漆膜的形成及有關(guān)性質(zhì)

漆膜的形成及有關(guān)性質(zhì)第1頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日(3)明顯結(jié)晶作用會使聚合物不溶于一般溶劑，只有極強的溶劑才有可能使結(jié)晶性顯著的聚合物溶解，在某些情況下，甚至強極性溶劑也無效;(4)結(jié)晶會影響附著力。第2頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.2粘度（viscosity）的基本概念剪切速率剪切力粘度如果用厘米.克.秒制，粘度的單位為：dyn.s/cm2，稱為“泊”。1泊=100厘泊=0.1Pa·s。粘度的本質(zhì)是由于液體分子之間的摩擦形成的，是抵抗流動的一種量度。

第3頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日液體和固體的區(qū)別在于其粘度不同，那它們的數(shù)值差別到底有多少?水0.001Pa·s液體涂料(用于刷涂)

0.1-0.3Pa·s觸干漆膜103Pa·s實干漆膜108Pa·s玻璃1012Pa·s

第4頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第5頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.3聚合物溶液的粘度與分子量的關(guān)系清漆的粘度實質(zhì)便是聚合物溶液的粘度，而色漆的粘度則是聚合物溶液貢獻的粘度(外相粘度)與顏料所貢獻的粘度(內(nèi)相)所組成的，因此了解聚合物溶液的粘度對了解涂料粘度行為有重要意義。

2.3.1粘度的幾種表示方法凡是符合的流體都稱為牛頓流體。牛頓流體的粘度不隨剪切應(yīng)力和剪切速率而變化。低分子液體和高分子的稀溶液（一般濃度＜1%）可以看作是牛頓流體，但高分子濃溶液和熔體與牛頓流體不同。將高分子溶解在某種溶劑中，一般溶液的粘度變大。如果純?nèi)軇┑恼扯葹棣莖，溶液的粘度用η表示，則η>ηo

第6頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

當(dāng)高分子進入溶液后所引起的液體粘度的變化，對于這種粘度的變化，可以采用幾種不同的參數(shù)來表示：（1）相對粘度（粘度比）（＞1，無因次）（2）增比粘度(粘度相對增量)（無因次）（3）比濃粘度(粘數(shù))

(mL/g)（4）對數(shù)比濃粘度(mL/g)（5）特性粘數(shù)(極限粘數(shù))

(mL/g)第7頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日[η]定義為在溶液濃度無限稀釋(趨于零時)的比濃粘度或?qū)?shù)比濃粘度。其數(shù)值不隨濃度而變，在規(guī)定的濃度及溶劑中，決定于聚合物的結(jié)構(gòu)及其分子量。其意義可以看作是單個聚合物分子在溶劑中所占的體積的大小（mL/g），可反映聚合物相對分子質(zhì)量的大小。對于同一聚合物，在不同溶劑中由于鏈的伸展情況不同，其[η]是不同的。在良溶劑中[η]較大，因為鏈?zhǔn)巧煺沟?，而在不良溶劑中[η]較小，因為鏈?zhǔn)球榭s的。可用特性粘數(shù)來測定分子量，常用下列公式：

式中K，α值和所用溶劑及聚合物本身有關(guān)。一般聚合物在良溶劑中，α值在0.7-1之間，而K值較小。在不良溶劑中，值在0.7-0.5之間，K值較大。因此測得[η]值時，需說明其所用的溶劑。

第8頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.3.2聚合物濃溶液的粘度(1)粘度與濃度的關(guān)系但作為涂料中的聚合物溶液是濃溶液。良溶劑是指溶劑分子與聚合物分子鏈段間的吸引作用大于聚合物鏈段間的吸引作用的溶劑，這時聚合物分子鏈在溶液中呈伸展?fàn)顟B(tài)，反之，即為不良溶劑，聚合物分子在溶液中卷曲收縮。在稀溶液中聚合物溶液在良溶劑中的粘度比在不良溶劑中高，但在中到高濃度時情況相反，在同濃度下不良溶劑的溶液粘度高。臨界濃度。在臨界濃度以前為稀溶液，在臨界濃度以后為濃溶液。臨界濃度隨分子量的增加而降低。當(dāng)溶劑分子與聚合物鏈段間吸引力與聚合物鏈段自身間的吸引力相同時，溶劑稱為θ溶劑。第9頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日(2)粘度與溫度的關(guān)系

一般是溫度升高，粘度下降。某些聚合物溶液的濃度達到一定程度或溫度降低時，溶液會失去流動性，這時即為凍膠，凍膠是由非鍵力交聯(lián)形成的，如氫鍵或范德華力，加熱可將其拆散，使凍膠溶解。上述的凍膠為分子間交聯(lián)的凍膠。另一種為分子內(nèi)交聯(lián)的凍膠，即分子內(nèi)形成非鍵力的交聯(lián)，此時高分子鏈成為球狀結(jié)構(gòu)不能伸展，粘度很低，若將此溶液真空濃縮成為濃溶液，其中每一個聚合物分子本身便是一個凍膠，因此可以得到粘度低而濃度高的溶液。凍膠與凝膠的區(qū)別。凝膠是聚合物鏈間由化學(xué)鍵形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的溶脹體，不溶，不熔，它既是高分子的濃溶液，又是一種高彈性的固體，小分子物質(zhì)能在其中滲透或擴散，能溶脹，不能溶解。和分子內(nèi)交聯(lián)凍膠相似，可以將一些微小的凝膠看成是分子內(nèi)交聯(lián)的凝膠，一般稱為微凝膠．第10頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日粘度測定方法（1）特性粘數(shù)：牛頓流體第11頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（2）涂料粘度測定：GB/T1723-93涂－1粘度計適用于測定流出時間不低于20s的涂料產(chǎn)品;涂-4粘度計適用于測定流出時間在150s以下的涂料；落球粘度計適用于測定粘度較高的透明的涂料產(chǎn)品。測定的是條件粘度。第12頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（3）旋轉(zhuǎn)粘度計旋轉(zhuǎn)粘度計適用于非牛頓高粘度流體粘度測定第13頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.3.3聚合物的分子量與分子量分布聚合物總是存在一個分子量分布問題，分子量大的部分對重均分子量貢獻比較大，分子量小的部分對數(shù)均分子量貢獻比較大。聚合物分子量分布對其性能有重要的影響。因此，聚合物的分子量分布也是高分子分子設(shè)計經(jīng)常需要考慮的一個問題。影響高分子性能的因素：化學(xué)結(jié)構(gòu)，分子拓樸結(jié)構(gòu)，分子量分布，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。比如說作為纖維的高分子材料一般分子量不太高，分布比較窄；作為橡膠，分子量大，分布較寬；而塑料居中。

