[科普中國(guó)]-涂膜

涂膜（paint film）又稱漆膜。涂料施工于底材上的一道或多道涂層所形成的固態(tài)連續(xù)膜。通常涂膜由多道涂層組成，依據(jù)被涂物件的要求而決定涂層的多寡。一般包括底漆層、中間涂層和面漆層。涂膜體現(xiàn)涂料配套使用的效果。廣泛應(yīng)用于化工領(lǐng)域。

制備方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1727—— 79（88）漆膜一般制備法》中分別列出刷涂法、噴涂法、浸涂法和刮涂法的涂膜制備方法。但在制備時(shí)需要依賴操作人員的技術(shù)熟練程度，涂膜的均勻性較難保證。采用儀器制備涂膜在當(dāng)前普遍推行，方法有旋轉(zhuǎn)涂漆法和刮涂器法。

性質(zhì)測(cè)定涂膜外觀及光澤測(cè)定（1）涂膜外觀

通常在日光下肉眼觀察涂膜的樣板有無(wú)缺陷，如刷痕、顆粒、起泡、起皺、縮孔等，一般與標(biāo)準(zhǔn)樣板對(duì)比。

（2）光澤的測(cè)定基本上采用兩大儀器，即光電光澤計(jì)和投影光澤計(jì)，前者用得較多。

涂膜的鮮映性測(cè)定鮮映性是指涂膜表面反映影象（或投影）的清晰程度，以DOI值表示（distinctness of image）。它能表征與涂膜裝飾性相關(guān)的一些性能（如光澤、平滑度、豐滿度等）的綜合效應(yīng)。它可用來(lái)對(duì)飛機(jī)、汽車、精密儀器、家用電器，特別是高級(jí)轎車車身等的涂膜的裝飾性進(jìn)行等級(jí)評(píng)定。

鮮映性測(cè)定儀的關(guān)鍵裝置是一系列標(biāo)準(zhǔn)的鮮映性數(shù)碼板，以數(shù)碼表示等級(jí)，分為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0共13個(gè)等級(jí)，稱為DOI值。每個(gè)DOI值旁印有幾個(gè)數(shù)字，隨著DOI值升高，印的數(shù)字越來(lái)越小，用肉眼越不易辨認(rèn)。觀察被測(cè)表面并讀取可清晰地看到的DOI值旁的數(shù)字，即為相應(yīng)的鮮映性。

涂膜霧影測(cè)定霧影系高光澤漆膜由于光線照射而產(chǎn)生的漫反射現(xiàn)象。霧影光澤儀是一臺(tái)雙光束光澤儀，其中參與光束可以消除溫度對(duì)光澤以及顏色對(duì)霧影值的影響。儀器的主接收器接收漆膜的光澤，而副接收器則接收反射光澤周圍的霧影。霧影值最高可達(dá)1000，但評(píng)價(jià)涂料時(shí)，霧影值在250以下就足夠，因此，儀器測(cè)試范圍為0～250。涂料產(chǎn)品霧影值通常應(yīng)訂在20以下，因?yàn)橥磕れF影太大，將嚴(yán)重影響高光澤漆膜的外觀，尤其淺色漆影響更為顯著。

涂膜顏色測(cè)定測(cè)定涂膜顏色一般方法是按《GB9761—88色漆和清漆的目視比色》的規(guī)定，將試樣與標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)制板，在相同的條件下施工、干燥后，在天然散射光線下目測(cè)檢查，如試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣顏色無(wú)顯著區(qū)別，即認(rèn)為符合技術(shù)容差范圍。也可以將試樣制板后，與標(biāo)準(zhǔn)色卡進(jìn)行比較，或在比色箱CIE標(biāo)準(zhǔn)D65的人造日光照射下比較，以適合用戶的需要。

另外，為避免人為誤差的產(chǎn)生，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB11186.1.2—89漆膜顏色的測(cè)量方法》規(guī)定用光譜光度計(jì)、濾光光譜光度計(jì)和刺激值色度計(jì)測(cè)定涂膜顏色方法，即可通稱的光電色差儀來(lái)對(duì)顏色進(jìn)行定量測(cè)定，以把人們對(duì)顏色的感覺用數(shù)字表達(dá)出來(lái)。

