二、涂料組成

涂料由主要成膜物質、次要成膜物質和輔助成膜物質組成，如圖1-1-1所示。

（1）主要成膜物質是油料和樹脂等，是涂料的基礎。漆膜（已經固化的涂料膜稱為漆膜，也叫涂膜）的性能主要由樹脂決定，所以常稱它為基料，它既可以單獨成膜，也可黏結顏料等共同成膜，并牢固地黏附在被涂物表面，所以油料和樹脂等主要成膜物質又稱為黏結劑或固著劑。

（2）次要成膜物質主要是顏料，它不能離開主要成膜物質而單獨成膜，必須在油料或樹脂的固著下形成漆膜。顏料賦予漆膜一定的遮蓋能力和色彩，并增強漆膜的韌性，增加漆膜的厚度，提高漆膜的耐磨性、耐熱性、耐化學腐蝕性等性能。

（3）輔助成膜物質主要是涂料中的溶劑、添加劑等輔助材料，這些物質也不能單獨成膜，但它們有助于改善涂料的性能。在形成漆膜時有一部分輔助成膜物質要揮發掉，如真溶劑、助溶劑、稀釋劑等；有些最后存在于漆膜中而不揮發掉，如催干劑、固化劑等。

1.樹脂

（1）樹脂的定義。樹脂是多種高分子復雜化合物相互融合而成的混合物。它是非結晶的固體（見圖1-1-2）或黏稠的液體，雖沒有固定的熔點，又不溶于水，但在受熱時會軟化或熔化，多數樹脂可溶于有機溶劑。

（2）樹脂的作用。熔化或溶解了的樹脂能與顏料均勻地混合，其黏著性很強。將它涂附在物體表面，待溶劑揮發后能形成一層光亮、堅韌而耐久的薄膜。所以，樹脂是與顏料一起形成漆膜的主要物質，可以說樹脂的性質決定了涂料加工的品質和漆膜性能的好壞。

（3）樹脂的分類。樹脂按其來源可以分為天然樹脂、人造樹脂和合成樹脂三大類。最初在涂料工業中使用的樹脂都是天然樹脂，但由于一般的天然樹脂在產量和性能上都滿足不了日益發展的工業生產的需要，因此，隨著近代化學工業的發展，人們已經能夠生產出各種人工合成樹脂，即用天然高分子化合物加工制得的人造樹脂及用化工原料合成的合成樹脂。合成樹脂無論從品種、性能、產量和用途等方面都大大超過了天然樹脂，所以現在使用的各種汽車涂料除個別品種外，基本上都是由合成樹脂作為基料的。合成樹脂可分為熱塑性樹脂、熱固性樹脂和自交鏈樹脂3種類型，其各自的特點如圖1-1-3所示。

汽車涂料中常用的樹脂有以下幾種。

①瀝青。瀝青是一種由碳、氫、氧、硫、氮等組成的復雜化合物，性狀或為黑色可塑性固體，或為黑色無定形黏稠狀物質，易熔融，可溶于烴類溶劑或松節油中。

瀝青具有獨特的耐水、耐酸堿性能，電絕緣性能優良，漆膜光滑，所以被廣泛用來煉制防銹、防腐涂料，用于車輛的底盤部位。

②硝基纖維素。硝基纖維素又稱為硝酸纖維酯或硝化棉，是硝基漆的主要成分。

硝酸纖維素是將植物纖維（如棉花纖維等）經過硝酸硝化后所得到的產品。它具有良好的耐油性，在常溫下能耐水、耐稀酸；但極不耐堿，不耐光，遇熱易分解，且易燃、易爆。它能與多種樹脂互溶，能溶于酯、酮類溶劑而不溶于醇類和苯類溶劑。

