涂層從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)過程中，有溶劑的揮發(fā)的物理變化，也有涂料組成成分分子間的交聯(lián)反應(yīng)等化學(xué)變化。木制品常用涂料形成漆膜的機理一般可分為溶劑揮發(fā)型固化成膜、氧化型固化成膜和聚合型固化成膜三種。
涂層固化機理
（一）溶劑揮發(fā)型
此類涂料的固化機理主要是溶劑揮發(fā)的物理過程，隨著溶劑的不斷揮發(fā)，涂料粘度逐漸增加，由流動狀態(tài)為不流動狀態(tài)，溶劑揮發(fā)完畢，涂料固化過程結(jié)束，形成固體漆膜，此類涂料有蟲膠漆、硝基漆、過氯乙烯漆和揮發(fā)性丙烯酸漆等。在自然條件下，此類漆的固化速度是油性漆的
5 ～ 10 倍。
影響此類涂料固化速度的因素有溶劑的類型及其混合比、成膜物質(zhì)與溶劑的關(guān)系等。
在其它條件相同的情況下，溶劑的揮發(fā)狀態(tài)與其飽和蒸汽壓有關(guān)，飽和蒸汽壓越高其沸點越低，揮發(fā)速度越快，因此含低沸點溶劑多的涂料固化快。但生產(chǎn)中，低沸點溶劑含量不能過多，否則會因為溶劑揮發(fā)過快，造成漆膜發(fā)白，流平性差，干后出現(xiàn)針孔、皺皮等缺陷。而中、高型沸點溶劑過多，會使涂層固化緩慢。通常采用低沸點和高沸點混合型溶劑。
揮發(fā)型涂料的固化速度不僅決定于溶劑的蒸汽壓，還決定于溶劑與成膜物質(zhì)的關(guān)系，有的成膜物質(zhì)對溶劑有一種吸留性，即成膜物質(zhì)對溶劑的釋放性差。同一溶劑在從釋放性好的成膜物質(zhì)溶液中揮發(fā)時，從開始到最后都是以同一速度在一定時間內(nèi)揮發(fā)完，而在釋放性差的成膜物質(zhì)溶液中，揮發(fā)到后期，速度降至極低，需要很長時間才能把部分殘余溶劑揮發(fā)完。如同一沸點的溶劑從硝基漆中揮發(fā)出來，要比從過氧乙烯漆中揮發(fā)容易，達到表干時的速度一樣，但達到實干相差的時間卻很大。
（二）氧化型固化
此類涂料的固化機理是由成膜物質(zhì)高分子之間的氧化聚合反應(yīng)和溶劑揮發(fā)的物理過程共同作用的結(jié)果，但以聚合反應(yīng)為主。常用的此類涂料有：油脂漆（清油、調(diào)合漆）、酯膠漆、鈣脂漆、單組分聚氨酯漆、醇酸漆、油基酚醛樹脂漆等含大量植物油的油性漆，它們的涂層在固化過程中，油類分子中的不飽和脂肪酸吸收空氣中的氧，發(fā)生一系列復(fù)雜的聚合反應(yīng)，使成膜物質(zhì)的分子量增加，由小分子變成大分子，最后變成網(wǎng)狀體形結(jié)構(gòu)的高分子漆膜。由于氧化聚合反應(yīng)的速度比溶劑的揮發(fā)速度慢，所以這類漆的干燥速度主要取決于氧化聚合反應(yīng)速度。
（三）聚合型固化
此類涂料的固化機理是通過氧、催化劑、紫外線、電子束等的作用，促使成膜物質(zhì)發(fā)生各類型的聚合或縮合交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)而形成網(wǎng)狀體型高分子漆膜。常用的此類涂料有不飽和聚酯樹脂、改性丙烯酸樹脂、聚氨酯漆、光敏漆、酸固化氨基醇酸漆等。
例如酸固化氨基醇酸漆的固化，是利用氨基樹脂中的醚鍵與醇酸樹脂中的羥基，在酸的催化下，常溫發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)固化。不飽和聚酯漆的固化，是由過氧化物引發(fā)劑，引發(fā)不飽和聚酯之間的加成聚合反應(yīng)的結(jié)果。光敏漆的固化，是用紫外光照射使光敏劑分解游離基，引發(fā)光敏樹脂與活性稀釋劑聚合反應(yīng)成膜。
影響涂層固化的因素
影響固化速度的因素有涂料類型、涂層厚度、固化方法、固化條件、固化設(shè)備及具體固化規(guī)程等。
（一）涂料類型
在相同的固化條件下，涂料的類型不同，固化速度有很大的差別，而相同類型的涂料差別較小。一般來說揮發(fā)性漆固化快，油性漆固化慢，聚合型漆的情況很不相同。聚合型漆中光敏漆固化最快，而其它聚合型漆則多介于揮發(fā)性漆與油性漆之間，當(dāng)采用機械化流水線進行涂飾時，揮發(fā)性漆、酸固化氨基醇酸漆比較常用。
