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第八篇
有机涂装新工艺、新技术
第一章概论
第一节概述
将有机涂料涂覆于物体表面并干燥成膜的过程称之为涂装。有机涂料又简称为“涂
料”或俗称“油漆”。
涂装技术在世界范围内都有着广泛的应用。民用汽车、电器、钢制家具、办公用具等
的表面装饰防护，工业领域采矿、舰船、采油设备、海洋设施、飞机、军事装备等的防腐、装
饰、伪装、隔热、防火、防污等等，几乎每个领域都离不开涂装技术。
一般，人们将涂装技术的发展主要历程分为二个阶段：利用天然油料、树浆、沥青、矿
石颜料等，如桐油、虫胶、生漆、红丹矿调制成油漆，手工刷涂施工称为第一阶段；而将以
人工合成制成具有各种用途的涂料，如合成树脂、合成溶剂、合成颜料，采用机械涂装施
工和计算机人工智能涂装施工设备称为第二阶段。近十年来，雷达吸收反射涂料、声纳
吸收涂料、高温涂料、瞬间光固化涂装技术、人工智能机械人喷涂技术等高新技术研究发
展并部分进入实用阶段，使涂装技术这门传统的表面技术进入高新技术时代。
概括起来，涂装技术具有装饰作用、保护使用、标志作用和特种功能等四大功能。
涂装可使物体具有色彩、光泽、平滑和立体性等，给人们以美的、舒适的感觉。很难
想象没有涂料进行装饰的现代化都市将会是怎样的情景。
雨水、阳光、风化和各种介质的作用使金属生锈，木材腐烂。涂装保护是最方便、最
广泛有效的防腐蚀方法之一。将物体表面覆盖一层具有一定耐水性、耐候性、耐油性、耐
·!"#·
第一章概论
化学腐蚀等性能的涂膜，可以大幅度延长物体的使用寿命。例如，汽车车身采用优质的
涂料和正确的涂装工艺，在各种条件下使用!"#!$年还基本完好，如果涂装不好，在湿
热条件下仅使用!#%年就锈蚀穿孔。木材、塑料等物面上涂装，也能起到表面保护作
用。
在交通道路上，由醒目涂料颜色制成的各种标志牌和道路分离线，在黑夜中依然明
亮清晰，可以防止各种交通事故的发生。工厂中，各种管道、设备、槽车、容器等常用不同
颜色的涂料来区分其作用和所装物的性质。
涂装能使物体获得调节热、电传导性，防止生物附着（杀菌），示温、声波、雷达波的反
射和吸收、夜光等作用。在美化环境的同时，涂装还起色彩调节作用，或改善车间、医院、
学校、船舶、车辆等的内部环境，在一定程度上起到防止灾害和增进效益的作用。随着人
们物质文化生活水平的不断提高，涂装技术的作用会越来越大。
第二节涂料的组成
一般涂料主要是由成膜物质、颜料、溶剂、助剂四部分组成。
一、成膜物质
成膜物质是组成涂料的基础，具有粘接涂料中其它组分形成涂膜的功能，并对涂料
和涂膜的性质起决定性作用。可以作为涂料成膜物质的材料很多。原始成膜物质是油
脂，主要是植物油，现在仍在应用。后来大量使用树脂作为成膜物质。树脂是一类以无
定形状态存在的有机物，通指未经过加工的高分子聚合物。过去，涂料使用天然树脂为
成膜物质，现代则广泛应用合成树脂，包括各种热塑性树脂和热固性树脂。
现代涂料成膜物质主要分为两大类：一类称为非转化型成膜物质，它们在涂料成膜
过程中组成结构不发生变化，即成膜物质与涂膜的组成结构相同，在涂膜中可以检查出
成膜物质的原有结构。这类成膜物质及其组成的涂膜具有热塑性，受热软化，冷却后又
变硬，多具有可溶、可熔性，例如：天然树脂，包括来源于植物的松香（树脂状低分子化合
物），来源于动物的虫胶，来源于化石的琥珀、柯巴树脂和来源于矿物的天然沥青；天然高
聚物的加工产品，如硝基纤维素、氯化橡胶等；合成的高分子线型聚合物即热塑性树脂，
如过氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯树脂等。另一类成膜物质称为转化型成膜物质，它们在成
·%&$·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
膜过程中组成结构发生变化，形成与其原来组成结构完全不相同的涂膜。由于转化型成
膜物质具有能起化学反应的官能团，在热氧或其它物质的作用下能够聚合成与原有组成
结构不同的不溶、不熔的网状高聚物，即热固性高聚物，因而所形成的涂膜是热固性的，
通常具有网状结构。这类成膜物质包括：干性油和半干性油、漆酚、多异氰酸酯的加成物
和合成聚合物等。
现代涂料很少使用单一品种作为成膜物质，而经常是采用几个树脂品种，互相补充
或互相改性，以适应多方面性能要求。随着科学技术的进步，将会有更多品种的合成材
料应用为涂料的成膜物质。
我国通常将涂料成膜物质分为十七类，见表!"#"#，并以此作为划分涂料种类的依
据。
表!"#"#涂料类别、代号与主要成膜物质
序号代号涂料类别主要成膜物质
#$油性树脂天然动植物油、合成油、清油等
%&天然树脂松香及其衍生物、虫胶、干酪素、动物胶、生漆及其衍生物
’(酚醛树脂纯酚醛树脂、改性酚醛树脂、二甲苯树脂
)沥青天然沥青、石油沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青
+,醇酸树脂甘油醇酸树脂、季戊四醇醇酸树脂、其它醇类醇酸树脂、改性醇酸树脂
-.氨基树脂脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂
/0硝基纤维素（酯）硝基纤维素
!1纤维素乙基纤维、苄基纤维、羟甲基纤维、醋酸纤维、醋酸丁酯纤维、其它纤维酯及醚类
2,过氯乙烯树脂过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂
#34乙烯类树脂
氯乙烯共聚树脂、聚酯酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇缩醛树脂、聚苯乙烯树脂、
氯磺化聚乙烯、氯化聚丙烯树脂、含氟树脂
##5丙烯酸树脂丙烯酸酯树脂、丙烯酸共聚物及其改性树脂
#%6聚酯树脂饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂
#’7环氧树脂环氧树脂、改性环氧树脂
#)8聚氨酯聚氨基甲酸树脂、改性聚氨酯树脂
#+9元素有机聚合物有机硅、有机钛、有机铝等元素有机聚合物
#-:橡胶天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物
#/;其它除上述#-类以外的其它成膜物质，如无机高分子材料、聚酰亚胺树脂等
二、颜料
颜料一般为微细的粉末状有色物质，是有色涂料的一个主要组分，它使涂膜呈现色
·’’+·
第一章概论
彩，并具有一定遮盖被涂物件表观的能力，以发挥其装饰和保护作用。颜料还能增强涂
膜的力学性能和耐蚀性能，或者为涂膜提供某一种特定功能，如防腐蚀、导电、防延燃等。
将颜料均匀分散在成膜物质或其溶液及其分散体中之后即形成色漆。成膜之后，颜
料是均匀散布在涂膜中。所以，色漆的涂膜实质上是颜料和成膜物质的固!固分散体。
颜料按其来源可分为天然颜料和合成颜料两类，或按其化学成分分为无机颜料和有
机颜料，按其作用可分为着色颜料、体质颜料、防锈颜料和特种颜料。每一类都有很多品
种。
三、助剂
助剂，也称辅助材料组分，是涂料的一个组成部分。助剂不能单独成膜，只可作为一
个组分存在于涂膜中，以对涂料或涂膜某一特定方面的性能起改进作用。涂料品种不
同，需要的助剂也不同。即使同一类型的涂料，由于其使用目的、方法或性能要求的不
同，需要使用不同的助剂。原始涂料使用的助剂种类有限，现代涂料则使用了众多种类
的助剂，并且新品种不断出现。现代涂料助剂包括多种无机和有机化合物（含高分子聚
合物）。根据对涂料和涂膜所起的作用不同，现代涂料的助剂可分以下四大类型：
"#涂料生产过程使用的助剂，如：消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等。
$#涂料贮存过程使用的助剂，如防结皮剂、防沉淀剂等。
%#涂料施工成膜过程使用的助剂，如催干剂、固化剂、流平剂、防流挂剂等。
&#改善涂膜性能助剂，如增塑剂、平光剂、防霉剂、阻燃剂、防静电剂、紫外光吸收剂
等。
助剂在涂料中用量很少，但作用显著，因而备受重视。助剂的应用技术已成为现代
涂料生产技术中重要内容之一。
四、溶剂
溶剂的作用是将涂料的成膜物质溶解或分散为液态，以便易于施工，施工后又能从
薄膜中挥发至大气中，从而使液态薄膜形成固态的涂膜。溶剂是除无溶剂涂料以外的各
种液态涂料所必要的，它原则上不构成涂膜，也不应存留在涂膜之中。溶剂组分通常是
可挥发性液体，习惯上称之为挥发性溶剂，包括能溶解成膜物质的溶剂和能稀释成膜物
质溶液的稀释剂。那些能将成膜物质分散为液态，并能在施工过程中与成膜物质发生化
学反应形成新的物质而存留于涂膜中的化合物，原则上也属于溶剂组分，通称为反应性
溶剂或活性稀释剂。现代涂料中，很多化学品包括水、无机或有机化合物都可以用为溶
·&%’·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
剂组分，其中以有机化合物品种最多。常用的有脂肪烃、芳香烃、醇、酯、醚、酮、萜烯、含
氯有机物等，总称为有机溶剂。现代涂料中，溶剂组分所占比例很大，常常达到!"#（体
积分数）。有的溶剂是在涂料制造时加入，有的则是在涂料施工时加入。
溶剂品种的选用根据涂料和涂膜的要求而定。一种涂料可以使用一个溶剂品种，也
可使用多个溶剂品种。虽然溶剂组分的主要功能是将成膜物质变成液态的涂料，但它对
涂料的生产、贮存、施工、成膜及涂膜的外观和内在性能都产生重要的影响，因此溶剂品
种的选择和用量非常重要。另一方面，溶剂组分在施工成膜以后要挥发掉，造成资源的
损失，特别是使用具有光化学反应性的溶剂，在涂料生产和施工过程中造成环境污染，危
害人类健康。努力解决这些问题，是涂料发展的一个重要方向，目前已取得不少明显成
果。
第三节涂料的分类和命名
经过长期的发展，涂料品种特别繁杂。多年来根据习惯形成了各种不同的涂料命名
和分类方法，它们各有特点，所以都保留下来，形成了各种特殊的称谓。现在通用的涂料
分类和命名有以下几种。
一、按涂料的形态分类
（一）固态涂料
固态涂料即粉末涂料。
（二）液态涂料
液态涂料包括有溶剂和无溶剂两类。前者可分为溶剂型涂料（即溶剂溶解型，也称
溶液型涂料，包括常规型和高固体分型两类）、溶剂分散型涂料和水性涂料（包括水稀释
型、水乳胶型和水溶胶型）；后者包括无溶剂涂料和增塑剂分散涂料（即塑性溶胶）。
二、按涂料的成膜机理分类
（一）非转化型涂料
非转化型涂料包括挥发型涂料、热熔型涂料、水乳胶型涂料、塑性溶胶。
（二）转化型涂料
转化型涂料包括氧化聚合型涂料、热固化涂料、化学交联型涂料、辐射固化型涂料。
·!$!·
第一章概论
三、按涂料施工方法分类
按施工方法可以分为刷涂涂料、辊涂涂料、喷涂涂料、浸涂涂料、淋涂涂料和电泳涂
料，包括阳极电泳、阴极电泳涂料。
四、按涂膜干燥方式或使用层次分类
按涂膜干燥方式可分为常温干燥涂料（白干漆）、加热干燥涂料（烘漆）、湿固化涂料、
蒸气固化涂料、辐射能固化涂料（光固化涂料和电子束固化涂料）。按涂料使用层次可分
为底漆（包括封闭漆）、腻子、二道底漆、面漆（包括调合漆、磁漆、罩光漆等）。
五、按涂膜外观分类
按照涂膜的透明性能分，能透底的称为清漆，其中带有颜色的称透明漆；不透底的通
称色漆。按照涂膜的光泽状况，分为有光漆、半光漆和无光漆。按照涂膜表面外观，分为
皱纹漆、锤纹漆、桔形漆、浮雕漆等。
六、涂料的命名
涂料名由颜色或颜料名称!成膜物质名称!基本名称组成。例如：白色丙烯酸磁
漆，铁红环氧底漆。在涂料命名时，除了粉末涂料外仍采用“漆”一词，对涂料具体品种称
为某某漆，而在统称时用“涂料”而不用“漆”一词。对于某些有专业用途及特性的产品，
必要时在成膜物质后面加以说明。例如：红醇酸导电磁漆，白硝基外用磁漆。
涂料编号时采用的型号由三部分组成：第一部分是成膜物质，用汉语拼音字母表示；
第二部分是基本名称，用两位数字表示；第三部分是序号，用以表示同类品种间的组成、
配比或用途的不同。这样组成的型号就只表示一个涂料品种，而不会重复。
例如：
"
成膜物质（醇酸树脂）
#$
基本名称（磁漆）
%
序号
辅助材料型号由两部分组成：第一部分为辅助材料种类；第二部分是序号。
例如：
&
辅助材料种类（稀释剂）
’
序号
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第八篇有机涂装新工艺、新技术
涂料命名的基本名称代号见表!"#"$。
表!"#"$
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涂料基本名称代号表
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代号基本名称代号基本名称代号基本名称代号基本名称
%%清油#&皱纹漆’%防污漆、防蛆漆(’
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可剥漆
%#清漆#!裂纹漆’#水线漆((
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感光涂料
%$厚漆#)晶纹漆’$甲板漆、甲板防滑漆(&
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隔热涂料
%调合漆$%铅笔漆’船壳漆!%
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地板漆
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渔网漆
%(粉末涂料$罐头漆+%耐酸漆!$
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锅炉漆
%(底漆%（浸渍）绝缘漆+#耐碱漆!
