[科普中國]-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。廣泛應用于化工領域。

制備方法國家標準《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。但在制備時需要依賴操作人員的技術熟練程度，涂膜的均勻性較難保證。采用儀器制備涂膜在當前普遍推行，方法有旋轉(zhuǎn)涂漆法和刮涂器法。

性質(zhì)測定涂膜外觀及光澤測定（1）涂膜外觀

通常在日光下肉眼觀察涂膜的樣板有無缺陷，如刷痕、顆粒、起泡、起皺、縮孔等，一般與標準樣板對比。

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

涂膜的鮮映性測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的一些性能（如光澤、平滑度、豐滿度等）的綜合效應。它可用來對飛機、汽車、精密儀器、家用電器，特別是高級轎車車身等的涂膜的裝飾性進行等級評定。

鮮映性測定儀的關鍵裝置是一系列標準的鮮映性數(shù)碼板，以數(shù)碼表示等級，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個等級，稱為DOI值。每個DOI值旁印有幾個數(shù)字，隨著DOI值升高，印的數(shù)字越來越小，用肉眼越不易辨認。觀察被測表面并讀取可清晰地看到的DOI值旁的數(shù)字，即為相應的鮮映性。

涂膜霧影測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。霧影光澤儀是一臺雙光束光澤儀，其中參與光束可以消除溫度對光澤以及顏色對霧影值的影響。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1000，但評價涂料時，霧影值在250以下就足夠，因此，儀器測試范圍為0～250。涂料產(chǎn)品霧影值通常應訂在20以下，因為涂膜霧影太大，將嚴重影響高光澤漆膜的外觀，尤其淺色漆影響更為顯著。

涂膜顏色測定測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，將試樣與標準同時制板，在相同的條件下施工、干燥后，在天然散射光線下目測檢查，如試樣與標準樣顏色無顯著區(qū)別，即認為符合技術容差范圍。也可以將試樣制板后，與標準色卡進行比較，或在比色箱CIE標準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，國家標準《GB11186.1.2—89漆膜顏色的測量方法》規(guī)定用光譜光度計、濾光光譜光度計和刺激值色度計測定涂膜顏色方法，即可通稱的光電色差儀來對顏色進行定量測定，以把人們對顏色的感覺用數(shù)字表達出來。

涂膜白度測定涂膜的白度一般是用目測即可進行評定，但由于人們視覺的差異，不能對真正的白色作出客觀評價，故采用儀器測定。

涂膜硬度的測定涂膜的硬度測定方法很多，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。采用國家標準《GB1730—93漆膜硬度的測定擺桿阻尼試驗》和 《GB/T6739—2006/ISO 15184:1998色漆和清漆 鉛筆法則測定漆膜硬度》。

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

涂膜柔韌性測定國家標準《GB1731—79漆膜柔韌性測定法》規(guī)定使用軸棒測定器、測試時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）來表示。

漆膜附著力測定劃格法按國家標準《GB9286—88色漆和清漆漆膜的劃格法試驗》的結果分級法。為區(qū)分優(yōu)劣，須使用膠帶法配合，以得到滿意的結果。

交叉切痕法測定附著力的原理基本與劃格法相同。

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

拉開強度法按《GB5210—85漆層附著力的測定法——拉開法》進行?？啥繙y定漆膜的拉開強度，并以次評價漆膜附著力。

還有劃痕法；膠帶附著力法‘剝落試驗法。

涂膜耐磨性測定按國家標準《GB1768—（79）88漆膜耐磨性能測試法》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，以漆膜的失重來表示其耐磨性。因失重法可不受漆膜厚度的影響，同樣的負荷和轉(zhuǎn)數(shù)，失重越小則耐磨性越好。較適宜測定路標漆、地板漆。

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

涂膜打磨性測定《GB1770—（79）88底漆、膩子膜打磨性測試法》中規(guī)定了DM—1型打磨性測定儀的機械打磨測定方法，試板裝于儀器吸盤正中，磨頭裝上規(guī)定型號的水砂紙，儀器可自動進行規(guī)定次數(shù)的打磨，保證了相同負荷和均勻的打磨速度，所得結果比較準確。

涂膜重涂性測定重涂性試驗是在干燥后的涂膜上按規(guī)定進行打磨后，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，在涂飾過程中檢查涂覆的難易程度。在按規(guī)定時間干燥后檢查涂膜狀況有無缺陷發(fā)生，必要時檢測其附著力。

涂膜耐洗刷性測定國家標準《GB9266—88建筑涂料涂層耐洗刷性》規(guī)定測試時使用洗刷試驗機，試板用夾子固定后使用鬃刷以每分鐘固定的往復頻率在漆膜表面上來回摩擦，同時不斷滴加洗滌劑，試驗連續(xù)進行直到漆膜露底為止，或按產(chǎn)品標準規(guī)定的次數(shù)進行。

涂膜耐熱性、耐寒性及耐溫變性測定測定耐熱性方法是采用鼓風恒溫烘箱或高溫爐，在達到產(chǎn)品標準規(guī)定的溫度和時間后，對漆膜表面狀況進行檢查，或者在耐熱試驗后進行其他性能測試。

