表格模板-现代表面技术5表面涂覆技术 精品.ppt

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1、1第五章第五章 表面涂覆技术表面涂覆技术第一节第一节 涂料与涂装涂料与涂装第二节第二节 粘结与粘涂粘结与粘涂第三节第三节 堆焊堆焊第四节第四节 热喷涂热喷涂第五节第五节 电火花表面涂敷电火花表面涂敷第六节第六节 熔结熔结第七节第七节 热浸镀热浸镀第八节第八节 搪瓷涂搪瓷涂第九节第九节 陶瓷涂层陶瓷涂层第十节第十节 塑料涂敷（又称涂塑或喷塑）塑料涂敷（又称涂塑或喷塑）2第一节第一节 涂料与涂装涂料与涂装 ，以前通称为“油漆”，但是在现代应用中实际已经远远超过油漆的使用范围。，涂料的施工称为涂装。在国民经济的发展过程中，涂料的研发和涂装技术得到了迅猛发展，发挥越来越重要的作用。 一、涂料的组成一、

2、涂料的组成 涂料产品有数千种，包括油脂涂料、过氯乙烯涂料、橡胶涂料等18大类，但其物质组成一般分为成膜物质、颜料、溶剂、助剂四个部分，见下图所示。3涂料的组成涂料成膜物质天然树脂天然油脂合成树脂颜料（着色颜料、防锈颜料等）溶剂（有机或水）助剂（固化剂、催干剂等）图. 涂料组成4二、涂料的分类二、涂料的分类 涂料种类多达几千种，用途各异，存在着多种分类方法。一般有以下两种。 根据成膜干燥机理可将涂料分为两大类： (1) 溶剂挥发类溶剂挥发类 涂料在成膜过程中不发生化学反应，只是溶剂挥发使涂料干燥成膜。这类涂料一般为自然干燥型涂料，容易重新涂装，如硝基漆、乙烯漆类。 (2) 固化干燥类固化干燥类

3、这类涂料的成膜物质一般是相对分子量较低的线性聚合物，可溶解于特定的溶剂中，经涂装后，待溶剂挥发后，就可通过化学反应交联固化成膜。5 按照国家规定，目前我国涂料产品是以涂料中的主要成膜物质为基础来分类的。按此方法，将成膜物质分为17大类，相应的涂料产品也分为17大类。 6表5.1 成膜物质分类及命名代号序号序号成膜物质类别成膜物质类别命名代号命名代号主要成膜物质主要成膜物质1油脂油脂Y天然植物油、鱼油、合成油等天然植物油、鱼油、合成油等2天然树脂天然树脂T松香及其衍生物、虫胶、乳酪素动物胶、大漆及其衍生物等松香及其衍生物、虫胶、乳酪素动物胶、大漆及其衍生物等3酚醛树脂酚醛树脂F酚醛树脂、改性酚醛

4、树脂、二甲苯树脂酚醛树脂、改性酚醛树脂、二甲苯树脂4沥青沥青L天然沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青、石油沥青天然沥青、煤焦沥青、硬脂酸沥青、石油沥青5醇酸树脂醇酸树脂C甘油醇酸树脂、改性醇酸树脂、季戊四醇及其它醇类的醇酸树甘油醇酸树脂、改性醇酸树脂、季戊四醇及其它醇类的醇酸树脂等脂等6氨基树脂氨基树脂A脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂7硝基纤维素硝基纤维素Q硝基纤维素、改性硝基纤维素硝基纤维素、改性硝基纤维素8纤维酯、纤维醚纤维酯、纤维醚M乙酸纤维、苄基纤维、乙基纤维、羟甲基纤维、乙酸丁酸纤维乙酸纤维、苄基纤维、乙基纤维、羟甲基纤维、乙酸丁酸纤维等等9过氯乙烯树脂过氯乙烯树脂G过

5、氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂过氯乙烯树脂、改性过氯乙烯树脂10烯类树脂烯类树脂X聚二乙烯基乙炔树脂、聚乙烯共聚树脂、聚醋酸乙烯及其共聚聚二乙烯基乙炔树脂、聚乙烯共聚树脂、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇缩醛树脂、聚苯乙烯树脂、含氟树脂等物、聚乙烯醇缩醛树脂、聚苯乙烯树脂、含氟树脂等11丙烯酸树脂丙烯酸树脂B丙烯酸树脂、丙烯酸共聚树脂及其改性树脂丙烯酸树脂、丙烯酸共聚树脂及其改性树脂12聚酯树脂聚酯树脂Z饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂13环氧树脂环氧树脂H环氧树脂、改性环氧树脂环氧树脂、改性环氧树脂14聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯S聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯15元素有机聚合物元