第14頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

聚合物的性能與分子量呈正相關(guān)，而加工性與分子量呈負相關(guān)。

分子量與分子量分布對于性能的影響直接影響涂料配方的設(shè)計。分布太寬往往不能用于涂料。

當(dāng)我們希望制備高固體份的涂料時，分子量分布更是一項決定性的指標(biāo)，發(fā)展窄分布的聚合物制備方法是非常重要的。將在高固體份涂料一章詳細介紹。第15頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日如以聚甲基丙烯酸甲酯為主體的丙烯酸熱塑性涂料為例，一方面希望在應(yīng)用粘度下具有最高的固體份，另一方面希望所得漆膜具有最好的保光性（光澤保持率）。二者平衡的結(jié)果是分子量大約定在90000左右為宜。第16頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.4無定形聚合物的玻璃化溫度（Glass-transitiontemperature）與自由體積理論

晶體或高結(jié)晶度的聚合物對應(yīng)于熔點（Tm），對于無定形聚合物則對應(yīng)于玻璃化溫度(Tg)。高于此點的聚合物處于所謂的高彈態(tài)，低于此點則稱為玻璃態(tài)。無定形聚合物的溫度進一步升高，也會融化，但從固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變無明顯的界限，只有一個熔融的范圍，為軟化溫度。第17頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.4.1自由體積理論無定型結(jié)構(gòu)內(nèi)部的排列是雜亂無章的，其總體積由兩部分組成：（1）分子占有體積（由大分子本身所占據(jù)），（2）自由體積（由大分子無規(guī)堆砌的缺陷和孔隙形成）(Freevolume)。這種自由體積的存在非常重要，因為它提供了分子活動的空間，使得分子鏈段有可能通過轉(zhuǎn)動和位移來實現(xiàn)構(gòu)象的調(diào)整。當(dāng)聚合物處于高彈態(tài)時，對試樣進行冷卻，隨著溫度的降低，一方面分子鏈占有體積要減少，另一方面鏈段要調(diào)整構(gòu)象把一部分多余的自由體積排出去，因此自由體積也要減少。當(dāng)自由體積減少到一定值以后，它就不能夠容納鏈段的運動了，因此鏈段的運動將被凍結(jié)（其實鏈段運動能力的凍結(jié)來自于兩方面的因素：（1）無足夠的活動空間；（2）熱運動能量低；）第18頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日鏈段運動的凍結(jié)實際上意味著自由體積的凍結(jié)，因為自由體積無法通過鏈段的運動而排出。這樣自由體積在溫度降低到鏈段運動被凍結(jié)的溫度時就達到了其最低值，因此聚合物的玻璃態(tài)可以看作是“等自由體積狀態(tài)”。

測定玻璃化溫度的方法，包括DSC，熱機械曲線法，比容法。Vo

——

絕對零度時的鏈占有體積；Vf

——

玻璃態(tài)下的自由體積；

第19頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.4.2自由體積與粘度的關(guān)系無定形聚合物粘流態(tài)或溶液流動與自由體積存在一定的聯(lián)系。對于流動現(xiàn)象的解釋：當(dāng)體系未受到外力作用時，分子或分子鏈段不斷地進行布朗運動，即可在分子間的空穴中跳躍，類似于蚯蚓的蠕動，一旦加上外力，跳動便按力的方向進行，這種帶有方向性跳動累積的綜合結(jié)果便是流動。

粘度本質(zhì)上是分子之間的摩擦的結(jié)果，是抵抗這種流動作用的量度，因此粘度既和提供跳躍的自由體積有關(guān)，也和在應(yīng)力作用下的綜合效果有關(guān)。粘度和自由體積的關(guān)系，亦即和玻璃化溫度以及(T-Tg)的關(guān)系，可用WLF方程來表示：A，B為常數(shù)，一般A＝40.2，B＝51.6。第20頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日涂料中漆膜觸干、實干既是粘度大小的反映，也是自由體積大小的一種反映，因而也和T-Tg有關(guān)，它們的對應(yīng)關(guān)系大致是：觸干T－Tg≤55℃

實干T－Tg≤25℃

玻璃態(tài)T－Tg≤0

在涂裝過程中，液態(tài)油漆變?yōu)閳皂g固體的過程是一個涂膜的玻璃化溫度不斷增加的過程。第21頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日高分子鏈能夠通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用改變其構(gòu)象的性能稱為高分子鏈的柔順性。高分子鏈能形成的構(gòu)象數(shù)越多，柔順性越大,玻璃化溫度越低。Segment鏈段的概念FreeRotation第22頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.4.3影響玻璃化溫度的多種因素2.4.3.1玻璃化溫度與聚合物分子量的關(guān)系

數(shù)均分子量增加，聚合物的玻璃化溫度升高，但當(dāng)聚合物的數(shù)均分子量大至25000-75000時，Tg變化很少，基本為一定數(shù)。一般文獻中所引的聚合物的玻璃化溫度都是指高分子量的聚合物的Tg。

其中是分子量為無限大時高聚物的玻璃化溫度，K是每一個高聚物的特征常數(shù)。在涂料中經(jīng)常用低聚物，此時的Tg和文獻數(shù)據(jù)有很大的出入。

