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(guò)程中出現(xiàn)的痱子是影響涂裝質(zhì)量的常見(jiàn)弊病之一，通過(guò)對(duì)涂裝生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的了解和分析，找出形成痱子的主要原因，并對(duì)各種因素進(jìn)行檢測(cè)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(guò)程中，痱子是雙組份聚氨酯類素色面漆涂裝過(guò)程中常見(jiàn)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(guò)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(shí)和材料的浪費(fèi)，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(guò)涂料合理的配方設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的預(yù)防，例如王德青通過(guò)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(lái)控制痱子的產(chǎn)生，李相權(quán)通過(guò)樹(shù)脂、助劑和溶劑的合理搭配對(duì)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(chǎng)的施工因素對(duì)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(guò)程，分析了涂裝過(guò)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(guò)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(guò)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(zhǎng)涂膜表面封閉時(shí)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(gè)因素分析涂裝過(guò)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(guò)程和交聯(lián)反應(yīng)固化過(guò)程的結(jié)合，所以涂膜中溶劑的揮發(fā)速率會(huì)直接影響干燥過(guò)程，從而對(duì)因?yàn)槿軇]發(fā)而形成的痱子產(chǎn)生影響。一般涂料廠家會(huì)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(shí)也有涂料廠家會(huì)根據(jù)季節(jié)變化對(duì)主漆中的溶劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。所以，在涂裝過(guò)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(méi)及時(shí)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(guò)后溫度迅速回升，如果不能及時(shí)切換，極易因固化劑和稀釋劑揮發(fā)過(guò)快造成涂膜表干過(guò)快，內(nèi)部溶劑來(lái)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(shí)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(duì)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(guò)高，涂膜的反應(yīng)速率會(huì)明顯加快致使表干過(guò)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(shí)，部分主機(jī)廠有冷卻降溫條件，可是冷卻設(shè)備費(fèi)用較噴漆室本體費(fèi)用貴得多，運(yùn)行成本也高，所以客車噴漆室很少?gòu)S家具有具有冷卻設(shè)備，再加上燈光的照射，有時(shí)噴漆室內(nèi)溫度在40℃以上，極易使漆膜表干過(guò)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(shí)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(guò)小不利于漆霧的排除；分速過(guò)大會(huì)影響噴涂施工，同時(shí)風(fēng)速過(guò)快也會(huì)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(guò)慢或過(guò)快造成涂膜弊病，需對(duì)送排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行精密設(shè)計(jì)和安裝，并保證系統(tǒng)日常的正常運(yùn)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(wú)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(guò)大，在噴涂過(guò)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(shí)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(zhǎng)時(shí)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(shí)，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(zhǎng)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(shí)際涂裝過(guò)程中，較厚涂膜內(nèi)部的溶劑揮發(fā)至表面路徑邊長(zhǎng)，時(shí)間久，其內(nèi)部含有的氣體分子數(shù)量相對(duì)較多，在上升的過(guò)程中更加容易聚集在一起，從而形成痱子。在施工的過(guò)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(shí)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(guò)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(shū)進(jìn)行噴涂，并將作業(yè)指導(dǎo)書(shū)至于涂裝現(xiàn)場(chǎng)便于員工查閱。另外，對(duì)遮蓋力較差的面漆可以設(shè)計(jì)合理的噴涂工藝設(shè)計(jì)避免厚涂，例如：對(duì)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(shí)候摻入適量的白色面漆，提高第一道噴涂對(duì)中涂的遮蓋能力，而減少避免為了蓋底而噴涂過(guò)厚。

1.3.2閃干時(shí)間

閃干時(shí)間分為層間閃干時(shí)間和烘前閃干時(shí)間。兩遍濕膜之間的時(shí)間為層間閃干時(shí)間，噴涂完成進(jìn)入烘房之間的閃干時(shí)間為烘前閃干時(shí)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(gè)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(shí)間為固定的，而烘前閃干時(shí)間與實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍相關(guān)，烘前閃干時(shí)間直接決定了涂膜的表干，如果生產(chǎn)節(jié)拍過(guò)快，噴涂后車體很快進(jìn)入烘房，漆膜表面就會(huì)在烘烤下迅速干燥，內(nèi)部溶劑蒸汽或者其他氣體來(lái)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(shí)際噴涂跟蹤分析：如果烘前閃干時(shí)間小于5分鐘，起痱子的概率就會(huì)大大增加。但并不總是烘前閃干時(shí)間越長(zhǎng)越好，如果在高濕環(huán)境中放置閃干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(xiǎn)?？刂拼胧汉侠戆才派a(chǎn)節(jié)拍，控制合適的前閃干時(shí)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(shí)間，使涂膜外觀更加飽滿。

1.3.3車身設(shè)計(jì)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(jì)階段相對(duì)較少的被考慮進(jìn)去，而有些外形設(shè)計(jì)可能滿足了結(jié)構(gòu)與性能的要求，卻在涂裝方面帶來(lái)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(jì)，這種設(shè)計(jì)滿足了安全方面的需求，突出了動(dòng)感與時(shí)尚，但在涂裝濕膜流平時(shí)，漆液由弧形結(jié)構(gòu)凸面處向凹面處流動(dòng)，造成局部涂膜過(guò)厚，烘烤后出現(xiàn)痱子，且相鄰部位涂膜過(guò)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(huì)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(huì)影響到工人的正常噴涂，造成噴涂過(guò)厚或者漆膜內(nèi)部水汽過(guò)高，從而造成施工后形成痱子。所以，從設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該開(kāi)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(gè)環(huán)節(jié)，在面漆涂裝前做好中涂層的各項(xiàng)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?？蛙嚸嫫崛斯娡克玫淖钪饕O(shè)備是噴槍，其主要參數(shù)是噴嘴口徑，常見(jiàn)的空氣噴槍在噴涂面漆時(shí)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(guò)大容易造成一次成膜過(guò)厚，不利于內(nèi)部溶劑的揮發(fā)，形成痱子，口徑過(guò)小，噴涂面漆過(guò)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(dòng)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(rùn)滑油，很容易使漆膜產(chǎn)生痱子、起泡和魚(yú)眼等漆膜弊病，所以噴涂使用的壓縮空氣必須經(jīng)過(guò)油水分離過(guò)濾，使其壓力露點(diǎn)要低于-40℃以下。

1.5 人

人是噴涂施工過(guò)程中最重要的因素，也是最易出現(xiàn)問(wèn)題且不易量化控制的因素，人對(duì)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(duì)于新員工進(jìn)行充分的崗前培訓(xùn)，經(jīng)過(guò)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(guò)度疲勞和殘疾等因素等都會(huì)影響其技能的正常發(fā)揮；最后，愉悅快樂(lè)的心情同樣也有利于噴涂效果的提升。所以，除了通過(guò)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(yǔ)
綜上所述，涂裝現(xiàn)場(chǎng)各種施工因素對(duì)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(guò)人、機(jī)、料、法和環(huán)五個(gè)因素系統(tǒng)分析了各個(gè)因素對(duì)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(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值。