常用的汽车涂料按成膜物质的分散形态可分成无溶剂型涂料、溶剂型涂料、分散性型涂料、水乳胶型涂料和粉末涂料等。按是否含有颜料可分厚漆(含有颜料的有色不透明的无溶剂型)、磁漆(含有颜料的有色不透明溶剂型)、清漆(不含有颜料的溶剂型,一般透明)。
常用油脂涂料是以具有干燥能力的油脂制造的涂料,油脂是天然产物,涂料中用量最多的是植物油,如桐油、亚麻仁油等,也有动物油脂,如鱼油。油脂中脂肪酸的不饱和程度的高低,常以碘值来表示,将油脂分为:千性油一碘值约为150以上,如桐油、亚麻仁油等;半干性油一碘值约为120- 150,如豆油等;不干性油一碘值在120以下,如蓖麻油、椰子油等。不饱和程度愈高,碘值数值愈大。干性油成膜的机理主要是氧和干性油中不饱和的脂肪酸分子结构中双键反应的过程。当油脂涂成薄层后与氧发生氧化聚合作用,打开双键,再经过一系列复杂的化学反应,使油失去流动性而转变为固态薄膜。制造油脂涂料不是使用干性油,而是一种聚合油。是把干性油在280-290℃加热聚合而得。由聚合油、催干剂和颜料而制成涂料,其品种有清油,一般用于调制厚漆、红丹、腻子或单独涂于帆布织物,纸张防水等防水防潮涂层;各色原漆一般用在要求不高的建筑物上;油性调和漆一般用于建筑物木门窗上;油性防锈漆用于室内外钢铁结构防锈打底漆。
1天然树脂涂料
制造涂料所用的天然树脂主要有松香、沥青、虫胶及我国特产的天然大漆。所用油脂为桐油、梓油、亚麻仁油、豆油和脱水蓖麻油等。
松香为透明玻璃状脆性物质。除少数涂料直接加入松香外,一般都制成松香衍生物,如石灰松香、甘油松香酯等。石灰松香与干性油所制的漆叫钙发漆,作为室内用快干磁漆。甘油松香与干性油所制的漆叫酯胶漆。用于门窗和木器涂装。
生漆是从生长着的漆树上得到的乳白色钻性液体,经细布过滤,除去杂质即为生漆。生漆中主要成分(含量达30%-70%)为漆酚,生漆存在一些缺点,常需改性,因此出现很多性能很好的改性漆酚防腐涂料。有漆酚缩甲醛树脂涂料、漆酚环氧树脂涂料、漆酚苯乙烯及漆酚有机硅等,该涂料性能较好。
油度是影响天然树脂漆性能的一个因素,它是油和树脂的配合比例。短油度,树脂与油的比例在1:2以下。漆膜干燥快,光泽性好,坚硬耐磨,但耐候性差,适宜作室内物件涂层;长油度,树脂与油的比例在1:3以上。漆膜较软,光泽好,耐候性较好,但干燥慢些,适宜室外使用;中油度,树脂与油的比例在1:(2-3)。其性能介于上述两者之间,室内外均可使用。
2 沥青涂料
以天然沥青或人造沥青,加油料或不加油料为主要成膜物质涂料。沥青是一种热塑材料,是历史悠久的涂料品种。由于其具有材料来源丰富、价格低廉、施工方便的特点,得到了广泛应用。主要品种有纯沥青漆、加油沥青涂料、加树脂沥青涂料。其主要特点是:优异的耐水性,良好的耐化学性能和绝缘耐热性,是一种很好的保护、防腐装饰涂料。常用于化工、机械、船舶、地下管道、轻工制品、小五金等。
3酚醛树脂涂料和醉酸树脂涂料
(1)酚醛树脂涂料。酚醛树脂涂料是以酚醛树脂或改性酚醛树脂与干性植物油作主要基料,根据使用原料的不同,加入不同种类的催干剂、颜料和辅助材料调制而成的涂料。该涂料可分为醇溶性酚醛树脂涂料,油溶性纯酚醛树脂涂料,改性酚醛树脂涂料和水溶性酚醛树脂涂料。
