浅谈客车素色面漆涂装中痱子的成因及控制

0 引言
双组分丙烯酸聚氨酯面漆具有良好的户外保护功能和优异的装饰性能，能够高温烘干也可以低温固化，所以被广泛应用于客车涂装。在客车涂装过程中，痱子是双组分聚氨酯类素色面漆涂装过程中常见的一种漆膜弊病，它严重影响了漆膜的外观质量以及防护性能，虽然可以通过抛光等方法进行一定程度的修补，但并不能完全消除，且返工也造成了工时和材料的浪费，所以痱子形成的原因分析和防治就极为重要。
一方面，痱子的产生可以通过合理的涂料配方设计进行预防，例如王德青通过添加低稳泡倾向的流平剂、催化剂和相容性好的消泡剂来控制痱子的产生，李相权通过树脂、助剂和溶剂的合理搭配对聚氨酯亮光面漆的痱子进行有效防治。另一方面，涂装现场的施工因素对痱子的产生和预防也起着至关重要的作用，科学合理的施工可以预防绝大部分痱子的产生。本文结合丙烯酸聚氨酯客车素色面漆的具体涂装过程，分析涂装过程中痱子产生的主要原因及预防措施，以减少痱子的产生，从而提高涂装质量。

1 痱子形成的原因及预防
涂膜痱子形成的根本原因是在湿膜表干之前其内部残留的溶剂、喷涂过程中漆雾带入的空气或涂料化学反应产生的气体从漆膜内部上升时不断相互碰撞结合在一起，达到涂膜表面后不能溢出而顶起漆膜形成的微小气泡。根据痱子的形成机理，减少气泡的产生、加快气泡上升速度和延长漆膜表面封闭时间都有利于减少痱子的产生。
本文根据全面质量管理理论和客车涂装的具体情况，从人、机、料、法、环这5 个因素分析涂装过程中痱子形成的具体原因及预防措施。
1 . 1 物料
双组分丙烯酸聚氨酯涂料的固化成膜是溶剂挥发干燥过程和交联反应固化过程的结合，所以漆膜中溶剂的挥发速率会直接影响干燥过程，从而对因为溶剂挥发而形成的痱子产生影响。一般涂料厂家会根据溶剂挥发速度的快慢将固化剂和稀释剂分为快干型、标准型和慢干型，其中快干型一般用于冬季，标准型主要用于春秋季节，而慢干型则普遍用于夏季，同时也有涂料厂家会根据季节变化对主漆中的溶剂进行适当调整。所以，在涂装过程中要根据气候和温度的变化，选择与喷涂环境相配套的固化剂与稀释剂，避免因固化剂和稀释剂选择不当而引起痱子。因物料配套不合适而造成痱子的情况多出现在气温突然上升而未及时调整固化剂或稀释剂的类型，例如：春夏之交温度上升，或夏季阴雨天气过后温度迅速回升，如果不能及时切换，极易因稀释剂挥发过快造成漆膜表干过快，内部溶剂来不及挥发而形成痱子。在物料配套方面的预防措施为：涂料厂家应该明确不同温度条件下的物料配套，使溶剂的挥发速率与喷涂环境条件相适应，并在气温变化时及时调整配套类型。
1 . 2 环境
1 . 2 . 1 温度
影响溶剂挥发速率的三要素为：表面积、温度和空气对流速度。在面漆施工后其涂布面积为固定值，所以环境温度和风速是影响表干速度的主要因素。如果涂装环境温度过高，涂料的反应速率会明显加快，致使表干过快，从而阻碍内部溶剂或其他气体的溢出。喷漆室温度的最佳范围为2 0 ～ 2 5 ℃ ，冬季进行加温，控制温度不低于1 5 ℃ ，夏季3 0 ℃ 以上时，部分主机厂有冷却降温设备，可是冷却设备费用较喷漆室本体费用贵得多，运行成本也高，所以客车喷漆室很少具有冷却设备，再加上灯光的照射，有时喷漆室内温度在4 0 ℃ 以上，极易使漆膜表干过快从而产生痱子。预防措施为：保持喷漆室环境温度在2 0 ～ 2 5 ℃ 之间，冬季不低于1 5℃ ，夏季不高于3 5 ℃ ，并保持稳定，喷涂后漆膜闪干尽量在温度恒定的环境中进行。
1 . 2 . 2 风速
喷漆室的供排风系统可以排除喷涂产生的漆雾和溶剂蒸气，防止其污染工作环境和被涂面，同时供风量大于排风量使喷漆室内保持微正压，以避免室外未净化的空气进入喷漆室内。喷漆室内风速需要稳定在0 . 3 5 ～ 0 . 5 0 m / s ，风速过小不利于漆雾的排除；风速过大会影响喷涂施工，同时风速过大也会加速漆膜表面的溶剂挥发从而促进表干，使漆膜内部的气体不易散出而产生痱子。为避免因喷漆室风速不适造成的涂膜弊病，需对送排风系统进行精密设计和安装，并保证系统日常的正常运行，一般手工喷漆室的风速应控制在0 . 3 5 ～ 0 . 5 0 m / s ，并保证气流定向均匀，无死角，每小时换气量为室内总容积量的4 ～ 6 倍。
