工业应用中可考虑的 14 种涂层类型

涂层类型

常见的涂层类型包括 粉末涂料聚氨酯涂层、富锌涂层、金属化涂层和丙烯酸涂层。此外，还包括阳极氧化、物理气相沉积（PVD）、电镀和陶瓷涂层。 

每种涂层方案都有其特定的应用策略和理想的应用环境。 

因此，本文概述了工业应用中的涂料类型。 

 

什么是防护涂层？

防护涂层是涂覆在物体表面的一种特殊配方材料层。其涂层特性，例如耐腐蚀性、耐磨性和耐化学性，有助于保护表面免受磨损、化学侵蚀、紫外线降解和腐蚀。 

这些涂层还可以为表面增添装饰效果。这些涂层在环境和基材之间形成一道屏障。 

保护涂层与油漆：有什么区别？

人们普遍误以为油漆和保护涂层是一回事。虽然两者都是液体或半液体，涂抹后都会干燥，但它们的相似之处也仅限于此。 

顾名思义，装饰涂料是为美观而设计的。其干膜厚度（DFT）范围为25至75微米。 

大多数工业防护涂层都起到阻隔涂层的作用，但有些体系，例如富锌涂层，还能提供牺牲阳极腐蚀防护。它们的干膜厚度范围从125微米到2,500微米以上。  

这些涂层在被认定为可用于工业生产之前，需要经过多项测试，包括耐磨性测试、加速老化测试和耐化学性测试。 

 

14种常见的工业涂料

工业应用中最相关的涂料类型包括环氧涂料、聚氨酯涂料、聚硅氧烷涂料、富锌涂料、醇酸涂料、电泳涂料、金属化涂料和丙烯酸涂料。 

其他可选方案包括陶瓷涂层、膨胀型涂层、转化涂层、物理气相沉积（PVD）、电镀和粉末涂层。每种涂层的性能各不相同。

1. 环氧涂料

环氧树脂是应用最广泛的钢材防潮和化学侵蚀屏障涂层体系之一。它是由环氧树脂与固化剂固化而成。 

由于环氧涂料与喷砂钢材具有极强的粘结力，因此常用于储罐、管道和地板。为了获得优异的户外性能，建议涂覆聚氨酯面漆。 

工业环氧涂料

2、聚氨酯涂料

聚氨酯涂料的主要特性是抗紫外线和保色性。这种涂料广泛用于需要多年保持外观的结构，例如桥梁。 

使用异氰酸酯固化剂时，用户应遵守严格的 COSHH 和 PPE 要求。 

3. 聚硅氧烷涂层

这些高性能涂层之所以具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，是因为它们含有强大的硅氧键。这种涂层在裸露的钢结构上可以达到二十年以上的使用寿命。因此，您会在化工厂和大型桥梁中发现聚硅氧烷涂层。 

4. 富锌涂层

原理 锌涂层 锌的电化学牺牲是保护下方钢材的一种手段。这种涂层可以是天然有机的，也可以是无机的。环氧基涂层是天然有机的，而硅酸乙酯涂层是无机的。 

5. 醇酸涂料 

这些是油改性聚酯涂料，固化过程中会吸收氧气。这种涂料非常适合一般维护，包括轻型结构和一般加工车间。由于醇酸涂料在寒冷天气下固化缓慢且耐水性差，因此很少用于防腐蚀工程。 