(2)醇酸树脂涂料。醇酸树脂涂料是以醇酸树脂为主要成膜物质的一类涂料,醇酸树脂原料来源有3种:多元醇类、多元酸类和植物油类。采用多元醇、多元酸和植物油脂肪酸通过脂化、缩合制成的树脂是合成树脂中最重要的一类树脂,在涂料工业中用途极为广泛并起着主导的地位。由于醇酸涂料用途范围广、适应性强,得到普遍欢迎。其主要性能有:漆膜干燥后耐候性好、不易老化、保光性能持久、耐摩擦、柔韧性强,可采用喷、刷施工方法,经烘干后耐油、耐水、绝缘性都大大提高。其缺点:膜表面千燥较快,但彻底千燥时问较长、耐水性差、不耐碱,一次不能涂装过厚,温度过高容易起皱。醇酸涂料广泛用于建筑、交通、车辆、工程机械设备、农用机具及室内外涂装。
4氨基树脂涂料和硝基涂料
(1)氨基树脂涂料。以氨基树脂和醇酸树脂为主要成膜物质的一类涂料,热固性合成树脂中主要的品种之一。用来制备涂料的氨基树脂有3种:一种是三聚氰氨甲醛树脂,另外两种是服醛树脂和苯代三聚氰氨甲醛树脂。但是若单纯用氨基树脂制备涂料,经过加热固化后的漆膜硬而脆,附着力也差。因此,必须和其它树脂配合使用。
氨基醇酸涂料的特点是:漆膜外观光亮平滑,色彩鲜艳,漆膜硬,附着力强,机械强度高,保光保色性能好,清漆色浅不易变,耐候性强不易粉化、龟裂,具有良好的耐水、耐油、耐溶剂、耐化学品性能,施工性能好,湿碰湿喷涂不易起皱,具有良好的电气绝缘性。缺点是由于该涂膜需要烘烤,面化湿度较高,不适用于木器、橡胶制品、有机玻璃、汽车补漆和某些不能烘烤的物件上使用。由于该涂料有许多优良的性能,已被广泛的用于各种交通车辆、仪器、仪表、家用电器、钢铁家具、轻工产品等适应烘烤条件的制品。
(2)硝基涂料。硝基涂料是以硝化棉为主要成膜物质的一类涂料,通常称之喷漆。硝基涂料虽然品种很多,但从性能和用途上讲,可分为外用基涂料和内用硝基涂料两大类。由于涂料中硝化棉的比例不同,改性树脂不同,以及增塑剂的品种不同,所以性能、用途也不尽一样。硝基涂料的优点是:涂膜干燥快,坚硬、耐磨,有良好的耐化学品性能,耐水耐弱酸和耐汽油、酒精的侵蚀且柔韧性好。调配合适的增塑剂,可制成柔韧性很好的软性硝基涂料,如硝基皮革漆。硝基涂料的缺点是:固体含量低,一次喷涂成膜较簿,施工需多次喷涂,消耗溶剂较多。在潮湿的环境下施工,漆膜容易泛白。由于硝基涂料干燥很快,因此不适合刷涂。涂料刺激味大,施工环境需要良好的通风条件,否则操作人员容易发生中毒现象。硝基涂料品种繁多、用途很广。硝基涂料可用于各种金属表面、交通车辆、机械设备、机电产品。
5过氯乙烯树脂涂料和丙烯酸树脂涂料
(1)过氯乙烯树脂涂料。过氯乙烯树脂涂料是以过氯乙烯树脂为基础的涂料,还包括其它树脂、增塑剂、稳定剂、颜料(不含颜料是清漆)及有机溶剂过氯乙烯树脂涂料是一种挥发性涂料,目前大致可分为三种类型,即一般用涂料、耐化学涂料、航空涂料。每种类型涂料都分有底漆、磁漆、清漆,自成体系。该涂料的优点是:自然干燥较快,次于硝基涂料,适合多种施工方法。有优良的耐化学稳定性,能在常温下耐25%的硫酸、硝酸及40%烧碱达几个月之久。有良好的耐候性、耐水、耐湿热及很好的防火性能。其缺点有:固体含量低,附着力较差,表面干燥较快,但实干较慢,膜层表面硬度较硝基涂料差。过氯乙烯树脂涂料广泛用于化工设备、棍凝土建筑、车辆、机械、机床、飞机、木器等表面涂装。
