《涂料与涂装工艺学》课程教学课件（讲稿）第十章 漆前表面处理 Preparation Of Painting Surfaces

本章重要内容aChapter 10 Preparation O Painting Surfaces第十章漆前表面处理漆前处理的作用和方法除油磷化处理老大张学敏化工学院WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces 第十章 漆前表面处理 F F F 本章重要内容 漆前处理的作用和方法 除油 磷化处理

aChapter 10 Preparation Of Painting Surfaces各类材料或制品，在涂漆以前对其清除各类污物、整平及覆盖某类化学转化膜的任何准备工作，统称漆前表面处理漆前表面处理技术是涂装技术的一重要部分，在整个工艺过程中，需要选用清洗剂、表面调整剂、磷化剂、钝化剂、氧化剂等多种精细化工产品，这些化工产品组成复杂、性能差异大，如果选用不当或在使用中各槽液得不到很好的控制和管理，反而对涂层质量产生不利影响。张学敏化工学院WUHANUNIVERSITYOETECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces 各类材料或制品，在涂漆以前对其清除各类污物、整平 及覆盖某类化学转化膜的任何准备工作，统称漆前表面处理。 漆前表面处理技术是涂装技术的一重要部分，在整个工艺过 程中，需要选用清洗剂、表面调整剂、磷化剂、钝化剂、氧 化剂等多种精细化工产品，这些化工产品组成复杂、性能差 异大，如果选用不当或在使用中各槽液得不到很好的控制和 管理，反而对涂层质量产生不利影响

aChapter 10 Preparation Of Painting Surfaces第一节漆前处理的作用和方法EFFECTSANDMETHODSOFPREPARINGSUREACES一、漆前表面处理的作用漆前表面处理主要赋予涂层三大方面的作用(1)提高涂层对材料表面的附着力材料表面有油脂、污垢、锈蚀产物、氧化皮及旧漆膜时，直接涂漆会造成漆膜对基材的附着力很弱，漆膜易整片剥落或产生各种外观缺陷。有时将各类污垢和锈蚀产物清理于净以后，漆膜附着力仍不理想。要想进一步提高涂膜附着力，则奇采敢：①打磨粗化；②化学覆膜（化学转化膜）；③涂特种防锈涂料（磷化底漆、锌黄底漆、自泳涂料)：④偶联剂处理；③施以硬质薄膜化涂层等，而前二种就是一般意义上的漆前表面处理方法。芳大张学敏化工学院WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces 第一节 漆前处理的作用和方法 EFFECTS AND METHODS OF PREPARING SURFACES 一、漆前表面处理的作用 漆前表面处理主要赋予涂层三大方面的作用。 (1) 提高涂层对材料表面的附着力 材料表面有油脂、污垢、锈蚀产物、氧化皮及旧漆膜时， 直接涂漆会造成漆膜对基材的附着力很弱，漆膜易整片剥落 或产生各种外观缺陷。有时将各类污垢和锈蚀产物清理干净 以后，漆膜附着力仍不理想。要想进一步提高涂膜附着力， 则可采取：①打磨粗化；②化学覆膜(化学转化膜)；③涂特 种防锈涂料(磷化底漆、锌黄底漆、自泳涂料)；④偶联剂处 理；⑤施以硬质薄膜化涂层等，而前二种就是一般意义上的 漆前表面处理方法

Chapter 10 Preparation OfPainting Surfaces(2)提高涂层对金属基体的防腐蚀保护能力钢铁生锈以后，锈蚀产物中含有很不稳定的铁酸(α-FeOOH)04它在涂层下仍会锈蚀扩展和蔓延，使涂层迅速破坏而丧失保护功能。虽然可施以带锈涂料，但其可靠性还是存在问题如果将其除锈处理，把铁锈除尽以后再涂漆，则涂层的防护性就大大提高（见表）。经喷砂彻底除锈以后，涂层的防护性可满足车辆使用8～10年的要求。如果在洁净的钢铁表面，再经磷化处理，形成磷酸锌盐化学O转化膜，则涂层的防护性能大幅度提高(见表)。芳大张学敏化工学院WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces (2) 提高涂层对金属基体的防腐蚀保护能力  钢铁生锈以后，锈蚀产物中含有很不稳定的铁酸(α-FeOOH)， 它在涂层下仍会锈蚀扩展和蔓延，使涂层迅速破坏而丧失保 护功能。虽然可施以带锈涂料，但其可靠性还是存在问题。 如果将其除锈处理，把铁锈除尽以后再涂漆，则涂层的防护 性就大大提高(见表)。经喷砂彻底除锈以后，涂层的防护性可 满足车辆使用8～10年的要求。  如果在洁净的钢铁表面，再经磷化处理，形成磷酸锌盐化学 转化膜，则涂层的防护性能大幅度提高(见表)

