天津交通职业学院教案首页单元四常用涂装材料一、教学目的

1天津交通职业学院教案首页单元四常用涂装材料一、教学目的和基本要求本章主要介绍什么是涂料，知道汽车修补用常用涂料等，通过本章的学习应掌握以下几点：1、知道汽车修补用常用涂料。2、知道涂装的组成成分。3、了解树脂的分类和汽车常用树脂。4、了解颜料、溶剂的相关知识。5、了解涂料的一般命名方法。6、了解汽车用涂料的要求。7、理解涂料的成膜机理。二、教学内容及课时安排第一节涂装的功能理论教学：学时第二节汽车涂装的特点和分类理论教学：学时三、教学重点及难点重点：了解颜料、溶剂的相关知识。难点：涂料的成膜机理四、教学基本方法和教学过程本教学环节采用理论、实践同步进行的方法。通过面对实际讲授，学生可以更直观的学习。2单元四常用涂装材料1涂料的组成1．1涂料及其要求所谓涂料，是指涂布在物体的表面上，能够形成具有保护、装饰或其他特殊性能的固态保护膜的一类液体或固体材料的总称。汽车用涂装材料一般指的是涂装和修补汽车、摩托车和其他机动车及其零部件所用的涂料及其辅助材料（如涂前表面处理材料和涂后处理材料等）。由于汽车工业对涂装材料的性能（包括内在的质量和对施工工艺的适应性等）的要求很高，需要的品种多而且量很大，因而早已成为一种专用的涂料。在汽车工业发达的国家中，汽车涂料在工业用涂料的发展中处于领导地位，一般占涂料总产量的巧％20%。为了适应汽车涂层的高装饰性及防腐蚀性能和现代化涂装工艺的要求，近30年来汽车涂料有了长足的发展，开发了不少涂料的新品种，实现了多次的更新换代。1．1．1汽车用涂料应满足的条件根据汽车的使用条件和汽车涂装的特点，要求汽车用涂料要满足以下的要求：1．1．1．1极好的耐候性和耐腐蚀性，要求适用于各种气候条件，涂层的使用寿命接近汽车的使用寿命（一般为5一10年），要求在苛刻的使用条件（如强烈日照、风雨侵蚀、风沙等情况）下保光、保色性好，不开裂、不脱落、不粉化、不起泡、无锈蚀现象。1．1．1．2极好的施工性和配套性。对于汽车制造工业要求能适应高速度流水线作业，对汽车修理而言，要求能适应手工喷涂的工艺要求和设备。对涂膜要求干燥迅速，能够适应“湿碰湿”的操作和烘干，要求涂层之间结合优良，不引起咬起（是指在涂装过程中出现下层涂料被其上层涂料中的溶剂重新溶解而隆起的现象，俗称咬起或咬底）、渗色、开裂等涂膜弊病。1．1．1．3极高的装饰性。要求涂层色泽鲜艳和多种多样，要求外观丰满，鲜映性好，使人看上去舒适，这点对轿车用面层涂料尤其重要。31．1．1.4极好的机械强度。适应汽车行驶中的振动和石击，要求涂膜坚韧、耐磨、耐进裂性和抗划伤性能优良。1．1．1．5要求涂膜干燥后能够耐汽油、机油和公路用沥青等的作用，在上述介质中浸泡一定的时间后不产生软化、变色、失光、溶解或产生斑痕等现象；要求能耐清洗剂、鸟或昆虫的排泄物和酸雨等的侵蚀，与这些物质接触后不流痕迹。1．1．1.6由于车用涂料的用量大，要求货源广，价格低廉，并要求逐步实现低公害化和无公害化，便于进行“三废”处理。1．1．2汽车用涂层的应用举例由于汽车涂层基本上都属于多层涂装，加之它们在汽车上的使用部位不同，所以对于汽车用涂料的某一品种来讲，并非要求都具备上述特点。汽车涂装材料根据使用的部位不同，要求也有差异，下面举例说明：1.1．2.1汽车车身用涂料：是汽车用涂料的主要代表，所以从狭义上来讲，汽车用涂料主要系指车身用涂料。车身涂层一般由底涂层、中间涂层和面涂层等三层或底涂层和面涂层两层构成，它们基本上要兼备上述车用涂料的6条要求。1．1.2.2车轮、车架等部件用的耐腐蚀涂料：它的主要技术指标是要求耐腐蚀性能（耐盐雾、耐水性等）好，要求涂膜坚韧耐磨并具有一定的耐机油性。1．1．2．3发动机部件用涂料：要求涂料具备低温快干性能和良好的耐热性、耐机油、汽油性能。1.1.2.4车内装饰用涂料：系指客车、轿车等内装饰件用的涂料，主要性能指标为高装饰性、耐紫外线和不粉化。1．1．