(2)丙烯酸树脂涂料。丙烯酸树脂涂料由于选用单体的不同,可以制成热塑性和热固性两大类涂料。热塑性丙烯酸树脂涂料具有很好的硬度,色泽浅不泛黄,具有很好的耐久性。主要用于要求耐候性、保光性良好的铝合金表面。热固性丙烯酸树脂涂料多采用氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯低聚物等作固化剂进行固化。漆膜机械性能、丰满度、耐候性好,硬度大,保色好,光亮度高,有一定的耐水、耐油性。采用烘烤固化。适用于轿车、轻工产品、家用电器等的涂装。
6.环氧树脂涂料和聚氨酯涂料
(1)环氧树脂涂料。环氧树脂涂料是以环氧树脂为主要成膜物质制成的。环氧树脂涂料具有多种优异性能,发展很快,品种多、产m大。为了更好地提高其性能,常加入其它树脂进行改性,得到更满足使用要求的涂料。尽管环氧树脂涂料的品种很多,但一般的可分为烘烤型和常温面化型两类。环氧树脂涂料综合了酚醛树脂涂料、醇酸树脂涂料、过氧乙烯树脂涂料的优点,补充了酚醛树脂涂料抗化学性差,醇酸树脂涂料不耐碱,应氯乙烯树脂涂料附着力差的缺点,被广泛用于钢铁表面防腐或铝镁合金及轻金属表面作底漆和机电产品绝缘漆涂装。它的缺点是户外耐候性差,漆膜易粉化,不适合作户外高质量涂装;作底漆时,和底材附着力好,但和面漆附着力却不太好,因此使用时往往要增加一道中间层来补救。近年来采用“湿碰湿”的工艺得到部分解决。不宜作室外和高级装饰用漆,用它作底漆及腻子,则较耐磨。
(2)聚氨酯涂料。聚氨酯涂料是以聚氨基甲酸树脂为基料涂料的简称,可分为聚氨酯改性汕、温固化聚氨酯、封闭型聚氨酪、催固化型聚氨酯、多控基组分固化型聚氨酯五类;从使用上来讲可分为单组分和双组分两类。聚氨酯涂料具有很好的机械性能,漆膜坚硬、光亮、丰满、耐磨及附着力好;防腐性能好,漆膜耐酸、耐碱;可室温固化或加热固化;电性能良好;可和多种树脂并用,制成多种聚氨酯涂料。由于这类涂料有多方面的使用性能,品种、数量都发展很快,原料成本下降,性能良好,目前已成为品种、产量增长迅速的极为重要且很有发展前景的新型涂料,它具有漆膜坚硬耐磨,优异的耐化学腐蚀性,良好的耐油、耐溶剂性能等,广泛用干木器、地板、汽车、电器仪表、皮革、塑料、纸张、石油化工的涂装等,不足之处是涂料价格较费,施工条件苛刻。
7汽车金属闪光底漆
金属闪光底漆就是作为中涂层和罩光清漆层之间的着色层涂料。它的主要功能是着色、遮盖和装饰作用。金属闪光底漆的涂膜在日光照耀下具有鲜艳的金属光泽和闪光感,给整个汽车增添诱人的色彩。金属闪光底漆之所以具有这种特殊的装饰效果,是因为该涂料中加入了各种类型的金属铝片或珠光粉等效应颜料。这种效应颜料在涂膜中定向排列,光线照过来之后通过有规律的反射、透射或干涉,最后人们就会看到有金属光泽的、随角度变光变色的闪光效果。溶剂型金属闪光底漆的基料有丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基树脂、共聚蜡液和CAB树脂液。其中丙烯酸树脂、聚酯树脂和氨基树脂可提供烘干后坚硬的底色漆涂膜,共聚蜡液使效应颜料定向排列,CAB树脂液主要是用来提高底色漆的干燥速度、提高体系低固体分下的钻度,阻止铝粉和珠光颜料在湿涂膜中杂乱无章地运动和防止回溶现象。有时底漆中还加入一点聚氨酯树脂来提高抗石击性能。
8珍珠漆