天aChapter 10 Preparation Of Painting Surfaces各除锈方法对涂层防护性的影响除锈方法样板锈蚀情况/（%）60未除锈20手工除锈15酸洗除锈个别锈点喷砂除锈磷化处理对电泳漆膜耐盐雾性影响阳极电泳漆膜阴极电泳漆膜磷化膜(20μm)(20μm)无～96小时240～400小时Zn,Fe(PO4)2:4H2300～400小时600～800小时0大大张学敏化工学院WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 除锈方法 样板锈蚀情况/（%） 未除锈 手工除锈 酸洗除锈 喷砂除锈 60 20 15 个别锈点 磷 化 膜 阳极电泳漆膜 (20μm) 阴极电泳漆膜 (20μm) 无 Zn2Fe(PO4 ) 2·4H2 O ～96小时 300～400小时 240～400小时 600～800小时 磷化处理对电泳漆膜耐盐雾性影响 各除锈方法对涂层防护性的影响 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces

3aChapter 10 Preparation Of Painting Surfaces(3)提高基体表面平整度铸件表面的型砂、焊渣及铁锈严重影响涂层的外观，必须喷砂、打磨除去。对于粗糙表面，涂漆后涂层暗淡无光，一般要求材料表面光洁度达到4～6级。但大于6级，表面过份光滑，对附着力不利，反而又需打磨粗化。对于塑件表面，需要靠砂纸打磨来提高附着力，但塑料硬度低、不耐磨，若用400#以下水砂纸打磨，涂膜缺陷(道痕)就很严重。对于轿车来说，与材料平整度相关的一项涂层重要性能指标是鲜映性（即涂膜成像清晰度）。高级轿车应达到1.0DOI以上，一般轿车要达到0.8DOI。要达到如此之高的鲜映性，可采用高达80%以上展平率的阴极电泳漆和优良的施工工艺管理，但对于高级轿车，显然还要考虑钢板表面粗糙度，国外要求材料表面粗糙度Ra0.6～1.0um，并且在冲压加工以前进行清洗，以防铁屑在冲压加工时，将表面压出许多小凹坑，影响表面平整度。对于高档产品，材料表面平整度的控制是很严格的。芳大张学敏化工学院WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces (3) 提高基体表面平整度  铸件表面的型砂、焊渣及铁锈严重影响涂层的外观，必须喷砂、 打磨除去。对于粗糙表面，涂漆后涂层暗淡无光，一般要求材料 表面光洁度达到4～6级。但大于6级，表面过份光滑，对附着力不 利，反而又需打磨粗化。对于塑件表面，需要靠砂纸打磨来提高 附着力，但塑料硬度低、不耐磨，若用400#以下水砂纸打磨，涂 膜缺陷(道痕)就很严重。  对于轿车来说，与材料平整度相关的一项涂层重要性能指标是鲜 映性(即涂膜成像清晰度)。高级轿车应达到1.0DOI以上，一般轿 车要达到0.8DOI。要达到如此之高的鲜映性，可采用高达80%以 上展平率的阴极电泳漆和优良的施工工艺管理，但对于高级轿车， 显然还要考虑钢板表面粗糙度，国外要求材料表面粗糙度Ra0.6～ 1.0μm，并且在冲压加工以前进行清洗，以防铁屑在冲压加工时， 将表面压出许多小凹坑，影响表面平整度。对于高档产品，材料 表面平整度的控制是很严格的

aChapter 10 Preparation Of Paintig Surfaces材质、处理剂和处理方法的配套性喷砂抛酸表面洗封闭与氧水基清洗其它材质调整磷化除化剂(喷/浸)(喷/浸)丸锈锰盐、锌盐、铁VV浸铸件Ni盐盐，浸弱碱/中Cr(II-PO4各类磷化剂①，浸钢铁钛胶碱喷/浸系，浸弱碱/中铝合含HF、H,CrO4铬酸钝化，碱活化碱偏硅金浸磷化剂②，浸酸钠Cr(VI)-镀锌含F一锌盐磷化剂，弱碱钛胶板Cr(II)-PO4喷/喷-浸除脱中性/弱专用表面铬酸氧化，塑料模剂碱中温浸活性剂液③天化工学院张学敏WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 材质、处理剂和处理方法的配套性 材质 喷 砂 抛 丸 酸 洗 除 锈 水基清洗 剂(喷/浸) 表面 调整 (喷/浸) 磷 化 封闭与氧 化 其它 铸件 √ 浸 √ Ni盐 锰盐、锌盐、铁 盐，浸 钢铁 浸 弱碱/中 碱 钛胶 各类磷化剂①， 喷/浸 Cr(Ⅲ) -PO4 系，浸 铝合 金 弱碱/中 酸钠 碱活化 含HF、H2CrO4 磷化剂②，浸 铬酸钝化， 浸 镀锌 板 弱碱 钛胶 含F－锌盐磷化剂， 喷/喷-浸 Cr(Ⅵ) - Cr(Ⅲ) -PO4 塑料 中性/弱 专用表面 活性剂液 铬酸氧化， 浸 除脱 模剂 ③ Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces

