浅谈涂装的要素及涂层的功能

　　1涂装

　　  将涂料涂覆于基层表面形成具有防护、装饰或特定功能涂层的过程，又叫涂料施工。有时也将涂料在被涂物表面扩散开的操作称为涂装。

　　1.1涂装的三大要素

　　涂装有三大要素，即涂装材料、涂装方法与设备、涂装工艺与管理等三大方面。涂装材料（主要是涂料)、涂装方法与设备是保证涂层质量的首要条件，但不是绝对的决定条件。优质的涂料、先进的涂装装备是获得优质涂层的基本，是涂装实现优质、高效、经济的保证，但涂层的最终质量要靠工艺与管理来实现的。

　　2涂装设备的用途

　　由于涂料在被涂物表面形成牢固的连续的涂层而发挥其装饰、保护及特殊功能等作用，因此涂装设备的用途非常广泛，主要用于机械、汽车零部件、木材、铝型材、家具、家电、手机外壳、数码相机外壳、钢管、钢筋、金属制品、五金件、管件、机电、轻工等等。

　　 

　　3涂层

　　涂料是一种流动状态（少量是粉末状态）的有机物质，采取刷、淋、浸、喷等简单的施工方法，并经自干或固化，能够很方便地在物体表面牢固覆盖一层均匀的薄膜（即涂层）。

　　3.1涂层的功能

　　1)涂层对物体起保护作用、装饰作用、标志作用。社会生活中，我们所接触到的各类生产和生活用具、设备，都是由各类金属、木材和塑料制造的。

　　2)另外还有醒目的广告标志及公用设施的标识（如医院、消防车、救护车、邮局等），以引起人们的注意和辨别。

　　3)涂层除了具有上述几种常见功能外，还有六大方面的特殊功能：

　　  ①力学功能 如：耐磨涂料、润滑涂料、阻尼涂料等；

　　②热功能 如：示温涂料、耐高温涂料、防火阻燃涂料等；

　　③电磁学功能 如：导电涂料、防静电涂料、电磁波吸收材料等；

　　④光学功能 如：发光涂料、荧光涂料、反光涂料等；

　　⑤生物功能 如：防污涂料、防霉涂料等；

　　⑥化学功能 如：耐酸、耐碱等耐化学介质涂料等。

　　涂层的这些特殊作用，增强了产品的使用性能，拓宽了使用范围，并且对涂料和涂装技术提出了更高的要求。

　　下面简单论述金属涂层的功能、木材涂层的功能、塑料涂层的功能。

　　3.1.1金属涂层的功能

　　金属材料（钢管、桥梁金属防护栏、钢筋、铝型材等）会受到环境中腐蚀性介质、水分和空气中氧的浸蚀和腐蚀，尤其在海洋等恶劣环境中，金属的腐蚀极为严重，每年因腐蚀造成的损失占国民生产总值比例都很客观。由于涂层保护非常简便有效，如在海洋恶劣环境中的设施，不保护的寿命只有几年，采用重防腐蚀涂层并定期加以维护，海洋设施的使用寿命可提高到30~50年，甚至100年。因此，用涂层来进行保护，应用最为广泛，是金属防腐蚀的重要手段。例如：①环氧树脂涂层钢筋是一种在普通钢筋的表面制作了一层环氧树脂薄膜 保护层的钢筋，涂层厚度一般在0.15mm~0.30mm。国外的大量研究和多年的工程应用表明，采用这种钢筋能有效地防止处于恶劣环境条件下的钢筋被腐蚀，从而大大提高工程结构的耐久性。涂层一般用环氧树脂粉末以静电喷涂方法制作：将普通钢筋表面进行除锈、打毛等处理后加热到230多摄氏度的高温，再将带电的环氧树脂粉末喷射到钢筋表面，由于粉末颗粒带有电荷，便吸附在钢筋表面，并与其熔融结合，经过一定养护固化后便形成一层完整、连续、包裹住整个钢筋表面的环氧树脂薄膜保护层。环氧树脂涂层以其不与酸、碱等反应，具有极高的化学稳定性和延性大、干缩小，与金属表面具有极佳的粘着性的特点，在钢筋表面形成了阻隔其与水分、氧、氯化物或侵蚀性介质接触的物理屏障，同时，还因其具有阻隔钢筋与外界电流接触的功能而被认为是化学电离子防腐屏障。

　　②桥梁 金属防护栏 通过多层次涂装，利用各涂层的装饰作用、屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用达到对底层钢材长达20年以上的防腐装饰目的。

　　3.1.2木材涂层的功能

　　1）美化表面-在赋予色彩、光泽、平滑性之际增强木材纹理的立体感和表面的触摸感；

　　   2 ）材质的保护性-耐湿、耐水、耐油、耐化学药品、防虫、防腐、防蛀等；

　　3）特殊作用-温度指示、电气绝缘、隔音、隔热等。

　　尤其在家具行业涂层的功能就更明显：家具 经过涂装，不仅美观，而且具有很多功能。   

    ①保护作用:经过涂装的制品应经久耐用,其涂膜之理化性能应能经受国家有关标准检验(如附着性、耐液性、耐热性、耐冲击、耐温变、耐磨与光泽等);   

    ②美观作用:经涂装的制品常常经受人们感性与感情的评价,依视觉与触觉判断其是否美观,有无透明感、沉稳感、湿润感、触摸感、舒适感、高贵感、豪华感等等;   

    ③赋予机能:部分家具经涂装有时特别要求具备某些机能,例如标识、识别、导电、绝缘、润滑、防火、止滑、防静电、防雾、防结露、耐燃、防霉、防蚁、防虫、杀虫、示温、消音、抗菌等等。