涂膜白度測(cè)定涂膜的白度一般是用目測(cè)即可進(jìn)行評(píng)定，但由于人們視覺的差異，不能對(duì)真正的白色作出客觀評(píng)價(jià)，故采用儀器測(cè)定。

涂膜硬度的測(cè)定涂膜的硬度測(cè)定方法很多，常用的有4種方法，即擺桿阻尼硬度法、鉛筆硬度法、劃痕硬度法和壓痕硬度法。采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1730—93漆膜硬度的測(cè)定擺桿阻尼試驗(yàn)》和 《GB/T6739—2006/ISO 15184:1998色漆和清漆 鉛筆法則測(cè)定漆膜硬度》。

涂膜耐沖擊性測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1732—79（88）漆膜耐沖擊性測(cè)定法》規(guī)定重錘質(zhì)量（1000±1）g，沖頭進(jìn)入凹槽的深度為（2±0.1）mm，滑筒刻度等于（50±0.1）cm。

涂膜柔韌性測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1731—79漆膜柔韌性測(cè)定法》規(guī)定使用軸棒測(cè)定器、測(cè)試時(shí)是將涂漆的馬口鐵板在不同直徑的軸棒上彎曲，以其彎曲后不引起漆膜破壞的最小軸棒的直徑（mm）來(lái)表示。

漆膜附著力測(cè)定劃格法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB9286—88色漆和清漆漆膜的劃格法試驗(yàn)》的結(jié)果分級(jí)法。為區(qū)分優(yōu)劣，須使用膠帶法配合，以得到滿意的結(jié)果。

交叉切痕法測(cè)定附著力的原理基本與劃格法相同。

劃圈法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1720—（79）88漆膜附著力測(cè)試法》中規(guī)定利用附著力測(cè)定儀。第一部位內(nèi)漆膜完好者，附著力最好，為1級(jí)；第二部位完好者，為2級(jí)；依次類推，7級(jí)的附著力最差。

拉開強(qiáng)度法按《GB5210—85漆層附著力的測(cè)定法——拉開法》進(jìn)行?？啥繙y(cè)定漆膜的拉開強(qiáng)度，并以次評(píng)價(jià)漆膜附著力。

還有劃痕法；膠帶附著力法‘剝落試驗(yàn)法。

涂膜耐磨性測(cè)定按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1768—（79）88漆膜耐磨性能測(cè)試法》規(guī)定采用JM—1型漆膜耐磨儀，經(jīng)一定的磨轉(zhuǎn)次數(shù)后，以漆膜的失重來(lái)表示其耐磨性。因失重法可不受漆膜厚度的影響，同樣的負(fù)荷和轉(zhuǎn)數(shù)，失重越小則耐磨性越好。較適宜測(cè)定路標(biāo)漆、地板漆。

涂膜磨光性測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1769—（79）88漆膜磨光性測(cè)試法》采用QG—1型漆膜磨光儀，在一定負(fù)荷下經(jīng)規(guī)定的磨光次數(shù)后，以涂膜的光澤（%）表示。

涂膜打磨性測(cè)定《GB1770—（79）88底漆、膩?zhàn)幽ご蚰バ詼y(cè)試法》中規(guī)定了DM—1型打磨性測(cè)定儀的機(jī)械打磨測(cè)定方法，試板裝于儀器吸盤正中，磨頭裝上規(guī)定型號(hào)的水砂紙，儀器可自動(dòng)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的打磨，保證了相同負(fù)荷和均勻的打磨速度，所得結(jié)果比較準(zhǔn)確。

涂膜重涂性測(cè)定重涂性試驗(yàn)是在干燥后的涂膜上按規(guī)定進(jìn)行打磨后，再按規(guī)定方法涂上同一種涂料，其厚度按產(chǎn)品規(guī)定要求，在涂飾過(guò)程中檢查涂覆的難易程度。在按規(guī)定時(shí)間干燥后檢查涂膜狀況有無(wú)缺陷發(fā)生，必要時(shí)檢測(cè)其附著力。

涂膜耐洗刷性測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB9266—88建筑涂料涂層耐洗刷性》規(guī)定測(cè)試時(shí)使用洗刷試驗(yàn)機(jī)，試板用夾子固定后使用鬃刷以每分鐘固定的往復(fù)頻率在漆膜表面上來(lái)回摩擦，同時(shí)不斷滴加洗滌劑，試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行直到漆膜露底為止，或按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的次數(shù)進(jìn)行。