aChapter10 Preparation OfPainting Surfaces第三节除油DE-GREASING/CLEANINGo金属材料经库存防锈和各种加工过程，表面会粘附防锈油（脂)、润滑油（脂)、拉延油、切屑油、抛光膏等油污，金属屑、磨粒和灰尘等固体污垢及汗液和水溶性电解质。在涂漆之前，必须将其彻底除去，保证涂层有良好的附着力和防护性能。。金属表面的污垢，通常采用溶剂清洗、乳液清洗及水基清洗剂清洗前两者主要用于重油污表面的清洗，而作为金属表面处理的连续化生产工艺，主要是采用水基脱脂剂来除油。这类清洗剂以表面活性剂为基础，辅助以碱性物质和其它助剂配制而成。由于表面活性剂在清洗过程中起主导作用，必须对它的有关特性和作用有所了解。芳化工学院大张学敏WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces 第三节 除油 DE-GREASING / CLEANING  金属材料经库存防锈和各种加工过程，表面会粘附防锈油(脂)、润 滑油(脂)、拉延油、切屑油、抛光膏等油污，金属屑、磨粒和灰尘 等固体污垢及汗液和水溶性电解质。在涂漆之前，必须将其彻底除 去，保证涂层有良好的附着力和防护性能。  金属表面的污垢，通常采用溶剂清洗、乳液清洗及水基清洗剂清洗。 前两者主要用于重油污表面的清洗，而作为金属表面处理的连续化 生产工艺，主要是采用水基脱脂剂来除油。这类清洗剂以表面活性 剂为基础，辅助以碱性物质和其它助剂配制而成。由于表面活性剂 在清洗过程中起主导作用，必须对它的有关特性和作用有所了解

aChapter 10 Preparation Or Painting Surfaces清洗剂的除油机理1．污垢种类及其吸附性污垢根据它在水中溶解性和吸附性可分成四种。。（1）水溶性的无机物或有机物，像无机盐、汗液等。o(2)水不溶性无机物，像灰尘、氧化物、氧化铝、二硫化钼和石墨等固体润滑或磨光添加剂、磨粒及碳质吸附物，一般称之固体污垢。0（3）水不溶的非极性有机物，，像润滑油、凡士林、轻防锈油、蜡等。(液态和固态)。（4）水不溶的极性有机物，像动植物油脂、脂肪酸皂、重防锈油等。(化学吸附)老大张学敏化工学院WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces 清洗剂的除油机理 1．污垢种类及其吸附性 污垢根据它在水中溶解性和吸附性可分成四种。  (1) 水溶性的无机物或有机物，像无机盐、汗液等。  (2) 水不溶性无机物，像灰尘、氧化物、氧化铝、二硫化钼 和石墨等固体润滑或磨光添加剂、磨粒及碳质吸附物，一般 称之 固体污垢。  (3) 水不溶的非极性有机物，像润滑油、凡士林、轻防锈油、 蜡等。 (液态和固态)  (4) 水不溶的极性有机物，像动植物油脂、脂肪酸皂、重防 锈油等。 (化学吸附)

Chapter 10 Preparation OfPainting Surfaces按污垢形态分：有固态污垢和液态污垢二类。蜡和脂类固体或半固态污垢，需要高温熔化才能除掉：碳质等微细颗粒聚集体的固体污垢，需要借助喷洗时的喷射作用力和添加专用助洗剂来清洗。液体污垢随着粘度升高，油污的流动性变弱，清洗也变得更困难，在除油前用热水预喷洗一下，有利于油污的洗净。污垢在金属表面的吸附，主要由化学吸附和物理吸附所致。具有反应性基团的极性污垢，在金属表面产生化学吸附。这种粘附作用很强，污垢难除去。例如，金属涂防锈油并长期存放时，受光、热等环境因素影响，油品氧化在金属表面形成树脂状化学吸附膜，必须靠强碱的皂化作用并辅助强的机械作用力才能洗净。非极性的液态污垢，一般产生弱的物理附着，较容易除去。极性液态污垢由于偶极作用力产生较强的物理附着，单靠清洗剂也难除去，需借助机械喷射力来清洗。老大张学敏化工学院WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 化工学院 张学敏 按污垢形态分：有固态污垢和液态污垢二类。蜡和脂类固体或半固态污垢， 需要高温熔化才能除掉；碳质等微细颗粒聚集体的固体污垢，需要借助喷 洗时的喷射作用力和添加专用助洗剂来清洗。液体污垢随着粘度升高，油 污的流动性变弱，清洗也变得更困难，在除油前用热水预喷洗一下，有利 于油污的洗净。 污垢在金属表面的吸附，主要由化学吸附和物理吸附所致。 具有反应性基团的极性污垢，在金属表面产生化学吸附。这种粘附作用很 强，污垢难除去。例如，金属涂防锈油并长期存放时，受光、热等环境因 素影响，油品氧化在金属表面形成树脂状化学吸附膜，必须靠强碱的皂化 作用并辅助强的机械作用力才能洗净。 非极性的液态污垢，一般产生弱的物理附着，较容易除去。极性液态污垢 由于偶极作用力产生较强的物理附着，单靠清洗剂也难除去，需借助机械 喷射力来清洗。 Chapter 10 Preparation Of Painting Surfaces