工業應用中可考慮的 14 種塗層類型

塗層類型

常見的塗層類型包括 粉末塗料聚氨酯塗層、富鋅塗層、金屬化塗層和丙烯酸塗層。此外，還包括陽極氧化、物理氣相沉積（PVD）、電鍍和陶瓷塗層。 

每種塗層方案都有其特定的應用策略和理想的應用環境。 

因此，本文概述了工業應用中的塗料類型。 

 

什麼是保護塗層？

防護塗層是塗覆在物體表面的特殊配方材料層。其塗層特性，例如耐腐蝕性、耐磨性和耐化學性，有助於保護表面免受磨損、化學侵蝕、紫外線降解和腐蝕。 

這些塗層還可以為表面增添裝飾效果。這些塗層在環境和基材之間形成一道屏障。 

保護塗層與油漆：有什麼區別？

人們普遍誤以為油漆和保護塗層是一回事。雖然兩者都是液體或半液體，塗抹後都會乾燥，但它們的相似之處也僅限於此。 

顧名思義，裝飾塗料是為美觀而設計的。其乾膜厚度（DFT）範圍為25至75微米。 

大多數工業防護塗層都起到阻隔塗層的作用，但有些體系，例如富鋅塗層，還能提供犧牲陽極腐蝕防護。它們的乾膜厚度範圍從125微米到2,500微米以上。  

這些塗層在被認定為符合工業應用標準之前，需要經過多項測試，包括耐磨性測試、加速老化測試和耐化學性測試。 

 

14種常見的工業塗料

工業應用中最相關的塗料類型包括環氧塗料、聚氨酯塗料、聚矽氧烷塗料、富鋅塗料、醇酸塗料、電泳塗料、金屬化塗料和壓克力顏料。 

其他選購方案包括陶瓷塗層、膨脹型塗層、轉化塗層、物理氣相沉積（PVD）、電鍍和粉末塗層。每種塗層的性能各不相同。

1.環氧塗料

環氧樹脂是應用最廣泛的鋼材防潮和化學侵蝕屏障塗層系統之一。它是由環氧樹脂與固化劑固化而成。 

由於環氧塗料與噴砂鋼材具有極強的黏結力，因此常用於儲槽、管道和地板。為了獲得優異的戶外性能，建議塗上聚氨酯面漆。 

工業環氧塗料

2.聚氨酯塗料

聚氨酯塗料的主要特性是抗紫外線和保色性。這種塗料廣泛用於需要多年保持外觀的結構，例如橋樑。 

使用異氰酸酯固化劑時，使用者應遵守嚴格的 COSHH 和 PPE 要求。 

3. 聚矽氧烷塗層

這些高性能塗層之所以具有優異的耐腐蝕性和耐磨性，是因為它們含有強大的矽氧鍵。這種塗層在裸露的鋼結構上可以達到二十年以上的使用壽命。因此，您會在化工廠和大型橋樑中發現聚矽氧烷塗層。 

4. 富鋅塗層

原理 鍍鋅層 鋅的電化學犧牲是保護下方鋼材的一種手段。這種塗層可以是天然有機的，也可以是無機的。環氧基塗層是天然有機的，而矽酸乙酯塗層是無機的。 

5. 醇酸塗料 

這些是油改質聚酯塗料，固化過程中會吸收氧氣。這種塗料非常適合一般維護，包括輕型結構和一般加工車間。由於醇酸塗料在寒冷天氣下固化緩慢且耐水性差，因此很少用於防腐蝕工程。 