涂膜耐熱性、耐寒性及耐溫變性測(cè)定測(cè)定耐熱性方法是采用鼓風(fēng)恒溫烘箱或高溫爐，在達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度和時(shí)間后，對(duì)漆膜表面狀況進(jìn)行檢查，或者在耐熱試驗(yàn)后進(jìn)行其他性能測(cè)試。

耐寒性檢測(cè)，通常是將涂膜按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定放入低溫箱中，保持一定時(shí)間，取出觀察涂膜變化情況。

溫變性檢測(cè)通常是在高溫60℃保持一定時(shí)間后，再在低溫如—20℃放置一定時(shí)間，如此反復(fù)若干次循環(huán)，最后觀察涂膜變化情況。

涂膜耐水性的測(cè)定常溫浸水法，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1733—（79）88漆膜耐水性測(cè)定法》規(guī)定將涂漆樣板的2/3面積放入溫度為（25±1）℃的蒸餾水中，待達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的浸泡時(shí)間后取出，目測(cè)評(píng)定是否有起泡、失光、變色等想象，也可用儀器來(lái)測(cè)定失光率和附著力的下降程度。

涂膜耐鹽水性測(cè)定耐鹽水測(cè)定通常是將試板2/3面積浸入3%氯化鈉水溶液中，按產(chǎn)品規(guī)定時(shí)間取出并檢查。另外按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1763—（79）88漆膜耐化學(xué)試劑性測(cè)定法》中規(guī)定，也可采用加溫耐鹽水法，試驗(yàn)溫度為（40±1）℃，采用一套恒溫設(shè)備控制。

涂膜耐化學(xué)品性測(cè)定依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1763—（79）88漆膜耐化學(xué)試劑性測(cè)定法》中所規(guī)定，用普通低碳鋼棒浸涂或刷涂被試涂料，干燥7天后，測(cè)量厚度，將試棒的2/3面積浸入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的酸或堿中，在（25±1）℃溫度下浸泡。定時(shí)觀察檢查涂膜狀況，按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定判定結(jié)果。

涂膜耐腐蝕性測(cè)定鹽霧試驗(yàn)是普遍用來(lái)檢驗(yàn)涂膜耐腐蝕性的方法。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1771—91色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測(cè)定》規(guī)定執(zhí)行。涂膜樣板在具有一定溫度[（40±2）℃]、一定鹽水濃度（3.5%）的鹽霧試驗(yàn)箱內(nèi)每隔45min噴鹽霧15min，經(jīng)一定時(shí)間試驗(yàn)后，觀察樣板外觀餓破壞程度。按GB1740—79的規(guī)定來(lái)評(píng)定等級(jí)。

涂膜耐濕熱性測(cè)定按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1740—79漆膜耐濕熱測(cè)定法》規(guī)定進(jìn)行，設(shè)備為調(diào)溫調(diào)濕箱。將已實(shí)干的涂膜樣板放在一定溫度[（47±1）℃]、一定濕度[相對(duì)濕度為（96±2）%]的調(diào)溫調(diào)濕箱中，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)樣板上涂膜外觀的破壞情況，來(lái)評(píng)定耐濕熱的等級(jí)。

涂膜光澤涂膜光澤指涂膜表面的一種光學(xué)特性，以其反射光的能力來(lái)表示。涂膜的光澤可分為：

高光( High gloss)：90～100

有光(Gloss)：60---89

半光( Semi - gloss)：30～59

絲光[Semi - matt (Silk)]：11～29

平光(Matt)：6～10

全無(wú)光[Full - matt (flat)]：0～5

種類應(yīng)用市場(chǎng)上有4種涂膜：防水涂膜、氟化物涂膜、納米玻璃涂膜和果樹涂膜。

防水涂膜采用熱施工的屋面瀝青卷材防水，乃是近代建筑防水領(lǐng)域之中長(zhǎng)期居于主流的辦法，這是由其青卷材能適應(yīng)防水基層一定的伸縮變化，造價(jià)較低，施工技術(shù)普及，原材料較充沛等原因所致。但是其適應(yīng)性和耐老化性較差，加之暴露于屋企部位，高溫易起鼓，老化裂開，低溫易冷脆變形。七十年代后期隨著高分子材料的發(fā)展，出現(xiàn)了合成材料卷材防水和合成橡膠及樹脂涂膜防水材料。涂膜防水最初使用的是醋酸乙烯樹脂系及其聚物乳液，后又發(fā)展了乙烯酸共聚物系，氯丁橡膠系、氨基甲酸酯橡膠系和橡膠瀝青系等。其中氨基甲酸酯橡膠系已成為防水涂膜的主要材料。

