涂料的种类和规格

一、根据形态分类，涂料主要分为有机溶剂型涂料，水性涂料和粉末涂料[1]。

1.1有机溶剂型涂料

有机溶剂型涂料是把有机溶剂作为稀释剂制成的涂料[2]。经过多年的发展，有机溶剂型涂料形成了具有高装饰性和持久保护性，多功能性和多样性的新型建筑材料，不仅在现代工业和现代国防的发展中，而且在信息，生物化学和新材料方面发挥着重要作用。航空产业、海洋资源的开发和环境保护等现代产业的发展也在很大程度上取决于有机溶剂型涂料的发展。但是在涂覆涂层后，成膜过程中，溶剂蒸发，会造成环境污染，大多数有机溶剂对人类都有毒，同时在成膜后溶剂完全蒸发，造成了资源和能量的浪费。

1.2粉末涂料

粉末涂料以固体树脂作为基料，由基料与颜填料和助剂等组分组成固体粉末而制成，分为热塑性和热固性两大类[3]。与有机溶剂型涂料和水性涂料不同，它是以微小的粉末状态存在，从而容易分散在空气中，因此它的稀释剂是空气，而不是液体[4]。粉末涂料对环境要求低，可使用静电、滚涂、淋涂等多种涂装方式，并且过喷的粉末可以100%回收[5]。粉末涂料的涂膜性能优异，附着力良好、耐候性强、坚硬耐磨以及耐腐蚀性能优异，同时还是环境友好型涂料，在生产及使用过程中可以达到VOC零排放。

但其有很多缺陷，比如在生产和涂装过程中会产生大量粉尘，现有的除尘设备无法处理完全，仍有部分超细粉尘排放到大气中，并且需大量使用对人体有害的原料。粉末涂料的固化需要高温条件，要消耗更多能量，而且无法在大多数非金属底材、特大型金属件和形状复杂的金属件表面使用。

1.3水性涂料

水性涂料就是将水作为分散介质或者作为溶剂的一种涂料，按照使用的黏合剂进行划分，水性涂料可以分为人工合成树脂的水性涂料，还有矿物质以及天然物质为主的天然性的水性涂料[6]。

水性涂料不仅成本低，而且相对于有机溶剂型涂料安全、不易燃易爆、可以在潮湿环境中直接使用，适用于喷涂、刷涂、电泳涂装等多种方法，以及于各种材质及形状的物品，受涂装方法和固化条件的限制小。并且这种涂料疏松多孔，透气性良好，不容易起泡，对施工的基层含水率要求更为宽松。

以水作为原料既有好处也有缺点。水较难蒸发，水性涂料需要更高的烘干温度或更长的烘干时间，这种涂料对喷漆室的湿度也有一定的要求，在环境相对湿度85%以上时表干缓慢，水溶剂在较饱和湿度环境下无法正常挥发，当相对湿度过高（I>90%）时，在被涂物上的涂膜会流淌下来[7]。因此还需要在有良好的空气循环的喷漆室中，保持适当的温度的情况下使用。并且水性涂料现在无法像有机溶剂型涂料一样，应用于高装饰性场合。

二、根据涂层干燥机理分类

涂料的附着施工在彩涂板的涂层工艺中只是完成了涂料成膜的第一步 ，还要继续进行变成固态连续膜的过程，才能完成全部的涂料成膜过程。这个由“湿膜”变为“干膜”的过程通常称为“干燥”或“固化"。这个干燥和固化的过程是涂料成膜过程的核心。不同形态和组成的涂料有各自的成膜机理，成膜机理是由涂料所用的成膜物质的性质决定的。通常我们将涂料的成膜发生分为两大类:

(1)非转化型。一般指物理成膜方式，即主要依靠涂膜中的溶剂或其他分散介质的挥发，涂膜黏度逐渐增大而形成固体涂膜。例如:丙烯酸涂料、氯化橡胶涂料、乙烯涂料等。

(2)转化型。一般指成膜过程中发生了化学反应，及涂料主要依靠化学反应发生成膜。这种成膜就是涂料中的成膜物质在施工后聚合称为高聚物的涂膜的过程，可以说是一种特殊的高聚物合成方式，它完全遵循高分子合成反应机理。例如:醇酸涂料、环氧涂料、聚氨酯涂料、酚醛涂料等。但是，现代的涂料大多不是-一种单一的方式成膜，而是依靠多种方式最终成膜的，卷材涂料就是典型的一种依靠多种方式最终成膜的。

涂料成膜机理 非转化型涂料和转化型涂料成膜

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。

（二）热塑性乳胶涂料

乳胶涂料的成膜过程可参见图

此类涂料的干燥成膜与环境温度、湿度、成膜助剂和树脂玻璃化温度等相关。环境湿度极大地制约着成膜湿阶段水的蒸发速率，提高空气流速可大大加快涂膜中水的蒸发；当乳胶粒子保持彼此接触时，水的挥发速率降至湿阶段的5~10%。此时如果乳粒的变形能力很差，将得到松散不透明且无光泽的不连续涂膜。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。在乳粒融合以后，涂膜中水分子通过扩散逃逸，释放非常缓慢。

一般地，乳胶涂料的表干在2h以内，实干约24h左右，干透则约需两周。成膜助剂从涂膜中挥发速率按乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇丁醚乙酸酯、乙二醇、二乙二醇单丁醚依次递减。乙二醇单甲醚蒸发太快，在到达干膜前便完全逸失；乙二醇醚乙酸酯则基本上全部分布于树脂相中。这两种助剂在于阶段对水的蒸发影响较小。乙二醇丁醚则趋向于在水相和树脂相之间分配，水蒸发受其分配率的影响。乙二醇的存在使之形成一个连续的膨胀的亲水网状结构，使极性成膜助剂易于扩散逃逸。但乙二醇比丙二醇更趋吸湿性，涂膜干透较慢，添加丙二醇的乳胶漆膜在几周以后保留极少的水或成膜助剂，不至于涂膜（特别是户外涂料）产生不利影响。

（三）热熔融成膜

热塑性粉末涂料、热塑性非水分散涂料必须加热到熔融温度以上，才能使树脂颗粒融合形成连续完整的涂膜。此时成膜取决于熔流温度、熔体粘度和熔体表面张力。

二、转化型涂料

靠化学反应交联成膜的涂料称之为转化型涂料。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工固态涂膜。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，故此类涂料称之为热固性涂料。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。

（一）气干型涂料

气干型涂料是利用空气中的氧气或潮气来固化成膜的涂料。

1、氧化聚合涂料

含干性油的涂料按氧化聚合方式成膜，干燥性能与油的性质、油度、催干剂等有关。干性油基的氧化聚合反应极为复杂，并且在干燥过程中始终有涂膜的分解产物产生，很难用某个化学反应来表述。但对于含共轭双键的油基，在干燥过程中，过氧化氢的生成不显著，仅在成膜以后才有过氧化氢生成

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

（二）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4~8h的使用期。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。

（三）烘烤固化型涂料

这类涂料的树脂中的各基团，在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。