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烟囱漆
%&腻子#（覆盖）绝缘漆+$防腐漆!’
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黑板漆
%)大漆$（绝缘）磁漆+防锈漆!+
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调色漆
##电泳漆（粘合）绝缘漆+’耐油漆!(
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标志漆、马路划线漆
#$乳胶漆’漆包线漆++耐水漆)!
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胶液
#其它水溶性漆+硅钢片漆(%耐火漆))
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耐热漆
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示温漆
#(锤纹漆!半导体漆(涂布漆
第四节涂料成膜机理
涂装就是涂料在物体表面涂覆并成膜的过程，涂料成膜是涂装技术的基础。各种涂
料所采用的成膜树脂不同，其成膜机理也不一样。
一、物理成膜方式
物理成膜包括溶剂的挥发成膜和聚合物粒子凝聚成膜两种形式。
溶剂或分散介质的挥发成膜是液态涂料在成膜过程中必须经过的一种形式。液态
涂料在被涂物体上形成“湿膜”，其中的溶剂或分散介质挥发到大气中，涂膜粘度逐步加
大至一定程度后形成固态涂膜。如果成膜物质是非转化型成膜物质，这时就完成了涂料
的成膜全过程，这种挥发方式成膜是液态溶液型或分散型涂料生产的逆过程。如果成膜
物质是转化型的，即在溶剂或分散介质挥发的同时，化学反应也在进行。涂膜的干燥速
·&+·
第一章概论
度和干燥程度直接与所用溶剂或分散介质的挥发关联，同时也与溶剂在涂膜中的扩散程
度及成膜物质的化学结构、分子量和玻璃化温度（!
!
）有关，还和成膜时的环境条件和涂
膜的厚度有关。现代涂料品种中硝酸纤维素漆、过氯乙烯漆、沥青漆、热塑性乙烯树脂
漆、热塑性丙烯酸树脂漆和橡胶漆都以溶剂挥发方式成膜。
聚合物粒子凝聚成膜是涂料中的高聚物粒子在一定的条件下互相凝聚成为连续的
固态涂膜，这是分散型涂料的主要成膜方式。含有可挥发性分散介质的分散型涂料，如
水乳胶涂料、非水分散型涂料以及有机溶胶等，在介质挥发的同时，高聚物粒子因彼此接
触、挤压变形而聚集起来，并由粒子状态的聚集变为分子状态的聚集而形成连续的涂膜。
如果涂料是由转化型成膜物质组成的，则在以化学反应方式形成高聚物以后，再通过粒
子凝聚形成涂膜。水溶性涂料的主要成膜方式也是依靠聚合物粒子凝聚。含有不挥发
分散介质的涂料（如塑性溶胶），同样是由于分散在介质中的高聚物粒子溶胀、凝聚成膜。
固态粉末涂料在受热的条件下通过高聚物粒子热熔、凝聚而成膜，由热固性树脂组成的
粉末涂料还以化学反应方式成膜。
二、化学反应成膜方式
由转化型成膜物质组成的涂料主要依靠化学反应方式成膜，即涂料中的成膜物质施
工时聚合成为高聚物涂膜的过程。由于成膜过程完全遵守高分子合成反应机理，因此可
以看成高聚物合成的一种特殊方式。按照高分子聚合机理，化学成膜分为链锁聚合反应
成膜和逐步聚合反应成膜两种形式。
（一）链锁聚合反应成膜
涂料的链锁聚合反应成膜形式主要有三种。
"#氧化聚合形式
以天然油脂为成膜物质的油脂涂料，以及后来出现的含有油脂组分的天然树脂涂
料、酚醛树脂涂料、醇酸树脂涂料和环氧酯涂料等都是依靠氧化聚合成膜。氧化聚合属
于自由基链式聚合反应，由于所含油脂组分可形成网状大分子结构，油脂的氧化聚合速
度与其所含亚甲基基团数量、位置和氧的传递速度有关。利用钴、锰、铅、锆等金属促进
氧的传递，可加速含有干性油组分涂料的成膜。
饱和的和不饱和的脂肪酸，在常温或高温下均可发生氧化反应。氧化反应有两种形
式，一是通过氧化而使分子量增加，即氧化聚合，这种反应只存在于不饱和脂肪酸中；二
是氧化分解，使油的分子裂解，脂肪酸降解成低分子的酸、醛、酮及其它氧化物。这一反
应在常温下进行缓慢，是造成油类破坏的一个主要原因。
·$%&·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
!"引发剂引发聚合形式
不饱和聚酯涂料是典型的依靠引发剂引发聚合成膜的。不饱和聚酯树脂含有不饱
和基团，当引发剂分解产生自由基以后，作用于不饱和基团，产生链式反应而形成大分子
的涂膜。
#"能量引发聚合形式
一些以含共价键的化合物或聚合物的涂料可以通过能量引发聚合形式而形成涂膜。
由于共价键均裂需要较大能量，现代涂料采用了紫外光和辐射能引发聚合。以紫外光引
发成膜的涂料通称光固化涂料，在光敏剂的存在下，涂料成膜物质的自由基加聚反应进
行得非常迅速，涂料可在几分钟内固化成膜。利用电子辐射成膜的涂料通称电子束固化
涂料。电子具有更大的能量，能直接激发含有共价键的单体或聚合物生成自由基，在以
秒计的时间内完成加聚反应，使涂料固化成膜。电子束固化是目前涂料最快的成膜方
式。
（二）逐步聚合反应成膜
依据逐步聚合反应机理成膜的涂料，其成膜物质多为分子键上含有可反应官能团的
低聚物或预聚物，其成膜形式有缩聚反应、氢转移聚合和外加交联剂固化三种。
$"缩聚反应形式
以含有可发生缩聚反应的官能团的成膜物质组成的涂料，按照缩聚反应机理成膜。
典型涂料是氨基醇酸树脂涂料、氨基聚酯涂料和氨基丙烯酸涂料。通过氨基树脂中的烷
氧基与醇酸树脂中羟基的缩聚反应，形成以体型结构为主的高分子涂膜，在成膜时有小
分子化合物从膜中逸出。
!"氢转移聚合反应形式
以含有如氨基、酰胺基、羟甲基、异氰酸基等可发生氢转移聚合反应官能团的成膜物
质组成的涂料，按氢转移聚合反应形式成膜。在成膜过程中没有小分子化合物生成，所
得涂膜以体型结构高聚物为主。
#"外加交联剂固化形式
有些低分子量线型树脂为成膜物质的涂料，可以依靠外加物质与之反应而固化成
膜。外加物质可称为交联剂或催化剂，一般使用量较少。如催化型聚氨酯涂料即是以此
方式成膜。依靠成膜时的外界环境条件也能外加交联剂成膜，如湿固型聚氨酯涂料是依
靠外界环境中的水分存在而成膜的。
三、涂膜的防护原理
涂膜对金属的保护作用主要体现在：
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使金属与腐蚀介质隔离，阻碍电化学腐蚀发
·%#&·
第一章概论
生；
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涂膜阻碍阳极与溶液间离子的移动，减小了腐蚀速度；
"
涂膜中的颜料对金属表面
起钝化作用，形成保护性的钝化膜，提高了电极电位，减小了腐蚀电池两极间的电位差，
使腐蚀电流降低，减缓了腐蚀速度。近年来，高效的缓蚀剂发展较快，作为涂料防锈添加
剂，其特点是用量少（涂料固体份的!"#$"）、效果好、节约金属资源等。目前在涂料中
应用比较成功的缓蚀剂有铬酸二苯胍及一些有机氮化物及其铵盐等。
·%&$·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
第二章涂装材料
第一节预处理材料
涂装要求物体表面清洁并具有一定的物理化学特性，如表面粗糙度等。涂装预处理
的目的是除净物体表面油脂、油污、腐蚀物、粘附物等，形成清洁表面并形成一层具有一
定特性的表面膜层，如磷化膜、钝化膜等。预处理材料主要包括脱脂剂、浸蚀剂、表调剂、
磷化剂、钝化剂等。脱脂剂主要用于除掉物体表面的油脂、油污及附着物。浸蚀剂用于
除掉物体表面的腐蚀物、氧化物。表调剂起到表面调整、表面活化作用。磷化剂在表面
形成一层磷酸盐化学转化膜、提高表面粗糙度、提高有机涂膜的附着力和复合耐蚀性。
钝化剂在表面形成一层氧化物或铬酸盐化学转化膜，提高有机涂膜的附着力和耐蚀性。
第二节常用涂料品种
一、自干涂料
自干涂料是靠溶剂挥发后，树脂、颜料等成膜物质残留在物体表面形成涂膜。自干
涂料应用十分广泛，民用方面几乎全部是自干型涂料。工业上一些低档涂装、修补方面
·!"#·
第二章涂装材料
也大量应用。几种主要的挥发型自干涂料见表!"#"$。
表!"#"$几种主要挥发型自干涂料特点
涂料名称主要成膜物质特点、用途
硝酸纤维素
涂料（硝基漆）
硝酸纤维素
挥发干燥快、施工简单、成本较低，主要用于修补和木材涂漆，其不足之处
是附着力、耐候性、耐水性较差，潮湿气候施工时易泛白
过氯乙烯涂料过氯乙烯树脂
耐腐蚀性、耐候性、耐水性、防霉性、电绝缘性好，但附着力较差，挥发性较
硝基漆慢，主要用于潮湿气候金属制品涂装
热塑丙烯酸涂料
甲基丙烯酸甲酯
甲基丙烯酸丁酯
耐候保光性比硝基、过氯乙烯、醇酸都好，同时耐化学药品性也较好，一般
用于汽车修补漆，特点是施工性能好，但流平延展性稍差，涂膜外观欠丰满
醇酸树脂涂料
干性醇酸树脂
油改性醇酸树脂
醇酸树脂涂料的干燥速度、附着力、硬度、耐候和经济性综合性能较好，在
民用及工业上用途很广，与空气中氧交链聚合成膜，耐碱性差
环氧酯涂料环氧酯树脂
环氧酯树脂是由环氧树脂与植物油脂肪酸酯化而成，与干性油酯化制成自
干型涂料（空气中氧交链聚合），与不干性油酯化制成烘干型涂料，环氧酯涂
料附着力，防腐蚀性好，大量用于设备防腐电绝缘，其缺点是耐碱性差
沥青涂料
天然沥青
石油沥青
煤焦油沥青
沥青漆可常温自干和加温固化干燥，沥青漆防水防腐性能十分优异，大都
用于水下及潮湿地带使用，其缺点是户外性能、外观性能较差
生漆（又名：
国漆、大漆）
天然漆、酚、酯
耐腐蚀、耐化学药品、耐热、耐久性能十分优异。其缺点是涂膜稍脆，耐碱
性较差，另外施工时有时产生人体过敏
橡胶涂料
天然橡胶
合成橡胶
使用最普及的是氯磺化聚乙烯橡胶涂料，特点是耐碱性好
环氧涂料环氧树脂
自干型环氧涂料一般都是双组分，另一个组分是固化剂。固化剂的种类非
常繁多，一般常用胺类。环氧涂料成膜后附着力、防腐蚀性，耐化学药品性、
耐水性、耐酸碱能力均较好，为了加速干燥速度，也可烘烤固化。双组份涂料
的缺点是当固化剂混人后，调配的漆必须在几个小时，最多十几个小时内用
完，否则，只能报废。像化工管道、贮罐、船舶、大型钢构件、木材、塑料的防护
和装饰采用环氧涂料十分普及
聚氨酯涂料聚氨基甲酸酯
一般常用的是双组份聚氨酯涂料，也有单组份自干聚氨酯，但应用面较少。
聚氨酯涂料成膜后，涂膜硬度高，耐磨性好，如用作地板漆，脂肪族聚氨酯的
耐候性非常好，常作户外大型构件涂装、汽车修补漆。双组份聚氨酯涂料各
项性能，特别外观性能也较好，因此应用广泛
水性乳胶涂料各类乙烯聚合物
有塑性乳胶涂料和交联型乳胶涂料之分，乳胶涂料是由聚合物乳液和颜料
浆调合而成，主要有建筑乳胶涂料和金属制品用的金属乳胶涂料
·#%&·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
二、烘烤型涂料
烘烤型涂料属于热固性涂料类。广义地讲，必须经过烘烤达到规定温度，才能干燥
成膜的涂料都称为烘烤型涂料。在烘烤型涂料中，成膜树脂分子间的反应性基团或活性
官能团在常温下不起反应，只有经过烘烤才能发生交联反应而成膜。经过烘烤的涂膜，
其分子结构更为致密，硬度、机械强度、耐久性、耐酸耐碱性及耐各种化学介质均优于自
然干燥的涂膜。烘烤型涂料主要有溶剂型的氨基涂料、丙烯酸涂料、水性型电泳涂料、水
性环氧、水性丙烯酸、粉末型涂料等。
（一）氨基树脂漆
氨基漆又称氨基醇酸漆，是烘漆的主要品种之一。其主要成膜物质是氨基树脂和醇
酸树脂，根据其中氨基树脂含量不同分为高氨基（氨基!醇酸"#!#$%&’）、中氨基（氨基!
