如何解决涂布烘干过程中产生细微的气泡问题?

2019-11-28 08:03:28

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涂层起泡的控制

 

涂层起泡的原因通常有两类:一是由于涂料生产过程控制不严,比如溶剂或树脂含水、颜填料受潮等;二是由于涂料施工管理松散。所以控制涂层起泡一方面要控制涂料生产过程,另一方面要控制涂料的施工过程。


加强生产管理 


涂料生产时,严格控制所用颜料、填料及溶剂的含水量;在底漆配方中,尽量避免使用可溶性的颜填料;使用溶剂要兼顾其挥发平衡,避免溶剂过多残留;在高湿环境中,使用渗透性低的基料。


加强施工管理 


  • 施工时要避免高温、潮湿等不良气候环境,被涂装表面温度应保持在露点温度 3 ℃ 以上,相对湿度 不高于 85 %;

  • 施工前因涂层遇雨或凝露、结霜等,要使其干燥后,方可涂刷下一道涂料;

  • 施工前应将涂料稀释搅拌后静置一段时间后再涂刷,特别双组分涂料应有一定的熟化期,从而避免混合不均匀和反应产生热,引起气泡;

  • 控制涂层厚度,降低其透水性;

  • 控制表面打磨程度,粗糙度太大易产生漏涂、空穴,必然引起气泡;

  • 底材经预处理后,表面一定要保持干净,不得留下电解质、粉尘、油脂等影响涂料附着力的杂质;

  • 制品使用和保存时,尽量避免高温、高湿环境,减少直接与水接触的机会;

  • 涂刷多孔性基材时,应先涂刷渗透性好的封闭底漆,尽量驱除孔 内残留空气、溶剂等残留物。      


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气泡产生的原因


起泡通常是伴随涂层老化过程发生的,从此意义上说,起泡可分为膨胀起泡和腐蚀起泡两种。溶剂型涂料在涂布成膜后,都残留有一定的溶剂,这些溶剂有的甚至可以存在数十年。另外,涂膜可以认为是一种半透膜,水、水汽等小分子可以透过,而对 一 些溶质则不易透过,因而会产生渗透压。 


起泡是因为涂层局部失去附着力,受泡内气体或液体的压力离开基底 ( 底材或下涂层 ) 鼓起,使涂膜呈现似圆形的凸起变形。这种变形在涂膜干燥过程中可以消失,也可以永久存在。起泡必须具 备两个条件:一是涂层具有透水透气性,其二是涂层与底材之间存在附着缺陷。


大多认为涂膜起泡通常有以下几方面的原因。


基材表面处理不当  


基材表面氧化物、可溶性盐等物质是涂层起泡的诱发点。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,或表面处理时,工件凹处有锈、潮气等造成。


涂膜干燥后,这些地方的涂层与基材表面附着不牢,潮气积聚于低附着力区域,使这些区域中积聚液相或气相。当温度变化时,其受热膨胀产生的蒸气压是气泡生成的主要原因。此时,涂膜愈厚,起泡的倾向愈大。当涂层很薄,又处于潮湿环境中,将会发生渗透,渗透压是气泡生成的主要原因。当处于湿热环境中,蒸汽压、渗透压双重作用更会加剧气泡产生。未除净的锈蚀、氧化皮等与涂料中某些物质或从涂膜微观通道内渗人的水、气体、腐蚀介质反应,生成气体,加上环境温度、湿度的影响,也会造成涂层起泡。这种现象多出现于高级涂装采用油性腻子,由于石膏凝胶中的水分或木器件潮湿时涂漆,在受热情况下,也可导致气泡;前一层涂料涂好,涂膜将干未干时遇雨,存在潮气或水珠涂面漆也会产生气泡。 已腐蚀的表面,基材空隙中残留盐和氧化物,腐蚀性气体 ( 如硫化氢、氯化氢、二氧化碳等 ) 穿过涂层而被吸收,将涂层推离表面也会引起起泡或腐蚀性 气体渗透进涂膜与表面发生反应,同样也会引起渗透压起泡。 


溶解于涂料内的气体随温度升高释放 


经涂装形成的湿膜中,尚有约 10 %的挥发溶剂,其它约 90 %的溶剂已在涂装过程中挥发到大气中,另外一些涂料中溶剂不适当的挥发也会造成溶剂残留。溶剂的保留能力除与溶剂的挥发速度和外部条件有关外,还与它们与溶质的相互作用及颜填料的吸附性等有关。涂料中残留的溶剂就象增塑剂 一 样,会使涂膜变软。由于溶剂对水有一定的敏感性,残留溶剂能增加涂膜对水的吸收和涂料中潮气的转移。


如果涂料本身的粘结不牢,则其耐水性的下降,会引起附着力丧失,涂层起泡。 随着涂层表面温度的变化,残留溶剂本身也会产生足够的蒸汽压,使涂层起泡。最严重的是潮气渗透进涂膜中,结合残留溶剂,引起涂层起泡。仅仅是由溶剂蒸发引起的气泡,常常是涂料施工后不久 出现的。


这种现象多出现于烘干性涂料喷涂后,湿膜闪蒸时间过短及烘干升温过程中,初期温升过快或因喷涂湿膜过厚,且湿膜表干过快,造成底层溶剂挥发不畅;双组分聚氨酯涂料,配漆时产生的气泡未消失,气泡溢出时涂膜已失去流动性,此时也会出现起泡现象。特别是涂料、溶剂中含有微量水时,更易产生此类弊病。另外底漆未干时,涂刷快干面漆,也会封闭底漆中的溶剂,造成溶剂残留。 


多孔性底材残留的气体 


溶剂也会引起涂膜在多孔基材,如水泥、木材等上起泡。通常有机涂料涂布在无机底材上,且表面温度较高时易出现。此时泡的生成速度极快,易破裂而露出底材。这类泡可通过施涂渗透型底漆而消除。渗透型底漆通常粘度低,成膜薄,能迅速干燥,并有足够时间渗透 、避开高温时问施工等也可避免此类气泡。


多孔性基材表面涂装快干漆时,表面成膜而阻止空气透过或溶剂不适当释放, 日光曝晒会加剧气泡产生。


颜料或填料表面吸附气体或液体   


涂料中可溶性颜填料是许多泡弊病产生的原因。可溶性颜料吸收透过涂层的潮气,变成溶液。由于渗透作用,水将通过涂层被拉到浓溶液处。另外如可溶性盐沾染了基材或涂层之问的任一表面,同样的现象也会发生。涂料中含有可溶性物质,则起 泡不可避免。


其它 


气泡还通常发生在阴极保护区域和用来彼此互补的涂料。这是因为在阴极保护区域的涂层下金属基材表面有氢气产生,当氢气量达到一定体积,就有足够的压力顶起涂膜。 


在涂布预涂底漆后,使用高性能涂料罩面时,也常常出现气泡现象。这是因为底漆附着力不够。在很多情况下,高性能涂料的溶剂也会引起底漆与基材表面的脱离。 腐蚀介质渗透到底材并与之发生反应,直接产 生气泡,如有机酸、无机酸等与钢材、苛性碱与锌、铝等反应产生氢气。 


综上所述,涂层的起泡原因比较复杂,我们应尽量避免在生产和使用中气泡的产生,从而得到一个完美的涂层,取得装饰和防护具佳的效果。


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