醇酸塗料

6. 金屬化塗層

這是一種由鋁或鋅製成的耐用塗層，採用熱噴塗工藝塗覆在金屬表面。它形成一層緻密的多孔層，由於其機械結合力，可以保持數十年之久。 

考慮到需要專業人員/設備、施工速度較慢以及難以應用於複雜部件等要求，應用這種塗層通常價格相對較高。 

7.丙烯酸塗料

丙烯酸塗料是工業和建築應用中常見的有機塗料。這些水性塗料由丙烯酸聚合物乳液與顏料顆粒混合而成。 

橋樑丙烯酸塗層

8.粉末塗料 

顧客重視各種 粉末塗料的類型 這些塗料美觀耐用，而且不含揮發性有機化合物（VOC）溶劑，因此也十分環保。 

9. 電泳塗層 

这 電泳塗裝工藝 利用電泳力將塗料顆粒沉積到導電材料上。這項技術廣泛應用於汽車和農業設備領域，因為這些領域通常具有複雜的幾何形狀和凹陷區域。 

電泳塗裝車身

電泳塗層在大批量生產中具有成本效益，並能提供優異的耐腐蝕性。 

10. 陶瓷塗層

當塗層溫度超過極限值時，陶瓷塗層可取代傳統的有機塗層。熱噴塗塗層非常適合熱交換器、煉油廠和渦輪機等系統。陶瓷塗層具有耐磨性，有助於最大限度地減少高溫、高磨損環境下的塗層磨損。 

渦輪葉片上的陶瓷塗層

11. 膨脹型塗料

膨脹型防火塗料可用作混凝土、鋼材和木材的被動防火措施。它們雖然很薄，但在加熱時會膨脹。由此產生的碳質泡沫可最大限度地減少熱量傳遞到基材。 

易燃建築的設計中通常要求使用這種塗層。它可以延緩結構失效最多120分鐘。 

12. 轉化塗層

轉化膜與金屬反應後，會在金屬表面形成一層保護膜。這層轉化膜可以增強油漆附著力，提升美觀度，並有助於防止生鏽。 

轉化膜的例子有：

• 陽極氧化
• 氧化塗層
• 鉻酸鹽塗層
• 磷化塗層 

13. 物理氣相沉積（PVD）

PVD塗層 該塗層耐磨且美觀。此外，此塗層用途廣泛，可與陶瓷、塑膠以及鋁、銅、鈦等金屬相容。   

14.電鍍

電鍍是一種在導電基底上進行可控電化學金屬層沉積的過程。 

電鍍CNC加工零件

這在製造業中是合理的；

• 幫助製造商使用經濟實惠的基礎金屬
• 提高耐磨性 
• 提高耐腐蝕性 
• 有可能最大限度地降低維修成本

 

塗層類型對比表

下表列出了塗料類型及其特性和常見應用，可協助您選擇最適合您應用的塗料。 

塗層類型	關鍵特徵	常見塗層應用
環氧塗料	優異的耐化學性、中等的耐紫外線線性、高附著力	生產車間、倉庫
聚氨酯塗料	良好的耐磨性、高光澤保持性、優異的耐候性	建築鋼結構、工業結構
聚矽氧烷塗層	優異的紫外線穩定性、更長的使用壽命、耐熱性和保色性	大型橋樑、液化天然氣設施、化工廠
富鋅塗料	優異的鋼材附著力，陰極保護	重型工業製造、船舶鋼結構、石油天然氣金屬加工
丙烯酸塗料	中等耐化學性，良好的抗紫外線性能	一般加工製造，建築鋼結構
電子塗層	薄膜均勻，適用於複雜部件，耐腐蝕性強	緊固件、汽車零件、農業設備
陶瓷塗層	耐高溫、極高的硬度、優異的耐磨性與耐刮性	渦輪機零件、熱交換器、排氣系統
膨脹型塗料	防火等級（30-120分鐘），薄膜	公共基礎設施、石油化學裝置、結構鋼
轉化塗層	超薄，基底耐腐蝕，增強塗料附著力	精密工程、汽車和航空航太製造
物理氣相沉積（PVD）	極硬、超薄的薄膜，精確的製程控制	精密航空航太零件、閥門組件、切削刀具
電鍍	增強的耐腐蝕/耐磨性、精確的厚度、電化學工藝	精密零件、連接器、液壓零件、緊固件、閥門
醇酸樹脂塗料	經濟實惠、易於使用的油改性聚酯	一般製造，低碳環境下的結構鋼
金屬化塗層	耐熱、使用壽命極長，採用熱噴塗製程塗覆在鋁或鋅上。	橋樑、海岸基礎設施
粉末塗料	薄膜，具有優異的抗切屑/抗衝擊性能，以乾粉形式靜電塗覆。	汽車零件、閥門、管道、通用工業設備