交聯(lián)可以使玻璃化溫度上升，微量的交聯(lián)對Tg影響不太大，但到某一程度后，交聯(lián)度稍有上升，Tg就急劇上升。

分子量分布對Tg也有影響。分子量分布寬，內(nèi)增塑，Tg低；分子量分布窄，Tg高。第23頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日化學(xué)結(jié)構(gòu)包含主鏈結(jié)構(gòu)和取代基。（1）主鏈結(jié)構(gòu)分子鏈的柔順性是影響Tg的最重要因素。主鏈的柔順性越好，Tg就越低；主鏈的剛性越大，Tg就越高。對于主鏈由飽和單鍵組成的聚合物，因為分子鏈可以圍繞單鍵作內(nèi)旋轉(zhuǎn)，鏈段的運動很容易發(fā)生，所以Tg都不高。如：聚二甲基硅氧烷—[-Si–O-]—，Tg=-123℃聚甲醛—[-C–O-]—，Tg=-83℃聚乙烯—[-C–C-]—，Tg=-68℃2.4.3.2玻璃化溫度和聚合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系第24頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日當(dāng)主鏈上具有苯環(huán)或者芳雜環(huán)后，單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)受阻使分子鏈的剛性增大，Tg變高。如：聚碳酸酯（PC）Tg=150℃聚苯醚（PPO）Tg=220℃其實這兩種聚合物都是耐高溫的工程塑料，類似的聚合物還有聚砜、芳香聚酰胺、芳香聚酰亞胺等。由此，我們可以看出：通過在聚合物分子鏈上引進芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)可以提高聚合物的耐熱性。第25頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（2）取代基影響比較復(fù)雜，這里先指出重要的一點。當(dāng)聚合物分子主鏈上帶有柔性取代基時，取代基越大，分子間的距離就越大，這樣使得大分子間的作用力減弱，Tg下降。也就是說，柔性取代基起到了“內(nèi)增塑”作用。例如酯基是一個柔性基團，隨酯基中碳原子數(shù)增多Tg是下降的，見下表。

n12345681218Tg(℃)1056535212-5-20-65-100聚甲基丙烯酸酯中正酯基碳原子數(shù)n對Tg的影響

取代基的極性越強，分子鏈之間的相互作用力就越大，內(nèi)旋轉(zhuǎn)的阻力也就越大，因此Tg將會升高。如：PP：Tg=-20℃，PVC：Tg=87℃，PAN：Tg=104℃。第26頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.4.3.3.玻璃化溫度的加和性，共聚物、增塑劑、溶劑的玻璃化溫度

一個由不同組分組成的均勻體，其玻璃化溫度可以由其多組分的玻璃化溫度加和而成。當(dāng)均聚物的玻璃化溫度過高或過低時，常加入第二組分，使它們共聚合。共聚物的Tg由各組分的Tg和各組分所占的重量分數(shù)來決定，可由FOX公式粗略計算：第27頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日例：若甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯共聚物在室溫時可達到實干的程度，問BA和MMA在共聚物中的比例各應(yīng)為多少？解：設(shè)W1，W2分別為BA與MMA在共聚物中的重量分數(shù)，W2＝1－W1解：設(shè)W1，W2分別為BA與MMA在共聚物中的重量分數(shù)，W2＝1－W1

實干要求為：T－Tg≤25oC設(shè)T＝25oC，Tg=273K，解得W1＝0.83，W2＝0.17MMA至少為17份。第28頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

增塑：加入某種成分使聚合物體系分子間作用力減弱，玻璃化溫度降低，熱流動溫度降低，流動性變好。加入柔性單體共聚，稱為內(nèi)增塑。還可加入增塑劑，多是含長脂肪碳鏈的物質(zhì)，稱為外增塑。如鄰苯二甲酸二丁酯，二辛酯，外增塑，易損失，可組合使用，且成本往往較低。表2.2。加入溶劑，與增塑劑本質(zhì)作用機理一樣。溶劑的Tg一般在－100oC以下。表2.3內(nèi)增塑外增塑增塑部分和漆膜是一整體，不會失去共聚單體往往價高共聚單體量過高會損失機械性能增塑劑可能逸出，膜易老化，損壞附著力。乳膠漆中，可幫助成膜?？蛇x用不同種類，不同量的增塑劑組合增塑劑的用量較內(nèi)增塑的小，原聚合物的性質(zhì)損失較少第29頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日PVC的Tg為81oC，按下列配比制成溶液，可以將Tg降到-100oC，粘度0.1Pa.s。PVC

20份MEK

40份甲苯40份第30頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.5膜的形成涂料的目的在于在基材表面形成一層堅韌的薄膜．一般情況下，涂料首先是一種流動的液體，在涂布完成之后才形成固體薄膜，因此是一個玻璃化溫度不斷升高的過程．成膜方式主要有下列幾種。2.5.1溶劑揮發(fā)和熱熔成膜方式一般聚合物只在較高的分子量下才表現(xiàn)出較好的物理性質(zhì)，但分子量高，玻璃化溫度也高，為了使它們可以涂布，必須用足夠的溶劑將體系的玻璃化溫度降低，使T-Tg的數(shù)值大到足夠使溶液可以流動和涂布.當(dāng)溶液在室溫下接近0.1Pa·s左右時，可以用于噴涂。在涂布以后溶劑揮發(fā)，于是形成固體薄膜，這便是一般可塑性涂料的成膜形式．第31頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（1）采用溶劑為了使漆膜平整光滑，需要選擇好溶劑。

A揮發(fā)速度太快，濃度升高快，表面的涂料可因粘度過高，流動性下降，結(jié)果漆膜不平整(流平性差)；太快，蒸發(fā)時失熱過多，表面溫度有可能降至霧點，會使水凝結(jié)在膜中導(dǎo)致漆膜失去透明性而發(fā)白或使漆膜強度下降；

B溶解性不同，會影響漆膜中聚合物分子的形態(tài)。在不良溶劑中卷曲成團的，而在良溶劑中的聚合物分子則是舒展松弛的，導(dǎo)致最后形成的漆膜的微觀結(jié)構(gòu)也有很大差異，前者是緊密纏繞的而后者分子之間較少纏繞，前者往往有高得多的強度(參見第十章)。不良溶劑可使漆膜中形成部分孔隙，抑止裂紋發(fā)展。第32頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（2）熱熔成膜升高溫度亦可增加T-Tg（增加自由體積）。使聚合物達到可流動的程度，亦即加熱使聚合物熔融。流動的聚合物在基材表面成膜后予以冷卻，便可得到固體漆膜，這也是熱塑性涂料成膜的另一種形式，即熱熔成膜。例如：涂在牛奶紙瓶上的聚乙烯就是用這種方法成膜的。

粉末涂料也是熱熔成膜的：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯等可塑性聚合物都可被粉碎成粉末，然后用靜電或熱的辦法將其附在基材表面上，并被加熱至熔融溫度以上，熔融的聚合物粘流體流平后，冷卻即得固體漆膜。粉末涂料中主要是熱固性粉碎末涂料，它在加熱熔融成膜過程中還伴有交聯(lián)反應(yīng)。

