淺談客車素色面漆涂裝中痱子的成因及控制

淺談客車素色面漆涂裝中痱子的成因及控制
許文彬 （鄭州雙塔涂料有限公司，鄭州 450016）

摘要：雙組分丙烯酸聚氨酯客車素色面漆在涂裝過程中出現(xiàn)的痱子是影響涂裝質(zhì)量的常見弊病之一，通過對涂裝生產(chǎn)現(xiàn)場的了解和分析，找出形成痱子的主要原因，并對各種因素進(jìn)行檢測和控制，達(dá)到預(yù)痱子，以提高漆膜外觀質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：素色面漆；客車涂裝；痱子

0 引言

雙組份丙烯酸聚氨酯面漆具有良好的戶外保護(hù)功能和優(yōu)異的裝飾性能，能夠高溫烘干也可以在低溫固化，所以廣泛應(yīng)用于客車涂裝。在客車涂裝過程中，痱子是雙組份聚氨酯類素色面漆涂裝過程中常見的一種漆膜弊病，它嚴(yán)重影響了漆膜的外觀質(zhì)量以及其防護(hù)性能，雖然可以通過拋光等方法進(jìn)行一定程度的修補(bǔ)，但并不能完全消除，且返工也造成了工時和材料的浪費，所以痱子形成的原因和防治就極為重要。

一方面，痱子的產(chǎn)生可以通過涂料合理的配方設(shè)計進(jìn)行一定的預(yù)防，例如王德青通過添加低穩(wěn)泡傾向的流平劑、催化劑和相容性好的消泡劑來控制痱子的產(chǎn)生，李相權(quán)通過樹脂、助劑和溶劑的合理搭配對聚氨酯亮光面漆的痱子進(jìn)行有效防治。另一方面，“三分油漆，七分施工”，涂裝現(xiàn)場的施工因素對痱子的產(chǎn)生和預(yù)防也起著至關(guān)重要的作用，科學(xué)合理的施工基本可以預(yù)防絕大部分痱子的產(chǎn)生。本文結(jié)合丙烯酸聚氨酯客車素色面漆的具體涂裝過程，分析了涂裝過程中痱子產(chǎn)生的主要原因及預(yù)防措施，以減少痱子的產(chǎn)生，提高涂裝質(zhì)量。

1 痱子形成的原因

涂膜痱子形成的根本原因是在濕膜表干之前其內(nèi)部殘留的溶劑、噴涂過程中漆霧帶入的空氣或涂料化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)的其他氣體從涂膜內(nèi)部上升的過程中不斷相互碰撞結(jié)合在一起，達(dá)到涂膜表面后不能溢出而頂起涂膜形成的微小氣泡。根據(jù)痱子的形成機(jī)理，減少氣泡的產(chǎn)生、加快氣泡上升速度和延長涂膜表面封閉時間都有利于減少痱子的產(chǎn)生。本文現(xiàn)根據(jù)全面質(zhì)量管理理論和客車涂裝的具體情況，從人、機(jī)、料、法、環(huán)這五個因素分析涂裝過程中痱子形成的具體原因以及預(yù)防措施。