 

什麼是硬質塗層？

硬質塗層是專為提高耐磨性而設計的特殊塗層。這些塗層材料的硬度遠高於基材。典型的例子包括III型硬質陽極氧化塗層、化學鍍鎳塗層和物理氣相沉積（PVD）塗層，它們的硬度分別可達70、72和80 HRC。 

這些塗層在金屬對金屬接觸應用中非常重要，因為塗層磨損是常見問題。 

 

哪一種塗層最適合CNC加工零件？

對於數控加工零件而言，沒有一種塗層是最佳的——最佳選擇始終取決於公差要求、工作環境和成本等因素。 

當然，某些塗層在特定應用中是必不可少的。例如，易磨損的鋁製CNC零件通常會塗覆硬質陽極氧化層（III型）。 

對於幾何形狀複雜的機械加工鋁或鋼零件，化學鍍鎳是最佳選擇。  

高價 PVD ​​塗層通常用於工具和其他精密機械是有原因的：它們具有低摩擦和高硬度。 

 

哪種防護塗層效果最好？

同樣，這完全取決於您的專案具體內容。這個問題沒有標準答案，因為性能要求、基材類型和運行環境等因素都必須考慮。 

以沿海地區的鋼結構工廠為例，其塗層需求與精密鋁製CNC零件的要求截然不同。 

海洋鋼結構

沿海工程需要使用富鋅環氧底漆搭配聚矽氧烷面漆。如果選擇價格較實惠的普通聚氨酯面漆，則需要更頻繁地重新上色。 

至於精密鋁製零件，採用像 III 型硬質陽極氧化這樣經濟有效的解決方案就足夠了。 

防護塗層能持續多久？

影響塗層使用壽命的因素包括環境條件、操作條件、表面處理、薄膜厚度和塗層類型。然而，也存在一些實際的參考標準，大多數塗層的使用壽命在5到25年之間。 

• 醇酸體系：最長10年
• 聚矽氧烷面漆：最長25年
• 硬質陽極氧化（III 型）：最長25年
• 無電解鎳：最長15年
• 膨脹型塗料：最長25年
• 富鋅環氧樹脂體系：最長25年 

 

工業防護塗料的成本是多少？

工業防護塗層的成本差異很大。影響成本的因素包括零件的複雜程度、生產規模和製程類型。 

以下是一些預估成本的基準數據，您可以將其作為參考：

塗層類型	估計費用
醇酸塗料系統	1.50-4.00美元/平方米
丙烯酸塗料系統	3.00-8.00美元/平方米
環氧塗層系統	5.00-15.00美元/平方米
II型陽極氧化	每件 1.50 至 5.00 美元
III型硬質陽極氧化	每件 4.00 至 15.00 美元
PVD/陶瓷塗層	每件10.00美元至150.00美元以上
聚氨酯面漆系統	8.00-20.00美元/平方米
黑色氧化/轉換塗層	每件 0.50 至 2.00 美元
鍍鋅	每件 1.00 至 4.00 美元

*注意這些是根據一般市場狀況和常見應用參數所做的指示性估計。 

 

選擇工業塗料類型時需要考慮的因素

在選擇不同塗層材料類型時，應考慮的因素有：基材、功能需求、法規要求、運作環境、尺寸公差和全生命週期成本。 

• 基材材質塗層與基材之間的化學和機械相容性至關重要。不同的材料膨脹和與塗層結合的方式各不相同。 
• 功能要求該塗層是否具有多種功能？關鍵功能特性包括耐化學性、防火性能、溫度範圍和耐磨性。 
• 法規要求您或許偏好某款外套，但請注意，相關規定也是一項重要的限制因素。需要考慮的標準包括：
  • ISO 12944、NACE/AMPP 
  • 達到
  • RoHS指令
  • ATEX
  • 具體檢驗要求 