第33頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.5.2化學(xué)成膜方式化學(xué)成膜是指先將可溶的(或可熔的)低聚物涂覆在基材表面以后，在加溫或其它條件下，分子間發(fā)生反應(yīng)而使分子量進一步增加（擴鏈）或發(fā)生交聯(lián)而成堅韌的薄膜的過程。這種成膜方式是熱固性涂料包括光敏涂料、粉末涂料、電泳漆等的共同成膜方式。將在以后相應(yīng)章節(jié)中具體討論。在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之前或同時，一般也包含一個溶劑揮發(fā)的過程。第34頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.5.3乳膠的成膜

乳膠是固體微粒分散在連續(xù)相水中，而乳液則是液體分散在水中。一般乳膠是通過乳液聚合劑制備的。乳膠的特點是其粘度和聚合物的分子量無關(guān)，因此當(dāng)固含量高達50％以上時，即使分子量很高也有較低的粘度。成膜機理：乳膠在涂布以后，隨著水分的蒸發(fā)，膠?；ハ嗫拷詈罂尚纬赏该鞯?、堅韌的、連續(xù)的薄膜。第35頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

乳膠在涂布以后，乳膠粒子仍可以以布朗運動形式自由運動，當(dāng)水分蒸發(fā)時，它們運動逐漸受到限制，最終達到乳膠粒子相互靠近形成緊密的堆積。由于乳膠粒子表面的雙電層的保護，乳膠中的聚合物之間不能直接接觸，但此時乳膠粒子之間可形成曲率半徑很小的空隙，相當(dāng)于很小的“毛細管”，毛細管中為水所充滿。

由水的表面張力引起的毛細管力可對乳膠粒子施加很大的壓力，其壓力(P)的大小可由Laplace公式估計：

式中γ為表面張力(或界面張力)，r1和r2分別為曲面的主曲率半徑。第36頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日水分再進一步揮發(fā)，表面壓力隨之不斷增加最終導(dǎo)致克服雙電層的阻力，使乳膠內(nèi)的聚合物間直接接觸。聚合物間的接觸又形成了聚合物—水的界面，界面張力引起新的壓力，此種壓力大小也和曲率半徑有關(guān)，同樣可用Laplace公式計算。壓力的大小和粒子大小相關(guān)，粒子越小，壓力愈大。上述討論只說明了促使乳膠成膜的力的來源，乳膠粒子在此種力的粒子間的融合需要聚合物分子的相互擴散，而這便要求乳膠粒子的玻璃化溫度較低，使其有較大的自由體積供分子運動。

第37頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日因此，乳膠是否能成膜，取決于（1）乳膠本身的性質(zhì)特別是它的玻璃化溫度

（2）干燥的條件如果乳膠成膜時的溫度為T，乳膠粒子的玻璃化溫度為Tg，T-Tg必須足夠大，否則不能成膜。例如聚氯乙烯乳膠在室溫下便不能成膜，為使其成膜，必須加熱至某一溫度，此溫度稱最低成膜溫度。也可以在乳膠中加增塑劑，使乳膠的Tg降低，這樣可將“最低成膜溫度”降至室溫。在涂料中往往是加一些可揮發(fā)的增塑劑(溶劑)來降低最低成膜溫度，此種可揮發(fā)的增塑劑又稱助成膜劑，它們在乳膠成膜后可揮發(fā)掉，使薄膜恢復(fù)到較高的Tg。一般，乳膠漆的表干在2h以內(nèi)，實干約24h，干透則約需2周。第38頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.6熱固性涂料的貯存穩(wěn)定性和固化速度問題Ea和A值都較大的有利于貯存穩(wěn)定和快速固化第39頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日*Ea值與能量變化有關(guān)，有較多的鍵斷裂時，Ea

值大，有較多的鍵形成時，Ea值小，一般單單分子反應(yīng)Ea值大。*

A值與體系的熵變有關(guān)，△S值大，反應(yīng)后混亂度增大，則A值大。*單分子反應(yīng)對于低溫穩(wěn)定和高溫固化有利。*因此，應(yīng)設(shè)法將固化的雙分子反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單分子反應(yīng)控制反應(yīng)速度的體系。*利用潛催化劑和封閉的反應(yīng)物可達目的。第40頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日思考題：1.涂料用樹脂一般有何特點？2.為什么說涂料干燥過程就是一個玻璃化溫度不斷上升的過程？玻璃化溫度在涂料配方設(shè)計中有何重要意義？3.涂料有幾類成膜方式，各有何特點？4.名詞解釋內(nèi)增塑外增塑表干（觸干）實干5.根據(jù)FOX公式計算下列聚丙烯酸酯涂料用共聚物的Tg，判斷配方設(shè)計是否合理？甲基丙烯酸甲酯16g（聚甲基丙烯酸甲酯Tg＝104oC）甲基丙烯酸丁酯48g（聚甲基丙烯酸丁酯Tg＝20oC）苯乙烯6g（聚苯乙烯Tg＝100oC）丙烯酸丁酯8g（聚丙烯酸丁酯Tg＝-56oC）丙烯酸2g

(聚丙烯酸Tg＝106oC)第41頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.7涂裝技術(shù)

將涂料薄而均勻地涂布于基材表面的施工工藝稱為涂裝。俗話說“三分油漆，七分施工”。涂料的施工首先要對被涂物表面進行表面處理，然后才可進行涂裝。涂裝的方法非常之多，一般要根據(jù)涂料的特性，被涂物的性質(zhì)和形狀及質(zhì)量要求而定。

2.7.1被涂物的表面處理表面處理有兩種作用：（1）是消除被涂物表面的污垢、灰塵、氧化物及水分、銹渣、油污等等。（2）表面改造，包括進行化學(xué)處理或機械處理以消除缺陷或改進附著力。一般要求材料表面光潔度達到4～6級。但大于6級，表面過份光滑，對附著力不利，反而又需打磨粗化。第42頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日GB/T3505-2000《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范表面結(jié)構(gòu)輪廓法表面結(jié)構(gòu)的述語、定義及參數(shù)》第43頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日不同的材質(zhì)有不同的處理方法，主要的有金屬、木器、塑料三種。2.7.1.1金屬表面處理（1）除銹：金屬表面的氧化物和銹渣會嚴(yán)重影響附著力，裝飾性與壽命。①酸洗除銹：處理費用低，效率高。但產(chǎn)生較多酸霧，對車間設(shè)備損害大；對材料溶解損失大；殘留酸易使材料表面產(chǎn)生返銹現(xiàn)象。生產(chǎn)線上的除銹和活化主要還是采用該方法。②電解除銹：可得到平整、光滑表面，對材料有精度要求時采用。③堿液除銹：成本高、效率低，一般很少采用。④手工除銹：采用鋼絲刷、砂布、電動磨具手工作業(yè)，用于清理少量、局部的表面銹蝕產(chǎn)物，但除銹不徹底。⑤機械除銹：采用噴砂、拋丸進行，適合于大批量作業(yè)、鑄件型砂和重銹的清理，除銹較徹底。

