淺談涂裝的要素及涂層的功能

　　1涂裝

　　  將涂料涂覆于基層表面形成具有防護(hù)、裝飾或特定功能涂層的過(guò)程，又叫涂料施工。有時(shí)也將涂料在被涂物表面擴(kuò)散開(kāi)的操作稱為涂裝。

　　1.1涂裝的三大要素

　　涂裝有三大要素，即涂裝材料、涂裝方法與設(shè)備、涂裝工藝與管理等三大方面。涂裝材料（主要是涂料)、涂裝方法與設(shè)備是保證涂層質(zhì)量的首要條件，但不是絕對(duì)的決定條件。優(yōu)質(zhì)的涂料、先進(jìn)的涂裝裝備是獲得優(yōu)質(zhì)涂層的基本，是涂裝實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)的保證，但涂層的最終質(zhì)量要靠工藝與管理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　2涂裝設(shè)備的用途

　　由于涂料在被涂物表面形成牢固的連續(xù)的涂層而發(fā)揮其裝飾、保護(hù)及特殊功能等作用，因此涂裝設(shè)備的用途非常廣泛，主要用于機(jī)械、汽車零部件、木材、鋁型材、家具、家電、手機(jī)外殼、數(shù)碼相機(jī)外殼、鋼管、鋼筋、金屬制品、五金件、管件、機(jī)電、輕工等等。

　　 

　　3涂層

　　涂料是一種流動(dòng)狀態(tài)（少量是粉末狀態(tài)）的有機(jī)物質(zhì)，采取刷、淋、浸、噴等簡(jiǎn)單的施工方法，并經(jīng)自干或固化，能夠很方便地在物體表面牢固覆蓋一層均勻的薄膜（即涂層）。

　　3.1涂層的功能

　　1)涂層對(duì)物體起保護(hù)作用、裝飾作用、標(biāo)志作用。社會(huì)生活中，我們所接觸到的各類生產(chǎn)和生活用具、設(shè)備，都是由各類金屬、木材和塑料制造的。

　　2)另外還有醒目的廣告標(biāo)志及公用設(shè)施的標(biāo)識(shí)（如醫(yī)院、消防車、救護(hù)車、郵局等），以引起人們的注意和辨別。

　　3)涂層除了具有上述幾種常見(jiàn)功能外，還有六大方面的特殊功能：

　　  ①力學(xué)功能 如：耐磨涂料、潤(rùn)滑涂料、阻尼涂料等；

　?、跓峁δ?如：示溫涂料、耐高溫涂料、防火阻燃涂料等；

　?、垭姶艑W(xué)功能 如：導(dǎo)電涂料、防靜電涂料、電磁波吸收材料等；

　?、芄鈱W(xué)功能 如：發(fā)光涂料、熒光涂料、反光涂料等；

　　⑤生物功能 如：防污涂料、防霉涂料等；

　?、藁瘜W(xué)功能 如：耐酸、耐堿等耐化學(xué)介質(zhì)涂料等。

　　涂層的這些特殊作用，增強(qiáng)了產(chǎn)品的使用性能，拓寬了使用范圍，并且對(duì)涂料和涂裝技術(shù)提出了更高的要求。

　　下面簡(jiǎn)單論述金屬涂層的功能、木材涂層的功能、塑料涂層的功能。

　　3.1.1金屬涂層的功能

　　金屬材料（鋼管、橋梁金屬防護(hù)欄、鋼筋、鋁型材等）會(huì)受到環(huán)境中腐蝕性介質(zhì)、水分和空氣中氧的浸蝕和腐蝕，尤其在海洋等惡劣環(huán)境中，金屬的腐蝕極為嚴(yán)重，每年因腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值比例都很客觀。由于涂層保護(hù)非常簡(jiǎn)便有效，如在海洋惡劣環(huán)境中的設(shè)施，不保護(hù)的壽命只有幾年，采用重防腐蝕涂層并定期加以維護(hù)，海洋設(shè)施的使用壽命可提高到30~50年，甚至100年。因此，用涂層來(lái)進(jìn)行保護(hù)，應(yīng)用最為廣泛，是金屬防腐蝕的重要手段。例如：①環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋是一種在普通鋼筋的表面制作了一層環(huán)氧樹(shù)脂薄膜 保護(hù)層的鋼筋，涂層厚度一般在0.15mm~0.30mm。國(guó)外的大量研究和多年的工程應(yīng)用表明，采用這種鋼筋能有效地防止處于惡劣環(huán)境條件下的鋼筋被腐蝕，從而大大提高工程結(jié)構(gòu)的耐久性。涂層一般用環(huán)氧樹(shù)脂粉末以靜電噴涂方法制作：將普通鋼筋表面進(jìn)行除銹、打毛等處理后加熱到230多攝氏度的高溫，再將帶電的環(huán)氧樹(shù)脂粉末噴射到鋼筋表面，由于粉末顆粒帶有電荷，便吸附在鋼筋表面，并與其熔融結(jié)合，經(jīng)過(guò)一定養(yǎng)護(hù)固化后便形成一層完整、連續(xù)、包裹住整個(gè)鋼筋表面的環(huán)氧樹(shù)脂薄膜保護(hù)層。環(huán)氧樹(shù)脂涂層以其不與酸、堿等反應(yīng)，具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和延性大、干縮小，與金屬表面具有極佳的粘著性的特點(diǎn)，在鋼筋表面形成了阻隔其與水分、氧、氯化物或侵蝕性介質(zhì)接觸的物理屏障，同時(shí)，還因其具有阻隔鋼筋與外界電流接觸的功能而被認(rèn)為是化學(xué)電離子防腐屏障。