(1)汽车用珍珠漆的开发。珍珠是珠宝中最受人们喜爱的一种饰物,因为珍珠在光线下可发出红、橙、黄、绿、青、蓝色类似彩虹的效果。科学家们通过剖析发现,珍珠在形成过程中在其内部产生一种一层蛋白质一层磷酸钙的多层“三明治”似的结构,由于每层的厚度和折光率不同,光线在穿过并反射和折射出来时,普通的白光被分解成为彩虹般的各色光线。科学家们根据天然珍珠的原理,在片状的云母片上加上不同厚度的钦白粉或氧化铁等无机氧化物,然后做成细薄片,加入油漆中。这样,当光线照在这些人造珍珠片上时,也可以产生类似珍珠的彩虹效果,从而使油漆的颜色正侧角不同,产生变化的效果。这就是所谓的珍珠漆。
1980年德国首次使用云母钦珠光颜料制成了一种具有全新色彩艺术风韵的珍珠汽车漆,并成功地用于美国福特汽车公司的轿车生产线。珍珠汽车漆具有很高的镜面光泽,珠光细洁柔和,装饰性极佳,同时具有随视角而变化的闪色效应,从而奠定了它在现代轿车、摩托车表面高装饰性涂料的地位。目前,美、欧、日各大汽车公司,几乎所有高档豪华轿车均采用珍珠漆涂装。
1997年,杜邦公司又成功地推出高科技变色珍珠涂料,这种先进涂料中含有一种不同于传统的金属漆和珍珠漆的颜料,用半导体合成工艺,将五层透明的金属氧化叠合起来,使一层油漆在不同角度下会变成红、蓝、绿、紫、橘等多种颜色。这种高科技变色珍珠涂料引起了汽车颜色的又一场变革。
(2)珍珠漆与金属漆的特点。珍珠汽车漆是以各种天然或合成树脂为基料,按一定比例加入云母钦珠光颜料制成的新型油漆,属金属闪光漆中的一个特殊品种。它与一般金属漆无论从装饰性和最终的装饰效果均有明显的差异。珍珠漆具有以下特点:
1)具有细洁柔和的“珍珠光泽效应”。珍珠汽车漆在施工中珠光中颜料薄片能在涂膜中获得有规则的定向排列时,入射光照射在涂料表面,涂层能显示出类似丝绸和软缎般细腻、柔和的珍珠光泽,这就是所谓“珠光效应”。它是珍珠漆独有的特色,是区别于一般金属漆的特征之一。
2)具有明亮闪烁的“珍珠光泽效应”。一般金属漆是依靠金属颜料片具有对光的镜面反射使人眼产生“金属闪光效应”,但涂膜却缺乏三维空间质感。而采用经过着色处理的珠光颜料,不但同样获得一系列不同色泽的金属色珠光,且珠光漆总是只反射部分入射光,而把大部分入射光透射至下一层晶片上,又重复一次光的反射和透射,使涂膜的丰满度优于常规金属漆。
3)具有随视角变化的“视角闪色效应”。当透明片状颜料平行地分布在漆料中,入射光将在折光指数不同的透明层界面发生多次光的折射和反射,部分吸收和部分穿透作用时,平行的各种反射光之间必然发生光的干涉现象。这种随观察者观察角度的不同而看到不同干涉角的现象称为“视角闪色效应”或“多色效应”。正常的定向排列应与底材和涂膜表面呈平行状态。在90。角观察,能观察到最高的表面亮度和最大的饱和度;而在45。角时则能观察到最深,由于人眼的反射光通量减少,因而能看到颜料片折射的彩色光。
4)具有随曲率而改变的“色彩转移效应”。采用干涉色幻彩云母钦珠光颜料制成的连续涂膜,能同时显示两种截然不同的颜色,这种颜色的变化叫做“色彩转移效应”。用干涉色云母钦珠光颜料配制而成的轿车珍珠漆,其色彩会随轿车车身的曲率改变而发生变化。其色彩转移效应表现为从蓝到橙、从黄到紫、从红到绿等,即从一种原色变到它的互补色。正是由于它具有的“色彩转移效应”,人们才有可能根据不同的需要设计不同的涂料配方,以创造各种奇妙和梦幻般的珍珠汽车漆。