醇酸"#!%&’$’）和低氨基（氨基!醇酸"#!’$(）三类，其中氨基树脂又分丁醇改性三聚
氰胺甲醛树脂、丁醇改性尿素甲醛树脂、丁醇改性苯代三聚氰胺甲醛树脂等。前二者应
用最多，其结构式为
单纯的氨基树脂光泽高，但脆性高、附着力极差，因此必须与醇酸树脂配合使用，才
能获得良好的涂膜性能。长油度醇酸树脂与氨基树脂混溶性差，一般以中短油度醇酸树
脂为宜。此外，还可加入第三种树脂，如环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂等，以获得性能优异
的涂膜。氨基漆清漆的颜色浅，不易泛黄；涂膜光泽高，外观丰满，色彩鲜艳；涂膜坚韧，
附着力好，力学性能高；耐候性、抗粉化性、抗龟裂性比醇酸好，干后不回粘；有较好的耐
水、耐油和耐磨性等。但氨基漆需烘烤才能成膜，且温度比较高，能源消耗比较大。由于
氨基漆具有许多优良的性能，故广泛用作装饰保护性涂料，在汽车车身、自行车涂装等方
面用量最大。
·)’·
第二章涂装材料
（二）丙烯酸树脂漆
丙烯酸树脂漆是以丙烯酸树脂为主要成膜物的涂料总称。丙烯酸树脂是由丙烯酸
或其
!
!取代的同系物与其衍生物等活性单体共聚而成，主要成膜物的结构可表示为
丙烯酸树脂依其使用单体不同可分为热塑性树脂和热固性树脂两大类。热塑性丙
烯酸树脂的分子结构上不含活泼性官能团，在加热条件下，不会自己或与其它外加树脂
交联成膜，而只能软化，冷时又恢复原状，是制造热塑性或挥发性丙烯酸漆的主要成膜物
质。热固性丙烯酸树脂分子结构上带有活泼性官能团，在加热条件下，树脂本身的活性
基团交联或外加的交联剂交联成膜。因此它是制造热固性丙烯酸漆的主要成膜物质。
丙烯酸树脂涂料的特点为：树脂颜色极浅，可制成乳白色的清漆及纯白色的磁漆；耐候
性、保光性、保色性优良；耐热性能好，耐热性超过一般的环氧和氨基等漆类；耐化学性
好，并具有突出的“三防”（防霉、防湿热、防盐雾）性能。该漆的不足之处是耐溶剂性较
差，尤其是热塑性涂料，同时价格比较高。丙烯酸漆是一类优良的装饰性涂料，特别适用
于装饰性要求高、耐候性好的产品，如自行车、轿车、电冰箱、洗衣机等产品的涂装。丙烯
酸乳胶涂料广泛用于建筑物的内外墙装饰。
（三）环氧树脂漆
以环氧树脂为主要成膜物质制成的一类漆称为环氧树脂漆。其代表性的树脂结构为
环氧树酯分子中含有活泼的环氧基、羟基和醚键，所以制成的漆有许多优良的性能，
如极好的附着力，宜于制底漆和腻子；强度高，固化时收缩小；耐化学药品能力强，电气绝
缘性能优良；漆的粘度低，易于施工。不足之处是耐候性能差，容易变色和粉化，不宜作
户外用涂料及装饰涂料。另一方面，由于树酯中存在三个基团，可与许多树脂或固化剂
·""#·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
起化学反应，从而获得一系列环氧树脂涂料。
三、水性涂料
水性涂料用树脂，是通过三个途径赋予水性化：在树脂分子链中引入胺基（或羧基），
用酸（或碱）中和形成阳离子型（或阴离子型）树脂，能水溶或增溶分散于水中；在树脂分
子链引入一定数量的强亲水基团，如羧基、羟基、氨基、醚基、酰胺基等，自乳化而分散于
水中；外加乳化剂乳化液聚合，或对树脂强制乳化形成水分散乳液。有时几种方式同时
并用，以提高水分散性及水分散液的稳定性。水性涂料虽然以水作分散介质，但为了提
高树脂的水溶性，调节水性涂料的粘度及涂膜的流平性，需加入少量醇醚类有机助溶剂。
由于树脂水性化途径的不同，水性涂料体系通常分为三类：水溶型，胶束分散型，乳液型。
大多数树脂都能形成这三种水分散形态。
水性涂料用量最大的是建筑乳胶涂料，同类型热塑性乳胶也部分作为工业维护涂料
用于金属表面涂覆。在金属表面上用得最好的是热固性电泳涂料，它是金属用水性涂料
的主流。其它类型的水性涂料所占比例较少，但高品质的汽车装饰性水性面漆国外已开
发成功，并在试用阶段。而常温干燥的水性涂料一般还不能满足重防蚀要求，但研究重
防蚀水性环氧和水性聚氨酯常温干燥涂料有很大的潜力和更大的实际意义，因它们比溶
剂性涂料对材质表面和施工环境有更好的适应性。
相对于溶剂性涂料，水性涂料具有以下特点：以水作溶剂，节省大量资源；消除了施
工时火灾危险性；降低了对大气污染。水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改
善了作业环境条件，一般的溶剂型涂料中有机溶剂占涂料的!"#$!%#，而现在水性的
阴极电泳涂料已降至!&’#以下，对降低污染节省资源效果显著。水性涂料可在湿表面
和潮湿环境中可以直接涂覆施工，涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。电
泳涂膜均匀、平整、平展性好，内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，厚膜
阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达!’""(。
水性涂料存在如下问题：水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的
表面张力大，污物易使涂膜产生缩孔；水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送
管道内的流速急剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点，因此要求输送
管道形状良好，管壁无缺陷；水性涂料对涂装设备腐蚀性大，水性涂料对输送管道的腐
蚀，使金属溶解，导致分散微粒析出，涂膜产生麻点，因此需采用防腐蚀衬里或不锈钢材
料，设备造价高；烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度）要求较严格，增加了调温
调湿设备的投入，同时也增大了能耗；水的蒸发潜热大，烘烤能量消耗大，阴极电泳涂料
·%)%·
第二章涂装材料
需在!"#$烘烤，而乳胶涂料完全干透的时间则很长；沸点高的有机助溶剂等在烘烤时产
生很多油烟，凝结后滴于涂膜表面影响外观；水性涂料耐水性差，使涂料和槽液的稳定性
差，涂膜耐水性差；水性涂料的介质一般都是微碱性（
%&’()"()
），树脂中的酯键易水解
而使分子链降解，影响涂料和槽液稳定性以及涂膜的性能。当然，上述问题随着涂料配
方及涂装工艺和设备等几方面技术的不断提高，有些在工艺上已得到防止，有些得到改
善和提高。
（一）水性丙烯酸涂料
水性丙烯酸涂料中的水性树脂由各类丙烯酸酯单体共聚而成，其相对分子质量
+)###,####，比溶剂性树脂高（"###!####），经水溶性六甲氧甲基三聚氰胺
（&---）交联后，涂膜性能优于溶剂性烘漆。
水性丙烯酸涂料的优良耐候性，在汽车闪光涂层中也常用作底色漆；在色漆.罩光
体系中，它可用来替代溶剂型色漆；能降低环境污染；替代高固体分色漆，或提高涂层耐
候性；对于其它各类金属制品，它也是很好的低污染高装饰性涂料；同时也大大提高了作
业安全性。水性丙烯酸浸漆可用于汽车零部件的浸涂施工，代替溶剂型的沥青烘干漆，
提高涂膜的耐蚀性、硬度和施工安全性，降低烘烤温度和环境污染；另外，也可作其它制
品的底面合一浸涂。用丙烯酸改性环氧的水性浸漆，可作车架浸涂用，提高产品的质量。
（二）水性聚酯涂料
水性聚酯树脂的结构和溶剂型涂料类似，但酸基含量较多，经挥发性胺中和后，具有
水溶性而分散于水中。由于这类水性树脂的相对分子质量比溶剂型树脂高，经水溶性甲
醛树脂交联后，涂膜硬而坚韧，特别适合于卷材用涂料和汽车用水性二道浆作中涂，能满
足冲压性和抗石击性的要求。作二道浆中涂时，对颜料或填料需精心选择，使之有良好
的流平性、打磨性、耐潮性等。
水性聚酯涂料亦可用作汽车闪光涂料的底色漆，用水性丙烯酸微胶作流平控制剂，
添加水性铝粉浆后，涂膜的闪光效果甚至优于最好的溶剂型聚酯底漆，对降低闪光漆溶
剂散发污染起关键的作用。涂层的硬度、丰满光亮度及耐玷污性，也适于作轻工产品的
装饰性面漆。
水性聚酯涂料在施工和干燥时，对温度、湿度和升温要求较高。一般控制在温度为
+)$、相对湿度为/#0’#0的环境下喷涂，在此条件下闪干)!#123，二段升温干燥。
第一段控制于"#$，防止爆孔，第二段于!/#$完全固化成膜。涂料耐过烘性好，用于卷
材预涂，能在+##$高温快速固化。
（三）阳极电泳涂料
阳极电泳涂料成膜物质是带羧基的阴离子型聚合物，用碱性物质中和而赋予离子
·/,)·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
性，增溶分散于水中。中和剂常用有机胺和无机碱，像乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、!"#
等。国外于$%世纪&%年代投入工业应用。
这类树脂与颜（填）料、各类助剂形成稳定的水分散体系，在直流电场作用下，带负电
荷的树脂裹覆着颜料，一起向阳极泳动并沉积在阳极表面，因此称之为阳极电泳涂料。
其优点为：涂膜均匀、光滑平整，附着力强，在棱边、焊缝缝隙中、箱形体的内外表面都可
涂上较均匀的涂膜，防腐蚀性得到显著改善；槽液固体份低，表面粘附带出量少，涂料利
用率高达’%()’(；电泳涂料用水作分散介质，节省资源，降低空气污染、消除了发生
火灾的危险性，改善了作业环境条件；涂覆效率高，特别适合于大批量流水线自动化生
产。
阳极电泳涂装的缺点为：设备复杂，投资费用大；有废水产生，并且必须进行处理；工
件表面金属离子的溶出，使涂膜颜色加深；电解产生的氧气易使树脂被氧化，影响了阳极
电泳涂膜的防腐蚀性和装饰性，并且不适合于浅色漆。
（四）阴极电泳涂料
阴极电泳涂料是在树脂分子链中引入含+、,、-的基团，用酸中和形成盐（铵、磷），能
电离成阳离子聚合物而增溶分散于水中，国外于.’/年前后将其投入工业化应用。作
底漆使用时，主要还是采用环氧季胺系。这类涂料的中和剂一般采用甲酸、乙酸、乳酸等
有机酸。颜料以01"
$
和体质颜料为主，另加有偏硅酸铅类防锈颜料。
阴极电泳涂装时，工件为阴极，金属表面不被溶解，且树脂中的胺基具有缓蚀作用。
因此，阴极电泳涂膜的防腐蚀能力远比阳极电泳涂膜好得多。即使在不加防锈颜料的情
况下，仍有很好耐盐雾性能。在磷化处理以后电泳涂漆，耐盐雾能力达到2%%).$%%3，加
上阴极电泳涂料的高泳透力，能满足汽车车身.%年无穿孔腐蚀的防护要求，因而汽车车
身涂装方面得到广泛采用。
电泳涂料从阳极电泳涂料发展成阴极电泳涂料，也消除了阳极电泳涂膜经常产生的
丝状腐蚀和疤痕腐蚀对涂层外观装饰性的影响。阴极电泳涂膜的良好展平性，赋予涂层
高的鲜映性。新一代阴极电泳涂料的展平率达到24(，涂膜粗糙度!
