涂料的涂装方式及应用领域综述

2023-06-04束树军上海巴德富新材料有限公司上海200241

上海涂料 2023年5期

束树军（上海巴德富新材料有限公司，上海 200241）

0 引言

涂料是化工领域非常重要的一个方面，几乎所有的基材表面都需要涂层保护。不同的涂层根据应用场景不同，需配套不同的施工方式，这样才能达到最佳的涂装效果。涂料行业有句俗话“三分涂料，七分施工”［1］，由此可见，涂料涂装相当重要。涂料的施工质量是保证涂料性能的关键，对漆膜的外观、性能展现有着重要的影响。随着时代的发展、科技的进步，施工方法也在与时俱进，发生了日新月异的变化。涂料施工已从最初的手工小作坊发展到如今的机械化、自动化、智能化作业。因此选择合适的施工方法既可以提高涂料利用率和施工效率，又能保证涂膜质量，发挥涂料的保护和装饰作用，同时改善了施工环境和劳动强度。

为了让涂料涂装技术人员或施工人员更好地了解涂料施工方式，笔者根据过往十多年的工作经验汇总了涂料的施工方式以及应用领域，以期对涂料行业的发展起到积极的推动作用。

1 涂料施工方式及应用领域

涂料的施工方式包括手工工具涂装、机械设备涂装和智能化涂装等。手工工具涂装是较为传统的涂装方法，主要有刷涂、刮涂、滚涂等。机械设备涂装是目前应用最广的一类涂装，主要包括辊涂、浸涂、淋涂、抽涂、喷涂等，其中喷涂又包括空气喷涂、无气喷涂、辅气喷涂、滚喷涂等。自动化涂装是发展较快的涂装方法，具有机械化、连续化、自动化和智能化等特点。自动化施工方式可与前处理、干燥等工序相连接，形成专业的涂装流水线，如电泳涂装和静电涂装。这三类涂料涂装方法各有特点，手工工具涂装效率低，但是方便灵活，目前仍然被用于大规模涂装前的预涂或者小批量涂装等，而机械设备和自动化涂装效率高，涂装效果好，但是往往对复杂结构的被涂物无能为力，而且设备投资成本较高，适用于大规模的涂装。在实际的施工过程中，一般根据被涂物的性能、涂装目的、涂层质量要求、涂料的特性等方面来选择适当的涂装方法。

1.1 刷涂

刷涂是指借助漆刷蘸取涂料与被涂物表面的直接接触，使涂料均匀地润湿涂布在被涂物表面，从而形成涂膜的涂装方法［2］。刷涂是比较简单和古老的涂装方式，优点是操作简单、节省涂料、易于掌握、应用广泛，适用于各种材质和形状的被涂物，不受空间和场所的限制；缺点是工作效率低、劳动强度大、对于快干、流平性差的涂料容易产生刷痕、流挂和漆膜不均匀等现象，影响漆膜的平整度和美观性等。刷涂在室内装修中应用最为广泛，其它应用领域还包括家具翻新、小区护栏刷新、户外市政工程翻新等。

1.2 刮涂

刮涂是利用刮具将黏稠的涂料涂覆在被涂物表面的一种施工方式。一般采用金属或非金属刮具，刮涂腻子或水性厚浆型涂料，用于修复凹凸不平的表面缺陷，为后续涂装奠定良好的基础。刮涂也被称为“批涂”，优点是施工方法简单、一次性涂膜厚；缺点是工作效率低、涂料体系单一，只适用于高稠度涂料和水平的基材表面等。虽然刮涂工艺简单，但刮涂效果的优劣直接决定了后续涂层表面的平整度和光滑度等。刮涂的主要应用领域包括建筑内墙刮涂腻子、轨道交通高铁表面刮涂不饱和聚酯腻子、水性隔热涂料中的阻隔型隔热涂料刮涂施工、防腐涂料中玻璃鳞片涂料刮涂等。

