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      公司新聞

      涵諾塑料涂裝技術及涂膜缺陷與對策

      2022-11-03

            在塑料涂料施工過程中或施工成膜后會因各方面原因產生多種缺陷,本文涉及最主要的幾種缺陷,并盡可能地討論其產生原因及消除或盡量減少其發生的對策。

            塑料涂料的許多缺陷是與表面張力現象相關的,表面張力產生的原因是液體表面分子上力分布不對稱,界面上液體的力與液體內的力不同,表面的分子具有很高的自由能,相當于每單位面積上移去表面層分子所需的能量。

            在固體也存在相似表面取向效應,它有表面自由能,表面力作用來減少液體和固體的表面自由能,表面張力作用使液體縮成球,因為球的表面積/體積比率是最小的。

            如果兩個不同表面張力液體相互接觸,低表面張力的流去覆蓋住較高表面張力的液體,因為這樣總表面自由能更低。

            這種流動是表面張力差推動的,有些人稱為表面張力梯度推動的流動。涂料能均勻穩定地涂覆于塑膠件表面的最主要條件,為涂料的表面張力必須小于被涂覆物的表面張力。以下是常見的幾種問題及其解決方法。

            涂膜常見問題及其解決方法

            1.1 縮孔現象

            當面張力較高的涂料涂覆于表面自由能較低的底材上,也就是涂料表面張力與底材表面張力相差太大時,容易造成涂料對底材的潤濕性不良,接觸角變大,使涂料有保持滴狀傾向而裸露出被涂面,特別是罩光清漆和顏料份較少的色漆,比較容易出現這種缺陷,而且不容易修補。

            縮孔是由低表面張力的小顆?;蛐∫旱坞s物產生的,它們可能存在于塑膠底材上、涂料中或飛落在剛剛涂覆好的濕膜上。某些低表面張力物質溶解在濕膜中產生一個局部的表面張力差,Marangoni效應將這低表面張力部分的濕膜從顆粒流開,試圖覆蓋周圍高表面張力的濕膜。隨著流動的發生,溶劑的揮發,表面張力差增大。流動繼續,溶劑的揮發增大了黏度,阻礙了流動而最終形成凹下的縮孔。

            常見解決方法:使用助劑降低涂料表面張力以減少縮孔增加流平。它可將表面張力降低到大多數會引起縮孔雜物的表面張力以下。

            1.2 橘紋現象

            橘皮現象是涂漆過程中常見又較難克服的流平性問題,影響因素眾多,大大地影響到涂膜的平整性。原因及對策如下:

            (1)在噴涂過程中,由于溶劑揮發太快,濕膜黏度急劇增加,使流平變得困難而產生橘皮。措施是根據環境季節溫度變化來選擇合適的稀釋劑,例如聚氨酯涂料的稀釋劑有冬用和夏用之分。

            (2)塑料工件溫度太高,使溶劑瞬間揮發,濕膜來不及流平。

            (3)噴涂時出漆量太小或噴涂距離太遠,表面沉積涂膜太薄,流平變得困難。

            (4)噴槍霧化不良,漆霧顆粒過大也產生橘紋。降低出漆量并提高壓縮空氣輸出量,改善霧化性能。

            (5)噴涂距離太近。噴距太近雖然涂膜厚有利于流平,但壓縮空氣的沖擊力使厚涂膜產生更大的橘紋,反而使流平性變差。

            (6)涂料黏度過大。涂料粘度大時,涂料霧化性和濕膜流平性都差。因按照施工規范進行兌稀并采用帶恒溫裝置的噴涂設備。

            (7)環境溫度偏高,或閃干時間不足就進行烘烤。

            (8)噴涂室內空氣流速太快,使濕膜溶劑快速揮發而難以流平。

            (9)底材粗糙易造成短波橘紋,要提高噴涂清潔度,減少表面顆粒,減少打磨以避免涂膜表面被破壞而產生橘皮。

            (10)飛散漆霧在已噴涂膜表面的沉積也是造成橘紋的一個因素。

            另外,盡可能地提高罩光清漆的厚度并延長閃干流平時間,可以大幅度地減少橘紋,尤其是垂直面的橘紋。

            1.3 咬底現象

            咬底是涂膜噴涂時,涂料中的有機溶劑對底層產生嚴重的溶脹起皺而脫離的現象。咬底分為涂膜與底材和涂膜之間咬底兩種。

            底材塑件在注塑時壓力不足導致塑件局部密度不一致,存在一定的內應力,而涂料中有機溶劑的極性和溶解力較強時,涂料中的強溶劑會咬進塑件內,出現咬底現象;

            此時的施工應在不影響涂料溶解性的情況下盡量減弱稀釋劑的極性和溶解力,在涂膜咬底的部位用細砂紙打磨一遍后再噴上一道涂料也可以消除咬底現象,在涂裝過程中先將底材易咬底的部位薄薄噴涂,最后將此處和另外部位一同涂覆成均勻涂膜,也可以一定程度的減弱咬底現象。