　?、跇蛄?金屬防護(hù)欄 通過(guò)多層次涂裝，利用各涂層的裝飾作用、屏蔽作用、緩蝕作用和陰極保護(hù)作用達(dá)到對(duì)底層鋼材長(zhǎng)達(dá)20年以上的防腐裝飾目的。

　　3.1.2木材涂層的功能

　　1）美化表面-在賦予色彩、光澤、平滑性之際增強(qiáng)木材紋理的立體感和表面的觸摸感；

　　   2 ）材質(zhì)的保護(hù)性-耐濕、耐水、耐油、耐化學(xué)藥品、防蟲(chóng)、防腐、防蛀等；

　　3）特殊作用-溫度指示、電氣絕緣、隔音、隔熱等。

　　尤其在家具行業(yè)涂層的功能就更明顯：家具 經(jīng)過(guò)涂裝，不僅美觀，而且具有很多功能。   

    ①保護(hù)作用:經(jīng)過(guò)涂裝的制品應(yīng)經(jīng)久耐用,其涂膜之理化性能應(yīng)能經(jīng)受國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)(如附著性、耐液性、耐熱性、耐沖擊、耐溫變、耐磨與光澤等);   

    ②美觀作用:經(jīng)涂裝的制品常常經(jīng)受人們感性與感情的評(píng)價(jià),依視覺(jué)與觸覺(jué)判斷其是否美觀,有無(wú)透明感、沉穩(wěn)感、濕潤(rùn)感、觸摸感、舒適感、高貴感、豪華感等等;   

    ③賦予機(jī)能:部分家具經(jīng)涂裝有時(shí)特別要求具備某些機(jī)能,例如標(biāo)識(shí)、識(shí)別、導(dǎo)電、絕緣、潤(rùn)滑、防火、止滑、防靜電、防霧、防結(jié)露、耐燃、防霉、防蟻、防蟲(chóng)、殺蟲(chóng)、示溫、消音、抗菌等等。

　　3.1.3塑料涂層的功能 

　　塑料則會(huì)受到光和熱的作用而降解。

　　因此木材和塑料也要用涂層來(lái)保護(hù)用各種顏色來(lái)美化物品、美化生活和工作環(huán)境，這是人類情感上的需要，是人的天性。涂料很容易配出成千上萬(wàn)種顏色，加上涂層平整光亮，甚至可以做出各種立體質(zhì)感的效果，如：錘紋、橘紋、裂紋、晶紋、閃光珠光、多彩和絨面等，裝飾效果極佳，加上施工方法便利，因而人們喜歡用涂料來(lái)裝飾美化各種用具、物品和生活環(huán)境，使大家得到美和舒適的享受。人們往往將明度高、反差強(qiáng)烈的幾種色彩，如：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、白和黑等，用在交通管理、化工管路和容器、大型或特種機(jī)械設(shè)備上進(jìn)行標(biāo)識(shí)、指示道路交通，引起人們警覺(jué)，避免危險(xiǎn)事故發(fā)生，保障人們的安全。

　　    

　　3涂裝設(shè)備的用途

　　由于涂料在被涂物表面形成牢固的連續(xù)的涂層而發(fā)揮其裝飾、保護(hù)及特殊功能等作用，因此涂裝設(shè)備的用途非常廣泛，主要用于機(jī)械、汽車零部件、木材、鋁型材、家具、家電、手機(jī)外殼、數(shù)碼相機(jī)外殼、鋼管、鋼筋、金屬制品、五金件、管件、機(jī)電、輕工等等。