③醇酸樹脂。醇酸樹脂是由多元醇和多元酸縮合而成的，分為純醇酸樹脂和改性醇酸樹脂兩類。改性醇酸樹脂又稱聚酯樹脂，是由純醇酸樹脂經植物油或其脂肪酸改性而成，具有極好的附著力、光澤度、耐久性、彈性、耐候性和絕緣性等，所以在涂料中應用廣泛，不但可以用來制造清漆、底漆和原子灰等，還可與其他樹脂合用以相互提高性能。

④氨基樹脂。氨基樹脂是由醛類與氨類縮聚而成的熱固性樹脂。涂料工業中常用的氨基樹脂有兩種：一種是丁醇（或甲醇）改性尿素甲醛樹脂，簡稱脲醛樹脂；另一種是丁醇（或甲醇）改性三聚氰胺甲醛樹脂，簡稱三聚氰胺樹脂。

氨基樹脂具有優越的保色性、硬度、光澤度、耐溶劑及耐化學品的性能，但附著力差且過分堅脆，因此要與其他樹脂如醇酸樹脂等合用方可充分發揮各自的優點，既改善了氨基樹脂的低附著力和硬脆性，又提高了醇酸樹脂的硬度、耐堿性和耐油性。

⑤環氧樹脂。凡分子結構中含有環氧基的聚合物均稱為環氧樹脂。環氧樹脂具有黏合力強、收縮性小、穩定性高、韌性好、耐化學性和電絕緣性優良等優點。環氧樹脂用來制造車用涂料，不但耐腐蝕方面優越，而且機械性能和彈性等都優于酚醛樹脂和醇酸樹脂涂料，被廣泛應用。

⑥聚氨酯樹脂。聚氨酯樹脂是聚氨甲基酸酯樹脂的簡稱。聚氨酯樹脂性能優越，廣泛用于制造防腐涂料和室內裝飾涂料，并能與其他多種樹脂合用制成多種性能優異的改性涂料。

⑦丙烯酸樹脂。丙烯酸樹脂是由各種丙烯酸單體聚合而成的。丙烯酸樹脂具有良好的保光性、保色性，不泛黃（漆膜老化過程中出現的變黃傾向），耐候性、耐熱性、耐化學品侵蝕的能力等也較好，故被用來制造各種用途的涂料。

2.顏料

（1）顏料的定義。顏料是具有一定顏色的礦物質或有機物質，是涂料中的不揮發物質之一，呈微細粉末狀，如圖1-1-4所示。它一般不溶于水或其他介質（如油等），但其細微個體粉末能均勻地分散在介質中。

（2）顏料的作用。顏料是涂料的次要成膜物質，它不僅使漆膜呈現必要的色彩，遮蓋被涂物的底層，使漆膜具有裝飾性，而且它能改善涂料的物理性能及化學性能，提高漆膜的機械強度、附著力和防腐性能。有的顏料還可以濾去紫外線等有害光波，從而增強漆膜的耐候性和保護性，延長漆膜的使用壽命。例如，在有機硅樹脂涂料中使用鋁粉顏料，在高溫下鋁粉與硅形成硅氧鋁，能提高漆膜的耐高溫性；在涂料中加入云母氧化鐵可以反射紫外線和降低透水性，因而能顯著提高漆膜的防銹性、耐候性和抗老化性等性能。

（3）顏料的種類。顏料的品種很多，按其化學成分的不同可以劃分為有機顏料和無機顏料兩大類。每大類中，按其來源不同又可以分為天然顏料和合成顏料。在涂料工業中，根據顏料在涂料中所起的主要作用不同，可分為著色顏料、體質顏料和防銹顏料3類。

①著色顏料。著色顏料在涂料中的主要作用是賦予涂料各種不同的顏色，提高涂料的遮蓋性能，滿足涂料的裝飾性和其他特性的要求，其品種和分類如圖1-1-5所示。

②體質顏料。體質顏料又稱為填料或填充料。體質顏料是指涂料中折光率較低的白色或無色的細微固體粒子，配合其他顏料分散在著色顏料當中，用以提高顏料的體積濃度，增加漆膜的厚度和耐磨能力，幾乎無著色力（顯現色彩的能力）和遮蓋力（覆蓋或消除底材/底漆層顏色的能力）。其品種和分類如圖1-1-6所示。