            1.4 顆?,F象

            涂膜表面常見的缺陷是顆粒,嚴重影響外觀。對于少數微細顆粒,采用1 500目以上水砂紙打磨修飾,顆粒過大時或而積大時用800目水砂紙打磨重新噴涂。由干塑料涂膜要求外觀是非常嚴格的,因此顆?,F象是塑料涂料涂裝過程中返修率高的主要原因,涂膜顆粒關鍵是要做好預防措施。

            1.5 底漆與清漆層間附著力問題

            如果第一道底漆的表面張力低干第二道罩光清漆的情況下,那么兩層涂層間的附著力不佳,所以塑膠底漆在生產過程中的表面張力不應太低,能與底材咬合最佳為止,并使面漆對底漆的潤濕性良好,兩層涂膜要有一定厚度的界而層才能有穩定的附著力。

            1.6 針孔現象

            針孔是指涂膜表面被針尖刺過似的小孔,類似皮革毛孔,孔徑大約0.1mm。噴涂罩光清漆時針孔現象尤為突出:

            (1)清漆精致不良,內部存在雜質。

            (2)涂料揮發過快,且用量較多,加入揮發性慢的強溶劑如CAC、環己酮等可減少針孔現象。

            (3)涂料表面張力過大,粘度高,流動性差,氣泡釋放困難,加入適量流平劑以降低涂料表面張力減少針孔現象。

            (4)被涂覆塑料件未冷卻,閃干時間過短,使濕膜中溶劑急劇蒸出。

            (5)涂膜噴涂太厚且表干過快

            (6)作業環境太高,或噴涂時有水分帶入涂料中。

            (7)閃干不充分,烘烤升溫過快,故成膜后自然靜置一段時間再進入帶有溫度梯度的烘道進行烘烤。

            (8)涂料長時間攪拌,形成無數細微空氣泡。

            (9)顏料分散不良。

            1.7氣泡和氣孔問題

            氣孔是涂膜干燥過程中滯留于涂膜的氣泡強行突破涂膜逸出時留下的泡孔。未破而使涂層隆起的稱為氣泡。

            氣泡可以是涂料攪拌時形成的空氣泡,或者是干燥時溶劑急劇揮發形成的溶劑氣泡,在涂料的制作過程中許多種助劑可以用來破裂氣泡。大多數應用氣泡表面上表面張力差驅動的流動行為。

            假使氣泡表面上有一小點的表面張力低下來,則這小點上的液體就流向鄰近較高表面張力處,試圖將它覆蓋住。氣泡壁本來是薄的,物質外流,則壁更薄更弱,所以這小點就會破裂,例如,聚二甲基硅氧烷可有效地破裂多種泡沫,因為它們的表面張力比幾乎任何氣泡的表面張力低。

            1.8 發花現象

            發花是色漆表面色調不一致,出現斑點和條紋等產生顏色雜亂的外觀缺陷。涂料中至少含有兩種顏料發花現象才會明顯。

            在涂膜干燥過程中,由于表面張力差驅動的對流所造成的顏料分離效應。在干燥過程中對流是由于溶劑從濕膜中快速逸出造成明顯的湍動,涂料從濕膜底處流上來,然后又流下去。

            在流下去之前,溶劑揮發,濃度增大,溫度降低,表面張力增大,這樣形成的表面張力差驅動對流繼續進行,這流動圖像近似唰形,當它們擴展時遇到相臨的流動圖像就壓縮了。

            如果是十分規則,那么形成的是六角形的貝納德漩渦。隨著溶劑繼續揮發,黏度增高,帶著顏料顆粒一起流動變的困難了。顆粒最小的,密度最低的流動保持的長些;顆粒最大的,密度最高的反之,這些顏料的分離產生了發花。

            1.9 浮色現象

            浮色是指表面顏色一致的,但與應有的不一樣。使涂膜表面與內部的色調不一致。例如一個均一的灰漆,但比應有的深些。浮色最困擾的是隨施工條件的不同而程度不一,使同一材料用同一涂料而有不同的顏色。

            浮色是由于一種或多種顏料在表面上富集而造成的。是由于顏料的密度和大小不同,或顏料絮凝了,從而在濕膜中沉降速度不同而導致分層。濕膜厚、基料黏度低和溶劑揮發速度慢,任何一條都會使濕膜在低黏度保持更久,而使顏料沉降更多的更加使浮色加劇。

            糾正方法:避免絮凝忽然低密度細顏料,用揮發更快的溶劑和黏度更高的基料。濕涂膜干燥時溶劑不均勻蒸發使表面產生表面張力差而引起對流現象,這是產生浮色的驅動力。

            1.10 露底現象

            原因與措施:

