1 常见的涂装缺陷
1.1 附着力不良
附着力是评判涂膜质量的最基本的项目之一,如果不能保证附着力,其它性能也将无从谈起。涂料与基材的附着是一个复杂的过程,涉及到“界面”的物理效应和化学反应。涂料附着的确切机理人们尚未完全了解,常见的附着理论有:化学键理论、机械连接理论、静电理论、扩散理论等。附着力的大小取决于涂料与被涂基材的性质,广义上可分为主价力和次价力。主价力为化学键,而次价力是基于以氢键为代表的物理作用力。
附着力不良产生原因分析:
(1)底漆与基材间的附着力不良主要与表面张力相关,塑料基材表面张力较低,润湿性能差,涂料附着较困难。所以塑料件表面的预涂底漆选用不当;喷涂前基材表面处理不当,未进行除油和火焰是造成基材与底漆附着不良的主要原因。
(2)底漆与色漆间的附着力不良主要原因为:底、色涂料品种选用不对,底涂层放置过久或烘烤过度,影响层间结合力。
(3)色漆与清漆间附着力不良的主要原因为:色漆与清漆不配套;色漆不良、清漆不良、涂装参数不匹配。
解决方法:
彻底处理基材表面。
对于光滑的喷涂表面,喷涂前需要进行适当的打磨处理。
合理选择配套的底、面漆,一般要求底层的漆膜和面漆漆膜的硬度、伸缩性接近。
加强涂装控制,按标准施工工艺施工,控制适当的膜厚,减少重涂次数。
1.2 缩孔、凹陷与鱼眼
在涂料施工过程中,涂膜受异物(低表面张力物质)的影响,致使漆膜从低表面张力点流动到高表面张力点,收缩形成坑穴的现象。缩孔常呈现不同的形态,根据表面状态的不同,一些特殊状态的缩孔又称为凹陷和鱼眼。漆膜收缩严重甚至露出被涂基材,中间无核心质点,形状较大并且近似于圆形的缩孔又称为凹陷。缩孔中间有一个核心质点,通常是液态油滴包覆的尘粒或毛絮,形状与鱼眼相似称为鱼眼。
缩孔缺陷是涂装生产中常见的表面病态,有时会成为生产中的主要缺陷,可能连续大批量出现,严重时导致停产。而且许多次品工件不能进行返工处理而报废,造成资源的重大浪费[2]。
缩孔产生原因分析:
(1) 施工过程中的原因
基材脱脂不良、有水、油、灰尘、打磨灰等异物附着;
周围使用了有机硅类及蜡等物质,涂装环境中存在灰尘及漆雾等;
涂装环境温度过低、湿度过高。
(2) 设备及机器原因
压缩空气的干燥处理设备或油水分离器失效,导致水分和油漆的混入;
调漆工具、设备、工作服或手套不洁净。
(3) 材料导致的原因
所用的涂料表面张力偏低,流动性差,本身对缩孔较敏感;
所用涂料配方缺陷:涂料中含有表面张力低的活性物,如添加了相容性过差或过量的消泡剂及其它氟类助剂;树脂中少量大分子聚合物聚集产生溶剂所不溶的胶粒,其表面张力低于树溶剂,涂料成膜后会立即出现缩孔。
所用涂料中混入水、油等。
解决方法:
加强塑料件喷涂前的表面处理,防止油污、杂质造成漆膜不良。
检查压缩空气质量,防止压缩空气中的干燥部位和空气油水分离失效。
加强施工环境的管理,确保涂装车间、无论是设备、工具还是生产用辅助材料,绝对不能带有对油漆有害的物质。
使用助剂降低涂料表面张力以减少缩孔增加流平。它可将表面张力降低到大多数会引起缩孔杂物的表面张力以下。
1.3 橘皮
桔皮是涂膜呈现的一种肉眼可见的、形如橘皮状为特征的大面积不规则粗糙表面。