③防銹顏料。防銹顏料是涂料中主要起防銹作用的成分，多為具有化學活性的物質。

金屬的腐蝕機理分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類。金屬與接觸到的介質（如氧氣、汽油、潤滑油等非電解質）直接發生化學反應而引起的腐蝕稱為化學腐蝕；不純的金屬或合金與液態介質（如水溶液、潮濕的氣體）或電解質（如酸堿溶液）接觸時，發生電化學反應而引起的腐蝕稱為電化學腐蝕。一般情況下這兩種腐蝕現象往往是同時發生的，但后者更為普遍。

涂料用于防腐，主要有兩種方法：一種是用物理隔絕的方法，即用與金屬表面具有足夠附著力的涂料將金屬物體整體覆蓋，使其不與外界介質直接發生接觸，從而避免或減少金屬化學腐蝕的發生；另一種是用化學侵蝕的方法，即用具有一定化學侵蝕作用的涂料涂布在金屬表面，使其表面發生侵蝕作用而鈍化，這樣在與電解質接觸時金屬的鈍化表面很難再發生電化學反應，從而達到防腐的目的。船舶的底部常用這種方式。

防銹顏料由于起防銹作用的側重點不同，有的偏重于物理防銹，有的偏重于化學活性防銹，因此采用的防銹顏料也不盡相同，防銹顏料的品種和分類如圖1-1-7所示。

防銹顏料除上述品種外，近年來還出現了一些新的品種，如磷酸鋅、磷酸鐵、鉬酸鋅、氟化鉻和磷酸鉻等，可用于磷化底漆、電泳底漆和預涂底漆中，也可與其他防銹材料配合作用，使其具有更好的防銹效果。

3.溶劑

（1）溶劑的定義。能夠溶解其他物質的物質叫作溶劑。涂料用的溶劑是一種能溶解成膜物質（樹脂等）、易揮發的有機液體。在涂料干燥成膜后，溶劑全部或部分揮發而不留存在涂層中，故溶劑又稱為揮發成分。

（2）溶劑的作用。溶劑是涂料的重要組成部分，起著輔助成膜的作用。它能溶解或稀釋油料或樹脂，降低其黏度以便于施工，并改善涂料的流平性，避免漆膜過厚、過薄、起皺等弊病，還能對涂料的成品在儲存過程中起穩定作用，避免樹脂析出或分離以及變稠、結皮等。涂料施工后，溶劑能增加涂料對物體表面的潤濕性和附著力，并隨著涂料的干燥而均勻地揮發減少，使被涂物面得到一個薄厚均勻、平整光滑、附著牢固的漆膜。有的溶劑本身在涂料中既是溶劑又是成膜物質，如苯乙烯在無溶劑涂料中是很好的溶劑，但又能與樹脂交聯成膜，提高了漆膜的豐滿度，同時減少了因溶劑揮發而造成的污染。

（3）溶劑的分類。

①按用途不同，溶劑可分為真溶劑、助溶劑和稀釋劑。

真溶劑能夠溶解樹脂，主要應用于涂料生產；助溶劑本身不能溶解樹脂，但能夠提高真溶劑溶解樹脂的能力，主要應用于涂料生產；稀釋劑不能溶解樹脂，但能夠稀釋樹脂，主要應用于涂裝生產，即汽車修補涂裝中所使用的溶劑均為稀釋劑。

②按蒸發速度不同，溶劑可分為低沸點溶劑、中沸點溶劑、高沸點溶劑。

低沸點溶劑的沸點在100℃以下。

中沸點溶劑的沸點在100～150℃。

高沸點溶劑的沸點在150℃以上。

含低沸點溶劑的涂料在噴涂時從噴槍口到物面的過程中就能揮發掉大部分，使到達物面上的涂料的固體成分和黏度都得到了必要的提高；高沸點溶劑可以用來提高漆膜的流動性，它們能使漆膜在較長時間內保持流動性；中沸點溶劑在各種場合的涂料中都能用，它們最初可使涂料保持流動性，當噴涂到物面一段時間后能使漆膜較快地凝定。