            (1)選用涂料遮蓋力差。色漆顏料份低,鋁粉漆鋁粉的含量低是導致露底的原因。

            (2)涂料使用前,沉降的顏料未被攪起或攪拌不充分,造成遮蓋力下降

            (3)涂料稀釋過程中未按照施工工藝說明進行兌稀,兌的太稀或噴涂的濕膜太薄。

            (4)噴涂膜厚不均勻,未按照正常噴涂手法進行噴涂。

            (5)底面漆色調反差太大,對于金屬閃光漆,由于底色漆噴涂很薄,中涂顏色最好與面漆相近。

            1.11 發白現象

            涂膜干后返白失光或產生無光斑點的現象稱為發白。

            主要是由于施工環境濕度太大(相對濕度>80%)和溶劑揮發太快而使涂膜表面溫度急劇下降,致使水汽凝集在涂膜上,從而使樹脂或纖維素酯沉淀}}{來造成發白現象,一般快干揮發型涂料(熱塑性丙烯酸等)中,由于含有大量低沸點溶劑和稀釋劑,所以容易產生發白現象。

            若加入防潮劑和適量高沸點慢揮發強溶劑以調整溶劑配方,或改善施工環境,除去壓縮空氣中的水分,定期排放空氣壓縮機和油水分離機的油水等均可防止發白現象。被涂覆物表面溫度太低,將塑料工件加熱到高于環境溫度10℃也可以減弱發白現象。

            1.12 鋁粉漆色調不均勻

            鋁粉閃光是具有奇特裝飾效果的高裝飾性涂料,對施工工藝要求非常高,施工不當容易出現色調不均勻、閃光效果差等缺陷。

            其原因主要為:

            (1)金屬閃光涂料中鋁粉含量太低,遮蓋力較差,涂料的定膜能力差;涂膜的表干時間太長??稍阡X粉涂料中加人鋁粉定位劑或醋酸纖維素酯解決鋁粉在涂膜中的定位問題。

            (2)底色漆噴的太薄或者漏噴、現露底色。

            (3)底色噴的太厚,且涂膜薄厚不均勻。

            (4)“濕碰濕”工藝的間隔時間太短,應待底漆噴涂后靜置些時間再噴涂面漆。

            (5)噴涂時空氣壓力太低,涂料霧化不良或空氣壓力太高,使片狀鋁粉變形。而且噴涂時操作人員走槍方式不對或噴涂不均勻也會造成此問題。閃光鋁粉漆應該采用較低施工固體分和施工黏度噴涂,使用專用噴槍均勻噴薄,以約8μm干膜厚度噴涂二道,并經充分閃干后再噴涂清漆。

            1.13 附著力問題(剝落現象)

            這是由于涂膜附著力或層問結合力很差,造成局部甚至是全部涂膜剝落的現象。

            造成剝落的原因為:

            (1)噴涂前底材處理不當,表面殘留油污、水或脫膜劑,或有色金屬未進行適宜的表面處理。

            (2)底材表而太光滑。

            (3)底涂層放置太久,重涂間隔周期太長或涂層烘烤過度,影響自身附著力和層問結合力。

            (4)舊涂膜表面未打磨直接再涂漆。

            (5)底、面涂料不配套,造成層間結合力差。

            (6)底漆涂層含有硅油類助劑、表面張力過于低,影響重涂涂膜的浸濕結合。

            (7)塑料表面的預涂底漆品種選用不當。

            1.14 慢干和返黏現象

            涂料施工后,涂膜在規定時間內不干或干后回黏的現象稱為慢干和返黏。其原因:

            (1)涂料中溶劑揮發性差。

            (2)底漆未干透就涂面漆。

            (3)施工濕度太大,氣溫太低。

            (4)涂中混入其他雜質或催干劑添加量不夠和固化劑配比錯誤也是不干的原因。

            1.15 涂膜光澤低

            這一問題包含兩個方面一是指噴涂的涂膜干燥后光澤度很低;二是涂膜經很短的時間,光澤度下降的現象。

            影響因素主要為:

            (1)涂料中樹脂之間、樹脂’與助劑之間混溶性差,涂膜霧濁而失光。

            (2)顏料分散不良,涂料細度差或色漆的顏料體積濃度較高樹脂含量低。

            (3)溶劑的溶解性差。

            (4)底材粗糙多孔,對涂料吸收量大。采取打底漆進行封閉處理。

            (5)底涂層粗糙不平整,或打磨用的砂紙太粗。調整涂漆工藝參數或選用較細的水砂紙濕打磨。

            (6)烘房內空氣污濁,或烘烤溫度過高而失光。

            (7)面漆或罩光清漆噴涂的太薄。增加面漆的厚度,對提高光澤度、平整度和整體裝飾性都有極大好處。

            (8)面漆或罩光清漆未干就拋光修飾。

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