5
在%6$
!
7以下。
厚膜阴极电泳涂料的推出（涂膜厚度达4
!
7），能省去二道浆，简化涂装工艺，同时
能提高棱边的耐腐蚀性。厚膜阴极电泳涂膜的耐盐雾性，可达.%%%).$%%3。
阴极电泳涂料相对于阳极电泳涂料，价格较高，设备投资大，工艺管理要求更严格。
因此，阴极电泳涂料要求有良好的长期使用稳定性，以防槽液变质报废造成损失。要有
高的泳透力，使车身内腔、缝隙内都能均匀地涂上涂膜，以达到产品的整体防护性要求。
涂膜要有高的耐腐蚀性能，使之高投入、高技术水平的工艺装备能体现出实际价值。
·/8·
第二章涂装材料
（五）自泳涂料
自泳涂料及自泳涂装是新开发的涂料产品和涂装工艺，类似于电泳涂装的浸渍涂装
技术，其槽液由含有颜（填）料的聚合物乳液、酸（!"）和氧化剂（!
#
$
#
或重铬酸盐）组成。
自泳涂装不需要外加电源，只要将金属件浸于自泳槽液中，表面被酸浸蚀，在界面产生多
价金属离子，使聚合物胶团失去稳定性而沉积于金属表面。
由于自泳涂料的特殊成膜过程，与电泳涂料相比，其涂装工艺比电泳沉积工艺节能
约%&’；在自泳沉积过程中，化学转化处理和涂膜沉积同时进行，金属表面始终保持活化
状态，涂膜附着力强，耐盐雾性能比阴极电泳涂层稍低；自泳涂装省去了磷化处理过程，
整个涂漆工艺过程缩短，涂装设备投资减少(&’)&’，占地面积减少#&’)%&’；自
泳沉积时间一般是+)#,-.，有电泳涂装一样的涂装效率；槽液固体质量分数%’)
+&’，漆件自槽液取出后，湿膜仍有很高的渗透性和反应性，表面粘附的槽液能继续发生
化学作用而沉积，水冲洗掉的只是极少部分，漆料利用率优于电泳漆，且不需要超滤回收
设备；自泳涂装不存在泳透力问题，对复杂形状的任一表面，都能覆盖一层十分均匀的涂
膜，厚度误差不超过/(
!
,，优于电泳涂装，有更好的外观装饰性，甚至在棱角部位，涂膜
有同样的沉积能力，防护能力更佳；固化后涂层耐酸、耐碱，因此不必清除挂具上的涂膜，
减轻清除工作量；自泳涂料不含任何挥发性有机溶剂，从根本上消除了有机溶剂散发的
污染问题；表面活性剂等水溶性助剂，不会与成膜物质一起沉积，根本上解决了乳胶涂料
耐水性差问题。
但自泳涂料和电泳涂料一样，也存在着槽液稳定性的问题。特别是溶解金属离子在
槽液中的持续积累，非常不利于槽液的稳定。因此，自泳涂装日处理工件的负荷越大，槽
液更新周期就越短，槽液就越稳定。
（六）建筑用水性涂料
建筑用内外墙水性涂料主要是三类：聚乙烯醇缩甲醛乳胶涂料、苯丙乳胶涂料（苯乙
烯和丙烯酸酯共聚物）和丙烯酸乳胶涂料。
聚乙烯醇缩甲醛乳胶涂料就是通常所说的+&%、+&涂料，由于涂膜硬度低、抗渗水
性、耐擦性、附着力均较差，主要是在质量要求不高的场合下使用。苯丙乳胶涂料、丙烯
酸乳胶涂料的耐碱性、附着力、硬度、耐渗水性等性能均较好，既可作内墙涂料也可用作
外墙涂料，目前应用较为普及。
四、粉末涂料
粉末涂料是一种含有+&&’固体分、以粉末状进行涂装并形成涂膜的涂料。它与一
·01%·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
般溶剂型涂料和水溶性涂料不同之处是不使用溶剂或水作为分散媒介，而是借助空气作
为分散媒介。随着世界环境保护日益严格，能源费用逐渐上升，用户对产品耐久性要求
日益提高，粉末涂料的价值也日益突现，因此使粉末涂料得到迅速发展。
粉末涂料的特点为：由于不含溶剂，对环境基本无污染，贮藏、运输、施工中无火灾危
险；原材料利用率高（可达!"#以上），在各类涂料中居首位：粉末涂料使用难溶于溶剂且
分子量高、性能优良的树脂，因而涂膜物理力学性能优良，可涂厚膜，其厚度可由几十微
米到几百微米，而溶剂型涂料一般在$%&左右；粉末涂料省工省时，有利于采用自动化涂
装生产线。
粉末涂料不足之处在于设备一次性投资大、换色和薄涂较困难、涂膜外观不如溶剂
型平整等。粉末涂料按使用的合成树脂分热塑性和热固性两大类。热塑性粉末涂料品
种较多，典型的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、热塑性聚酯和氯化聚醚等。热固性
粉末涂料是以热固性树脂作为主要成膜物，其典型品种有环氧、聚酯、丙烯酸和聚氨酯
等。随着热固性粉末涂料应用范围的扩大，又研制了高光、半光和无光粉末涂料，美术型
粉末涂料也相继问世，其中有皱纹型、龟甲型、花纹型、金属闪光型、锤纹型和梨皮型等品
种。
（一）热塑性粉末涂料
热塑性粉末涂料的主要成膜物———合成树脂具有遇热软化而冷却后又恢复到原来
树脂的特性，其成膜主要是熔融塑化的过程。热塑性粉末涂料适宜于作防腐蚀、耐磨和
绝缘等涂层，主要应用于化工设备中管道、池槽和机械行业中板材、线材、机械零部件、轻
工器具和食品工业等方面的涂装。热塑性粉末涂料的显著特点是加工简便，涂膜具有优
良的“三防”性能，并具有一定的机械强度。有的品种有突出的润滑、耐磨性，价格较低。
不足之处是光泽性和流平性较差，机械强度不够，与金属的结合力较差。故一般均需涂
底漆，使用范围受到限制。部分热塑性粉末涂料的优缺点见表’($($。
表’($($部分热塑性粉末涂料优缺点
粉末涂料品种优点缺点
热塑性聚酯
可厚涂、涂装性好、不要涂底漆、可低温烘
烤
受热变软易划伤、耐候性比热固性聚酯
差、不耐溶剂和碱
聚氯乙烯可厚涂、弹性好、耐变形、耐药品性好
烘烤温度和熔融粘度高、不宜薄涂、要涂
底漆
聚烯烃（聚乙烯
聚丙烯等）
可厚涂、弹性好、耐变形、耐药品性好耐候性差，有的需涂底漆
·!)"·
第二章涂装材料
粉末涂料品种优点缺点
聚酰胺
物理性、耐磨性好、硬度比聚烯烃、聚氯乙
烯高、耐温达!""#左右
烘烤温度高，熔融粘度高、受热变软
（二）热固性粉末涂料
热固性粉末涂料以热固性树脂为主要成膜物。成膜机理是树腊在固化剂（有的加促
进剂）的作用下，经加热熔融、流平、交联（固化）成网状结构大分子。若温度再升高不会
变软而只能分解。热固性粉末涂料具有低的熔融粘度、流平性好、涂膜坚韧而牢固，因而
适用于要求较高的防腐性和装饰性产品的涂装。热固性粉末涂料主要有环氧、聚酯、丙
烯酸和聚氨酯等粉末涂料。其特点见表$%&%’。
表$%&%’热固性粉末涂料性能比较
品种优点缺点主要用途
环氧
粉末
贮藏稳定性、附着力和抗化学性极为优
良，能和多种固化剂反应
耐候性差、装饰性稍差防腐、绝缘、室内使用
聚酯粉末
极优的耐候性及装饰性。防蚀性、电性能
和力学性能良好
对皮肤有刺激，硬度不及
环氧粉末
高级装饰、防腐、耐候
丙烯酸
粉末
极优的耐候性、装饰性和防污染性
力学性能差，贮藏稳定性
稍差
高级装饰、耐候、耐腐
蚀
聚氨酯
粉末
耐候性极佳，贮藏性好，优异的装饰性，优
良的物理力学性能、耐化学药品性
烘烤时有气体放出，影响
外观
高级装饰、耐候、耐腐蚀
五、特种涂料
特种涂料指除具有普通涂料的防护和装饰作用外，还有其它特殊功能的专用性涂
料。像润滑涂料、示温涂料、电磁波吸收涂料、防污涂料、阻尼涂料、发光涂料等等，都是
具有其它特殊功能的涂料。
（一）非水分散涂料（()）
非水分散（(+,%-
./0+/12130412+,
）涂料是把高分子量的树脂，以胶团结构分散在非
极性的有机稀释剂中。由于树脂和分散介质的相互作用很小，仅在边界区域存在有限的
溶解行为，所以，这类涂料的高分子量树脂能在较高固体含量的情况下，保持很低的粘
度，便于施工和降低空气污染程度。非水分散涂料的特点：
!5即使在高固含量时，()涂料中树脂的高分子量对涂料粘度影响很小，容易得到
低粘度、高固体含量的涂膜。
·"66·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
!"与乳胶漆相比，挥发份的蒸发潜热低，降低烘烤加热能耗，并可根据施工要求选择
不同沸点的稀释剂，施工性能良好。
#"有独特的成膜性能，在涂膜很厚的情况下，不产生流挂，能减少施工次数，降低工
时费用，且不会产生爆泡、缩孔等常见涂膜弊病。
$"由于所用树脂的分子量高，得到的物理、力学性能很好。
%"由于&’(涂料的特殊流变性能，用它配制金属闪光漆，在成膜时铝粉颜料的定向
排列较好，有较好的金属闪光效应。并由于固体分高，稀释剂的光化学活性低，广泛用于
汽车的高装饰面漆，替代早期的高挥发份金属闪光漆，以降低对大气的污染。
（二）光固化涂料
光固化涂料是利用紫外线固化成膜的涂料，光固化涂料中的光敏剂，在紫外线照射
下，产生具有引发聚合作用的自由基，使不饱和基聚合、固化形成涂膜。紫外光的波长范
围在)+$%,-之间，)+!,-的紫外光，光能大，易产生自由基，但易被物质吸收，
穿透力弱，难以利用。况且，光能太强，会使树脂分子破坏，影响涂膜性能。因此，光固化
涂料一般都是利用#+$%,-的近紫外光来进行固化，使用低压汞灯和高压汞灯作光
源。光固化涂料已成功地应用于：聚氯乙烯、聚乙烯、聚酯、’./、聚碳酸酯的涂覆；作铝
材、印铁罐的罩光清漆及卷材的预涂；作包装纸、广告纸的罩光清漆；在建材、印刷板、油
墨、粘接剂、电子工业中亦有应用，例如0’1!光固化绝缘涂料，作电动机、电器线圈浸
漆，绝缘性良好。
光固化涂料与热固化涂料相比，具有以下特点：适合于不耐热材料，如木材、纸张、塑
料、织物、玻璃及热容量大的厚板金属件的涂装固化；固化速度快，只需)+!-2,甚至更
短时间就能固化，很适合于高速流水线生产，生产效率高；一罐装，不存在活化期问题，使
用方便；为无溶剂涂料，固化时活性稀释剂挥发很少，无污染；能耗仅为热固化的)3)，能
量利用率高，而热固化时热量多用于工件加热和热量散发损失；固化装置简单，投资少，