1.1物料

雙組份丙烯酸聚氨酯涂料的固化成膜是溶劑揮發(fā)干燥過程和交聯(lián)反應(yīng)固化過程的結(jié)合，所以涂膜中溶劑的揮發(fā)速率會直接影響干燥過程，從而對因為溶劑揮發(fā)而形成的痱子產(chǎn)生影響。一般涂料廠家會根據(jù)溶劑揮發(fā)速率的快慢將固化劑和稀釋劑分為快干型、標(biāo)準(zhǔn)型和慢干型，其中快干型一般于冬季，標(biāo)準(zhǔn)型主要用于春秋季節(jié)，而慢干型則普遍用于夏季，同時也有涂料廠家會根據(jù)季節(jié)變化對主漆中的溶劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。所以，在涂裝過程中要根據(jù)氣候和溫度的變化，選擇與噴涂環(huán)境相配套的固化劑與稀釋劑，避免因固化劑和稀釋劑選擇不當(dāng)而引起痱子。因物料配套不合適而造成痱子的情況多出現(xiàn)在天氣溫度突然上升而沒及時調(diào)整固化劑或稀釋劑的類型，例如：春夏之交溫度上升，或夏季陰雨天氣過后溫度迅速回升，如果不能及時切換，極易因固化劑和稀釋劑揮發(fā)過快造成涂膜表干過快，內(nèi)部溶劑來不及揮發(fā)而形成痱子。在物料配套方面的預(yù)防措施為：涂料廠家應(yīng)該明確不同溫度條件下的物料配套，使溶劑的揮發(fā)速率與噴涂環(huán)境條件相適應(yīng)，并在氣溫變化及時調(diào)整配套類型。

1.2環(huán)境
1.2.1 溫度

涂膜表干主要是溶劑揮發(fā)形成，而影響溶劑揮發(fā)速率的三要素為：表面積、溫度和空氣對流速度。在面漆施工后其涂布面積為固定值，所以環(huán)境溫度和風(fēng)速是影響表干速度的主要因素。例如果涂裝環(huán)境溫度過高，涂膜的反應(yīng)速率會明顯加快致使表干過快，從而阻礙內(nèi)部溶劑或其他氣體的溢出。噴漆室溫度的最佳范圍為20～25℃，冬季進(jìn)行加溫，控制溫度不低于15℃，夏季30℃以上時，部分主機(jī)廠有冷卻降溫條件，可是冷卻設(shè)備費用較噴漆室本體費用貴得多，運行成本也高，所以客車噴漆室很少廠家具有具有冷卻設(shè)備，再加上燈光的照射，有時噴漆室內(nèi)溫度在40℃以上，極易使漆膜表干過快從而產(chǎn)生痱子。預(yù)防措施，保持噴漆室環(huán)境溫度在20～25℃之間，冬季不低于15℃，夏季不高于35℃，并保持穩(wěn)定，噴涂后漆膜閃干盡量在恒定的環(huán)境溫度中進(jìn)行。

1.2.2風(fēng)速

噴漆室的供排風(fēng)系統(tǒng)可以排除噴涂產(chǎn)生的漆霧和溶劑蒸汽，防止其污染工作環(huán)境和被涂面，同時供風(fēng)量大于排風(fēng)量使噴漆室內(nèi)保持微正壓，以避免室外未凈化的空氣進(jìn)去噴漆室內(nèi)。噴漆室內(nèi)風(fēng)速需要穩(wěn)定在0.35～0.50m/s左右，風(fēng)速過小不利于漆霧的排除；分速過大會影響噴涂施工，同時風(fēng)速過快也會加速涂膜表面的溶劑揮發(fā)從而促進(jìn)表干，使涂膜內(nèi)部的氣體不易散出而產(chǎn)生痱子。為避免因噴漆室風(fēng)速過慢或過快造成涂膜弊病，需對送排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行精密設(shè)計和安裝，并保證系統(tǒng)日常的正常運行，一般手工噴漆室的風(fēng)速應(yīng)控制在0.35～0.50m/s，并保證氣流定向均勻，無死角，換氣量為室內(nèi)總?cè)莘e量的4-6倍。

1.2.3濕度

雙組份聚氨酯涂料中的異氰酸根能夠和水發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)二氧化碳，其與18g水完全反應(yīng)就能生產(chǎn)1mol的氣體，而這些氣體如果分布在漆膜內(nèi)部，所形成的痱子數(shù)量則是驚人的。噴漆室中的濕度一般維持在50%～70%，如果空氣中的濕度過大，在噴涂過程中水汽隨著漆霧被包裹在漆膜中，進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生大量的二氧化碳并不能及時溢出，產(chǎn)生的痱子較為嚴(yán)重。例如，南方的梅雨季節(jié)和北方夏季長時間陰雨天氣使空氣中的濕度達(dá)到80%以上，在這種條件下施工就極易使漆膜極易產(chǎn)生痱子。預(yù)防措施：保持噴漆室濕度的恒定和穩(wěn)定，當(dāng)噴漆室濕度大于85%時，應(yīng)該停止施工。