2.5特种涂料：这类涂料主要是指包括蓄电池固定架所用的耐酸涂料；油箱内表面用的耐汽油涂料；汽车消声器、排气管等部位所用的耐热涂料；车身底盘下部表面所用的耐磨耐冲击和防声涂料；车身焊缝用的密封涂料等。1．2涂料的组成涂料由三大部分组成，分别为：主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质。主要成膜物质是油料和树脂等，是涂料的基础，常称为基料，它既可以单独成膜，也可粘结颜料等共同成膜，并牢固地粘附在被涂物表面，所以油料和树脂等主要成膜物质又称为粘结剂或固着剂。次要成膜物质主要是颜料，它不能离开主要成膜物质而单独成膜，必须在油料4或树脂的固着下形成涂膜。颜料赋予涂膜一定的遮盖能力和色彩，并增强涂膜的韧性，增加涂膜的厚度，提高涂膜的耐磨、耐热、耐化学腐蚀等性能。辅助成膜物质主要是涂料中的溶剂、稀释剂和其他添加剂等辅助材料，这些物质也不能单独形成涂膜，但它们有助于改善涂料的性能。在形成涂膜时有一部分辅助成膜物质要挥发掉，如溶剂、助溶剂、稀释剂等；有些最后存在于涂膜中而不挥发掉，如催化剂、固化剂等。1．2.1树脂现在汽车所用的涂料中已经不含油料，完全采用树脂作为主要成膜物。树脂是多种高分子复杂化合物相互溶和而成的混合物。它是非结晶的固体或粘稠液体，虽没有固定的熔点，又不溶于水，但在受热时会软化或熔化，多数树脂可溶于有机溶剂。熔化或溶解了的树脂能与颜料均匀地相互混合，其粘着性很强。将它涂附在物面上待溶剂挥发后能形成一层光亮、坚韧而耐久的薄膜。树脂按其来源可以分为天然树脂和人工合成树脂两大类。汽车涂料中常用的树脂有以下几种：(1)沥青沥青是一种由碳、氢、氧、硫、氮等组成的复杂化合物。性状或为黑色可塑性固体，或为黑色无定形粘稠状物质，易熔融，可溶于烃类溶剂或松节油中。沥青具有独特的耐水、耐酸碱性能，电绝缘性能优良，涂膜光滑，所以被广泛用来炼制防锈、防腐涂料用于车辆的底盘部位。5(2)硝基纤维素硝基纤维素又称为硝酸纤维醋或硝化棉，是硝基漆的主要成分。硝酸纤维素是将植物纤维（如棉花纤维等）经过硝酸硝化后所得到的产品。它具有良好的耐油性，在常温下能耐水、耐稀酸；但极不耐碱、不耐光、遇热易分解，且易燃、易爆。它能与多种树脂互溶，能溶于酯酮类溶剂而不溶于醇类和苯类溶剂。(3)醇酸树脂醇酸树脂是由多元醇（如甘油、季戊四醇等）和多元酸（如邻苯二甲酸酐、异苯二甲酸等）缩合而成。分为纯醇酸树脂和改性醇酸树脂两类。改性醇酸树脂又称聚醋树脂，是由纯醇酸树脂经植物油或其脂肪酸改性而成，具有极好的附着力、光泽、耐久性、弹性、耐候性和绝缘性等，所以在涂料中应用广泛，不但可以用来制造清漆、底漆和原子灰等，还可与其他树脂合用以相互提高性能。(4）氨基树脂氨基树脂是由醛类与氨类缩聚而成的热固性树脂。涂料工业中常用的有两种：一种是尿素与甲醛缩聚，并以丁醇或甲醇改性而成的称为“丁醇（或甲醇）改性尿素甲醛树脂”，简称“脲醛树脂”；另一种是用三聚氰胺或取代三聚氰胺与甲醛缩聚并以丁醇或甲醇改性而成的称为“丁醇（或甲醇）改性三聚氰胺甲醛树脂”，简称“三聚氰胺树脂”。（5）环氧树脂凡分子结构中含有环氧基的聚合物即称为环氧树脂。它主要是由二酚基丙烷与环氧氯丙烷在碱性介质中缩聚而成的高分子聚合物。环氧树脂具有粘合力强、收缩性小、稳定性高、韧性好耐化学性和电绝缘性优良等优点。环氧树脂用来制造车用涂料，不但耐腐蚀方面优越，而且机械性能和弹性等都优于酚醛和醇酸树脂涂料，被广泛应用。(6）聚胺酷树脂聚胺酯树脂是聚胺甲基酸酒旨树脂的简称。聚胺醋树脂是由各种含异氰酸酯的单体与经基或其他活性物质反应所得的聚合物，其结构中含氨基甲酸酯基团。除此之外，根据所用原料和制漆成膜方式的不同，聚合物结构中还可以含有脂肪烃、芳香烃、酉旨基、酞胺基、脲基、缩二脲基和脲基甲酸基等。(7）丙烯酸树脂丙烯酸树脂是由各种丙烯酸单体聚合而成。丙烯酸树脂具有保光、保色、不泛黄、耐候、耐热、耐化学品等性能，故被用来制造各种用途的涂料。1．2.2颜料颜料是具有一定颜色的矿物质或有机物质。它一般不溶于水或其他介质（如油等），但其细微个体粉末能均匀地分散在介质中。