维修费用低，设备和加工量相比，占地面积小；由紫外光透射率大的颜填料配制的涂料、
二道浆和填孔剂也可光固化。但是，遮盖力大的涂料不适合光固化，对复杂形状表面不
适宜用光固化涂料，死角部位不能固化。
光固化涂料由树脂、活性稀释剂、光敏剂、颜填料及其它助剂组成。光固化涂料的主
要品种有：
（)）丙烯酸聚醚光固化涂料：粘度最低、价廉，但涂层力学性能差。
（!）丙烯酸聚酯光固化涂料：涂层附着力好，力学性能好。
（#）丙烯酸光固化涂料：涂料流平性好，涂膜光泽高，附着力强。
·)%%·
第二章涂装材料
（!）丙烯酸环氧光固化涂料：涂层坚硬、耐化学性好，光泽较高。
（"）丙烯酸聚氨酯光固化涂料：涂层附着力好，物理性及耐化学性好。
（#）聚丁二烯光固化涂料：涂层附着力好，物性优良，耐化学性、绝缘性好。
（$）不饱和聚酯光固化涂料：涂料成本低、涂层坚硬光亮。
丙烯酸环氧光固化清漆亦作高档木器涂料，可替代丙烯酸高级木器清漆，如%&’()
聚氨酯清漆、&’(’醇酸清漆及+,,(’硝基木器清漆等。
（三）高温涂料
耐高温涂料按所用基料类型分为有机和无机耐高温涂料二大类。有机耐高温涂料
可耐,&&-$&&.高温，涂膜有良好的物理力学性能、耐水性及电绝缘性，但硬度低、耐燃
性差。无机耐高温涂料可耐!&&-’&&&.温度，涂膜硬度高、耐燃性好，但涂膜较脆，未完
全固化时耐水性差。
（四）润滑涂料
润滑涂料是涂于滑动表面，降低表面摩擦系数，提高表面润滑性和耐磨性的专用涂料。
润滑涂料并非是一般的耐磨涂料，它不但有很好的耐磨性能，但更主要的是具有很低的摩
擦系数，在润滑脂不能发挥作用的情况下，能替代润滑脂，在高温、强辐射、强腐蚀、高真空及
其它特殊介质中，很好地润滑摩擦界面，减少磨损，同时给予有效的防腐蚀保护。
固体润滑涂料的研究只有近)&年的历史，但现在润滑涂料的品种已有几百种之多，
能满足不同的用途和要求，在航天航空、交通、机械、仪器仪表、船舶及兵器等各个领域得
到了广泛应用。
润滑涂料按主要成膜物质可分为无机、有机和金属三大类。金属型主要以/、01、
23、45、%6等作粘结剂。有机型则常用醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯、酚醛树
脂、聚氨酯、有机硅等作基料，能在,&&.以下使用；在,&&.以上的环境条件下，则用聚
四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯硫醚，聚对羟基苯甲酸酯等耐高温树脂作基料。无机型则常用
硅酸盐、磷酸盐、陶瓷作粘合剂，能在7&&-’&&&.的高温下使用。润滑涂料按添加的固
体润滑剂分为石墨型、二硫化钼型、聚四氟乙烯型、混合型等。
（五）示温涂料
示温涂料是利用涂层颜色变化来指示物质表面温度及温度分布的专用涂料。在一
定条件下（如时间、压力、气氛），示温涂料被加热到一定温度，就出现某一颜色变化，由此
可确定该涂料所指示的温度。
示温涂料根据颜色能否可逆，分为可逆示温涂料和不可逆示温涂料。可逆示温涂料
加热到某一温度发生色变，温度降低时能恢复原状，因此它能反复使用。不可逆示温涂
·,""·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
料加热到一定温度发生永久性颜色变化，不能复原，只能一次使用，再用时需重涂。示温
涂料在加热过程中，只发生一次颜色变化的，为单变色示温涂料，出现二次或二次以上颜
色变化的，称多变色示温涂料，多用于指示物体局部达到的极限温度，多变色示温涂料则
有利于指示物体表面温度分布。
（六）防污涂料
防污涂料是涂于船舶底部，防止海洋生物附着的船舶专用涂料。它除了对构成涂膜
的树脂有专门要求外，还必须添加防污剂。在使用过程中，防污剂逐渐渗出，有效地防止
海洋生物污损。防污涂料根据涂膜中毒料在海水中的释放机理，大致分为溶解型、接触
型、扩散型和自抛光型防污涂料四大类。
（七）电子束固化（!"#）涂料
电子束固化（!$%&’()"%+,#-(.
/
）涂料，简称!"#涂料，是利用电子的能量进行固
化的一类涂料。其主要组分为带有不饱和键的树脂、活性稀释剂、颜料及助剂等。其中
树脂有不饱和聚酯、丙烯酸聚酯、丙烯酸环氧等，稀释剂以多官能团的为佳。!"#涂料具
有常温固化、不需要催化剂、固化时间短、不要溶剂等特点，因此对涂饰塑料、木材、纸张
等不宜加热的产品极为方便，可节约原料和简化配漆手续，延长涂料贮存寿命，并可避免
由于残留催化剂给涂膜带来的不利影响，涂料用量少（因此又称“省资源涂料”），固化均
匀，树脂交联度高，涂膜具有优异的耐污染、耐化学试剂能力和好的耐候性、耐磨性。此
外，涂膜对聚烯烃类塑料还显示出很好的附着力。该类涂料的不足之处在于：只适于平
面或近似平面的物件涂装，因为电子束照射不到的地方，涂料不能干燥；设备投资大。目
前这类涂料主要用于不能加热的被涂物如木材、塑料、纸、布等涂装，也用作金属箔薄片
等涂装。
第三节涂装后处理材料
为了提高涂层的装饰性、保护性、防腐性等，在涂料干燥后再进行抛光、喷蜡、封存等
后处理工序。抛光可以消除涂膜表面缺陷，如颗粒、虚烟、桔皮等，主要适用于丙烯酸涂
料、氨基涂料、双组份聚氨酯涂料等涂膜硬度较高的轿车行业，普通要求的涂装较少采
用。将防锈蜡灌注或喷在空腔结构部分，可起防锈作用，为了防止整车或整个物体在运
输贮存过程中涂膜受损，对整个物体进行喷蜡封存处理。
·011·
第二章涂装材料
第三章工件涂装前表面预处理技术
第一节钢铁表面预处理
被涂工件表面，必须认真进行预处理，否则必将影响涂层质量（尤其是附着力及平整
性）。钢铁工件表面，通常带有锈蚀、油污、灰尘、潮气等，以下将分别叙述之。
一、除锈
（一）钢铁表面锈蚀程度分级
可参看的标准有：瑞典标准!"!#$$%##—&%’(、德国标准)"$$%+,、美国标准
!!-.、英国标准/!0+1+—&%’(、日本标准日本造船研究协会一&%($、澳大利亚标准2!
&’+(30—&%(0。按瑞典标准，钢铁材料表面原始锈蚀程度分为2、/、.、)0级。
2：完全被氧化皮所覆盖，几乎没有什么锈的钢材表面；/：已经开始生锈，并且氧化皮
已经开始剥落的钢材表面；.：氧化皮已因生锈而剥离，或者可以刮除，但几乎没有肉眼能
看到孔蚀的钢材表面；)：氧化皮已因生锈而剥离，并且有相当多的用肉眼能看到的孔蚀
的钢材表面。
（二）手工除锈质量等级
手工除锈，指用铲刀、钢丝刷、机械钢丝刷、砂轮等工具进行除锈，有两个等级：
&3!4+：彻底地用铲刀铲刮，用钢丝刷、机械刷刷擦和用砂轮打磨，除去疏松的氧化
皮、锈和污物，最后用吸尘器、干净干燥的压缩空气清理表面，表面应有淡淡的金属光泽，
·0$$·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
其外观应相当于!"#照片。
#$!"%：非常彻底地用铲刀铲刮，用钢丝刷、机械刷刷擦和用砂轮打磨，表面除锈要求
与!"#相同，彻底除去灰尘后，表面应具有明显的金属光泽，其外观应相当于!"%照片。
（三）喷射除锈质量等级
假设在除锈之前已清除钢材表面污垢及油脂，并且铲除了厚的锈层。有&个等级。
’$!(’：轻度喷射除锈，应除去疏松的氧化皮、锈及污物。其外观应相当于标示!(’
照片。
#$!(#：彻底喷射除锈，应除去几乎所有的氧化皮、锈及污物，最后用吸尘器、清洁干
燥的压缩空气或干净刷子清理表面。这时，表面应稍呈灰色，并且外观应相当于标示!(
#照片。
%$!(
’
#
：非常彻底喷射除锈，氧化皮、锈及污物应清除到仅剩轻微的点状或条纹状
痕迹的程度，最后用吸尘器、清洁干燥的压缩空气或干净的刷子清理表面。其外观应相
当标示!(
’
#
的照片。
&$!(%：喷射除锈到见金属本色（白色），完全除去氧化皮、锈及污物，最后表面用吸尘
器、清洁干燥的压缩空气或干燥的刷子清理，表面应有均匀一致的金属光泽，其外观相当
于标示!(%照片。
（四）机械除锈
手工除锈主要是用铲刀、钢丝刷等，劳动强度高，效率低，除个别情况下用之外，一般
较少采用。机械除锈指抛丸、喷丸、喷砂、风动钢丝刷等，工程上已大量应用。抛丸、喷
丸、喷砂，是利用高速旋转叶轮或压缩空气将铁丸或砂投射到物体表面，靠冲击与摩擦作
用除去锈蚀及一切污物，是一种有效的表面处理方法。
（五）化学除锈
钢铁的锈蚀产物主要是氧化物（)
%
+
&
、)
#
+
%
、)+）。化学除锈即用酸溶液与这些氧
化物反应，使锈蚀溶解在酸液中，除锈后用碱液中和，用清水冲洗。其缺点是，虽在酸液
中加有缓蚀剂，但对金属还是有微量的溶解损失和氢脆现象出现。
酸洗机理是将氧化皮、铁锈等铁的氧化物等变成盐类去掉。如在硫酸溶液中，反应
为：
)
%
+
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,&-
#
!+
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#
+
·...·
第三章工件涂装前表面预处理技术
!"#$
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!(
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(
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当使用盐酸和磷酸除锈时，亦产生类似的化学反应，并生成：!")