6、素有机聚合物W有机硅、有机钛、有机铝有机硅、有机钛、有机铝16橡胶橡胶J天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物天然橡胶及其衍生物、合成橡胶及其衍生物17其它其它E以上以上16类以外的成膜物质，如无机高分子材料类以外的成膜物质，如无机高分子材料（请见课本老书（请见课本老书P107页表页表51 新书新书P149页表页表71）7三、三、 涂料产品的命名涂料产品的命名 根据我国标准局颁布的涂料产品分类命名和型号（GB2705）的有关规定，全命全命颜料或颜色名称颜料或颜色名称成膜物质名称基本名称成膜物质名称基本名称例如， 红醇酸磁漆、锌黄酚醛防锈漆。8四、常用涂料的性能四、常用涂料的性能1. 1. 酚醛

7、树脂涂料酚醛树脂涂料本类涂料可分为两类：(1) 改性酚醛树脂涂料改性酚醛树脂涂料 以松香改性酚醛树脂涂料为主，特点是干得快，耐水、耐久，价格低廉，广泛用作建筑和家用涂料。(2) 纯酚醛树脂涂料纯酚醛树脂涂料 由纯酚醛树脂和植物油熬制而成，耐水性、耐化学腐蚀性、耐候性、绝缘性都非常优异，多用于船舶、机电产品等。2. 2. 醇酸树脂涂料醇酸树脂涂料由多元醇、多元酸和脂肪酸经缩聚而得到的一种特殊的聚酯树脂。此涂料成膜后具有良好的柔韧性、附着力和强度，颜料、填料能均匀分散，颜色均匀，遮盖力好等优点。缺点是耐水性较差。这类涂料的产量在我国涂料中居首位，使用面极广。93. 3. 氨基树脂涂料氨基树脂涂料主

8、要有以下四种涂料：(1) 氨基醇酸烘漆氨基醇酸烘漆 目前应用最广的工业用漆。其成膜温度低，时间短，具有良好的耐化学药品性，不易燃烧，绝缘好。(2) 酸固化型氨基树脂涂料酸固化型氨基树脂涂料 常温下能固化成膜，光泽好，外观丰满，但是耐温度和耐水性较差，主要用于木材、家具等涂装。(3) 氨基树脂改性的硝化纤维素涂料氨基树脂改性的硝化纤维素涂料 氨基树脂增强了硝基透明涂料的耐候、保光等性能，提高了固体分含量。(4) 水溶性氨基树脂涂料水溶性氨基树脂涂料 其物化性能优于溶剂型氨基醇酸树脂，但耐老化性不及溶剂型的好。104. 丙烯酸树脂涂料丙烯酸树脂涂料 丙烯酸树脂是由丙烯酸或其酯类或（和）甲基丙烯酸酯

9、单体经加聚反应而成，有时还用其它乙烯系单体共聚而成。这类涂料可分热塑性和热固性两类。共同点是：涂膜高光泽，耐紫外线照射，长期保持色泽和光亮，耐化学药品和耐污性较好。它们用途广泛，如轿车、冰箱、仪器仪表等。5. 涂料涂料 这类涂料成膜后。广泛用于化工、石油、航空、机车、木器、建筑等，兼作防护与装饰之用。11五、紫外光固化涂料五、紫外光固化涂料1 1、特点、特点 紫外光固化涂料是在250nm450nm波长紫外光的作用下进行固化的一类涂料。 固化温度低；速度快；固化时间可小于1s至10s；成膜能力强，可一次施涂达到膜厚要求，操作管理简单，可靠性好，不需要预热和保温，适宜于自动流水线作业，消耗能源约为

10、热固化的1/10;涂膜性能好，固化时几乎无溶剂挥发。体积收缩很小，真空状态下性能优良。由于大多数着色颜料对紫外光的透过率低，难于制成色漆，所以目前已工业化的光固化涂料多为清漆。2 2、组成、组成 光固化涂料主要由光敏剂、光敏树脂和活性稀释剂等组成，此外还加入流平剂、稳定剂、促进剂、染料、颜料等。12六、涂装工艺六、涂装工艺 使涂料在被涂的表面形成涂膜的全部工艺过程成为涂装工艺。具体的涂装工艺主要根据工件的材质、形状、使用要求、涂装用工具、涂装时的环境、生产成本等加以合理选用。涂装工艺的一般工序是：涂前表面处理涂前表面处理涂布涂布干燥固化干燥固化涂前表面处理：清洗、粗化等； 涂布：手工涂布；喷涂

11、法、静电涂布法、电泳涂布 法、粉末涂布法、辊涂法等等。 干燥固化：即成膜机理。见下页。13七、七、 涂料成膜机理涂料成膜机理 涂料首先是一种流动的液体，在基材表面涂布完成之后形成一层坚韧的薄膜，这个过程是玻璃化温度不断升高的过程。不同形态和组成的涂料有不同的成膜机理，这由涂料中的成膜物质性质决定。根据涂料成膜物质的性质，涂料成膜方式可以分为两大类： 由非转化型成膜物质组成的涂料以物理方式成膜物理方式成膜； 由转化型成膜物质组成的涂料以化学方式成膜化学方式成膜。1. 物理成膜方式物理成膜方式 依靠涂料内的溶剂或分散剂的直接挥发或聚合物粒子凝聚得到涂膜的过程称为物理成膜方式。物理成膜方式具体包括溶

