涂料的涂裝方式及應用領域綜述

束樹軍 （上海巴德富新材料有限公司，上海 200241）

0 引言

涂料是化工領域非常重要的一個方面，幾乎所有的基材表面都需要涂層保護。不同的涂層根據(jù)應用場景不同，需配套不同的施工方式，這樣才能達到最佳的涂裝效果。涂料行業(yè)有句俗話“三分涂料，七分施工”［1］，由此可見，涂料涂裝相當重要。涂料的施工質(zhì)量是保證涂料性能的關鍵，對漆膜的外觀、性能展現(xiàn)有著重要的影響。隨著時代的發(fā)展、科技的進步，施工方法也在與時俱進，發(fā)生了日新月異的變化。涂料施工已從最初的手工小作坊發(fā)展到如今的機械化、自動化、智能化作業(yè)。因此選擇合適的施工方法既可以提高涂料利用率和施工效率，又能保證涂膜質(zhì)量，發(fā)揮涂料的保護和裝飾作用，同時改善了施工環(huán)境和勞動強度。

為了讓涂料涂裝技術人員或施工人員更好地了解涂料施工方式，筆者根據(jù)過往十多年的工作經(jīng)驗匯總了涂料的施工方式以及應用領域，以期對涂料行業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用。

1 涂料施工方式及應用領域

涂料的施工方式包括手工工具涂裝、機械設備涂裝和智能化涂裝等。手工工具涂裝是較為傳統(tǒng)的涂裝方法，主要有刷涂、刮涂、滾涂等。機械設備涂裝是目前應用最廣的一類涂裝，主要包括輥涂、浸涂、淋涂、抽涂、噴涂等，其中噴涂又包括空氣噴涂、無氣噴涂、輔氣噴涂、滾噴涂等。自動化涂裝是發(fā)展較快的涂裝方法，具有機械化、連續(xù)化、自動化和智能化等特點。自動化施工方式可與前處理、干燥等工序相連接，形成專業(yè)的涂裝流水線，如電泳涂裝和靜電涂裝。這三類涂料涂裝方法各有特點，手工工具涂裝效率低，但是方便靈活，目前仍然被用于大規(guī)模涂裝前的預涂或者小批量涂裝等，而機械設備和自動化涂裝效率高，涂裝效果好，但是往往對復雜結構的被涂物無能為力，而且設備投資成本較高，適用于大規(guī)模的涂裝。在實際的施工過程中，一般根據(jù)被涂物的性能、涂裝目的、涂層質(zhì)量要求、涂料的特性等方面來選擇適當?shù)耐垦b方法。

1.1 刷涂

刷涂是指借助漆刷蘸取涂料與被涂物表面的直接接觸，使涂料均勻地潤濕涂布在被涂物表面，從而形成涂膜的涂裝方法［2］。刷涂是比較簡單和古老的涂裝方式，優(yōu)點是操作簡單、節(jié)省涂料、易于掌握、應用廣泛，適用于各種材質(zhì)和形狀的被涂物，不受空間和場所的限制；缺點是工作效率低、勞動強度大、對于快干、流平性差的涂料容易產(chǎn)生刷痕、流掛和漆膜不均勻等現(xiàn)象，影響漆膜的平整度和美觀性等。刷涂在室內(nèi)裝修中應用最為廣泛，其它應用領域還包括家具翻新、小區(qū)護欄刷新、戶外市政工程翻新等。

1.2 刮涂

刮涂是利用刮具將黏稠的涂料涂覆在被涂物表面的一種施工方式。一般采用金屬或非金屬刮具，刮涂膩子或水性厚漿型涂料，用于修復凹凸不平的表面缺陷，為后續(xù)涂裝奠定良好的基礎。刮涂也被稱為“批涂”，優(yōu)點是施工方法簡單、一次性涂膜厚；缺點是工作效率低、涂料體系單一，只適用于高稠度涂料和水平的基材表面等。雖然刮涂工藝簡單，但刮涂效果的優(yōu)劣直接決定了后續(xù)涂層表面的平整度和光滑度等。刮涂的主要應用領域包括建筑內(nèi)墻刮涂膩子、軌道交通高鐵表面刮涂不飽和聚酯膩子、水性隔熱涂料中的阻隔型隔熱涂料刮涂施工、防腐涂料中玻璃鱗片涂料刮涂等。

1.3 滾涂

滾涂的學名為“輥刷涂”，是指用輥刷黏附涂料，借助輥刷的滾動將涂料轉(zhuǎn)移到被涂物的表面，形成涂膜的涂裝方法。作為手工工具涂裝最快的施工方式，滾涂的優(yōu)點是施工效率高，成本低，涂料浪費少，對環(huán)境的污染??；缺點是涂裝效果受到涂料黏度和流掛特性的限制，只適用于大面積平坦的底材，對結構復雜和凹凸不平的表面不適用。涂膜的裝飾性一般，涂膜不均勻，容易留下滾痕，不適用于高要求的表面涂裝。滾涂施工一般用于建筑內(nèi)外墻、屋頂、地板、家具、大型船舶，以及大型機械設備等領域。