%
、!")
+
、!"$,’
(
、
!"（$
%
,’
(
）
%
、!"
+
（,’
(
）
%
等盐类和水。
为改善酸洗效果、缩短酸洗时间、提高酸洗质量、防止氢脆及减少酸雾，可在酸洗液
中加入各种酸洗助剂，如缓蚀剂（如-)缓蚀剂、乌洛托品、
!
./0缓蚀剂、苦丁等）、湿润
剂（如平平加、’,乳化剂、吐温/12、324洗涤剂等）。缓蚀剂用量一般为+50
678
，湿润
剂用量一般为4254%
678
。
酸洗工艺有浸渍法及喷射法。喷射法喷射酸液速度为%297:，其效率为浸渍法的4
5+倍，酸洗时间缩短47(547+。常用无机酸使用条件及优缺点比较见表1/+/4。
表1/+/4常用有机酸使用条件及优缺点比较
类别优点缺点使用条件
硫酸
"
成本低；
#
当酸浓度降低时可提高温
度来保持原除锈力
"
处理温度高，易产生“氢脆”
和“过蚀”；
#
处理时间比盐酸长
"
质量分数0;544;；
#
温度32512<；
$
在!=42;的酸液中
!
（!"
%#
）在442678以下时有效
盐酸
"
除锈速度快；
#
氢脆影响比硫酸小；
$
铁盐的溶解速度大；
%
可在常温下酸洗
除锈时易放出有害的$)气
体
"
质量分数40;5%2;；
#
温度为室温至(2<；
$
酸液中
!
（!"
%#
）在4+25
402678以下时有效
磷酸
"
一般不发生氢脆和过蚀；
#
可以简化工序，如中和、钝
化等；
$
形成的保护膜防蚀力好
"
成本较高；
#
酸洗液易为铁离子污染且
导致除锈力下降
"
质量分数40;5%2;；
#
温度(2512<；
$
酸洗液中
!
（!"
%#
）在+267
8以下为宜，可保持较好的除锈
力
二、除油
常用除油方法是用碱煮洗。一般用!=+;50;的苛性钠溶液，加热至>2512<后
冲洗，再用清水洗掉残存的碱水溶液及油污。钢铁工件表面化学除油配方及工艺条件参
见表1/+/%。
三、磷化
钢铁表面经除锈、除油及清除其他污物后，为进一步提高金属表面与涂层的结合力
·300·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
及防锈力，有必要进行磷化处理。磷化是用磷酸或锰、锌、镉的磷酸溶液处理金属件，在
金属表面产生一层磷酸盐雾盖膜，从而对金属起保护作用，并能使金属表面呈均匀的粗
糙状态，加大涂料涂层与基体的附着力。
表!"#"$钢铁工件表面化学除油配方及工艺条件
配方成分及工艺条件%$
!
（&’()）（+·,
"%
）-./0.#./1.
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）（+·,
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）1/%.1/%.
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（(3—%.乳化剂）（+·,
"%
）%/#
温度7!./8.!./8.
时间至油除净至油除净
第二节木材表面预处理
应根据不同的木材，选取不同的涂装工艺及涂料。
一、去水
木材干燥程度应符合油漆施工要求，含水量一般控制在%$9/%!9。
二、去脂
木材表面用!:$19左右的丙酮水溶液，刷洗沾有油脂处，但此法易燃，故最好用!
:19/09的磷酸钠水溶液和!:-9/19的苛性钠溶液，涂刷后用$17左右热水或
!:$9/#9的碱液冲洗。
三、打磨
必须清除木材表面砂浆、灰尘、污垢。清洗后，用木砂纸顺木纹打磨至平整光滑。
四、漂白
若是高级木材表面，要漂白时，可用排笔蘸漂白液（双氧水、氨、漂白粉或草酸等低浓
·411·
第三章工件涂装前表面预处理技术
度溶液）均匀涂刷，再用皂水、清水相继洗净，干燥后即可。
五、旧涂层的表面处理
在旧涂层的表面涂漆，若旧漆层未破坏，则只需打磨平整即可；若旧涂层部分破坏，
则将此局部打磨即可；若旧涂层大部分破坏则需全部除去才行。可用机械方法去除，也
可用脱漆剂。
六、硝基清漆（蜡光）涂装工艺
（一）打磨
木材表面经上述处理后，反复打磨，直至出现木材本色，表面清洁光滑，木纹清晰。
（二）填粉
粉分水粉和油粉。水粉是双飞粉加水性颜料，加或不加胶水，或加少量聚醋酸乙烯
乳液。用水粉来回多次揩擦物面，颜色涂布均匀。油粉是用双飞粉、颜料、熟桐油、松香
水配制过滤后应用，用法同上。
（三）嵌腻子
在刷过两三次漆片后，用大白粉加漆片拌成腻子嵌补，腻子色应与底材一致，干后用
砂纸磨去多余腻子。
（四）刷漆片（泡立水）
漆片即虫胶水，为木材通用封闭底漆。漆片溶于酒精后加入水或醇溶颜料，令木材
表面颜色达到一致。涂刷后，用腻子填补缝隙处，如此多次反复打磨、涂刷直至达到表面
平整光滑，颜色一致。
（五）涂刷蜡克
用丙酮稀释硝基清漆到一定黏度，用揩擦或排笔涂刷，要求均匀，涂!"#$道，固体
含量逐道下降。亦可几十道。每道之间必用水磨或轻轻干磨，使表面光滑。最后一道光
后，必隔%"&天，使漆膜内溶剂充分挥发后再用水磨或皂水打磨光滑平整。
（六）打蜡
先打砂蜡，涂布均匀，用棉纱或软布（或新毛巾）反复用力擦，表面蜡擦净，然后上光
蜡，薄而匀，揩擦打光亮。
·!’’·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
第三节塑料表面预处理
塑料表面预处理的内容是：
!
除表面沾污物；
"
极性低的塑料表面极性化；
#
表面粗
化；
$
消除塑料制品成形时的残余内应力。总的目的是：提高涂层与塑料表面结合力。
一、表面污物去除
（一）溶剂清洗
对与涂层附着良好的塑料，如!"#、聚苯乙烯、有机玻璃等这些热塑性耐有机溶剂差
的塑料，可简单用肥皂水、去污粉等擦洗；对耐溶剂性好的塑料，如聚烯烃和热固性塑料，
可用三氯乙烷、三氯乙烯等含氯溶剂和甲苯等芳香族溶剂进行蒸气清洗（$%&’()）即可。
各种塑料的结晶性、耐热性和耐溶剂性见表+&+&。
表+&+&各种塑料的结晶性、耐热性、耐溶剂性
类别品名结晶性
热变形
温度,-
（./01$2
3
45）
连续耐
热性,-
耐溶剂性
脂肪族
烃类
芳香族
烃类
氯化烃醇类酮类酯类醚类
热塑性
聚乙烯高02%632
!!
1
!!!!
聚丙烯高72%$$2$23
!!
1
!!!!
聚苯乙烯低07%7832
!
1
!
111
!"#低%$$&02
!
11
!
111
聚氯乙烯中633
!"
1
!
11
!
聚碳酸酯低$.3%$.$$2
!
11
!
11
!
聚甲醛高$6.
!!!!!!!
聚酯高$6
!
1
"!"""
尼龙0高0002%73
!!
1
!!!!
聚甲基丙
烯酸甲酯
低03%$22
!!
1
!
11
!
热固性
环氧树脂低
!!!!!!!
酚醛树脂低
!!!!!!!
三聚氰
胺树脂
低$22
!!!!!!!
注：
!
—耐溶剂性好；
"
—一般；1—耐溶剂性差。
·733·
第三章工件涂装前表面预处理技术
（二）等离子流处理
等离子流中，有红外线、紫外线、离子、游离基等。等离子流的高能反应性可与塑料
表面起各种反应，使表面污物除去，并生成双键和其他官能团。
二、极性化
对非极性塑料，如聚乙烯、聚丙烯，结晶性高，可用强酸强氧化物组合的酸性液处理，
令其表面氧化而导入羰基、羧基等官能团，以提高对漆膜的附着力。此法同时侵蚀塑料
表面形成粗糙面，提高附着力。通常酸液配方是：!"#$重铬酸钾；%"&$水；%’"#$浓硫
酸。先将前两者配成溶液，然后缓缓加入浓硫酸混合均匀即可，或按表%()(!配方处
理。
表%()(!极性化酸液处理
铬酸钾份浓硫酸份水份温度+时间,-.
’#/#&&/0&’&1’##1/&
三、表面粗化
非极性塑料表面粗化可按表%()(!酸液处理，对坚硬光滑的热固性塑料可用喷砂
处理，质软的硬质聚氯乙烯的处理方法可根据增韧剂的品种、含量及用途定。一般可在
三氯乙烯溶液中浸渍几秒钟，去除表面游离的增韧剂，然后轻擦干燥。
四、消除内应力
内应力不除，漆膜易生细纹，其原因是塑料表面因溶剂渗透，内聚力下降，导致应力
释放之故。消除内应力的方法是将塑料在热变形温度以下，进行一定时间的退火即可。
·&2#·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
第四章涂装新工艺
第一节涂装工艺分类
传统的涂装工艺方法有：刷、喷、浸、淋。而高压无气喷涂、静电喷涂、电泳也应用日
广。施工中几种常用涂装工艺见表!"#"$。
表!"#"$几种常用涂装工艺
序号涂漆方法内容特点适用范围
$刷涂人工用各种毛刷涂刷省料费工，体力劳动繁重
任何形状工件，几乎任何涂
料
%
自动浸
涂
工件在悬链上借链运动
自动沉入漆槽中涂漆
省工省料，生产效率高，
但漆槽溶剂挥发量大，防火
要求严
大批量流水线生产
&
手工喷
涂（含高压
无气喷涂）
利用压缩空气、喷枪将漆
雾化喷到工件表面成膜
漆膜均匀，质量好，但漆
浪费大
各种形状工件，尤适用于大
面积工件
#淋涂
工件在工作台上，利用循
环泵将漆液喷淋在工件上
工效高，漆液损失少，便
于流水作业
大批单一工件底漆涂装
’
幕帘淋
涂
工件在连续不断往下流
的漆液幕帘下通过而涂装
工效高，漆液损失少，便
于流水线作业，但不能对工
件垂直面涂装
适于成批生产，且只需涂单
面的大工件
·$(’·
第四章涂装新工艺
序号涂漆方法内容特点适用范围
!