1.3法
1.3.1膜厚

涂膜厚度決定了漆膜的防護(hù)能力，在合適的范圍內(nèi)，漆膜厚度越厚其防護(hù)能力越強(qiáng)，且漆膜表觀更加飽滿光亮。一方面，涂膜的厚度決定了溶劑從內(nèi)部揮發(fā)到表面的路徑長度；另一方面，厚度也決定了漆膜內(nèi)部溶劑蒸汽或者其他氣體總量的多少。所以，在實際涂裝過程中，較厚涂膜內(nèi)部的溶劑揮發(fā)至表面路徑邊長，時間久，其內(nèi)部含有的氣體分子數(shù)量相對較多，在上升的過程中更加容易聚集在一起，從而形成痱子。在施工的過程中影響涂膜厚的因素主要有：粘度、氣壓、槍距、走槍速度、重疊幅度和噴涂道數(shù)等，這些因素綜合在一起共同形成影響漆膜厚的主要原因。實際噴涂也表明當(dāng)漆膜厚度大于75微米之后，起痱子的傾向?qū)⒚黠@增加。為防止因噴涂漆膜過厚而引起痱子，應(yīng)加強(qiáng)施工工藝控制，規(guī)定合適的噴涂粘度、速度和距離等各種施工參數(shù)，嚴(yán)格按照涂裝作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行噴涂，并將作業(yè)指導(dǎo)書至于涂裝現(xiàn)場便于員工查閱。另外，對遮蓋力較差的面漆可以設(shè)計合理的噴涂工藝設(shè)計避免厚涂，例如：對檸黃色和橘紅色等本身遮蓋力較差的面漆可以在噴涂第一道時候摻入適量的白色面漆，提高第一道噴涂對中涂的遮蓋能力，而減少避免為了蓋底而噴涂過厚。

1.3.2閃干時間

閃干時間分為層間閃干時間和烘前閃干時間。兩遍濕膜之間的時間為層間閃干時間，噴涂完成進(jìn)入烘房之間的閃干時間為烘前閃干時間。層間閃干有利于前一道濕膜內(nèi)部溶劑的揮發(fā)，烘前閃干有利于整個涂層內(nèi)部溶劑的揮發(fā)。一般情況下，因車型和施工工藝固定，層間閃干時間為固定的，而烘前閃干時間與實際生產(chǎn)節(jié)拍相關(guān)，烘前閃干時間直接決定了涂膜的表干，如果生產(chǎn)節(jié)拍過快，噴涂后車體很快進(jìn)入烘房，漆膜表面就會在烘烤下迅速干燥，內(nèi)部溶劑蒸汽或者其他氣體來不及溢出就被封閉在內(nèi)部，從而產(chǎn)生痱子。根據(jù)面漆實際噴涂跟蹤分析：如果烘前閃干時間小于5分鐘，起痱子的概率就會大大增加。但并不總是烘前閃干時間越長越好，如果在高濕環(huán)境中放置閃干時間過長，涂膜也極易與空氣中的水汽反生反應(yīng)，增加痱子的產(chǎn)生風(fēng)險?？刂拼胧汉侠戆才派a(chǎn)節(jié)拍，控制合適的前閃干時間，這樣不僅有利于預(yù)防痱子的產(chǎn)生，而且給予涂膜一定的流平時間，使涂膜外觀更加飽滿。

