PSA | 如何解決塗布烘乾過程中產生細微的氣泡問題?

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  • 2018/12/04

一、 塗層起泡的控制 


塗層起泡的原因通常有兩類:一是由於塗料生產程序控制不嚴,比如溶劑或樹脂含水、顏填料受潮等;二是由於塗料施工管理鬆散。所以控制塗層起泡一方面要控制塗料生產過程,另一方面要控制塗料的施工過程。


加強生產管理  


塗料生產時,嚴格控制所用顏料、填料及溶劑的含水量;在底漆配方中,儘量避免使用可溶性的顏填料;使用溶劑要兼顧其揮發平衡,避免溶劑過多殘留;在高濕環境中,使用滲透性低的基料。


加強施工管理 


施工時要避免高溫、潮濕等不良氣候環境,被塗裝表面溫度應保持在露點溫度 3 ℃ 以上,相對濕度 不高於 85 %;施工前因塗層遇雨或凝露、結霜等,要使其乾燥後,方可塗刷下一道塗料;施工前應將塗料稀釋攪拌後靜置一段時間後再塗刷,特別雙組分塗料應有一定的熟化期,從而避免混合不均勻和反應產生熱,引起氣泡;控制塗層厚度,降低其透水性;控制表面打磨程度,粗糙度太大易產生漏塗、空穴,必然引起氣泡;底材經預處理後,表面一定要保持乾淨,不得留下電解質、粉塵、油脂等影響塗料附著力的雜質;製品使用和保存時,儘量避免高溫、高濕環境,減少直接與水接觸的機會;塗刷多孔性基材時,應先塗刷滲透性好的封閉底漆,儘量驅除孔 內殘留空氣、溶劑等殘留物。      


 二、氣泡產生的原因


起泡通常是伴隨塗層老化過程發生的,從此意義上說,起泡可分為膨脹起泡和腐蝕起泡兩種。溶劑型塗料在塗布成膜後,都殘留有一定的溶劑,這些溶劑有的甚至可以存在數十年。另外,塗膜可以認為是一種半透膜,水、水汽等小分子可以透過,而對 一 些溶質則不易透過,因而會產生滲透壓。 


起泡是因為塗層局部失去附著力,受泡內氣體或液體的壓力離開基底 ( 底材或下塗層 ) 鼓起,使塗膜呈現似圓形的凸起變形。這種變形在塗膜乾燥過程中可以消失,也可以永久存在。起泡必須具 備兩個條件:一是塗層具有透水透氣性,其二是塗層與底材之間存在附著缺陷。


大多認為塗膜起泡通常有以下幾方面的原因。


基材表面處理不當  


基材表面氧化物、可溶性鹽等物質是塗層起泡的誘發點。由於基材表面沾染蠟質、油污、塵土、可溶性鹽等物質,或基材表面有潮氣、水珠或揮發性液體存在,或表面處理時,工件凹處有鏽、潮氣等造成。


塗膜乾燥後,這些地方的塗層與基材表面附著不牢,潮氣積聚於低附著力區域,使這些區域中積聚液相或氣相。當溫度變化時,其受熱膨脹產生的蒸氣壓是氣泡生成的主要原因。此時,塗膜愈厚,起泡的傾向愈大。當塗層很薄,又處於潮濕環境中,將會發生滲透,滲透壓是氣泡生成的主要原因。當處於濕熱環境中,蒸汽壓、滲透壓雙重作用更會加劇氣泡產生。未除淨的銹蝕、氧化皮等與塗料中某些物質或從塗膜微觀通道內滲人的水、氣體、腐蝕介質反應,生成氣體,加上環境溫度、濕度的影響,也會造成塗層起泡。這種現象多出現于高級塗裝採用油性膩子,由於石膏凝膠中的水分或木器件潮濕時塗漆,在受熱情況下,也可導致氣泡;前一層塗料塗好,塗膜將幹未幹時遇雨,存在潮氣或水珠塗面漆也會產生氣泡。 已腐蝕的表面,基材空隙中殘留鹽和氧化物,腐蝕性氣體 ( 如硫化氫、氯化氫、二氧化碳等 ) 穿過塗層而被吸收,將塗層推離表面也會引起起泡或腐蝕性 氣體滲透進塗膜與表面發生反應,同樣也會引起滲透壓起泡。 