12、剂挥发成膜方式溶剂挥发成膜方式和聚合物凝聚成膜方式聚合物凝聚成膜方式两种。142. 化学成膜方式化学成膜方式 化学成膜指在加热或其它条件下，使涂敷在基材表面上的低分子量聚合物成膜物质发生交联反应，生成高聚物，获得坚韧涂膜的过程。为了使涂膜中的结构交联，将未交联的线型聚合物，或者轻度支链化的聚合物溶于溶剂中配成涂料，然后在涂敷成膜后发生交联。另外可以用简单的低分子化合物配成涂料，待涂成膜后再令其发生交联反应。因此，根据不同的过程将化学成膜机理分为两类： 漆膜的直接氧化直接氧化，即涂料在空气中的氧化交联或与水蒸气 反应； 涂料组分之间发生化学反应的交联固化交联固化。15涂装线示例16第二节第二节

13、粘结与粘涂粘结与粘涂一、粘结一、粘结 粘结或粘合用胶粘剂将各种材料或制件连接成为一个牢固整体的方法。1 1、粘结剂的组成、粘结剂的组成 粘结剂又称粘合剂，俗称胶。它由基料、固化剂、填料和辅助材料配合而成。2 2、粘结剂的分类、粘结剂的分类 按照不同的分类标准，粘结剂有不同的类型。粘结剂具体分类如图7.2所示 17胶粘剂的分类胶粘剂的分类按基料分无机粘结剂有机粘结剂天然粘结剂合成粘结剂按物理形态分胶液（包括溶液、乳液、无溶剂液体）胶糊（糊状）胶粉胶棒胶膜其它形态的胶按固化方式分水基蒸发型溶剂挥发型热熔型化学反应型压敏型按受力情况分结构粘结剂（能传递较大的力）非结构粘结剂（不能传递较大的力）按用途

14、分（包括各种材料、制件、产品以及特种功能用胶）粘结剂18二、粘结原理二、粘结原理 粘结是一个复杂的过程，主要包括表面润湿、粘结剂分主要包括表面润湿、粘结剂分子向被粘物工件表面移动、扩散和渗透、粘结剂与被粘物子向被粘物工件表面移动、扩散和渗透、粘结剂与被粘物形成物理和机械结合等形成物理和机械结合等。有关粘结的理论很多，如机械结合理论、溶解度参数理论、吸附理论、扩散理论、静电理论、化学键理论、抛锚理论等。 与涂装一样，工件的表面处理非常重要。主要有两个目的： 一、除去不利于粘结的各种污垢；二、改变被粘物的物理化学性质，以利于粘结； 19 目前表面处理方法很多，最常用的有：溶剂（包括水）擦洗；溶剂脱

15、脂和蒸汽脱脂；机械打毛，如，摩擦、喷砂、喷丸等；化学清洗和腐蚀；脱脂、机械粗化和化学处理联合使用。20三、三、 主要粘结剂及其应用主要粘结剂及其应用1、主要粘结剂、主要粘结剂：（：（老课本上的英语印刷错误！）老课本上的英语印刷错误！）1）环氧树脂粘结剂（epoxy adhesive）2）酚醛树脂粘结剂 (phenolic resin adhesive)3）脲醛树脂粘结剂 (urea resin adhesive)4）聚氨酯粘结剂 (polyurethane adhesive)5）聚酰亚胺粘结剂(polyimide adhesive)6）厌氧粘结剂(anaerobic adhesive)7）氰基

16、丙烯酸胶粘剂(cyanoacrylate adhesive)8）橡胶型胶粘剂(rubber adhesive)9）聚硫橡胶密封胶(polysulfide rubber adhesive)10 压敏胶粘剂(pressure sensitive adhesive)11）光敏胶粘剂(photosensitive adhesive)12）无机胶粘剂(inorganic adhesive)(各种胶粘剂的具体组成、性能、用途等请参见课本参见课本P116118)212 2、胶粘剂的应用领域、胶粘剂的应用领域机械工业；电子电器工业；汽车工业；航空宇航工业；纺织工业；木材工业；医疗卫生业22四、四、 粘涂技术粘涂技术表面粘涂技术：是将加入二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和纤维等特殊填料的胶粘剂，直接涂覆于材料或零件表面，使之具有耐磨、耐蚀、绝缘、导电、保温、防辐射等功能的一项新技术。 粘涂技术是粘结技术的一个分支，目前主要应用于表面强化和修复。 粘涂具有粘结技术的大部分优点，如应力分布均匀、容易做到密封、绝缘、耐蚀和隔热等。它的工艺简单，不需要专门设备，而是将配好的胶涂覆于清理好的零件表面，待固化后进行修复