根據溶劑的這一特性，汽車涂料中常將稀釋劑制成快干稀釋劑、中性稀釋劑和慢干稀釋劑等幾種。快干稀釋劑用于較低的溫度條件（15℃以下）和環境比較差、灰塵較多的場合；慢干稀釋劑用于施工環境溫度較高（28℃以上）或大面積噴涂時；中性稀釋劑使用的場合較為廣泛（15～28℃），大部分施工條件均可使用。

③按主要成分（官能團）不同，溶劑分為醇類溶劑（甲醇、乙醇、丁醇等）、酯類溶劑（乙酸乙酯、丁酸乙酯等）、醚類溶劑（乙基溶纖素、丁基溶纖素等）、酮類溶劑（丙酮、丁酮、甲基異丁酮等）、硝基化合物溶劑（硝基乙烷、硝基丙烷等）和烴類溶劑（汽油、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、四氯乙烯等）。

涂料中使用的各種各樣的樹脂需用不同的溶劑來溶解和稀釋，所以在實際使用中，一定要選擇涂料生產商提供的配套稀釋劑。

4.添加劑

（1）添加劑的定義。添加劑也稱為輔助材料、助劑，是在涂料生產和使用中，為了給涂料提供某方面性能而加入的輔助成分。

（2）添加劑的作用。添加劑雖然不是主要或次要的成膜物質，用量一般又很少，但它對改善涂料的性能、延長儲存時間、擴大涂料的應用范圍、改進和調節涂料施工的性能、保證涂裝品質等方面都起很大的作用。

（3）添加劑的種類。涂料的添加劑品種很多，根據它們的功能來劃分，主要有催干劑、防潮劑、固化劑、紫外線吸收劑、懸浮劑、流平劑和減光劑等。這些添加劑有些是在涂料制造時就添加到涂料當中的，如懸浮劑、紫外線吸收劑等；有些需要根據施工情況進行添加，如防潮劑、流平劑、減光劑等。

①催干劑。催干劑（見圖1-1-8）也稱為干燥劑、速干水，是一種能加速涂層干燥的物質，多使用于醇酸樹脂涂料中。催干劑能促進漆膜中樹脂的氧化聚合作用，大大縮短漆膜的干燥時間，尤其是在冬季施工中漆膜干燥很慢的情況下，加入催干劑后即使環境溫度沒有變化，干燥時間也會明顯縮短。

②防潮劑。防潮劑（見圖1-1-9）也稱化白水或防白水，是由高沸點的酯類、酮類溶劑組成的。將它加入硝基漆等自然揮發型涂料中能防止漆膜中的溶劑揮發時產生的泛白現象。此外，施工環境溫度過低（接近零點）或空氣濕度過高（噴涂用的壓縮空氣中含有過多的水分）等，也會引起泛白。涂料中加入適量的防潮劑后，由于高沸點溶劑的增多，可減緩溶劑的揮發速度，減少水分凝結現象的發生。

③固化劑。固化劑（見圖1-1-10）是與2K色母、成品漆、清漆配套使用的產品。固化劑可與涂料中的合成樹脂發生反應而使漆膜干燥固化成膜，具有耐候、抗黃變、提高漆膜硬度和耐化學品的能力。該類型的涂料在未加入固化劑時一般不會干燥結膜，與固化劑混合后在常溫下即可發生化學反應而干燥固化，若適當加溫（60～70℃）效果更好。不同樹脂的涂料所使用的固化劑成分也不同，例如：聚酯樹脂用過氧化物作為固化劑；環氧樹脂用胺類作為固化劑；丙烯酸聚氨酯類用含異氰酸酯類作為固化劑等。實際使用中，一定要選擇涂料生產商提供的配套固化劑。根據揮發性不同，固化劑有快干固化劑、標準干固化劑和慢干固化劑之分。使用時，應根據環境溫度來選擇，當環境溫度為15℃以下時選用快干固化劑；當環境溫度為15～28℃時選用標準干固化劑；當環境溫度為28℃以上時選用慢干固化劑。有些涂料生產商對固化劑的選用還有更嚴格的標準。