第44頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（2）除油：①溶劑脫脂法：主要采用三氯乙烯蒸汽脫脂。蒸汽有毒性，需在專用的封閉設(shè)備中進行。一般多與磷化配合，在脫脂同時，形成鐵鹽磷化膜，形成磷化膜耐蝕性稍優(yōu)于水劑鐵鹽法，另外不需要沖洗水，節(jié)省水資源。②水劑脫脂法：加入表面活性劑的清洗劑使用成本低，脫脂能力大、高效經(jīng)濟，適且于流水線使用。另外可借助超聲波大大提高清洗效率。③乳液脫脂法：有機溶劑分散于水中形成的乳液，去污力強，除油時間短，但脫脂后有一層疏水膜。用于重油污和工序間清洗，或預(yù)清洗。④電解脫脂法：設(shè)備投入大，洗后表面活性高，在漆前處理方面不適用。

第45頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（3）除舊漆：在各種涂裝施工中，經(jīng)常有一些舊漆需脫除?；鹧娣ǎ河没鹧鎸⑵崮浫缓蠊稳?；堿液處理法：如用5－10％的氫氧化鈉溶液浸洗擦拭金屬器件；脫漆劑處理法：采用有機溶劑對漆膜的溶解或溶脹作用來破壞漆膜對基材的附著，以便于清除。常用的有機溶劑為酮、酯、芳烴和氯代烴等，配方中還加有石蠟以防溶劑過快地揮發(fā)，同時還加有增稠劑，如纖維素醚等以防流掛。當(dāng)脫漆劑將漆膜軟化后即可刮除漆膜并用水沖洗。第46頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（4）磷化處理：是將金屬通過化學(xué)反應(yīng)在金屬表面上生成一層不導(dǎo)電的、多孔的磷酸鹽結(jié)晶薄膜，此薄膜通常又被稱為轉(zhuǎn)化涂層。磁化處理的作用：

①由于磷化膜有多孔性，涂料可以滲入到這些孔隙中，因而可顯著地提高附著力；②又由于它是一層絕緣層，可抑制金屬表面微電池的形成，因而可大大地提高涂層的耐腐蝕性和耐水性。主要用于鋼鐵、鍍鋅板的漆前化學(xué)覆膜處理。

磷化的方法很多，有化學(xué)磷化，電化磷化和噴射磷化，也可用涂布磷化底漆來代替磷化處理。所有的磷化液都是由磷酸，堿金屬或重金屬的磷酸二氫鹽，及氧化性促進劑組成的酸性溶液。

第47頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

整個磷化過程都包含有基體金屬的溶解反應(yīng)，難溶磷酸鹽結(jié)晶沉積的成膜過程，及氧化性促進劑的去極化作用。①基體金屬的溶解反應(yīng)磷化液的pH一般都在2～5.5之間，呈酸性。因此當(dāng)金屬和此酸性溶液接觸時，必然發(fā)生由局部陽極和局部陰極反應(yīng)組成的金屬溶解過程：局部陽極：Me—→Me2++2e局部陰極：2H++2e—→H2↑金屬溶解反應(yīng)：Me+2H3PO4—→Me(H2PO4)2+H2↑第48頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日②成膜反應(yīng)由于局部陰極區(qū)域H+被還原而消耗，酸度下降，使得在第一階段形成的可溶性二價金屬磷酸二氫鹽離解成溶解度較小的磷酸一氫鹽：Me(H2PO4)2—→MeHPO4+H3PO4只要pH值上升到一定程度，則主要離解生成不溶性二價金屬磷酸鹽。此離解則比較迅速：3Me(H2PO4)2—→Me3(PO4)2+4H3PO4同時3MeHPO4—→Me3(PO4)2+H3PO4③氧化性促進劑的去極化作用和對金屬溶解的促進氧化劑的去極化作用是將還原形成的初生態(tài)氫氧化成水：2［H］+［O］—→H2O磷化過程中還有形成磷化渣的副反應(yīng)：Fe(H2PO4)2+［O］—→FePO4↓+H3PO4+1/2H2O第49頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

難溶磷酸鹽的溶度積(18～25℃)磷酸鹽溶度積Ksp磷酸鹽溶度積KspZn3(PO4)2Ni3(PO4)2Co3(PO4)2Ca3(PO4)Pb3(PO4)29.1×10-335×10-312×10-352.0×10-298.0×10-43AlPO4CrPO4(綠)CrPO4(紫)FePO4PbHPO46.3×10-192.4×10-231.0×10-171.3×10-221.4×10-10第50頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（5）鈍化處理經(jīng)磷化處理或經(jīng)酸洗的鋼鐵表面，為了封閉磷化層孔隙或使金屬表面生成一層很薄的鈍化膜，使金屬與外界各種介質(zhì)分離，可進行鈍化處理，以取得更好的防護效果。例如經(jīng)鉻酸鹽處理，能生成三價和六價鉻的鉻化層（高氧化態(tài)）。

第51頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

2.7.1.2木材施工前要先晾干或低溫烘干(70-80oC)，控制含水量在7-12％，這不僅可防木器因干縮而開裂、變形，也可使涂層不易開裂、起泡、脫落。施工前還要除去未完全脫離的毛束(木質(zhì)纖維)，其方法是經(jīng)多次砂磨，或在表面刷上蟲膠清漆，使毛束豎起發(fā)脆，然后再用砂磨除去。木器上的污物要用砂紙或其它方法除去，并要挖去或用有機溶劑溶去木材中的樹脂。為了使木器美觀，在涂漆之前可能還需進行漂白和染色。第52頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