桔皮的产生与表面张力相关。涂料流平的动力是表面张力差,溶剂在湿涂层表面挥发,使得挥发中心附近的颜料和成膜物质的浓度增大,表面张力增大。挥发中心的涂料在表面张力梯度的推动下向四周流动,与此同时,由于挥发中心附近的固体含量增大,在密度差的作用下向涂膜底部流动,因此产生上下方向的对流漩涡,称为贝纳尔德窝。涡流的形状呈边与边相接触的不规则六边形网络,随着溶剂的挥发,涂料的粘度变得很大,涂料流动停止,涡流停止,留下了不均匀的网格,网格的中心稍稍隆起,干燥后形成桔皮[3]。
桔皮指标采用BYK公司的激光桔皮测试仪来测试,仪器的测量值:短波、长波。其含义分别是:长波模拟人眼距离产品表面2.5m的观察结果,短波模拟的是人眼距离产品表面0.5m的观察结果。长、短波的值越大,桔皮越严重。
桔皮影响因素分析:
(1) 基材的影响 通常条件下注塑件表面不会对最终产品涂层桔皮产生影响。
(2) 底漆的影响 底漆对桔皮的影响主要表现在短波上。底漆粘度过高,溶剂挥发过快,流平效果差,产生桔皮。飞散的漆雾也是影响桔皮的重要因素。
(3) 色漆的影响 色漆喷涂对桔皮的影响较小也较难控制,一般情况下,在满足了色漆遮盖力的前提下,尽量薄的色漆层对控制桔皮是有利的。
(4) 清漆的影响 涂层光学理论的平整性最终决定了桔皮等级,位于最外层的清漆自然起决定作用。影响桔皮的因素包括清漆的粘度、清漆的膜厚、喷涂环境、流平时间。
清漆粘度的降低有利于流平,粘度下降1S,桔皮可以提高一个等级,降低清漆粘度是有效和快速的方法。但是粘度的降低又可能产生流挂等缺陷,需特别注意。
清漆膜厚越厚,桔皮效果越好。但是膜厚对于水平面和垂直面的桔皮影响因素是不一样的。在水平面,随着膜厚的增加,长波和短波的值一直降低;在垂直面,随着膜厚的增加,长波一直下降,短波在0~45μm之间呈下降趋势,但是超过45μm,垂直面的短波开始增加。所以,对于桔皮的控制,清漆膜厚需要一个相对合适的范围。
喷涂环境:喷房温度高,空气流速快,湿度低容易造成溶剂挥发速度加快,流动性下降。其中喷房温度对于桔皮的影响较大。同时,增大涂料的雾化效果、增加流平时间,清漆中加入慢干溶剂对改善桔皮有重要的作用。
1.4 肥边
肥边也称为厚边、疏边,指涂膜边缘凸起,明显厚于其它部分的现象。在正常的喷涂施工中,涂料对基材有较好的润湿性,这意味着涂料在基材的边缘位置的接触角小于90°,上边缘较薄。在湿涂膜干燥过程中,随着溶剂的挥发,边缘位置的固含浓度明显增加,表面张力变大。这是因为涂料中各组分的表面张力大小顺序为:颜、填料>树脂>溶剂>添加剂、助剂。溶剂挥发,固含量增大,表面张力增大。边缘的表面张力高,拉着涂料向边缘流动,从而引起肥边[4]。
防止肥边最有效的方法是加入适当的表面活性剂。
1.5 流挂
指在涂覆和固化期间,涂膜出现的下边缘较厚或流痕的现场,称为流挂。根据流痕的形状,可分为流挂、流淌等。
流挂影响因素分析:
(1) 施工过程的影响
施工环境温湿度波动及空气流速变动比较大,涂装温度过低,湿度过大,空气流速过慢导致溶剂挥发较慢,短时间无法流平,产生流挂。清漆最佳施工温度为22~26℃,湿度为60%~70%,空气流速自动喷涂0.3m/s,手工喷涂0.5m/s。
基材件的温度也会影响流挂,保持基材件的温度在合适的温度。