　　3.1.3塑料涂层的功能 

　　塑料则会受到光和热的作用而降解。

　　因此木材和塑料也要用涂层来保护用各种颜色来美化物品、美化生活和工作环境，这是人类情感上的需要，是人的天性。涂料很容易配出成千上万种颜色，加上涂层平整光亮，甚至可以做出各种立体质感的效果，如：锤纹、橘纹、裂纹、晶纹、闪光珠光、多彩和绒面等，装饰效果极佳，加上施工方法便利，因而人们喜欢用涂料来装饰美化各种用具、物品和生活环境，使大家得到美和舒适的享受。人们往往将明度高、反差强烈的几种色彩，如：红、橙、黄、绿、蓝、白和黑等，用在交通管理、化工管路和容器、大型或特种机械设备上进行标识、指示道路交通，引起人们警觉，避免危险事故发生，保障人们的安全。

　　    

　　3涂装设备的用途

　　由于涂料在被涂物表面形成牢固的连续的涂层而发挥其装饰、保护及特殊功能等作用，因此涂装设备的用途非常广泛，主要用于机械、汽车零部件、木材、铝型材、家具、家电、手机外壳、数码相机外壳、钢管、钢筋、金属制品、五金件、管件、机电、轻工等等。

　　涂层功能和应用1. 抗磨损涂层

　　磨损是造成工业部门设备损坏的主要原因之一, 可能产生磨损的工作条 件包括微振、滑动、冲击、擦伤、侵蚀等.抗磨损涂层应该是坚硬的,而且具 有耐热和耐化学腐蚀的性能.Fe、Ni、Co 基自熔合金以及WC - Co 和Cr3C2-NiCr 等金属陶瓷以及 Al2O3、Cr2O3 等陶瓷材料具有上述这些性能. 采用涂层技术 提高工件表面耐磨性的应用非常广泛, 如活塞环、齿轮同步环喷涂Mo 涂层, 纺织机械中的罗拉、导丝钩等零部件喷涂耐纤维磨损的 Al2O3、 Al2O3 -TiO2 陶瓷涂层, 泵和阀门密封面喷涂Cr2O3、WC-Co 等耐磨涂层, 大马力载重汽车

　　曲轴及大型磨煤机、排风机轴等采用Fe 基合金材料进行磨损修复和耐磨强化

　　等。

　　2. 防腐蚀涂层

　　长期暴露在户外大气(海洋、工业及城乡大气)和不同介质(海水、河水、溶剂及油类等)环境中的大型钢铁构件,如输变电铁塔、钢结构桥、海上钻井 平台、煤矿井架以及各种化工容器如储罐等,受到不同程度的环境氧化和侵蚀. 采用Al、Zn、Al - Zn 合金及不锈钢等涂层进行防护,可以获得长达20 年以 上的长期防护效果.一些受到气体腐蚀和化学腐蚀的部件,可以根据具体工况

　　(如介质、浓度、温度、压力等)选择合适的金属、合金、陶瓷及塑料等涂层 材料进行防护

　　3. 抗高温氧化和耐热腐蚀涂层

　　对于一些暴露在高温腐蚀气体中的部件,受到高温、气体腐蚀及气流冲 刷的作用,严重影响了设备的寿命和运行的安全.抗高温氧化及高温腐蚀的材 料除了必须抗高温氧化和耐腐蚀外,还必须具有与基体材料相似的热膨胀系 数,方不会因温度周期变化和局部过热导致涂层抗热疲劳性能下降.用作抗高 温氧化和高温腐蚀的涂层材料有：NiCr、NiAl、MCrAl、MCrAlY(M = Co、 Ni、Fe)及Hastiloy 和Stellite 合金等. 这类涂层的典型应用如电厂锅炉四管 (水冷壁管、再热器管、过热器管及省煤器管)及水冷壁等的高温氧化腐蚀一 直是电力、造纸、化工等工业锅炉用户需要解决的问题,经多年研究、实践证

　　明, 采用电弧喷涂Ni - Cr、Fe -Cr -Al、Ni-Cr -Al、45CT 等涂层能获得良

　　好的防护作用,使用寿命最长达9 年.MCrAlY 涂层用于航空涡轮发动机叶片涂

　　层以及作为涡轮发动机燃烧室、火焰筒等用热障涂层的粘结底层。

　　4. 热障涂层

　　ZrO2、Al2O3 等陶瓷涂层,熔点高、导热系数低, 在高温条件下对基体金

　　属具有良好的隔热保护作用称为热障涂层.这种涂层一般 由两个系统构成,

　　一是由金属作底层, 另一则是由陶瓷作表层.有时为了降低金属和陶瓷间的

　　热膨胀差异和改善涂层中的应力分布, 常在粘结底层和陶瓷面层间增加一过渡层,该过渡层或为由底层金属和面层陶瓷材料以不同比例混合的多层涂层或为由金属及陶瓷材料成分连续变化的涂层来形成所谓的成分(或功能)梯度涂层.金属粘结底层为Co 或Ni、加有Cr、Al、Y 的合金材料, 陶瓷材料最好采用由Y2O3 稳定的ZrO2, 热障涂层一般用于柴油发动机活塞、涡轮发动机燃

　　烧室、阀门和火焰稳定器等.

　　5. 绝缘涂层

　　陶瓷材料不仅具有高的硬度和优良的耐磨性能, 还具有十分优良的绝缘性能, 采用高能等离子喷涂的Al2O3 涂层涂层致密、绝缘强度高, 是理想的绝缘涂层。 如果采用有机或无机物质对喷涂层再进行封孔处理。