2.7.1.3塑料表面的處理塑料制品已得到廣泛應(yīng)用，但它們涂漆時，普遍存在附著力差的問題。這跟塑料極性小、結(jié)晶度高、表面光滑及潤濕性差有關(guān)。像聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料，它們的結(jié)晶度很高、極性很小，無法在其表面直接涂漆；對于結(jié)晶度低或表面極性大的聚苯乙烯、ABS、酚醛塑料，經(jīng)過表面處理能進一步提高涂膜附著力和涂層質(zhì)量。因此，在塑料涂漆時，或者采用塑料專用涂料，或者采取塑料表面處理后用普通金屬用涂料涂飾。由于普通涂料成本低、來源廣，故對塑料表面進行處理具有現(xiàn)實意義。第53頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（1）一般處理①退火加熱至稍低于熱變形溫度保持一段時間，消除殘余應(yīng)力。②脫脂砂紙打磨、溶劑擦洗及水基清洗劑洗滌等。采用硬脂酸及其鋅鹽、硅油等脫模劑，很難被洗掉，通常采取水砂紙打磨除去。當(dāng)生產(chǎn)量大時，則借助超聲波用水基清洗劑洗滌。一般性污垢，生產(chǎn)批量較小時，采用溶劑擦洗。對溶劑敏感的塑料，像聚苯乙烯、ABS，采用由快揮發(fā)的低碳醇和低碳烴(如乙醇、己烷)配成的溶劑清洗劑擦洗；對溶劑不敏感的塑料，可用苯類溶劑和溶劑汽油清洗。塑件大批量脫脂清洗可采用中性或弱堿性水基清洗劑。第54頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日③除塵在空氣噴槍口設(shè)置電極高壓電暈放電產(chǎn)生離子化壓縮空氣，能方便有效地消除聚集的靜電，灰塵自然也就容易被吹掉。（2）化學(xué)處理塑料表面的化學(xué)處理主要是鉻酸氧化，使之在表面產(chǎn)生C=O、—COOH、—OH、—SO3H等極性基團，提高表面潤濕性，并使表面蝕刻成可控制的多孔性結(jié)構(gòu)，從而提高涂膜附著力。①鉻酸氧化主要用于PE、PP材料的表面處理。處理液為4.4份重鉻酸鉀、88.5份硫酸、7.1份水，70℃處理5～10min。PS、ABS采用稀的鉻酸溶液處理，涂膜具有高附著力。聚烯烴類塑料也可以采用KMnO4、鉻酸二環(huán)已酯作氧化劑，Na2SO4、ClSO3H作磺化劑進行化學(xué)處理。第55頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

②磷酸水解尼龍用40%H3PO4溶液處理，酰胺鍵水解斷裂，使表面被腐蝕粗化：﹏CONH﹏+H++H2O→﹏CO2H+H2N﹏其它像聚甲醛也可以采用磷酸處理來粗化表面。③氨解含酯鍵塑料，像雙酚A聚碳酸酯，經(jīng)表面胺化處理而粗化：﹏OCO2﹏+RNH2→﹏OH+RNHCO﹏而氟樹脂則應(yīng)采用超強堿鈉氨來處理，降低表面氟含量，提高其潤濕性。﹏CF2﹏+NaNH2→﹏CF（NH2）﹏+NaF

④偶聯(lián)劑處理在塑料表面有-OH、-CO2H、-NH2等活潑氫基團時，可用有機硅或鈦偶聯(lián)劑與涂膜中的活潑氫基團以共價鍵的方式連接，從而大大提高涂膜附著力。第56頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日塑料-OH+﹏Si(RO)2﹏+HO-涂料→塑料-O-Si-O-涂膜+ROH⑤氣體處理氟塑料用鋰蒸氣處理形成氟化鋰除去，使表面活性化；聚烯烴用臭氧處理使表面氧化生成極性基團。（3）物理化學(xué)處理①溶劑腐蝕塑料表面低分子量成分、增塑劑及非晶態(tài)部分受溶劑侵蝕作用，腐蝕成多孔粗糙結(jié)構(gòu)，但應(yīng)在處理以后30～60s時間內(nèi)立即涂漆，以免孔隙干涸后又封閉。對于聚烯烴、聚酯等，可用氯化溶劑；熱固性塑料則用甲苯、丙酮溶劑；PS、ABS宜采用溶解力弱的乙醇溶劑腐蝕。溶劑腐蝕后殘留的部分易造成涂膜起泡，可用單體作為溶劑進行處理，聚合后即消除起泡缺陷。第57頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

②紫外線輻照在空氣中經(jīng)紫外線照射后塑料表面產(chǎn)生極性基團，附著力明顯增加。但輻照過度，材料表面降解嚴(yán)重，涂膜附著力反而下降。

③等離子體處理

在高真空電暈放電、高溫強化處理，原子和分子失去電子被電離成離子或自由基。由于正負電荷相等，故稱之等離子體，用氧、氮和氦等離子體處理聚烯烴提高涂膜附著力。但在空氣中常溫常壓下，進行火花放電法等離子體處理較經(jīng)濟實用。汽車塑料件都采用低壓輝光放電產(chǎn)生的正離子轟擊表面，產(chǎn)生刻蝕作用。④火焰處理塑料背面用水冷卻，正面經(jīng)受～1000℃的瞬間(～1s)火焰處理，產(chǎn)生高溫氧化。第58頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日（4）塑料表面處理評價①水潤濕法處理后塑件浸入水中，取出后看水膜是否完整，并在一定時間內(nèi)不破裂，以判定處理的程度和均勻性。

②品紅著色法將塑件浸于酸性品紅溶液中，取出后用水沖洗，觀察著色均勻程度和著色強度。第59頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.7.2涂裝方法在選擇施工方法前，應(yīng)重點考慮以下各點：（1）施工物面的材料性能、大小和形狀；（2）合理選擇涂料品種及各涂料品種的特性；（3）對涂漆的質(zhì)量要求；（4）施工環(huán)境、設(shè)備、工具等必要條件；（5）涂裝的施工效率、經(jīng)濟價值等。第60頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.7.2.1手工涂裝（Manualbrushing）包括刷涂、滾涂、揩涂、刮涂等。其中劇涂是最常見的手工涂裝法，適用于多種形狀的被涂物，省漆，工具簡單。涂刷時，機械作用較強，涂料較易滲入底材，可增強附著力。缺點：勞動強度大，生產(chǎn)效率低，對于快干性、流平性較差的涂料不大合適，易留下明顯的刷痕、流掛和膜厚不均等現(xiàn)象，平整和美觀性較差。主要工具是各種漆刷。