④紫外線吸收劑。紫外線吸收劑（見圖1-1-11）對陽光中的紫外線有較高的吸收能力，添加在涂料當中可減少紫外線對漆膜的損害，防止漆膜粉化、老化和失光等。

⑤懸浮劑。懸浮劑（見圖1-1-12）主要用來防止涂料在儲存中結塊。涂料中加入懸浮劑后，可使涂料黏度增加但松散易調和。

⑥流平劑。流平劑（見圖1-1-13）大致分為兩大類。一種是通過調整漆膜黏度和流平時間來起作用的。這類流平劑大多是一些高沸點的有機溶劑或其混合物，如異佛爾酮、二丙酮醇、Solvesso 150等。另一種是通過調整漆膜表面性質來起作用的，一般人們所說的流平劑大多是指這一類流平劑。這類流平劑通過有限的相容性遷移至漆膜表面，影響漆膜界面張力，防止縮孔的產生，增加漆膜的流平性等表面性質，使漆膜流平良好。根據化學結構的不同，這類流平劑主要有三大類：丙烯酸類、有機硅類和氟碳化合物類。

⑦減光劑。減光劑（見圖1-1-14）又稱亞光劑，具有降低漆膜光澤度的作用。有時為了噴涂特殊效果，需要使涂料產生亞光效果，適量加入減光劑可以達到所需的要求。減光劑可用于1K底色漆或2K純色漆體系和清漆。

⑧柔軟劑。柔軟劑（見圖1-1-15）也稱為塑料添加劑，當用通用型涂料涂裝塑料件時，需要添加塑料添加劑，主要作用是提高與底材（或底層漆膜）的附著力，增加柔軟度，使塑料件在較大的變形時仍能保持漆膜良好的附著性能而不至于出現開裂、脫落等現象。

⑨抗走珠水。抗走珠水（見圖1-1-16）又叫防魚眼劑或者抗魚眼劑，是由有機硅表面活性劑、有機氟表面活性劑、螯合劑和流平劑復配而成的消泡劑。其作用主要是在反應初期阻止“局部爆聚”，避免反應初期引發劑分散不均勻而出現快速反應粒子。它能有效防止涂料、覆膜膠、壓敏膠等在涂裝時因油污、硅樹脂顆粒和含有空氣的液滴產生環形漏涂及空洞等表面缺陷，此類缺陷俗稱魚眼或油縮。

⑩紋理添加劑。紋理添加劑通常用于內飾件等特殊要求部位的涂裝，使漆膜表面呈現紋理效果。常用的紋理添加劑有皮革紋理添加劑、縋紋紋理添加劑等。

a.皮革紋理添加劑。皮革紋理添加劑（見圖1-1-17）通常用于車內儀表臺、門飾板等特殊要求部位仿皮革紋理的涂裝，它能使漆膜表面產生更深的皮革紋理。

b.縋紋紋理添加劑。縋紋紋理添加劑（見圖1-1-18）與涂料進行標準調配后能使漆膜表面產生粗糙、消光的效果。

?刷涂/滾涂添加劑。它是指在用刷涂法和滾涂法施工時，需要加入的添加劑，其主要目的是提高涂裝施工時涂料的黏度。

汽車修補涂裝過程中使用的添加劑大多使用小型的罐制容器盛裝，如圖1-1-19所示。有些添加劑起的是綜合作用，能減少起皺，加速干燥，防止發白，提高對化學物質的耐受能力等。