• 工作環境請考慮以下事項；
  • 沉浸區
  • 埋藏或封閉環境 
  • 大氣暴露 
• 尺寸公差對於緊密配合的組件和精密零件而言，此決策因素至關重要。熱噴塗或許適用於橋樑梁體，但對於螺紋緊固件來說則可能是災難性的。 
• 全生命週期成本單價最高的材料，如果考慮整個生命週期的成本，往往並非最昂貴的。例如，標準聚氨酯塗層的成本可能只有聚矽氧烷面漆的三分之一。然而，聚氨酯塗層的使用壽命可能只有8年左右，而聚矽氧烷面漆的使用壽命則可達25年。 

 

使用合適類型防護塗層的好處

考慮零件保護塗層的理由有：符合法規要求、整體擁有成本最低、性能穩定、延長零件壽命。 

• 監管合規滿足 NACE、REACH 和其他要求可避免因停產和檢查不合格而產生的相關成本。 
• 最低總擁有成本返工和重塗次數減少，意味著成本大幅降低。 
• 一致的性能正確指定和應用的表面塗層性能穩定，有助於規劃維護和預算預測。   
• 延長組件壽命: 

 

工業防護塗層的局限性

工業防護塗層在易受機械損傷、表面處理依賴性、應用條件、相容性限制以及健康和監管風險方面可能存在不足。 

• 機械損壞 – 陶瓷和膨脹型塗層等材料容易受到磨損和衝擊損壞。 

工業塗層缺陷

• 表面處理依賴性 表面處理不當會導致即使是最好的塗層也無法發揮作用。 
• 申請條件 塗層的有效固化取決於溫度、露點和濕度。 
• 相容性限制 某些塗層之間黏合性較差。例如，如果鋅底漆使用了錯誤的中間塗層，就會發生層間分層。 
• 健康與監管風險 對六價鉻酸鹽、高揮發性有機化合物溶劑和異氰酸酯的限制不斷收緊。此外，還需應對處理和處置方面的限制。 

 

不同類型防護塗層的應用方式

應用方法包括陽極氧化、無氣噴塗、刷塗和滾塗、電鍍和熱噴塗。 

陽極處理法 

與在金屬（鋁）表面塗覆薄膜不同，電化學浴裝置有助於在金屬表面生長出緻密的氧化層。此塗層僅適用於鋁，且硬度高、尺寸均勻。 

無氣噴塗法  

塗料在無空氣環境下霧化，可在大面積區域快速形成厚膜。這種施工方法適用於船舶和結構鋼。 

無氣噴塗 

刷塗滾筒法 

刷塗和滾塗法非常適合難以觸及的區域、螺栓頭和焊接。但它並不適合大面積施工。 

電鍍法 

電解液浴在高度可控的環境下向零件提供金屬離子。這種電流驅動製程尤其適用於精密零件、緊固件和閥門。  

熱噴塗法 

電弧槍或火焰槍將熔融金屬噴射到表面上，形成緻密的鋁或鋅層。 

 

工業防護塗料類型的未來發展趨勢

工業防護塗層類型將在永續合規、三價鉻製程、奈米複合塗層、等離子體電解氧化 (PEO) 和數位製程監控等領域取得進展。 

• 永續發展合規性
• 三價鉻工藝
• 奈米複合塗料
• 等離子體電解氧化 (PEO) 
• 數位過程監控

 

結語 

工業塗層技術可以幫助製造商提高零件的外觀和性能，而無需使用專業或昂貴的塗層材料來生產完整的零件。 

我們已經了解了這些塗層的性能和適用性是如何變化的，從耐紫外線的聚氨酯塗層到耐高溫的陶瓷塗層。 

無論是標準塗層還是特殊塗層：在ProleanTech，我們幫助客戶將性能和美觀需求與不同類型的塗層相匹配。 粉末塗料服務 設計旨在實現可靠的性能。 

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