流化床
涂覆
利用粉末涂料在一定风
压下呈“沸腾”状态，在略高
于其熔点的预热工件表面
上融合冷却后成膜
涂层厚度大，涂覆速度快适于大型、形状不同工件
"辊涂利用辊涂机械进行辊涂
能采用较高黏度涂料，漆
膜厚度均匀，有利于机械
化、自动化生产
适用于平板涂装
#
静电喷
涂
利用电晕放电使带电的
雾化油漆粒子在高压直流
电场作用下，被吸附于带有
异性电荷的工件表面上成
膜
油漆利用率高，漆膜附着
力好，表面质量好，便于涂
装自动化，但工件凹孔、折
角内边不易喷到
固定式适于大批单一产品
的自动流水生产；手提式适于
各类工件产品及补漆
$电泳
利用外加电场使漆液中
的颜料和树脂等向作为电
极的工件运动并沉积于其
上成膜
漆膜均匀，附着力强，抽
漆利用率高，无火灾危险，
便于涂装自动化，但表面预
处理要求高
主要用于大批生产涂装打
底漆用
第二节高压无气喷涂
一、原理
利用低压（%&’(%&!)+）的压缩空气带动高压泵，将涂料加压到,%(-%)+的压
力，然后经高压喷枪的特殊喷嘴喷出。涂料离开喷嘴后，立即在大气中膨胀成很细的流
线，流线由于表面张力的作用变成很细的微粒喷到工件表面形成涂层。
这种喷涂的特点是：没有一般空气喷涂时发生的涂料微粒回弹及漆雾飞扬现象。
高压无气喷涂设备结构示意图见图#.’.,。
二、特点
（一）适合喷高黏度涂料
喷厚浆涂料，一次喷涂可获,%%(/%%
!
0厚度，并可提高涂层致密度、附着力及均匀性。
·-!1·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
图!"#"$高压无气喷涂设备结构示意图
$—调压阀；%—高压泵；&—蓄压器；#—过滤器；’—截止阀门；
(—高压软管；)—旋转接头；!—喷枪；—压缩空气入口
（二）生产效率高
比一般压缩空气喷涂法生产效率提高几倍至十几倍，每小时可喷&++,
%
以上。
第三节电泳
一、电泳原理
电泳原理类似电镀。工件放在电解液中，与电解液中另一电极分别接在直流电源两
端，构成电解电路。电解液为导电的水溶性或水乳化的涂料，涂料溶液中已被离解的阳
离子在电场力作用下向阴极移动，阴离子向阳极移动，这些带电的树脂离子，连同被吸附
的颜料粒子一起电泳到工件表面并失去电荷形成湿的涂层，这一过程称为电泳。
二、电泳特点
（一）电泳的优点
$-生产效率高。在各种涂漆方法中，电泳涂漆生产效率最高。只要将工件浸入涂料
中，几分钟之内即可完成电泳涂漆过程，故适于大批量生产，且易于实现自动化生产。
%-涂层质量好
只要设备、工艺正常，电泳漆层表面均匀，漆膜紧密，与工件附着力好，不会出现流
痕、不均匀等缺陷。
&-节约原材料
·&(’·
第四章涂装新工艺
电泳涂漆，材料利用率一般可达!"#以上，比喷漆要省$%#。原材料可得到充分利
用。
$&劳动条件好
电泳涂漆电解液溶剂是水，不存在易燃易爆问题，也不污染空气，因此工作环境好。
（二）电泳的缺点
’&设备庞大、投资多
除具备完整的前处理设备外，还需电泳槽及相应的附属设备、超滤装置及纯水制备
设施、专用直流电源等。
(&适用涂料及品种受限制
目前电泳涂料仅限于水溶性漆和水乳化漆；颜色仅限于深色底漆或单层底面两用
漆，白色及浅色则困难。其原因是在电泳过程中（如阳极电泳沉积法）电离的铁离子和树
脂阴离子中和沉积在工件上成黄棕色。
)&电泳漆膜后需烘烤
一般烘烤工艺为’"%、’+，故耗能大。
三、电泳设备
（一）前处理设备
主要指喷砂或除油、酸洗、磷化及去离子水冲洗等设备。
（二）电泳槽及相应附属设备
电泳槽一般为碳钢或不锈钢制，注意槽与大地绝缘。槽内的附属设备包括：涂料搅
拌系统（称内循环系统，一般用(台’&",-之混流泵）、涂料外循环系统（一般用(%,-水
泵）、阴极或阳极以及极板罩等相应的附属设备。
（三）专用直流电源
如可控硅直流电源，型号./012(%%34’5"6（汕头新兴电器厂产），参数如下，容
量：$%,-；电源输入：三相四线)!%6；输入电流：5%3；直流电压：%7’5"6；直流电流：
(%%3。
（四）超滤及纯水制备装置
电泳过程产生的杂质要去除，洗涤下来的涂料要回收，这些都需要超滤装置。常用
超滤装置如612%"型超滤器（湖北沙市水处理设备厂生产）。电泳过程中需大量纯水，
故亦需纯水制备装置。
（五）电泳涂料分析设备
如：
89
计（酸碱度测量）、电导率测定仪（电导率测定）、固体含量分析设备。
·$5"·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
（六）工件运载系统
流水线生产中必须的工件运输装置。
四、电泳工艺
电泳工艺分为阳极电泳和阴极电泳。若涂料粒子带负电，工件为阳极，涂料粒子在
电场力作用下在工件沉积成膜称为阳极电泳；反之，若涂料粒子带正电，工件为阴极，涂
料粒子在工件上沉积成膜称为阴极电泳。
阳极电泳的特点是：原料价格便宜（一般比阴极电泳便宜!"#）；设备较简单，投资少
（一般比阴极电泳便宜$"#）；技术要求较低；涂层耐蚀性能较阴极电泳差（约为阴极电泳
寿命之%&’）。
阴极电泳涂层耐蚀性高的原因是：工件是阴极，不发生阳极溶解，工件表面及磷化膜
不破坏；电泳涂料（一般为含氮树脂）对金属有保护作用，且所用漆价高质优。
阳极电泳一般工艺流程为：
!!!!!!
!
工件前处理（除油热水洗除锈冷水洗磷化热水洗钝化）
!!
阳极电泳工件后处理（清水洗烘干）。
%(除油。溶液一般为热碱性化学除油液，温度为)"（蒸汽加热），时间为+",-.左
右。
+(热水洗。温度)"（蒸汽加热），时间+,-.。
$(除锈。用/
+
01
’
或/23，例如用盐酸除锈液，/23总酸度
"
’$点；游离酸度4’%
点；加清洗剂%(!#；室温下洗%"5+",-.。
’(冷水洗。流动中冷水洗%,-.。
!(磷化。用中温磷化（)"时磷化%",-.），磷化液可用市售成品。
上述工序亦可用喷砂
!
水洗代替。
)(钝化。用与磷化液配套的药品（由出售磷化液厂家提供），室温下%5+,-.即可。
6(阳极电泳。电解液成分：/"78%黑色电泳漆，固体分质量分数9#5%+#，蒸馏
水质量分数77#59%#。电压：（6":%"）;；时间：+5+(!,-.；漆液温度：%!5$!；漆液
值：757(!。注意工件出入槽要断电。电泳过程中电流随漆膜增厚会逐步下降。
7(清水洗。流动冷水中洗。
9(烘干。在烘箱中于（%)!:!）温度下烘’"5)",-.即可。
五、电泳实用工艺参数分析
以阳极电泳为例，工件为碳钢件（"(!,
+
&件），涂料为环氧树脂铁红电泳底漆。
·!)!·
第四章涂装新工艺
（一）固体分质量分数
以!"#$!#最合适。含量过高，涂装速度快，但漆膜厚，附着力低，粗糙，易出现块
状脱落、橘皮、流挂等现象，且渗透力差，深凹处泳不上；含量过低，涂装速度慢，但漆膜
薄，结构致密，渗透力好，有时会出现针孔及不盖底现象。
（二）
%&
值
以
%&’()$")!
最合适。
%&
值过高，渗透力下降，漆层无光且薄，深凹处泳不上，
断电出槽时，漆层易再溶解；
%&
值过低，涂料（树脂）不水溶，水洗后漆层呈乳状，易产生
流挂；
%&
值适中（略低一些），则电泳速度快，渗透力好，漆层致密。
（三）电压
以（+"$,）-最合适。电压过高，电泳速度快，漆膜厚，粗糙，易脱落，易产生流挂、橘
皮现象；电压过低，电泳速度慢，漆膜薄，抗蚀性差，渗透力差，易出现不盖底现象。
（四）电流密度
以./012/
3
最合适。电流密度过高，漆膜厚，粗糙，不致密，附着力差；电流密度过
低，漆膜薄，致密，电泳速度慢。
（五）漆液温度
以（3,$,）4最合适。温度过高，漆液导电性增加，电泳速度快，漆膜厚，粗糙，渗透
力差，附着力差，易产生流挂、橘皮；温度过低，电泳速度慢，漆膜薄，但渗透力好，漆膜平
整光滑。
（六）漆液电导率
以35!"
.
!
"
12/为宜。电导率过高，漆液中染质过多，将引起涂料沉降，漆膜防锈能
力下降，电泳不上；电导率过低，漆液导电性差，电泳速度慢，漆漠变薄。在电泳过程中，
电导率是个重要的参数，必须每天测，严加控制。一般情况是电导率变高。
（七）电泳时间
当其他条件正常时，以363),/78为宜。时间过长，漆膜变厚，粗糙；时间过短，漆膜
薄，深凹处泳不上，漆膜耐腐蚀性下降。
（八）工件与阴极距离
以3""63,"//为宜。距离过大，电泳速度变慢，需电压高；距离过小，漆膜厚，易产
生流挂、橘皮。
（九）工件在悬链上的相互距离
以不小于!""/78为宜（中小工件），大型工件不少于3""//。间距过大，悬挂工件
少，生产率低；间距过小，则工件易相互碰撞，造成漆膜损伤。
·++,·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
（十）工件在悬链上的运行速度
以!"#$%$&’为宜。速度过快，工件在漆液中停留耐间短，漆膜薄，深凹处难以泳上，
漆膜防锈力差；速度过慢，工件在漆液中停留时间长，漆膜厚、粗糙，生产效率低。
六、电泳的应用
电泳在机械行业中已得到广泛应用，如汽车、拖拉机、自行车制造业中大批形状不一
的零部件。在锌、铝工件上电泳应用较少。
第四节静电喷漆
一、静电喷漆原理
雾化的油漆微粒在直流高压（(!)!+,）电场中带负电荷，在电场力作用下，油漆微
粒飞向带正电荷的工件表面，形成漆膜，此过程称为静电喷漆。
二、静电喷漆的特点
（一）静电喷漆的优点
-"生产效率高，劳动条件好，生产效率比手工喷漆高-!倍以上，且彻底摆脱了手工
喷漆（刷漆）的繁重劳动，尤适于大规模流水线作业；
."漆膜质量高，附着力好，尤其是漆膜均匀、光洁；
/"节约油漆，一般较手工喷漆节约油漆0!1左右。
（二）静电喷漆的缺点
-"需整套喷漆设备，投资大；
."工艺操作较复杂。
三、静电喷漆设备
静电喷漆设备主要指喷漆室和喷枪。
（一）喷漆室
应根据工件大小、形状、批量来确定喷漆室的形式。大型板状工件，大批量，可选用
·20#·
第四章涂装新工艺
通过式喷漆室（与旋环式喷枪配套）；中小型工件，大批量，可选用欧米伽式喷漆室（与转
盘式喷盘配套）。
这里应注意的是：静电喷漆室的灯光一定要充足，一般照度达!""#$，最好在喷涂室
四角设置探照灯。同时要考虑灯光由于设备震动、漆雾多造成灯光变暗。其次，应注意
设备的通风量。一般选用通风之风速为"%&’(’)。考虑到风管、风机上会逐渐黏附涂
料，影响通风效果，故设计时可适当加大风速到"%!’(’)。
（二）喷枪
静电喷漆枪（或喷盘），一般应以风动为宜。
风动马达转速可达+""",(’)以上，且无电缆接地，可避免高电压泄漏。转速高，甩
出漆雾颗粒小，漆膜平整光洁。
转盘式喷盘与欧米伽喷漆室的工作特点是：工件在喷漆室中以
!