1.4 輥涂

輥涂是利用轉(zhuǎn)輥蘸取涂料，然后借助轉(zhuǎn)輥在轉(zhuǎn)動過程中與被涂物接觸，將涂料涂覆在被涂物表面，形成連續(xù)漆膜的涂裝方法。輥涂的優(yōu)點是操作簡單、涂料浪費少、涂裝效率高，適用于平面的大面積涂裝，不形成涂料粉塵、對環(huán)境的污染少、特別適用于烘烤型涂料；缺點是容易出現(xiàn)漆膜厚度不均、表觀效果稍差、涂裝設備價格昂貴、適用范圍小，只適用于平面工件的涂裝等。輥涂工具主要為橡膠輥。輥涂適用于卷鋼、卷鋁、卷尺、布匹、紙張、塑料等基材的表面涂裝。

1.5 浸涂

浸涂是最簡單的涂裝方式之一，它是將被涂裝物件直接放入盛有涂料的容器中浸泡，涂料滲透到其表面形成涂膜，再將多余的漆液滴盡并流回漆槽，從而達到涂裝的目的［3］。浸涂的優(yōu)點是設備簡單、操作方便、易于流水線生產(chǎn)、易于實現(xiàn)涂裝自動化、涂料的利用率高；缺點是裝飾效果一般，施工黏度較低，容易流掛等。浸涂一般適用于汽車制造（履帶、剎車盤、傳動軸）、醫(yī)療領域（醫(yī)用手套、手術器械）、金屬制造（螺絲釘、螺母、鋼管）、木材加工（玩具、防腐）等涂裝應用領域。

1.6 抽涂

抽涂是指將細長的待涂工件沿著水平方向被勻速抽出時進行涂漆的涂裝方式，在工件表面形成一層均勻、平滑、高附著力的涂層。其基本原理是待涂工件通過漆槽下部的三通型抽涂孔，工件出口處有一個橡膠墊圈制成的捋具可將多余的涂料清除掉，從而得到均勻的涂膜。抽涂的優(yōu)點是涂料利用率高、涂料損耗少、涂裝效率高、涂裝質(zhì)量好、適用于自動化和連續(xù)化生產(chǎn)；其缺點是涂料要求黏度低、固體分高、被涂工件必須定型，適用性受限，對于大型結構件不適用。抽涂工藝常用于釣魚竿、鉛筆、傘把、鋼管、圓形玻璃件等具有線狀或圓柱體結構件的應用［4］。

1.7 淋涂

淋涂也稱為“幕涂”，是指通過淋涂機將涂料形成一定寬度的水簾狀涂幕，涂覆于工件表面的涂裝方法［5］。其原理是將涂料貯存在高位槽中，當工件通過時，涂料呈現(xiàn)幕簾狀淋在工件上，使工件表面形成均勻的漆膜，多余的涂料流回容器，通過泵送回高位槽循環(huán)使用［6］。淋涂的優(yōu)點適用性廣、操作簡單、涂裝速度快、節(jié)省涂料；缺點是涂層厚度不易控制，容易產(chǎn)生廢液和廢氣，污染環(huán)境。淋涂主要應用于片狀散熱器、片式變壓器、模具等工件的涂裝。

1.8 噴涂

噴涂可以在物體表面形成均勻、美觀和耐久的涂層，并且適用于各種材料和形狀的被涂物，是使用最為廣泛的涂裝工藝。噴涂包括空氣噴涂、無氣噴涂、輔氣噴涂和靜電噴涂等。

1.8.1 空氣噴涂

空氣噴涂是利用壓縮空氣或其他方式作為動力，將涂料從噴槍的噴嘴中噴出，呈霧狀分散和沉積在工件表面，形成均勻涂膜的一種涂裝方式。它的施工效率是刷涂等手工方式的幾倍甚至幾十倍，尤其適用于大面積的涂裝作業(yè)。在縫隙、小孔、傾斜、曲線、凹凸等各種形狀的物件表面均可施工，并且獲得的漆膜光滑、平整?？諝鈬娡康膬?yōu)點是施工設備簡單、施工效率高、漆膜質(zhì)量優(yōu)異，適用于各類形狀復雜的物件表面涂裝；缺點是涂料利用率低、消耗大，易形成涂料粉塵污染，影響人體健康和環(huán)境保護。