喷枪运行速度太慢,枪距太近,膜厚太厚会导致流挂。一般小型喷枪额喷涂距离为15~625px,喷枪应正对工件表面以30~1500px/s速度匀速移动为宜。
(2)材料的影响
涂料自身的流挂极限低,粘度低,加入过多的稀释剂或选用不合适的慢干稀释剂会导致流挂。应保持清漆的流挂极限不小于50μm,严格按照油漆供应商提供的技术参数表选用配套的固化剂和稀释剂,调整要求的涂装粘度。
为防止立面流挂的发生,可加入触变剂,在高的剪切速率下,涂料粘度被破坏、粘度下降,涂料具有流平性,在低剪切速率下结构黏性恢复,起到防流挂的作用。
1.6 咬底
咬底是涂膜喷涂时,涂料的有机溶剂对底层产生严重的溶胀、起皱而脱落的现象。咬底分为涂膜与基材和涂膜之间咬底两种。
(1)施工过程的影响
基材件在注塑时压力不足而导致局部密度不一致,存在一定的内应力,而涂料中有机溶剂的极性和溶解力较强时,涂料中的强溶剂会咬进基材件内,出现咬底现象,此时的施工应在不影响涂料溶解性的情况下尽量减弱稀释剂的极性和溶解力。
在涂装过程中先将基材易咬底部位薄薄喷涂,最后再与其它部分一同涂覆成均匀涂膜,也可以一定程度的减弱咬底现象。
底漆未干透就喷涂面漆或面漆喷涂太湿太厚,面漆中的溶剂容易咬进底漆,引起咬底。应加强烘烤,保证底漆干透,去除面漆中容易对底漆产生溶胀的强溶剂。严格遵守技术参数表中的稀释剂配比进行喷涂。
(2)材料的影响
底、面涂料不配套,面漆溶剂溶解力太强或底漆耐溶解性太差。应与油漆供应商确定底面漆的配套使用,不可为降低成本等原因选用部配套的涂料。
1.7 气泡和针孔
针孔是涂膜干燥过程中,滞留在漆膜中的气泡突破漆膜逸出后留下的气孔。未突破漆膜留在涂层,使涂层隆起的称为气泡。气泡通常是伴随着涂层老化过程发生的。
(1)施工过程的影响
基材处理不当:由于基材表面沾染蜡质、油污、尘土、可溶性盐等物质或基材表面有潮气、水珠或挥发性液体存在,甚至是人手摸过残留的汗液等。
喷涂空气中有水分或工件表面有水分;涂料长时间搅拌,形成无数细微空气泡;涂膜喷涂太厚,烘烤太急(流平5~10分钟后再烘烤),流平时间不充分,烘烤温度升温过快,温度过高;被涂覆的塑料件未冷却,闪干时间过短,漆膜中的溶剂急剧蒸出。
(2)材料的影响
涂料表面张力过大,粘度高,流动性差,气泡释放困难;涂料中可溶性颜填料吸收透过涂层的潮气,产生气泡。
处理方法:
加强生产管理:涂料生产时严格控制所用颜、填料及溶剂的含水量。配方中溶剂的使用要兼顾挥发平衡,避免溶剂添加过多。
加强施工管理:基材表面处理要充分干净,降低被涂物的温度和提高洁净度,清楚被涂物面的小孔;搅拌不要过快过急;施工避免高温、潮湿等不良气候环境;改善涂装环境、设定合适的涂装温度、湿度、风速等条件;提高喷涂操作的熟练程度,注意正确的喷涂手法、走枪速度和枪距,保持均一、合适的漆膜厚度;喷涂后保持一定的流平时间再烘烤,烘烤升温时应缓慢,避免溶剂急速挥发。
东莞市远卓机械设备有限公司,是一家专业从事表面处理的高新技术企业, 即涂装设备的设计、制造、安装与维护,为广大企业专业提供:前处理设备、喷涂设备、烘干设备、输送设备、以及环境保护等全套设备。所涉足的行业有:家电行业、汽车制造、电子设备、家具、灯饰、塑胶、五金等多个行业。