耐寒性檢測，通常是將涂膜按產(chǎn)品標準規(guī)定放入低溫箱中，保持一定時間，取出觀察涂膜變化情況。

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

涂膜耐水性的測定常溫浸水法，按國家標準《GB1733—（79）88漆膜耐水性測定法》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，待達到產(chǎn)品標準規(guī)定的浸泡時間后取出，目測評定是否有起泡、失光、變色等想象，也可用儀器來測定失光率和附著力的下降程度。

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

涂膜耐化學品性測定依據(jù)國家標準《GB1763—（79）88漆膜耐化學試劑性測定法》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，測量厚度，將試棒的2/3面積浸入產(chǎn)品標準規(guī)定的酸或堿中，在（25±1）℃溫度下浸泡。定時觀察檢查涂膜狀況，按產(chǎn)品標準規(guī)定判定結果。

涂膜耐腐蝕性測定鹽霧試驗是普遍用來檢驗涂膜耐腐蝕性的方法。按國家標準《GB1771—91色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定》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%）的鹽霧試驗箱內(nèi)每隔45min噴鹽霧15min，經(jīng)一定時間試驗后，觀察樣板外觀餓破壞程度。按GB1740—79的規(guī)定來評定等級。

涂膜耐濕熱性測定按國家標準《GB1740—79漆膜耐濕熱測定法》規(guī)定進行，設備為調(diào)溫調(diào)濕箱。將已實干的涂膜樣板放在一定溫度[（47±1）℃]、一定濕度[相對濕度為（96±2）%]的調(diào)溫調(diào)濕箱中，在規(guī)定的時間內(nèi)，根據(jù)樣板上涂膜外觀的破壞情況，來評定耐濕熱的等級。

涂膜光澤涂膜光澤指涂膜表面的一種光學特性，以其反射光的能力來表示。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

全無光[Full - matt (flat)]：0～5

種類應用市場上有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域之中長期居于主流的辦法，這是由其青卷材能適應防水基層一定的伸縮變化，造價較低，施工技術普及，原材料較充沛等原因所致。但是其適應性和耐老化性較差，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發(fā)展起來的，已被歐洲國家廣泛應用。在許多國家氟化物涂膜已取代了氟化物凝膠的應用。國際上應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防治齲病，Twetman和Petersson證實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。

氟化物涂膜的應用:(1)防治齲病 (2)防治牙本質(zhì)過敏(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.

納米玻璃涂膜納米涂膜較早應用于外國建筑領域，作為隔熱節(jié)能的材料。后引進國內(nèi)，最早展覽在2010年中國建筑節(jié)能展覽會上，在安徽合肥市會展中心舉行，展覽會上，納米玻璃涂膜以其出色的隔熱性能和隔絕紫外線等優(yōu)勢受到了市民的關注。據(jù)說，這項技術還能應用于汽車玻璃上，減少汽車空調(diào)能耗。

近年來我國每年竣工的建筑約20億平方米，是全球最大的建筑市場，建筑能耗非常嚴重，據(jù)建設部統(tǒng)計，建筑節(jié)能占社會總能耗的1/3，在建筑能耗中，空調(diào)耗電占60%，而進入室內(nèi)的太陽輻射式空調(diào)所耗電能的主要構成。使用納米涂膜玻璃，可以減少太陽輻射進入室內(nèi)，大大減少空調(diào)能耗，同時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)科學和林業(yè)科學的發(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，配臺其它單體，通過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，將其噴涂于樹木被保護處，形成一層保護性薄膜(也稱為 樹衣”)}或?qū)⒈Ｗo乳液涂于紙，塑料薄膜，塑料片材等基材上，制得保護帶或保護膜，纏繞于果樹枝條或覆蓋在樹干、樹基上來獲得對果樹的保護；也可分別或同時加入各種添加劑，如殺蟲劑，植物增長促進劑，果實催熱悉劑及填料等。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。

近年來，國內(nèi)外對果樹涂膜方面的研究取得了一定進展，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，受損樹木的保護口等。12

干燥方法自然干燥在自然條件下，利用空氣對流使溶劑蒸發(fā)、氧化聚合成與固化劑反應而成膜的方法，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。溫度高時溶劑揮發(fā)快，固化反應快，干燥也快，這時減少灰塵粘附有利，但可能是流平性變差，因此自然晾干區(qū)最好設置空氣過濾系統(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，主要是對自干性涂料實施強制干燥對耐熱性很差的材質(zhì)表面涂膜進行干燥，干燥溫度通常在60℃～80℃，可使自干性涂料固化時間大幅度縮短，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固化成膜的涂料。當溫度過高時，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，烘干又可分為熱風對流，遠紅外線輻射三種方式。

① 熱風對流烘干。此法是利用風機將熱源產(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)，從而使被涂物對流受熱。運用高質(zhì)量涂層，不受工件形狀和結構復雜程度影響，加熱溫度范圍寬，所以該方式應用很廣泛。

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

③ 熱風對流加輻射烘干。熱風對流加熱與遠紅外線輻射加熱各有特點，為充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，在烘干室設計時可將兩者結合起來，一般先輻射后對流，利用輻射升溫快的優(yōu)點，使工件升溫并使溶劑揮發(fā)，再利用熱風對流保溫，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，此法具有固化時間短（幾秒、幾十秒至幾分鐘）、常溫固化、裝置價格相對較低等優(yōu)點。但輻射有盲點，只適用于形狀簡單的工件，輻射距離控制嚴格。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

王強 - 副教授 - 西南大學