（一）涂料的固化与成膜机理

      涂料是一类粘液状的涂覆材料，属于不成型材料，涂料的成膜过程实际上就是其固化过程。显然涂料在储存过程中，必须在相当长的时间内保持稳定，也就是说涂料中的组分彼此间不能发生不可控的化学反应，起码不能因为贮存过程中因各组分之间的反应而导致凝胶、变质等异常。

       涂料施工于物件表面之后，通常需要在较短的时间内（短则数小时之内，长则数天之内）干燥成膜，虽然涂料种类繁杂，但其干燥机理大致上可分类两大类：
                 
     一类是物理机理，另一类是化学机理。当然也有两种机理同时起关键作用的情况，例如硅酸盐涂料，在正常的包装储存过程中，其硅酸盐自身基本上是稳定的，但是其施工后的涂膜，在水分挥发后，硅酸盐分子间将发生可逆或不可逆的缩合反应，并形成坚硬的涂膜。这种成膜过程的触发是由水分挥发引起的，即水在硅酸盐涂料中是一种溶剂，也是一种稳定剂，随着水分的挥发，一方面，硅酸盐分子间距缩小，为其硅氧键的形成提供便利，另一方面，硅酸盐发生浓度升高并至过饱和状态，存在强烈的析出倾向。这两种作用为硅酸盐的化学成膜提供了直接动力和保证。当然，这不是决定性的，毕竟所有的物质溶液在溶剂挥发过程中不都是如此吗？？且不说其它种类，就以硅溶胶来说，其分子中也有大量硅羟基，但是硅溶胶干燥后却不能正常成膜，只能析出得到白色粉末（常温条件下）。关于这些进一步的讨论，记然就不在此详细论述了。
    
1、物理机理成膜
     
        只靠涂料中液体（溶剂或分散相）的蒸发而得到干硬涂膜的干燥过程称为物理机理干燥。       

        在物理机理干燥的涂料中，聚合物在制成涂料时已有足够大的分子量。当它失去溶剂之后就相当硬而不粘了。在干燥过程中，聚合物不发生反应。如果该聚合物在涂料中是溶解在溶剂中的，那么在成膜以后还会被这些溶剂所溶解。如果聚合物在涂料中是以乳液或胶态分散液形态存在的，成膜后就不会溶解在原来的分散介质液体中，但会被其它溶剂所溶解，因为它是线性聚合物。

        这类涂料按其成膜材料来分类的话，主要是单组分丙烯酸涂料、氯化橡胶以及某些氯乙烯类涂料等。

        
2、化学机理成膜

    通过化学交联，即涂层中各组分发生化学反应，使原来线性或低分子量树脂交联成为高分子的交联网络结构，其涂层性能将得到极大提高。交联反应按反应机理可主要分为共价键反应和自由基反应两大类，绝大多数双组分涂料都是共价键交联成膜，如环氧涂料、聚氨酯涂料等，而自由基反应类涂料主要是乙烯基涂料或光固化涂料。

        需要注意的是，并不是说所有的单组分涂料都是物理成膜，甚至反而有相当部分的单组分涂料仍然是属于化学成膜。例如醇酸涂料、各类烤漆以及粉末涂料等等。

        具体而言，化学成膜的机理分类主要有以下两类：

（1）与空气中氧化或水汽等发生反应
      醇酸涂料就是典型的气干型涂料，即其成膜主要依靠空气中的氧气在催化剂的存在下与干性油酯中的不饱和键发生反应，并引起分子链的交联。    
      水能与异氰酸酯发生缩聚反应，这种反应也可能伴随发生成聚氨酯涂料的成膜过程中。
         R-NCO + H2O → R-NHCOOH → R-NH2 + CO2
         R-NCO + RNH2  →  R-NHCONH-R
       因此，该类涂料在储存期间，涂料各组分必须与空气隔绝，否则可能会在储存过程中发生变质。例如涂料表面形成一层漆皮，或发生胀桶的情况。
（2）涂料组分之间发生反应：

    除了上述与空气反应的涂料之外，其它种类涂料基本上都属于自身各组分之间的反应交联，例如环氧涂料、聚氨酯涂料、聚酯涂料以及烤漆等。

        根据不同的配方设计，这些涂料通常被设计为多组分（主要是双组分）包装，即通过隔离反应组分来确保储运稳定，在施工前混合使用。

        部分产品通过环境条件控制各组分的反应，从而即使在单组分条件下也能保证储存稳定，例如烤漆中的氨基树脂，其与羟基或其它组分在常温条件下并不反应，或处于封闭状态，但是在施工后，通过高温烘烤（温度一般120℃以上）便会发生反应并交联成膜。

     紫外光固化涂料也是一种单组分、无溶剂的涂料，施工后的涂层受到紫外光的照射时，液体涂料各组分通过自由基反应机理，将会在零点几秒到几十秒的时间内固化成膜。

        最后说一句，实际上，上述分类严格而言是不合适的，真正的意义上还是必须按反应性质来分，即除了自由基反应外，其它种类不管是哪一种化学反应形式，其实质都是完全一样的。