（二）涂層厚度
在涂飾過程中，涂層基本上都不是一次形成的，通常是采用多遍薄涂的方法（如油性漆一次涂 35 μ m 左右，硝基漆 15 μ m
左右等）。在相同的固化條件下，薄涂層在固化時，內(nèi)應(yīng)力小，形成的涂層缺陷少；而涂層太厚時，內(nèi)部應(yīng)力較大，易于產(chǎn)生起皺和其它缺陷，同時由于溶劑的揮發(fā)，涂層收縮導(dǎo)致光澤不均勻、內(nèi)部不固化等。實踐證明，除聚酯漆外，其它漆類通過多次涂飾形成的漆膜，與一次涂飾所形成同樣厚度的漆膜相比，其物理性能要好。
（三）固化條件
1. 固化溫度
固化溫度對大多數(shù)涂料涂層的固化速度起決定性的影響。當(dāng)固化溫度過低時，溶劑揮發(fā)及化學(xué)反應(yīng)遲緩，涂層難以固化。提高溫度，能加速溶劑揮發(fā)和水分蒸發(fā)，加速涂層氧化反應(yīng)和熱化學(xué)反應(yīng)，涂層固化速度加快。但不能無限制的提高溫度，因為，溫度與固化速度不是成正比關(guān)系，固化溫度過高時，固化速度沒有明顯提高，反而會使漆膜發(fā)黃或色澤變暗。不僅如此，溫度在涂層固化過程中，還對基材產(chǎn)生影響?；氖軣?，引起含水率變化，基材產(chǎn)生收縮變形，甚至翹曲、開裂。揮發(fā)性漆的涂層，固化溫度超過
60 ℃時，溶劑激烈揮發(fā)，表層迅速干固，內(nèi)部溶劑蒸汽到達表層時容易形成氣泡。所以采用人工固化方法時，表面溫度一般不宜超過 60 ℃。
2. 空氣濕度
空氣濕度應(yīng)適中，濕度過大時，涂層中的水分蒸發(fā)速度降低，溶劑揮發(fā)速度變慢，因而會減慢涂層的固化速度。大部分涂料在相對濕度為 45% ～ 60%
的空氣中固化最為合適。如果干燥固化場所空氣過分潮濕，不僅使固化過程緩慢，而且所形成漆膜朦朧不清和出現(xiàn)其它缺陷。相對濕度對揮發(fā)性漆的固化速度影響不明顯，但對成膜質(zhì)量關(guān)系很大。尤其當(dāng)氣溫低，相對濕度高時，涂層極易產(chǎn)生“發(fā)白”的現(xiàn)象。
對于油性漆，當(dāng)相對濕度超過 70% 時，對涂層固化速度的影響要比溫度對其影響顯著。
涂層在固化過程中，產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力與相對濕度有關(guān)。
3. 通風(fēng)條件
涂層固化時要有相應(yīng)的通風(fēng)措施，使涂層表面有適宜的空氣流通，及時排走溶劑蒸汽，增加空氣流通可以減少固化時間，提高固化效率，保證固化質(zhì)量。
（ 1 ）氣流速度
空氣流通對漆膜自然固化有利。因在密閉的、溶劑蒸汽濃度較高的環(huán)境下，漆膜固化緩慢，甚至不干。通風(fēng)有利漆膜中溶劑的揮發(fā)和溶劑蒸汽排除，并能確保自然固化場所的安全。
強制循環(huán)空氣干燥室是靠通風(fēng)機造成循環(huán)熱空氣，其干燥固化效果在很大程度上取決于空氣流動速度?？諝饬鲃铀俣仍酱?，熱量傳遞效果越好，熱空氣干燥通常采用低氣流速度，一般為
0.5 ～ 5.0m/s ；溫度為 30 ～ 150 ℃。
（ 2 ）氣流方向 空氣流動方向也是非常重要的，氣流與涂層的方向有平行和垂直兩種形式，根據(jù)試驗，垂直送風(fēng)熱空氣干燥優(yōu)于平行送風(fēng)。
（四）外界條件
對于聚合固化成膜的涂料，其涂層固化為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。固化速度與所含樹脂的性質(zhì)、固化劑和催化劑的加入量有關(guān)，而外界條件如溫度、紅外線、紫外線、電子束等，往往能加速這種反應(yīng)的進行。外界條件作用的大小，又取決于外界條件與涂料性質(zhì)相適應(yīng)的程度。如光固化涂料在強紫外線的照射下，只需幾秒鐘就能固化成膜。若采用紅外線或其它加熱方法，則很難固化，甚至不固化。又如電子束固化涂料，其涂層在電子加速器所發(fā)射的電子束照射下，比光敏漆更快固化。而其它涂料對電子束的反應(yīng)就不強。所以，涂料固化方法要根據(jù)所用涂料的性質(zhì)而合理選擇。