1.8.2 無氣噴涂

無氣噴涂又被稱為“高壓無氣噴涂”，它是以電力為動力，驅(qū)動液壓泵，將涂料直接增壓（10 MPa），通過高壓軟管、噴槍、噴嘴瞬間噴出，形成極細的扇型霧狀漆液，迅速噴向被涂物表面，從而形成漆膜的一種涂裝方式。無氣噴涂的主要優(yōu)點是涂料利用率和工作效率高，可以直接噴涂高固含、高黏度的涂料，漆膜質(zhì)量好（僅比空氣噴涂稍差），不必額外添加稀釋劑，節(jié)省成本，利于環(huán)境保護；缺點是噴涂設備稍貴，對涂料的性能要求高，厚涂容易起泡等。目前無氣噴涂已經(jīng)在船舶、集裝箱、橋梁、鋼結構、工程機械等領域廣泛應用［7］。

1.8.3 輔氣噴涂

輔氣噴涂也被稱為“混氣噴涂”，它集中了空氣噴涂和無氣噴涂的特點，降低了高壓無氣噴涂的噴涂壓力（5 MPa），減少噴射速度，借助少量壓縮空氣從而提高霧化效果。輔氣噴涂的優(yōu)點是霧化效果好、涂料利用率和裝飾性高；缺點是設備復雜，對環(huán)境有較大污染，操作人員需具備熟練的技能。輔氣噴涂的應用領域包括金屬制品、電器制品、車輛、高檔家具、汽車零部件等［8］。

1.8.4 靜電噴涂

靜電噴涂是一種將靜電作用應用于涂裝過程的涂裝技術。在靜電噴涂過程中，使用帶電的氣體將涂料噴射到物體表面，利用靜電作用使涂料在物體表面均勻附著，并且形成一層均勻、平滑的涂層［9］。靜電噴涂可以在涂料流動性較差、表面較復雜的物體上實現(xiàn)高質(zhì)量的涂裝效果。靜電噴涂的優(yōu)點是涂料利用率高、對環(huán)境污染小、涂裝作業(yè)效率高，涂膜質(zhì)量高，節(jié)省涂料等；缺點是設備成本較高、維護困難、操作技能要求高及具有電氣安全隱患問題等。目前靜電噴涂已廣泛應用于汽車、家用電器、農(nóng)用機械、日用五金、鋼制家具、電動玩具等領域。

1.8.5 滾噴

滾噴也是噴涂的一種，主要服務于拉鏈行業(yè)的噴涂技術。滾噴是把被涂物放入旋轉(zhuǎn)桶來完成噴涂的技術。如今，憑借著實用性和有效性，滾噴仍然是較受歡迎的涂裝方式之一。滾噴優(yōu)點是操作簡便易行，無需多次噴涂和干燥，噴涂效率高；缺點是烘烤中會產(chǎn)生VOC（揮發(fā)性有機化合物），對涂料的要求較高，不斷碰撞和翻滾中會影響表面涂裝效果。滾噴適用于形狀復雜的小工件，如拉鏈頭、紐扣、兒童積木、螺絲釘?shù)取?/p>

1.9 電泳涂裝

電泳涂裝是利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積于工件表面的涂裝方法。電泳涂裝分為陽極電泳和陰極電泳，其中陰極電泳泳透力高、耐腐蝕性好，已被廣泛應用［10］。電泳涂裝的優(yōu)點是環(huán)保高效、涂料損耗少、利用率高達95 %以上、涂膜厚度均一、邊緣覆蓋性好，能滿足形狀復雜工件涂裝的要求，涂膜具有良好的力學性能、優(yōu)異的附著力和耐沖擊性能、自動化程度高；其缺點是投資較高、能耗較大、涂裝管理嚴格、涂料種類和被涂物導電性受限等。電泳涂料已廣泛應用于汽車工業(yè)（車身、底盤）、機械設備、家電產(chǎn)品、金屬構件、風電設備等。

2 涂料施工方式的發(fā)展趨勢

未來涂料施工的發(fā)展趨勢：

第一，智能化涂裝。未來涂料的施工趨勢將向智能化方向發(fā)展，采用智能機器人涂裝、無人機高空噴涂、機器人自動刷涂等技術，提高涂裝效率和質(zhì)量，減少人工成本。

第二，精準化涂裝。未來涂料的施工方式將更加注重精準涂裝，采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術，實現(xiàn)涂裝設備的在線監(jiān)測和遠程控制，采用數(shù)字化涂裝技術、人工智能涂裝技術等，提高涂裝效率和涂裝質(zhì)量，減少漏涂、多涂、涂料浪費及漆膜缺陷等問題。

第三，環(huán)保化涂裝。涂料施工過程中涉及的“三廢”等環(huán)保問題已經(jīng)成為涂料行業(yè)關注的重點。應采用更加環(huán)保的涂裝方式，嚴控“三廢”，如選擇靜電噴涂，提升涂料利用率；選擇低耗能、高效率的涂裝設備，減少資源消耗等，節(jié)能減排、保護環(huán)境。

未來涂料的施工方式發(fā)展趨勢可能因行業(yè)、地區(qū)和需求等不同而有所差異，因此具體情況需要根據(jù)實際需求來確定。隨著涂料工業(yè)的發(fā)展，涂裝方式也會與時俱進，從而更好地保護我們的環(huán)境和地球。