氟化物涂膜氟化物是一種被公認(rèn)的有效防齲劑，有多種氟化物制劑可供使用，如氟化物溶液、含氟牙膏、氟凝膠、含氟水門汀以及含氟樹指等。作為一種局部應(yīng)用的氟化物，氟化物涂膜(Fluoride Varnish)是為了克服其它氟化物制劑的缺點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的，已被歐洲國(guó)家廣泛應(yīng)用。在許多國(guó)家氟化物涂膜已取代了氟化物凝膠的應(yīng)用。國(guó)際上應(yīng)用的氟化物涂膜可根據(jù)藥物組成分類，常見的有兩類。一類涂膜內(nèi)含有氟化鈉，其代表為Duraphat(Colgate Oral Pharmaceuticals，UK)和Carex(Colgate Oral Pharmaceuticals，UK)。Duraphat以中性松香為基質(zhì)，是一種已商品化的氟化物涂膜，它是氟化物涂膜中研究最深入、應(yīng)用最多的一種。Carex以苔草為基質(zhì)。另一類涂膜內(nèi)含有氟化硅烷，其代表為F1uor protector(Ivoclar—Vivadent，America)o Huor protector以聚氨基甲酸乙酯為基質(zhì)。此外，還有一些含有氟化銨、氟化亞錫等氟化物的涂膜。1994年，Ullsfoss等首次提出了由洗必泰和氟化物混合制成涂膜來(lái)防治齲病，Twetman和Petersson證實(shí)這種混合涂膜比單一涂膜能更有效防治齲病，稱它為氟泰涂膜。

氟化物涂膜的應(yīng)用:(1)防治齲病 (2)防治牙本質(zhì)過(guò)敏(3)有研究表明氟化物涂膜很難從牙釉質(zhì)表面去除，具有一定的粘結(jié).

納米玻璃涂膜納米涂膜較早應(yīng)用于外國(guó)建筑領(lǐng)域，作為隔熱節(jié)能的材料。后引進(jìn)國(guó)內(nèi)，最早展覽在2010年中國(guó)建筑節(jié)能展覽會(huì)上，在安徽合肥市會(huì)展中心舉行，展覽會(huì)上，納米玻璃涂膜以其出色的隔熱性能和隔絕紫外線等優(yōu)勢(shì)受到了市民的關(guān)注。據(jù)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)還能應(yīng)用于汽車玻璃上，減少汽車空調(diào)能耗。

近年來(lái)我國(guó)每年竣工的建筑約20億平方米，是全球最大的建筑市場(chǎng)，建筑能耗非常嚴(yán)重，據(jù)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)，建筑節(jié)能占社會(huì)總能耗的1/3，在建筑能耗中，空調(diào)耗電占60%，而進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射式空調(diào)所耗電能的主要構(gòu)成。使用納米涂膜玻璃，可以減少太陽(yáng)輻射進(jìn)入室內(nèi)，大大減少空調(diào)能耗，同時(shí)可以提高房間居住的舒適度，并且不影響采光，節(jié)能環(huán)保。

果樹涂膜隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)和林業(yè)科學(xué)的發(fā)展，功能性果樹涂膜的研究日益受到高度重視。所謂果樹涂膜，通常是指采用丙烯酸酯類，乙烯基類單體作為主要原料，配臺(tái)其它單體，通過(guò)乳液共聚合的方法合成高分子乳液。利用高分子乳液易成膜，有彈性，透氣，保水，耐久性好等特點(diǎn)，將其噴涂于樹木被保護(hù)處，形成一層保護(hù)性薄膜(也稱為 樹衣”)}或?qū)⒈Ｗo(hù)乳液涂于紙，塑料薄膜，塑料片材等基材上，制得保護(hù)帶或保護(hù)膜，纏繞于果樹枝條或覆蓋在樹干、樹基上來(lái)獲得對(duì)果樹的保護(hù)；也可分別或同時(shí)加入各種添加劑，如殺蟲劑，植物增長(zhǎng)促進(jìn)劑，果實(shí)催熱悉劑及填料等。得到具有緩釋作用的功能性高分子乳液涂料 一，以滿足多方面的要求，因而果樹涂膜材料具有高性能、多功能的特點(diǎn)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)果樹涂膜方面的研究取得了一定進(jìn)展，主要用于果樹抗霜凍，防日燒，防蟲及殺蟲，樹干枝條創(chuàng)口的保護(hù)，受損樹木的保護(hù)口等。12