醇酸涂料

6. 金属化涂层

这是一种由铝或锌制成的耐用涂层，采用热喷涂工艺涂覆在金属表面。它形成一层致密的多孔层，由于其机械结合力，可以保持数十年之久。 

考虑到需要专业人员/设备、施工速度较慢以及难以应用于复杂部件等要求，应用这种涂层通常价格相对较高。 

7.丙烯酸涂料

丙烯酸涂料是工业和建筑应用中常见的有机涂料。这些水性涂料由丙烯酸聚合物乳液与颜料颗粒混合而成。 

桥梁丙烯酸涂层

8. 粉末涂料 

顾客重视各种 粉末涂料的类型 这些涂料美观耐用，而且不含挥发性有机化合物（VOC）溶剂，因此也十分环保。 

9. 电泳涂层 

此 电泳涂装工艺 利用电泳力将涂料颗粒沉积到导电材料上。这项技术广泛应用于汽车和农业设备领域，因为这些领域通常具有复杂的几何形状和凹陷区域。 

电泳涂装车身

电泳涂层在大批量生产中具有成本效益，并能提供优异的耐腐蚀性。 

10. 陶瓷涂料

当涂层温度超过极限值时，陶瓷涂层可替代传统的有机涂层。热喷涂涂层非常适用于热交换器、炼油厂和涡轮机等系统。陶瓷涂层具有耐磨性，有助于最大限度地减少高温、高磨损环境下的涂层磨损。 

涡轮叶片上的陶瓷涂层

11. 膨胀型涂料

膨胀型防火涂料可用作混凝土、钢材和木材的被动防火措施。它们虽然很薄，但在受热时会膨胀。由此产生的碳质泡沫可最大限度地减少热量传递到基材。 

易燃建筑的设计中通常要求使用这种涂层。它可以延缓结构失效最多120分钟。 

12. 转化涂层

转化膜与金属发生反应后，会在金属表面形成一层保护膜。这层转化膜可以增强油漆附着力，提升美观度，并有助于防止生锈。 

转化膜的例子有：

• 阳极氧化
• 氧化涂层
• 铬酸盐涂层
• 磷酸盐涂层 

13. 物理气相沉积（PVD）

PVD涂层 该涂层耐磨且美观。此外，该涂层用途广泛，可与陶瓷、塑料以及铝、铜、钛等金属兼容。   

14.电镀

电镀是在导电基底上进行可控电化学金属层沉积的过程。 

电镀数控加工零件

这在制造业中是合理的；

• 帮助制造商使用经济实惠的基础金属
• 提高耐磨性 
• 提高耐腐蚀性 
• 有可能最大限度地降低维护成本

 

涂层类型对比表

下表列出了涂料类型及其特性和常见应用，可帮助您选择最适合您应用的涂料。 

涂层类型	主要特征	常见涂层应用
环氧涂料	优异的耐化学性、中等的耐紫外线性、高附着力	生产车间、仓库
聚氨酯涂料	良好的耐磨性、高光泽保持性、优异的耐候性	建筑钢结构、工业结构
聚硅氧烷涂层	优异的紫外线稳定性、更长的使用寿命、耐热性和保色性	大型桥梁、液化天然气设施、化工厂
富锌涂料	优异的钢材附着力，阴极保护	重型工业制造、船舶钢结构、石油天然气金属加工
丙烯酸涂料	中等耐化学性，良好的抗紫外线性能	一般加工制造，建筑钢结构
电泳涂料	薄膜均匀，适用于复杂部件，耐腐蚀性强	紧固件、汽车零部件、农业设备
陶瓷涂层	耐高温、极高的硬度、优异的耐磨性和耐刮擦性	涡轮机部件、热交换器、排气系统
膨胀型涂料	防火等级（30-120分钟），薄膜	公共基础设施、石油化工装置、结构钢
转化涂层	超薄，基底耐腐蚀，增强涂料附着力	精密工程、汽车和航空航天制造
物理气相沉积（PVD）	极硬、超薄的薄膜，精确的工艺控制	精密航空航天零件、阀门组件、切削刀具
电镀	增强的耐腐蚀/耐磨性、精确的厚度、电化学工艺	精密零件、连接器、液压零件、紧固件、阀门
醇酸涂料	经济实惠、易于施工的油改性聚酯	一般制造，低碳环境下的结构钢
金属化涂层	耐热、使用寿命极长，采用热喷涂工艺涂覆在铝或锌上。	桥梁、沿海基础设施
粉末涂料	薄膜，具有优异的抗切屑/抗冲击性能，以干粉形式静电涂覆。	汽车零部件、阀门、管道、通用工业设备

