂料的低能量要求,常规溶剂型涂料需要大量的空气通过喷嘴和烘房,用以减少溶剂的浓度,达到一个安全的水平,加热空气需要消耗大量的能量。高固体分涂料提高固含量的同时,保持了传统溶剂型涂料的优点,如高装饰性,高涂膜物理化学性能。因此高固体份涂料在环保型涂料中具有很重要的地位。
双组分油漆包括聚氨酯类、聚酯类、双组分环氧油漆、丙烯酸烘漆等等。
双组分油漆包括聚氨酯类、聚酯类、双组分环氧油漆、丙烯酸烘漆等等。这里说明一下,丙烯酸烘漆也是双组分油漆。它的两种成分出厂就是混合在一起的。只有常温是不会反应的。在高温下,它们才会发生化学反应。而其他如聚氨酯油漆出厂就是两种成分分开包装(不包括稀释剂),使用时才进行混合。由于双组分油漆品种太多,性能又各不相同,什么高温固化、潮气固化(它的另一种反应成分更特殊:就是空气中的水分),我主要拿普通的聚氨酯来谈双组分油漆。双组分油漆发生化学反应通常形成致密的网状漆膜。这种反应是不可逆的。由于这种反应机理,双组分油漆的固体含量相对要高,漆膜的硬度、柔韧性、丰满度都