1.3 滚涂

滚涂的学名为“辊刷涂”，是指用辊刷黏附涂料，借助辊刷的滚动将涂料转移到被涂物的表面，形成涂膜的涂装方法。作为手工工具涂装最快的施工方式，滚涂的优点是施工效率高，成本低，涂料浪费少，对环境的污染小；缺点是涂装效果受到涂料黏度和流挂特性的限制，只适用于大面积平坦的底材，对结构复杂和凹凸不平的表面不适用。涂膜的装饰性一般，涂膜不均匀，容易留下滚痕，不适用于高要求的表面涂装。滚涂施工一般用于建筑内外墙、屋顶、地板、家具、大型船舶，以及大型机械设备等领域。

1.4 辊涂

辊涂是利用转辊蘸取涂料，然后借助转辊在转动过程中与被涂物接触，将涂料涂覆在被涂物表面，形成连续漆膜的涂装方法。辊涂的优点是操作简单、涂料浪费少、涂装效率高，适用于平面的大面积涂装，不形成涂料粉尘、对环境的污染少、特别适用于烘烤型涂料；缺点是容易出现漆膜厚度不均、表观效果稍差、涂装设备价格昂贵、适用范围小，只适用于平面工件的涂装等。辊涂工具主要为橡胶辊。辊涂适用于卷钢、卷铝、卷尺、布匹、纸张、塑料等基材的表面涂装。

1.5 浸涂

浸涂是最简单的涂装方式之一，它是将被涂装物件直接放入盛有涂料的容器中浸泡，涂料渗透到其表面形成涂膜，再将多余的漆液滴尽并流回漆槽，从而达到涂装的目的［3］。浸涂的优点是设备简单、操作方便、易于流水线生产、易于实现涂装自动化、涂料的利用率高；缺点是装饰效果一般，施工黏度较低，容易流挂等。浸涂一般适用于汽车制造（履带、刹车盘、传动轴）、医疗领域（医用手套、手术器械）、金属制造（螺丝钉、螺母、钢管）、木材加工（玩具、防腐）等涂装应用领域。

1.6 抽涂

抽涂是指将细长的待涂工件沿着水平方向被匀速抽出时进行涂漆的涂装方式，在工件表面形成一层均匀、平滑、高附着力的涂层。其基本原理是待涂工件通过漆槽下部的三通型抽涂孔，工件出口处有一个橡胶垫圈制成的捋具可将多余的涂料清除掉，从而得到均匀的涂膜。抽涂的优点是涂料利用率高、涂料损耗少、涂装效率高、涂装质量好、适用于自动化和连续化生产；其缺点是涂料要求黏度低、固体分高、被涂工件必须定型，适用性受限，对于大型结构件不适用。抽涂工艺常用于钓鱼竿、铅笔、伞把、钢管、圆形玻璃件等具有线状或圆柱体结构件的应用［4］。

1.7 淋涂

淋涂也称为“幕涂”，是指通过淋涂机将涂料形成一定宽度的水帘状涂幕，涂覆于工件表面的涂装方法［5］。其原理是将涂料贮存在高位槽中，当工件通过时，涂料呈现幕帘状淋在工件上，使工件表面形成均匀的漆膜，多余的涂料流回容器，通过泵送回高位槽循环使用［6］。淋涂的优点适用性广、操作简单、涂装速度快、节省涂料；缺点是涂层厚度不易控制，容易产生废液和废气，污染环境。淋涂主要应用于片状散热器、片式变压器、模具等工件的涂装。