 

什么是硬质涂层？

硬质涂层是专为提高耐磨性而设计的特殊涂层。这些涂层材料的硬度远高于基材。典型的例子包括III型硬质阳极氧化涂层、化学镀镍涂层和物理气相沉积（PVD）涂层，它们的硬度分别可达70、72和80 HRC。 

这些涂层在金属对金属接触应用中非常重要，因为涂层磨损是常见问题。 

 

哪种涂层最适合数控加工零件？

对于数控加工零件而言，没有一种涂层是最佳的——最佳选择始终取决于公差要求、工作环境和成本等因素。 

当然，某些涂层在特定应用中是必不可少的。例如，易磨损的铝制数控零件通常会涂覆硬质阳极氧化层（III型）。 

对于几何形状复杂的机加工铝或钢零件，化学镀镍是最佳选择。  

高价 PVD ​​涂层通常用于工具和其他精密机械是有原因的：它们具有低摩擦和高硬度。 

 

哪种防护涂层效果最好？

同样，这完全取决于您的项目具体内容。这个问题没有标准答案，因为性能要求、基材类型和运行环境等因素都必须考虑在内。 

以沿海地区的钢结构工厂为例，其涂层要求与精密铝制数控零件的要求截然不同。 

海洋钢结构

沿海项目需要使用富锌环氧底漆搭配聚硅氧烷面漆。如果选择价格更实惠的普通聚氨酯面漆，则需要更频繁地重新涂刷。 

至于精密铝制零件，采用像 III 型硬质阳极氧化这样经济有效的解决方案就足够了。 

防护涂层能持续多久？

影响涂层使用寿命的因素包括环境条件、操作条件、表面处理、膜厚度和涂层类型。然而，也存在一些实际的参考标准，大多数涂层的使用寿命在5到25年之间。 

• 醇酸体系: 长达 10 年
• 聚硅氧烷面漆: 长达 25 年
• 硬质阳极氧化（III 型）: 长达 25 年
• 化学镍: 长达 15 年
• 膨胀型涂料: 长达 25 年
• 富锌环氧树脂体系: 长达 25 年 

 

工业防护涂料的成本是多少？

工业防护涂层的成本差异很大。影响成本的因素包括部件的复杂程度、生产规模和工艺类型。 

以下是一些预估成本的基准数据，您可以将其作为参考：

涂层类型	估计费用
醇酸涂料系统	1.50 至 4.00 美元/平方米
丙烯酸涂料系统	3.00 至 8.00 美元/平方米
环氧涂层系统	5.00 至 15.00 美元/平方米
II型阳极氧化	每件 1.50 至 5.00 美元
III型硬质阳极氧化	每件 4.00 至 15.00 美元
PVD/陶瓷涂层	每件10.00美元至150.00美元以上
聚氨酯面漆系统	8.00 至 20.00 美元/平方米
黑色氧化/转化涂层	每件 0.50 至 2.00 美元
镀锌	每件 1.00 至 4.00 美元

*注意这些是根据一般市场状况和常见应用参数做出的指示性估计。 

 

选择工业涂料类型时需要考虑的因素

在选择不同涂层材料类型时，应考虑的因素有：基材、功能要求、法规要求、运行环境、尺寸公差和全生命周期成本。 

• 基材材质涂层与基材之间的化学和机械相容性至关重要。不同的材料膨胀和与涂层结合的方式各不相同。 
• 功能要求 该涂层是否具有多种功能？关键功能特性包括耐化学性、防火性能、温度范围和耐磨性。 
• 法规要求您或许偏爱某款外套，但请注意，相关规定也是一项重要的限制因素。需要考虑的标准包括：
  • ISO 12944、NACE/AMPP 
  • REACH
  • RoHS
  • ATEX
  • 具体检验要求 