6颜料是涂料的次要成膜物质，它不仅使涂膜呈现必要的色彩，遮盖被涂物的底层，使涂膜具有装饰性，更重要的是它能改善涂料的物理及化学性能，提高涂膜的机械强度、附着力和防腐性能。颜料的品种很多，按它们的化学成分可以划分为有机颜料和无机颜料两大类。每大类中，按其来源不同又可以分为天然颜料和合成颜料之分。在涂料工业中，根据颜料在涂料中所起的主要作用不同，可分为着色颜料、体质颜料和防锈颜料3类。1.2.2.1着色颜料着色颜料在涂料中的主要作用是赋予涂料各种不同的颜色，提高涂料的遮盖性能，满足涂料的装饰性和其他特殊的要求。赋予涂料各种不同的颜色，提高涂料的遮盖性能，满足涂料的装饰性和其他特殊的要求。1.2.2.2体质颜料体质颜料又称为填料或填充料。涂料中凡折光率教较低的白色或无色的细微固体粒子，配合其他颜料分散在有色颜料当中，用以提高颜料的体积浓度，增加涂膜的厚度和耐磨能力，几乎无着色力和遮盖力的，统称为体质颜料。赋予涂料各种不同的颜色，提高涂料的遮盖性能，满足涂料的装饰性和其他特殊的要求。1.2.2.2体质颜料体质颜料又称为填料或填充料。涂料中凡折光率教较低的白色或无色的细微固体粒子，配合其他颜料分散在有色颜料当中，用以提高颜料的体积浓度，增加涂膜的厚度和耐磨能力，几乎无着色力和遮盖力的，统称为体质颜料。1.2.2.3防锈颜料防锈颜料是涂料中主要起防锈作用的底漆等的重要组成，多为具有化学活性的物质。金属的腐蚀机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀类。金属与接触到的介质（如氧气、氯气、二氧化硫、硫化氢等干燥气体或汽油、润滑油等非电解质）直接发生化学反应而引起的腐蚀称为化学腐蚀；涂料用于防腐其主要作用是从两方面来进行的：一种是用物理隔绝的方法；另一种方法是用化学侵蚀的方法。防锈涂料由于起防锈作用的侧重点不同，有的偏重于物理防锈，有的偏重于化学活性防锈，因此采用的防锈颜料也不尽相同。71．2.3溶剂凡能够溶解其他物质的物质叫做溶剂。涂料用的溶剂是一种能溶解成膜物质（油料和树脂等）的、易挥发的有机液体。在涂料干燥成膜后，溶剂全部或部分挥发而不留存在涂层中，故溶剂又称为挥发成分。溶剂是涂料的重要组成部分，起着辅助成膜的作用。涂料中溶剂主要有以下特性：(1)溶解力溶解力即溶剂溶解油料或树脂的能力。溶剂的溶解力越强，被溶于其中的物质浓度越大。溶剂的溶解力与其分子结构有关，每种物质都只能溶解在和它分子结构相类似的溶剂中。如松节油对松香来说是溶剂，而对硝酸纤维来说它则没有溶解能力。所以，溶剂也是相对的，甲可以溶于乙中则乙是甲的溶剂；丙可以溶于丁中则丁是丙的溶剂；但甲不能溶于丁中，则丁就不是甲的溶剂。溶剂在使用中一定要注意不可用错，如果使用错误或不当，轻则导致涂膜粗糙不光滑或影响涂膜质量，重则会导致涂料失效报废。下面是依据溶剂的官能团将常用溶剂进行简单的分类：①醇类：甲醇、乙醇、丁醇。②酯类：乙酸乙醋、丁酸乙酯。③醚类：乙基溶纤素、丁基溶纤素。④酮类：丙酮、丁酮、甲基异丁酮。⑤硝基化物：硝基乙烷、硝基丙烷。⑥烃类：a.脂肪烃：汽油、石油醚；b.芳香烃：苯、甲苯、二甲苯；c.卤代烃：三氯乙烯、四氯乙烯。(2）沸点和挥发率溶剂的挥发率即溶剂的挥发速率，它能控制涂膜处于流体状态的时间长短。挥发率必须适应涂膜的形成，太快会影响流平，造成橘子皮或干喷；太慢会造成针孔、起泡、流挂、干燥时间过长等。溶剂的沸点可以作为比较挥发速率的参考数据。溶剂可根据其沸点的高低粗略地分为３类：低沸点溶剂：沸点在100`G以下；8中沸点溶剂：沸点在loo~150℃；高沸点溶剂：沸点在１５０℃以上。(3）闪点闪点即指混合气体在遇火花或火焰产生爆燃的最低温度。涂料中含有大量的易燃液体，这些易燃液体会逐渐挥发。当一定空间内，挥发的易燃液体蒸汽与空气相混合形成非常危险的混合气体，此时在一定温度条件下，混合气体遇到火花或火焰会突然燃烧（爆燃）。熟知各种常用溶剂的闪点对于安全施工具有非常重要的意义。(4）毒性和气味某些溶剂如苯，对人体有积累性毒性，而另一些溶剂在