滾涂（輥涂）（Rollerpainting）多用于乳膠涂料的涂裝，但只能用于平面的涂裝物。效率較高，不易形成粉塵。

刮涂（Spatula）則多用于粘度高的厚膜涂裝方法，一般用來涂布膩子和填孔劑。第61頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.7.2.2浸涂（dipping）和淋涂(flowpainting)將被涂物浸入涂料中，然后吊起滴盡多余的涂料，經(jīng)過干燥而達到涂裝目的的方法稱為浸涂。淋涂則是用噴嘴將涂料淋在被涂物上以形成涂層，它和浸涂方法一樣適用于大批量流水線生產(chǎn)方式。對于這兩種涂裝方法最重要的是控制好粘度，因為粘度直接影響漆膜的外觀和厚度．第62頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.7.2.3空氣噴涂（Airspraying）空氣噴涂是通過噴槍使涂料霧化成霧狀液滴，在氣流帶動下，涂到被涂物表面的方法。優(yōu)點：

(1)效率高，作業(yè)性好。每小時可噴涂150～200m2，是刷涂的8～10倍。（2）涂膜厚度均勻、光滑平整，外觀裝飾性好。（3）適應(yīng)性強。對各種涂料和各種材質(zhì)、形狀的工件都適應(yīng)，不受場地限制(但環(huán)境不允許有灰塵)，只要有電源就可使用，是目前廣泛采用的一種涂裝方法，特別適合于快干性涂料的施工。噴涂裝置包括噴槍、壓縮空氣供給和凈化系統(tǒng)，輸漆裝置噴涂應(yīng)在具有排風(fēng)及清除漆霧的噴漆室中進行。

第63頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日不足之處：（1）有一部分涂料隨空氣的擴散而損耗；一般涂料利用率只有50%～60%，小件只有15%～30%；（2）成膜較薄，需多次才能達到規(guī)定的膜厚要求；（3）涂料的滲透性和附著力一般比刷涂要差；（4）擴散在空氣中的漆料和溶劑，對人體和環(huán)境有害；（4）在通風(fēng)不良的情況下，溶劑的蒸氣達到一定程度，容易引起爆炸和火災(zāi)。如果在施工前將涂料預(yù)熱至60-70oC，再進行噴涂，稱為熱噴涂，熱噴涂可節(jié)省涂料中的溶劑。第64頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日噴槍是空氣噴涂最關(guān)鍵的部件，它的種類很多，按霧化方式分，有內(nèi)部混合和外部混合兩種。內(nèi)部混合的噴霧圖形僅限于圓形，適用于小物件和多彩涂料的噴涂。外部混合的噴霧形狀可以調(diào)節(jié)，適用于大、小各種形狀的工件，因此一般都采用外部混合式噴槍。第65頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第66頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

2.7.2.4無空氣噴涂法(Airlesssparying)

高壓無氣噴涂是利用高壓泵，對涂料施加10～25MPa的高壓，以～100m/s的高速從噴槍小孔中噴出，與空氣發(fā)生激烈沖擊而霧化并射在被涂物上。由于霧化不用壓縮空氣，故又稱之無氣噴涂。高壓噴涂相對于空氣噴涂具有以下優(yōu)點：

1)涂裝效率高。由于高壓噴涂涂料噴出量大，涂料粒子噴射速度快，涂裝效率比空氣噴涂高3倍以上。

2)對復(fù)雜工件有很好涂覆效果。由于涂料噴霧不混有壓縮空氣流，避免了在拐角、縫隙等死角部位因氣流反彈對漆霧沉積的屏蔽作用。

3)可噴涂高、低粘度的涂料。噴涂高粘度涂料時，可得厚涂膜，減少噴涂次數(shù)。

4)涂料利用率高，環(huán)境污染低。由于沒有空氣噴涂時的氣流擴散作用，漆霧飛散少；噴涂高固體分涂料使稀釋劑用量減少，溶劑的散發(fā)量也減少，從而使作業(yè)環(huán)境得到改善。第67頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日高壓噴涂的缺點是：1)噴出量和噴霧圖幅不能調(diào)節(jié)，除非更換噴嘴；2)涂膜外觀質(zhì)量比空氣噴涂差，尤其是不適宜裝飾性薄涂層噴涂施工。第68頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

2.7.2.5靜電噴涂法

靜電噴涂是對噴槍施加負高電壓，在被涂工件和噴槍之間形成一高壓靜電場。

當(dāng)電場強度足夠高時(E0)，噴槍針尖端的電子便有相當(dāng)?shù)膭幽埽鼪_擊槍口附近空氣，使空氣分子電離產(chǎn)生新的電子和離子，空氣絕緣性產(chǎn)生局部破壞，離子化的空氣在電場力的作用下，移向正電極，產(chǎn)生電暈放電；繼續(xù)升高電壓，使電場強度超過極限電場強度(Emax)，空氣絕緣層將被徹底破壞，形成很強的離子流，產(chǎn)生火花放電。

第69頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日火花放電對涂裝作業(yè)會造成火災(zāi)事故，因此靜電噴涂是在E0～Emax之間的電場強度下，槍口針尖端的電子碰撞從槍口噴出的涂料，使涂料液滴帶上負電荷。若涂料液滴在槍口處帶上多個負電荷，受同性相斥作用，涂料液滴進一步霧化，帶負電荷的漆霧受電場力作用沉積于正極工件表面。第70頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日第71頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

靜電涂漆時，涂料粒子不斷受到離子化空氣的沖擊而帶上電荷，在同性電荷的相斥作用下，涂料粒子被霧化直至與涂料液滴的表面張力相抗衡，由于霧化充分，涂膜的外觀裝飾性良好，廣泛地用作面漆的裝飾性施工。由于電場的環(huán)抱作用，帶有電荷的漆霧將有效地沉積在工件表面，附著率很高且均勻地附著在整個表面?？傊?，靜電噴涂具有以下特點：1)涂料利用率高。對于管狀，小件等靜電噴涂的涂料利用率高達80%以上。當(dāng)然，涂料的利用率(或沉積率)受涂料荷電性的影響。2)漆霧飛散少，改善了作業(yè)環(huán)境條件。第72頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

3)邊角部位有相當(dāng)?shù)耐磕ず穸龋雷o性好。邊角部位由于尖端效應(yīng)，電荷密度高，沉積涂膜厚，在表面張力作用下，干膜仍有足夠厚度。4)涂膜外觀質(zhì)量好，涂裝生產(chǎn)效率高，適合于自動化大批量生產(chǎn)。5)復(fù)雜形狀的工件受電場屏蔽或電場力分布不均勻影響，需要手工補噴。6)對涂料和溶劑的導(dǎo)電性、溶劑揮發(fā)性有特定要求；對塑料和木材制品的涂漆，需采取相宜的措施才能靜電噴涂。7)對安全操作有嚴(yán)格的規(guī)定。第73頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