溶解於塗料內的氣體隨溫度升高釋放 


經塗裝形成的濕膜中,尚有約 10 %的揮發溶劑,其它約 90 %的溶劑已在塗裝過程中揮發到大氣中,另外一些塗料中溶劑不適當的揮發也會造成溶劑殘留。溶劑的保留能力除與溶劑的揮發速度和外部條件有關外,還與它們與溶質的相互作用及顏填料的吸附性等有關。塗料中殘留的溶劑就象增塑劑 一 樣,會使塗膜變軟。由於溶劑對水有一定的敏感性,殘留溶劑能增加塗膜對水的吸收和塗料中潮氣的轉移。


 

如果塗料本身的粘結不牢,則其耐水性的下降,會引起附著力喪失,塗層起泡。 隨著塗層表面溫度的變化,殘留溶劑本身也會產生足夠的蒸汽壓,使塗層起泡。最嚴重的是潮氣滲透進塗膜中,結合殘留溶劑,引起塗層起泡。僅僅是由溶劑蒸發引起的氣泡,常常是塗料施工後不久 出現的。


這種現象多出現於烘乾性塗料噴塗後,濕膜閃蒸時間過短及烘乾升溫過程中,初期溫升過快或因噴塗濕膜過厚,且濕膜表幹過快,造成底層溶劑揮發不暢;雙組分聚氨酯塗料,配漆時產生的氣泡未消失,氣泡溢出時塗膜已失去流動性,此時也會出現起泡現象。特別是塗料、溶劑中含有微量水時,更易產生此類弊病。另外底漆未幹時,塗刷快乾麵漆,也會封閉底漆中的溶劑,造成溶劑殘留。 


多孔性底材殘留的氣體 


溶劑也會引起塗膜在多孔基材,如水泥、木材等上起泡。通常有機塗料塗布在無機底材上,且表面溫度較高時易出現。此時泡的生成速度極快,易破裂而露出底材。這類泡可通過施塗滲透型底漆而消除。滲透型底漆通常粘度低,成膜薄,能迅速乾燥,並有足夠時間滲透 、避開高溫時問施工等也可避免此類氣泡。

 

多孔性基材表面塗裝快幹漆時,表面成膜而阻止空氣透過或溶劑不適當釋放, 日光曝曬會加劇氣泡產生。


顏料或填料表面吸附氣體或液體   


塗料中可溶性顏填料是許多泡弊病產生的原因。可溶性顏料吸收透過

塗層的潮氣,變成溶液。由於滲透作用,水將通過塗層被拉到濃溶液處。另外如可溶性鹽沾染了基材或塗層之問的任一表面,同樣的現象也會發生。塗料中含有可溶性物質,則起 泡不可避免。


其它 


氣泡還通常發生在陰極保護區域和用來彼此互補的塗料。這是因為在陰極保護區域的塗層下金屬基材表面有氫氣產生,當氫氣量達到一定體積,就有足夠的壓力頂起塗膜。 


在塗布預塗底漆後,使用高性能塗料罩面時,也常常出現氣泡現象。這是因為底漆附著力不夠。在很多情況下,高性能塗料的溶劑也會引起底漆與基材表面的脫離。 腐蝕介質滲透到底材並與之發生反應,直接產 生氣泡,如有機酸、無機酸等與鋼材、苛性鹼與鋅、鋁等反應產生氫氣。 


綜上所述,塗層的起泡原因比較複雜,我們應儘量避免在生產和使用中氣泡的產生,從而得到一個完美的塗層,取得裝飾和防護具佳的效果。


 

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