型传送及进行运
转，转盘甩出漆雾，被周围工件吸附，效果比通过式好。旋杯式静电喷枪结构见图
!-+-.。
图!-+-.旋杯式静电喷枪
/—空心轴，+0，.件；.—顶丝，10，.件；1—本体，23/.，/件；+—叶轮，23/.，/件；
0—轴承，4/".，.件；&—垫圈，5.10，/件；6—螺钉，5.10，1件；!—盖子，23/.，/件；
7—杯座，23/.，/件；/"—旋杯，23/.，/件；//—甩漆帽，23/.，/件；/.—螺钉，5.10，/件；
/1—气管接头，5.10，/件；/+—漆管接头，5.10，/件
四、静电喷漆工艺
通过式喷漆室用旋杯式喷枪，喷涂氨基漆时的工艺参数如下。
"
工作电压：氨基漆6089，丙烯酸漆6"89。
·!&0·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
!
漆液电阻率：!"#$"%
"
·&’。
#
漆料黏度：氨基漆()，丙烯酸漆((（上述黏度均以涂+)粘度计测定）。黏度过
大，漆膜粗糙且易生橘皮；黏度过小，漆膜太薄且无光。
$
输漆量：以)"’,-’./为宜。太大雾化不好；太小则涂覆不上。
%
喷枪与工件距离：以0"&’为宜。太远效率低；太近不安全。
&
工件输送运行速度：以"12’-’./为宜。
’
喷枪转速：(2""3-’./以上，对醇酸漆)"""3-’./以上。转速低，漆料雾化颗粒大，
漆膜不光洁。
欧米伽喷漆室和转盘式喷盘可参照上述参数进行。
五、静电喷漆用漆料
（一）超快干氨基烘漆
“超快干”指这种漆在标准状态下，即"1($’’厚马口铁在湿度为4$56$5、($7下
涂漆，漆膜厚度为("#(0
(
’时，在（!("6(）7条件下烘烤，仅需0’./即可全干。而一般
漆要!""’./才可全干。这种漆膜，外观鲜艳、光亮，各项性能均可达到标准。这种漆的
生产厂家有张家口油漆厂。
（二）金属闪光漆
这种氨基金属闪光漆的特点是外观美、光泽性好，颜色高雅。主要生产厂家为济南
油漆厂。
（三）孔雀蓝氮基磁漆
这种漆颜色艳丽，遮盖力强，易烘干，在!("7时，不到0"’./即可烘干。主要生产厂
家为广东佛山化工厂，此外，天津、上海、武汉、张家口、江西亦有生产。
六、静电喷漆的应用
静电喷漆主要用在汽车、自行车、拖拉机、农用运输车零部件的喷漆上。
第五节静电喷塑
静电喷塑也是目前工程上广泛应用的涂塑工艺，这种工艺的特点是：涂层美观，装饰
·84$·
第四章涂装新工艺
性极好，不需预热，涂层较薄（!"#$""
!
%），粉末利用率高（
!
&’(）。
一、原理
静电喷塑原理如图)!+所示。
图)!+静电喷塑示意图
图)!+（,）表示塑料粉末带负电荷，工件带正电荷，粉末在静电场及气流的联合
作用下飞向工件，均匀吸附在工件表面。
图)!+（-）表示随着粉末的不断沉积，“涂层”形成并逐渐加厚。
图)!+（.）表示当“涂层”达到一定厚度时，塑粉间斥力已大于静电吸引力及气流
打击力之和，后续塑粉受排斥而落下。但此时形成的“涂层”仅是塑料粉末的堆积层，并
未熔融形成致密的真正意义的涂层。
图)!+（/）表示此松散塑粉堆积层再经烘烤加热即可令塑粉熔融流平，形成真正
致密的塑料涂层。
二、特点
（一）优点
"
涂层性能优良。不仅外观装饰性好，而且其他性能也好，尤其是优良的丙烯酸粉
末及环氧—聚酯粉末，涂层性能更佳。
#
由于粉末涂料不含有机溶剂，故不污染环境，还改善了工人的劳动条件。
（二）缺点
"
设备复杂，投资大。
#
工艺要求较严格。
三、工艺
静电喷涂的工艺流程是：工件
"
预处理
"
静电喷涂
"
加热固化
"
成品。
·"0’·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
预处理：工件表面应进行严格的除油、除锈、除杂物，用机械法或化学法均可。
静电喷涂：工件接地（一般是挂具或输送链接地），喷枪与静电发生器相连，带有负电
压（!"#$%"&’）。当塑粉从喷枪中喷出时即带有负电荷。带负电之塑粉不断打击到工件
上沉积成粉末堆积层。送到喷枪之塑粉由送粉系统供粉，送粉气为压缩空气。
加热固化：喷涂后工件应尽快送入烘室内加热固化。应注意加热温度的均匀性。
几种塑粉喷涂及加热固化工艺参数选择可参看表())%。
表())%几种塑粉喷涂及加热固化工艺参数
序号塑粉
输出电压+
&’
输出电流+
!
,
固化温度+
-
固化时间+
./0
备注
$环氧("#$""1"#2"$!"#$("$1#3"
%低压聚乙烯1"#2"%"#"$("#%""%"#3"二次喷涂
3尼龙$"$"("#$""1"#2"%%"#%1"1#%"工件预热
聚四氟乙烯("#$%"!"#$""3""#31"%"#3"
1聚酯("#$""1"#2"$("#%%"$"#%"
!聚丙烯("#$%"!"#$""%""#%1"$"#%"
2氯化聚醚("#$%"!"#$""%""#%1"1#$1工件预热
(豪三氟氯乙烯("#$%"!"#$""%!"#%("$1#%1
几点注意事项如下。
"
喷涂角度最好是4"5，对小型工件最好旋转喷涂，尤其应注意死角的喷涂。
#
喷涂电压一般为!"#4"&’。电压增大，粉末附着力增加；但电压过高，会使粉末
层击穿，影响涂层质量。
$
喷涂距离一般为$"#%"6.。喷涂距离增大，粉末沉积效率减小；但喷距过小，会
影响涂层的均匀性。
%
送粉气压应适中。送粉气压增加，粉沉积效率降低；气压过小，也影响出粉效率，
且粉雾化不好。供粉量一般为$1"#%1"
7+./0
。
&
塑粉粒度不可过小。粉粒度过小，粉流动性减小，涂层变薄，粉尘变大，喷枪易堵
塞。
’
涂层厚度不可太厚，否则加大涂层内应力。一般涂层厚度以!"#2"
!
.为宜。
(
粉一定要干燥。工件表面不平整，可先刮导电腻子。
)
箱形或桶形工件应先喷内表面，后喷外表面，且底部应向上，口要向下，这样可避
免浮粉堆集。
复合涂层制备，例如制备环氧+丙烯酸复合涂层，可先喷环氧粉末涂层，在$("-烘
·$21·
第四章涂装新工艺
烤!"#$%后，再喷丙烯酸（或氨基）清漆，烘烤成膜达到罩光目的，提高装饰性。
!
注意安全操作。喷涂时要穿绝缘鞋并保持一定的枪距（不小于&’#）。若发生火
花放电，立即切断电源及粉流。喷涂结束后要将喷枪对地放电。
四、设备
静电喷涂设备示意见图())。
图())静电喷涂设备示意图
!—高压静电发生器；&—空压机；+—贮气罐；—空气滤清器；,—油水分离器；
-—供粉桶；.—喷抢；(—喷粉室；/—旋风除尘器；!"—布袋除尘器
几点说明如下。
"
高压静电发生器一般都采用倍压电路。晶体管静电发生器的性能为：
输出电压"0!("12，连续可调；
最大输出电流!#3；
额定输出功率!("4。
#
静电喷粉枪。其作用是产生电晕放电，令粉末带电。在枪口前端杯形电极接负高
压，使枪周围形成电场，当粉通过电场时，表面吸附负离子令粉末带负电。一般喷枪的性
能为：
耐高压5!&"12；
喷粉量,"0+""
67#$%
；
喷涂圆直径
!
&""0,"##，最高达
!
!#；
沉积效率5("8。
$
供粉器。目前较常用的供粉器为射吸7流化床（沸腾）式供粉器，见图()),。
供粉器一般用钢板焊制而成，内外壁进行涂塑处理。射吸7流化床式供粉器的优点
是供粉量均匀可调，并可带多支喷枪。
·&.,·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
图!"#"$射吸%流化床式送粉系统
&—射吸装置；’—吸粉管；(—粉筒；#—微孔板；$—气室
五、粉末
对静电喷涂用塑料粉末的要求如下。
!
粒度。一般为&!)目，其粒度分布最好如表!"#"(所示。
表!"#"(静电喷涂粉末粒度分布
筛子目数%目#))’#)&!)&)
通过百分比%+#),$)),!$-$,--&))
"
极化性。所用粉末应是极化的或易于极化的，即尽量选用介电常数较高的材料。
虽极化时需要较高的电压，但不易失去电荷。一般高分子聚合物电阻率较高，绝大部分
易带电且可保持一定量的电荷，适宜静电喷涂。
#
流动性。粉末流动性好，不仅易于送粉，还有利于工件边角的覆盖、涂层的平整性
等。
$
附着力。涂层应与基体有良好的附着性。有些粉末，如聚四氟乙烯，因其表面能
低，与基体附着力小，不宜静电喷涂。
%
耐蚀性、力学性能、耐候性、光泽性均要求良好。
常用静电喷涂用塑粉见表!"#"#。
表!"#"#常用静电喷涂用塑粉
粉末品种特点
环氧
优点：附着力强，力学性能好，耐蚀性好，工艺易控制
缺点：耐候性差
环氧聚酯性能介于环氧与聚酯之间，价格便宜，耐候性提高
·($·
第四章涂装新工艺
粉末品种特点
聚酯
优点：耐候性好，力学性能、光泽度、流平性均好
缺点：耐蚀性不如环氧
丙烯酸
优点：耐光、耐候性、耐热性均好，光泽度高，颜色浅
缺点：耐冲击性差
聚氨酯耐候性、光泽度、耐蚀性均好
六、应用
!"家电。各种洗衣机、空调、电冰箱、电风扇、铝制品等。
#"轻工及仪表。摩托车、复印机、各种仪器等。
$"建筑五金、右油化工、钢门窗、防盗门、液化气钢瓶、各种管道等。
%"其他。家具、桌椅、货架、电动工具、电焊机等。
七、应用实例
（一）钢管内外壁喷塑处理。
!
表面预处理：喷砂。有关参数如下。
砂子：天然石英砂，#&’%&目；
喷砂速度：!&’!#(
#
)，消耗砂量：!&’!%+,)(-.；
喷嘴：
!
/"&((工业陶瓷喷嘴。
"
静电喷涂（原石油部某单位生产线）。有关参数如下。
粉末：环氧；
预热：#!&’#$&0；
喷涂钢管：
!
!!%’#!1((，长度/"$(；
涂层厚度：内涂层#&&’$2&
#
(，外涂层$&&’%&&
#
(；
电压：2&+3；
消耗粉量：$1&
,)(
#
；
固化温度及时间：（!4&5!&）0，#&(-.；
供粉量：内喷枪#%&’2&&
,)(-.
，
外喷枪%&&’6&&
,)(-.
；
钢管转动速度：$!789)(-.；
平车（喷枪）行走速度：&"4’!"#()(-.；
·%/2·
第八篇有机涂装新工艺、新技术
生产能力：喷涂
!
!"#$$管，%&&$’班，(&&$’天。
!
检查。外观光滑，无凹陷，电火花检测，无针孔。
（二）液化气钢瓶喷塑处理。
"
表面预处理：抛丸处理。有关参数如下。
钢丸直径：
!
&)+%)"$$；离心式抛丸机。
#
静电喷涂，有关参数如下。
粉末：环氧、环氧,聚酯；
电压：-&+#&./；
供粉量：!"&+%"&
0’$12
；
喷距：!"+3&4$；
工件自转速度：%+3567’$12；
工件前进速度：&)(&+&)&$8$12；
固化温度及时间：（!&9"）:，（3&9"）$12。
·"-"·
第四章涂装新工艺
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