• 操作环境请考虑以下事项；
  • 沉浸区
  • 埋藏或封闭环境 
  • 大气暴露 
• 尺寸公差对于紧密配合的组件和精密零件而言，这一决策因素至关重要。热喷涂或许适用于桥梁梁体，但对于螺纹紧固件而言则可能是灾难性的。 
• 全生命周期成本单价最高的材料，如果考虑整个生命周期的成本，往往并非最贵的。例如，标准聚氨酯涂层的成本可能只有聚硅氧烷面漆的三分之一。然而，聚氨酯涂层的使用寿命可能只有8年左右，而聚硅氧烷面漆的使用寿命则可达25年。 

 

使用合适类型防护涂层的好处

考虑对零件进行保护涂层的理由有：符合法规要求、总体拥有成本最低、性能稳定、延长零件寿命。 

• 法律合规满足 NACE、REACH 和其他要求可避免因停产和检查不合格而产生的相关成本。 
• 最低总拥有成本返工和重涂次数减少，意味着成本大幅降低。 
• 一致的性能正确指定和应用的表面涂层性能稳定，有助于计划维护和预算预测。   
• 延长组件寿命: 

 

工业防护涂层的局限性

工业防护涂层在易受机械损伤、表面处理依赖性、应用条件、兼容性限制以及健康和监管风险方面可能存在不足。 

• 机械损伤 – 陶瓷和膨胀型涂层等材料容易受到磨损和冲击损坏。 

工业涂层缺陷

• 表面处理依赖性 表面处理不当会导致即使是最好的涂层也无法发挥作用。 
• 申请条件 涂层的有效固化取决于温度、露点和湿度。 
• 兼容性限制 某些涂层之间粘合性较差。例如，如果锌底漆使用了错误的中间涂层，就会发生层间分层。 
• 健康与监管风险 对六价铬酸盐、高挥发性有机化合物溶剂和异氰酸酯的限制不断收紧。此外，还需应对处理和处置方面的限制。 

 

不同类型防护涂层的应用方式

应用方法包括阳极氧化、无气喷涂、刷涂和滚涂、电镀和热喷涂。 

阳极氧化法 

与在金属（铝）表面涂覆薄膜不同，电化学浴装置有助于在金属表面生长出致密的氧化层。该涂层仅适用于铝，且硬度高、尺寸均匀。 

无气喷涂法  

涂料在无空气环境下雾化，可在大面积区域快速形成厚膜。这种施工方法适用于船舶和结构钢。 

无气喷涂 

刷涂滚筒法 

刷涂和滚涂法非常适合难以触及的区域、螺栓头和焊缝。但它并不适合大面积施工。 

电镀法 

电解液浴在高度可控的环境下向部件提供金属离子。这种电流驱动工艺尤其适用于精密零件、紧固件和阀门。  

热喷涂法 

电弧枪或火焰枪将熔​​融金属喷射到表面上，形成致密的铝或锌层。 

 

工业防护涂料类型的未来发展趋势

工业防护涂层类型将在可持续性合规、三价铬工艺、纳米复合涂层、等离子体电解氧化 (PEO) 和数字过程监控等领域取得进步。 

• 可持续发展合规性
• 三价铬工艺
• 纳米复合涂层
• 等离子电解氧化 (PEO) 
• 数字过程监控

 

结语 

工业涂层技术可以帮助制造商提高零部件的外观和性能，而无需使用专业或昂贵的涂层材料生产完整的零部件。 

我们已经了解了这些涂层的性能和适用性是如何变化的，从耐紫外线的聚氨酯涂层到耐高温的陶瓷涂层。 

无论是标准涂层还是特种涂层：在ProleanTech，我们帮助客户将性能和美观需求与不同类型的涂层相匹配。 粉末涂料服务 设计旨在实现可靠的性能。 

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