3)邊角部位有相當(dāng)?shù)耐磕ず穸?，防護性好。邊角部位由于尖端效應(yīng)，電荷密度高，沉積涂膜厚，在表面張力作用下，干膜仍有足夠厚度。4)涂膜外觀質(zhì)量好，涂裝生產(chǎn)效率高，適合于自動化大批量生產(chǎn)。5)復(fù)雜形狀的工件受電場屏蔽或電場力分布不均勻影響，需要手工補噴。6)對涂料和溶劑的導(dǎo)電性、溶劑揮發(fā)性有特定要求；對塑料和木材制品的涂漆，需采取相宜的措施才能靜電噴涂。7)對安全操作有嚴(yán)格的規(guī)定。第74頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.7.2.5粉末涂裝

(1)粉末涂裝特點粉末涂裝由于采用低污染涂料并設(shè)置粉末回收系統(tǒng)，相對于溶劑性涂料的施工，它具有以下特點：1)涂料利用率高，達90%以上，且為低污染涂裝方法。2)適合于自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。3)涂膜厚，一道涂膜厚度可達100～300μm。粉末涂裝也存在著某些缺陷：1)烘烤溫度高(≥200℃)，涂膜易變色；2)涂覆設(shè)備專用，換色不方便；3)烘烤以后的涂膜缺陷不易修補；4)涂膜外觀裝飾性較差，流平性和光澤度均不如溶劑性漆噴涂；5)涂層附著力較差，很多情況下需采取熱處理或調(diào)濕處理。第75頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日粉末涂裝采用的涂料有熱塑性和熱固性之分熱塑性有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、氟樹脂、氯化聚醚、聚苯硫醚等；熱固性的包括環(huán)氧、聚酯、丙烯酸、聚氨酯等。熱固性粉末涂料的熔融溫度，熔體粘度都較熱塑性低，涂膜的附著力和平整度都比熱塑性粉末涂層好。熱塑性粉末涂料的樹脂很多具有結(jié)晶性，在烘烤以后應(yīng)進行淬水處理，確保涂層有足夠的附著力。(2)粉末涂裝方法粉末涂裝方法有火焰噴射，流化床法、靜電流化床法、靜電噴射法及粉末電泳法等?；鹧鎳娚浞ㄓ捎跇渲资芨邷胤纸?，涂膜質(zhì)量差，很少應(yīng)用。第76頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

流化床法是將工件預(yù)熱到高出粉末熔融溫度20℃以上的溫度，然后浸在沸騰床中使粉末局部熔融而粘附在表面上，經(jīng)加熱熔合形成完整涂層。流化床法只適合于厚壁型熱容量大的小工件，熱容量小的薄板件不適合。工件預(yù)熱溫度越高，涂層越厚，一般都在100～300μm之間。要形成100μm以下的薄涂層，不宜采用流化床法。另外，流化床法涂裝時，由于樹脂受熱溫度高，時間長，在烘烤以后往往采取水強制冷卻，減少熱分解作用。

靜電流化床是將冷工件在流化床中通過靜電吸附粉末，因此工件不需要預(yù)熱，并能形成完整的薄涂層，但也只適合于小件的涂裝。第77頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日流化床法粉末涂裝第78頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日靜電噴涂法可以形成50～200μm的完整涂層，且涂層外觀質(zhì)量較好，生產(chǎn)效率高，是粉末涂裝應(yīng)用最廣的一種方法?，F(xiàn)在的粉末靜電噴涂設(shè)備設(shè)置一套自動粉末清掃裝置，因此換色也較為方便。

粉末電泳法是將樹脂粉末分散于電泳漆中，按電泳涂裝的方法附著在工件的表面，烘烤時樹脂粉末和電泳漆基料融為一體形成涂層。它具有電泳涂裝的優(yōu)點。例如沉積時間短、生產(chǎn)效率高，膜厚均勻并易于通過電壓來調(diào)整厚度。另外避免了粉末涂裝普遍存在的粉塵問題。該方法存在的缺陷是由于水分的作用，烘烤時涂層會產(chǎn)生氣孔，且烘烤溫度較高；另外，涂層要比普通電泳漆厚，一般在40～100μm。第79頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日2.7.2.6電泳涂裝（1）電泳涂裝原理電泳涂料的樹脂經(jīng)酸或堿中和劑中和以后，能溶解分散于水中，此聚合物電解質(zhì)便離解形成帶電膠粒。在直流電場中，離子化的樹脂膠團將同時發(fā)生電泳、電解、電沉積和電滲作用，使之在金屬表面附著一層樹脂膜。上述四個過程對電泳涂裝都起著重要作用，彼此不能分割。第80頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

1）電泳

帶電膠粒在直流電場中，向電荷極性相反的電極移動，移動速度極大地受到分散介質(zhì)粘滯阻力的影響，猶如泳動，故稱之電泳。由于膠團為雙電層結(jié)構(gòu)，它的泳動速度可按下式表示：V=ζεE/kπη式中V——泳動速度E——電場電位梯度，V/mζ——雙電層界面動電位ε——介質(zhì)的介電常數(shù)η——體系粘度K——與膠粒形狀有關(guān)的常數(shù)：球形K=6，棒形K=4電泳漆液的介電常數(shù)和粘度一般無多大變化，因此電場強度和膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)特性將對電泳產(chǎn)生較顯著的影響。第81頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

2）電解電解質(zhì)水溶液在直流電場中，水會發(fā)生電解。在陽極區(qū)域，發(fā)生如下陽極反應(yīng)：2OH-→2H＋

+O2↑+4e在陰極區(qū)域，發(fā)生如下反應(yīng)：2H2O+2e→2OH-+H2↑

電解使陽極界面溶液的pH值下降，陰極界面溶液的pH值上升，并且在兩個電極界面都產(chǎn)生氣體。電解質(zhì)水溶液的電導(dǎo)值越大，電解越強烈，pH值變化幅度越大，但生成的氣泡大大增多，而氣泡是造成電泳涂膜針孔和粗糙的根本原因。第82頁，共89頁，2023年，2月20日，星期日

3）電沉積陽極電泳漆離子化并穩(wěn)定分散于水中的pH值在8～9之間；陰極電泳漆離子化并穩(wěn)定地分散于水中的pH