　　涂層功能和應(yīng)用1. 抗磨損涂層

　　磨損是造成工業(yè)部門(mén)設(shè)備損壞的主要原因之一, 可能產(chǎn)生磨損的工作條 件包括微振、滑動(dòng)、沖擊、擦傷、侵蝕等.抗磨損涂層應(yīng)該是堅(jiān)硬的,而且具 有耐熱和耐化學(xué)腐蝕的性能.Fe、Ni、Co 基自熔合金以及WC - Co 和Cr3C2-NiCr 等金屬陶瓷以及 Al2O3、Cr2O3 等陶瓷材料具有上述這些性能. 采用涂層技術(shù) 提高工件表面耐磨性的應(yīng)用非常廣泛, 如活塞環(huán)、齒輪同步環(huán)噴涂Mo 涂層, 紡織機(jī)械中的羅拉、導(dǎo)絲鉤等零部件噴涂耐纖維磨損的 Al2O3、 Al2O3 -TiO2 陶瓷涂層, 泵和閥門(mén)密封面噴涂Cr2O3、WC-Co 等耐磨涂層, 大馬力載重汽車

　　曲軸及大型磨煤機(jī)、排風(fēng)機(jī)軸等采用Fe 基合金材料進(jìn)行磨損修復(fù)和耐磨強(qiáng)化

　　等。

　　2. 防腐蝕涂層

　　長(zhǎng)期暴露在戶外大氣(海洋、工業(yè)及城鄉(xiāng)大氣)和不同介質(zhì)(海水、河水、溶劑及油類等)環(huán)境中的大型鋼鐵構(gòu)件,如輸變電鐵塔、鋼結(jié)構(gòu)橋、海上鉆井 平臺(tái)、煤礦井架以及各種化工容器如儲(chǔ)罐等,受到不同程度的環(huán)境氧化和侵蝕. 采用Al、Zn、Al - Zn 合金及不銹鋼等涂層進(jìn)行防護(hù),可以獲得長(zhǎng)達(dá)20 年以 上的長(zhǎng)期防護(hù)效果.一些受到氣體腐蝕和化學(xué)腐蝕的部件,可以根據(jù)具體工況

　　(如介質(zhì)、濃度、溫度、壓力等)選擇合適的金屬、合金、陶瓷及塑料等涂層 材料進(jìn)行防護(hù)

　　3. 抗高溫氧化和耐熱腐蝕涂層

　　對(duì)于一些暴露在高溫腐蝕氣體中的部件,受到高溫、氣體腐蝕及氣流沖 刷的作用,嚴(yán)重影響了設(shè)備的壽命和運(yùn)行的安全.抗高溫氧化及高溫腐蝕的材 料除了必須抗高溫氧化和耐腐蝕外,還必須具有與基體材料相似的熱膨脹系 數(shù),方不會(huì)因溫度周期變化和局部過(guò)熱導(dǎo)致涂層抗熱疲勞性能下降.用作抗高 溫氧化和高溫腐蝕的涂層材料有：NiCr、NiAl、MCrAl、MCrAlY(M = Co、 Ni、Fe)及Hastiloy 和Stellite 合金等. 這類涂層的典型應(yīng)用如電廠鍋爐四管 (水冷壁管、再熱器管、過(guò)熱器管及省煤器管)及水冷壁等的高溫氧化腐蝕一 直是電力、造紙、化工等工業(yè)鍋爐用戶需要解決的問(wèn)題,經(jīng)多年研究、實(shí)踐證

　　明, 采用電弧噴涂Ni - Cr、Fe -Cr -Al、Ni-Cr -Al、45CT 等涂層能獲得良

　　好的防護(hù)作用,使用壽命最長(zhǎng)達(dá)9 年.MCrAlY 涂層用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片涂

　　層以及作為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、火焰筒等用熱障涂層的粘結(jié)底層。

　　4. 熱障涂層

　　ZrO2、Al2O3 等陶瓷涂層,熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)低, 在高溫條件下對(duì)基體金

　　屬具有良好的隔熱保護(hù)作用稱為熱障涂層.這種涂層一般 由兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成,

　　一是由金屬作底層, 另一則是由陶瓷作表層.有時(shí)為了降低金屬和陶瓷間的

　　熱膨脹差異和改善涂層中的應(yīng)力分布, 常在粘結(jié)底層和陶瓷面層間增加一過(guò)渡層,該過(guò)渡層或?yàn)橛傻讓咏饘俸兔鎸犹沾刹牧弦圆煌壤旌系亩鄬油繉踊驗(yàn)橛山饘偌疤沾刹牧铣煞诌B續(xù)變化的涂層來(lái)形成所謂的成分(或功能)梯度涂層.金屬粘結(jié)底層為Co 或Ni、加有Cr、Al、Y 的合金材料, 陶瓷材料最好采用由Y2O3 穩(wěn)定的ZrO2, 熱障涂層一般用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃

　　燒室、閥門(mén)和火焰穩(wěn)定器等.

　　5. 絕緣涂層

　　陶瓷材料不僅具有高的硬度和優(yōu)良的耐磨性能, 還具有十分優(yōu)良的絕緣性能, 采用高能等離子噴涂的Al2O3 涂層涂層致密、絕緣強(qiáng)度高, 是理想的絕緣涂層。 如果采用有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)對(duì)噴涂層再進(jìn)行封孔處理。