1.8 喷涂

喷涂可以在物体表面形成均匀、美观和耐久的涂层，并且适用于各种材料和形状的被涂物，是使用最为广泛的涂装工艺。喷涂包括空气喷涂、无气喷涂、辅气喷涂和静电喷涂等。

1.8.1 空气喷涂

空气喷涂是利用压缩空气或其他方式作为动力，将涂料从喷枪的喷嘴中喷出，呈雾状分散和沉积在工件表面，形成均匀涂膜的一种涂装方式。它的施工效率是刷涂等手工方式的几倍甚至几十倍，尤其适用于大面积的涂装作业。在缝隙、小孔、倾斜、曲线、凹凸等各种形状的物件表面均可施工，并且获得的漆膜光滑、平整。空气喷涂的优点是施工设备简单、施工效率高、漆膜质量优异，适用于各类形状复杂的物件表面涂装；缺点是涂料利用率低、消耗大，易形成涂料粉尘污染，影响人体健康和环境保护。

1.8.2 无气喷涂

无气喷涂又被称为“高压无气喷涂”，它是以电力为动力，驱动液压泵，将涂料直接增压（10 MPa），通过高压软管、喷枪、喷嘴瞬间喷出，形成极细的扇型雾状漆液，迅速喷向被涂物表面，从而形成漆膜的一种涂装方式。无气喷涂的主要优点是涂料利用率和工作效率高，可以直接喷涂高固含、高黏度的涂料，漆膜质量好（仅比空气喷涂稍差），不必额外添加稀释剂，节省成本，利于环境保护；缺点是喷涂设备稍贵，对涂料的性能要求高，厚涂容易起泡等。目前无气喷涂已经在船舶、集装箱、桥梁、钢结构、工程机械等领域广泛应用［7］。

1.8.3 辅气喷涂

辅气喷涂也被称为“混气喷涂”，它集中了空气喷涂和无气喷涂的特点，降低了高压无气喷涂的喷涂压力（5 MPa），减少喷射速度，借助少量压缩空气从而提高雾化效果。辅气喷涂的优点是雾化效果好、涂料利用率和装饰性高；缺点是设备复杂，对环境有较大污染，操作人员需具备熟练的技能。辅气喷涂的应用领域包括金属制品、电器制品、车辆、高档家具、汽车零部件等［8］。

1.8.4 静电喷涂

静电喷涂是一种将静电作用应用于涂装过程的涂装技术。在静电喷涂过程中，使用带电的气体将涂料喷射到物体表面，利用静电作用使涂料在物体表面均匀附着，并且形成一层均匀、平滑的涂层［9］。静电喷涂可以在涂料流动性较差、表面较复杂的物体上实现高质量的涂装效果。静电喷涂的优点是涂料利用率高、对环境污染小、涂装作业效率高，涂膜质量高，节省涂料等；缺点是设备成本较高、维护困难、操作技能要求高及具有电气安全隐患问题等。目前静电喷涂已广泛应用于汽车、家用电器、农用机械、日用五金、钢制家具、电动玩具等领域。

1.8.5 滚喷

滚喷也是喷涂的一种，主要服务于拉链行业的喷涂技术。滚喷是把被涂物放入旋转桶来完成喷涂的技术。如今，凭借着实用性和有效性，滚喷仍然是较受欢迎的涂装方式之一。滚喷优点是操作简便易行，无需多次喷涂和干燥，喷涂效率高；缺点是烘烤中会产生VOC（挥发性有机化合物），对涂料的要求较高，不断碰撞和翻滚中会影响表面涂装效果。滚喷适用于形状复杂的小工件，如拉链头、纽扣、儿童积木、螺丝钉等。

1.9 电泳涂装

电泳涂装是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于工件表面的涂装方法。电泳涂装分为阳极电泳和阴极电泳，其中阴极电泳泳透力高、耐腐蚀性好，已被广泛应用［10］。电泳涂装的优点是环保高效、涂料损耗少、利用率高达95 %以上、涂膜厚度均一、边缘覆盖性好，能满足形状复杂工件涂装的要求，涂膜具有良好的力学性能、优异的附着力和耐冲击性能、自动化程度高；其缺点是投资较高、能耗较大、涂装管理严格、涂料种类和被涂物导电性受限等。电泳涂料已广泛应用于汽车工业（车身、底盘）、机械设备、家电产品、金属构件、风电设备等。