干燥方法自然干燥在自然條件下，利用空氣對(duì)流使溶劑蒸發(fā)、氧化聚合成與固化劑反應(yīng)而成膜的方法，成為自然干燥。適用于揮發(fā)性涂料、氣干性涂料、固化劑固化型涂料等自干性涂料。

自然干燥受環(huán)境條件影響很大。環(huán)境濕度大時(shí)抑制溶劑揮發(fā)，干燥慢，并形成涂膜發(fā)白等缺陷，因此作業(yè)環(huán)境宜低不宜高。溫度高時(shí)溶劑揮發(fā)快，固化反應(yīng)快，干燥也快，這時(shí)減少灰塵粘附有利，但可能是流平性變差，因此自然晾干區(qū)最好設(shè)置空氣過(guò)濾系統(tǒng)，以保證涂膜質(zhì)量。

烘干（1） 根據(jù)烘干溫度低可分為低溫烘干、中溫烘干和高溫烘干。

① 低溫烘干。固化溫度低于100℃稱為低溫烘干，主要是對(duì)自干性涂料實(shí)施強(qiáng)制干燥對(duì)耐熱性很差的材質(zhì)表面涂膜進(jìn)行干燥，干燥溫度通常在60℃～80℃，可使自干性涂料固化時(shí)間大幅度縮短，以滿足工業(yè)化流水線作業(yè)方式。

② 中溫烘干。中溫烘干溫度在100℃～150℃，主要用于縮合聚合反應(yīng)固化成膜的涂料。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，涂膜發(fā)黃，脆性增大，此類涂料的最佳固化溫度一般在120℃～140℃之間。

③ 高溫烘干。固化溫度在150℃以上的為高溫固化，如粉末涂料、電泳涂料等。

（2） 根據(jù)加熱固化的方式，烘干又可分為熱風(fēng)對(duì)流，遠(yuǎn)紅外線輻射三種方式。

① 熱風(fēng)對(duì)流烘干。此法是利用風(fēng)機(jī)將熱源產(chǎn)生的燃燒氣體或加熱后的高溫空氣引入烘干室，并在烘干室內(nèi)循環(huán)，從而使被涂物對(duì)流受熱。運(yùn)用高質(zhì)量涂層，不受工件形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度影響，加熱溫度范圍寬，所以該方式應(yīng)用很廣泛。

② 遠(yuǎn)紅外線輻射烘干。遠(yuǎn)紅外線輻射烘干。遠(yuǎn)紅外線輻射電加熱器件又遠(yuǎn)紅外加熱板、遠(yuǎn)紅外電加熱帶和遠(yuǎn)紅外加熱燈等，安裝方便，調(diào)試簡(jiǎn)單，易于維修管理。適用于形狀簡(jiǎn)單的工件。

③ 熱風(fēng)對(duì)流加輻射烘干。熱風(fēng)對(duì)流加熱與遠(yuǎn)紅外線輻射加熱各有特點(diǎn)，為充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，在烘干室設(shè)計(jì)時(shí)可將兩者結(jié)合起來(lái)，一般先輻射后對(duì)流，利用輻射升溫快的優(yōu)點(diǎn)，使工件升溫并使溶劑揮發(fā)，再利用熱風(fēng)對(duì)流保溫，保證烘干質(zhì)量。

輻射固化輻射固化是利用電子束、紫外線照射固化涂料的一種新型固化方式，此法具有固化時(shí)間短（幾秒、幾十秒至幾分鐘）、常溫固化、裝置價(jià)格相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。但輻射有盲點(diǎn)，只適用于形狀簡(jiǎn)單的工件，輻射距離控制嚴(yán)格。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王強(qiáng) - 副教授 - 西南大學(xué)