1.3.3車身設(shè)計及前處理

與加工、焊接和裝配等工藝相比，涂裝因素在產(chǎn)品設(shè)計階段相對較少的被考慮進(jìn)去，而有些外形設(shè)計可能滿足了結(jié)構(gòu)與性能的要求，卻在涂裝方面帶來了不便或者隱患。例如：“大鼻子”造型的校車在車頭部位有一些弧形設(shè)計，這種設(shè)計滿足了安全方面的需求，突出了動感與時尚，但在涂裝濕膜流平時，漆液由弧形結(jié)構(gòu)凸面處向凹面處流動，造成局部涂膜過厚，烘烤后出現(xiàn)痱子，且相鄰部位涂膜過薄，防護(hù)能力也隨之降低。另外，板材和中涂涂層的處理水平也會影響到面漆痱子的產(chǎn)生。例如：中涂打磨砂紙印明顯、中涂修補(bǔ)印明顯、車身除濕氣和除塵不干凈等因素都會影響到工人的正常噴涂，造成噴涂過厚或者漆膜內(nèi)部水汽過高，從而造成施工后形成痱子。所以，從設(shè)計階段就應(yīng)該開始考慮產(chǎn)品的涂裝因素，并貫穿于加工、制造和裝備等各個環(huán)節(jié)，在面漆涂裝前做好中涂層的各項處理工作也有利于避免各種弊病的發(fā)生。

1.4設(shè)備

合適的噴涂設(shè)備和潔凈的壓縮空氣同樣也是影響?zhàn)蜃赢a(chǎn)生的重要因素。客車面漆人工噴涂所用的最主要設(shè)備是噴槍，其主要參數(shù)是噴嘴口徑，常見的空氣噴槍在噴涂面漆時口徑一般在1.3～1.5mm之間較為合適，合適的噴涂口徑使面漆顏色均勻飽滿，噴槍口徑過大容易造成一次成膜過厚，不利于內(nèi)部溶劑的揮發(fā)，形成痱子，口徑過小，噴涂面漆過薄，影響流平效果和防護(hù)能力。壓縮空氣為面漆噴涂提供動能資源，起到輸送面漆并使其霧化的作用，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的空氣中含有一定的水分和空壓機(jī)潤滑油，很容易使漆膜產(chǎn)生痱子、起泡和魚眼等漆膜弊病，所以噴涂使用的壓縮空氣必須經(jīng)過油水分離過濾，使其壓力露點要低于-40℃以下。

1.5 人

人是噴涂施工過程中最重要的因素，也是最易出現(xiàn)問題且不易量化控制的因素，人對施工效果產(chǎn)生影響的主要原因有：噴涂技術(shù)水平，身體狀況和精神狀態(tài)。首先，工人的熟練程度是影響漆膜厚度和均勻度最重要的因素，從事涂裝噴涂的人應(yīng)具備操作資格證，對于新員工進(jìn)行充分的崗前培訓(xùn)，經(jīng)過考核后才能上崗操作；其次，人的身體狀況是技能發(fā)揮的基本條件，生病、過度疲勞和殘疾等因素等都會影響其技能的正常發(fā)揮；最后，愉悅快樂的心情同樣也有利于噴涂效果的提升。所以，除了通過不同途徑加強(qiáng)員工的專業(yè)技能外，也要關(guān)心他們的身體狀況和心理健康，只用這樣才能發(fā)揮噴涂人員的最大潛能，提高噴涂效果，減少痱子的產(chǎn)生。

2 結(jié)語
綜上所述，涂裝現(xiàn)場各種施工因素對雙組份聚氨酯素色客車面漆漆痱子的產(chǎn)生起著至關(guān)重要的作用，合理的控制能夠明顯較少痱子的產(chǎn)生。通過人、機(jī)、料、法和環(huán)五個因素系統(tǒng)分析了各個因素對痱子產(chǎn)生的影響，及其控制方法，希望能夠在施工方面較少痱子的產(chǎn)品，提高漆膜的外觀效果，為客戶和社會創(chuàng)造更大的價值。