1 . 2 . 3 湿度
双组分聚氨酯涂料中的异氰酸根能够和水发生反应生成C O 2，它与1 8 g 水完全反应就能生产1 m o l 的气体，而这些气体如果分布在漆膜内部，所形成的痱子数量则是惊人的。喷漆室中的相对湿度一般维持在5 0 % ～ 7 0 % ，如果相对湿度过大，在喷涂过程中水气随着漆雾被包裹在漆膜中，反应产生大量的C O 2 并不能及时溢出，进而产生的痱子较为严重。例如，南方的梅雨季节和北方夏季长时间阴雨天气使相对湿度达到8 0 % 以上，在这种条件下施工就使漆膜极易产生痱子。预防措施为：保持喷漆室相对湿度的恒定和稳定，当喷漆室相对湿度大于8 5 % 时，应该停止施工。
1 . 3 法
1 . 3 . 1 膜厚
漆膜厚度决定了漆膜的防护能力，在合适的范围内，漆膜厚度越厚其防护能力越强，且漆膜表观更加饱满光亮。一方面，涂膜的厚度决定了溶剂从内部挥发到表面的路径长度；另一方面，厚度也决定了漆膜内部溶剂蒸气或者其他气体的总量。所以，在实际涂装中，较厚涂膜内部的溶剂挥发至表面路径变长，时间久，其内部含有的气体分子数量相对较多，在上升过程中更加容易聚集在一起，从而形成痱子。在施工过程中影响膜厚的因素主要有：黏度、气压、枪距、走枪速度、重叠幅度和喷涂道数等，这些因素综合在一起共同形成了影响膜厚的主要原因。实际喷涂也表明当漆膜厚度大于7 5 μ m 时，起痱子的倾向明显增加。为防止因喷涂漆膜过厚而引起痱子，应加强施工工艺控制，规定合适的喷涂黏度、速度和距离等施工参数，严格按照涂装作业指导书进行喷涂，并将作业指导书置于涂装现场便于员工查阅。另外，对遮盖力较差的面漆可以设计合理的喷涂工艺，避免厚涂，例如：对遮盖力较差的面漆可以在喷涂第一道时掺入适量的白色面漆，提高第一道喷涂对中涂的遮盖能力，避免为了盖底而喷涂过厚。
1 . 3 . 2 闪干时间
闪干时间分为层间闪干时间和烘前闪干时间。2遍湿膜之间的时间为层间闪干时间，喷涂完成进入烘房之间的闪干时间为烘前闪干时间。层间闪干有利于前一道湿膜内部溶剂的挥发，烘前闪干有利于整个涂层内部溶剂的挥发。一般情况下，因车型和施工工艺固定，层间闪干时间是固定的，而烘前闪干时间与实际生产节拍相关，烘前闪干时间直接决定了漆膜的表干，如果生产节拍过快，喷涂后车体很快进入烘房，漆膜表面会迅速干燥，内部溶剂蒸气或者其他气体来不及溢出就被封闭在内部，从而产生痱子。根据面漆实际喷涂跟踪分析：如果烘前闪干时间小于5 m i n ，起痱子的概率就会大大增加。但并不总是烘前闪干时间越长越好，如果在高湿环境中放置闪干时间过长，漆膜也极易与空气中的水发生反应，增加痱子的产生风险。控制措施为：合理安排生产节拍，控制合适的烘前闪干时间，这样不仅有利于预防痱子的产生，而且给予涂膜一定的流平时间，使漆膜外观更加饱满。
1 . 3 . 3 车身设计及前处理
与加工、焊接和装配等工艺相比，涂装因素在产品设计阶段很少被考虑，而有些外形设计可能满足了结构与性能的要求，却在涂装方面带来了不便或者隐患。例如：“大鼻子”造型的校车在车头部位有一些弧形设计，这种设计满足了安全方面的需求，突出了动感与时尚，但在涂装湿膜流平时，漆液由弧形结构凸面处向凹面处流动，造成局部漆膜过厚，烘烤后出现痱子，且相邻部位漆膜过薄，防护能力也随之降低。另外，板材和中涂涂层的处理水平也会影响到面漆痱子的产生。所以，从设计阶段就应该开始考虑产品的涂装因素，并贯穿于加工、制造和装备等各个环节，在面漆涂装前做好中涂层的各项处理工作也有利于避免各种弊病的产生。
1 . 4 设备
合适的喷涂设备和洁净的压缩空气同样也是影响痱子产生的重要因素。客车面漆人工喷涂所用的最主要设备是喷枪，其主要参数是喷嘴口径，常见的空气喷枪在喷涂面漆时口径一般在1 .3 ～ 1 .5 m m 之间较为合适，合适的喷涂口径使面漆颜色均匀饱满。喷枪口径过大容易造成一次成膜过厚，不利于内部溶剂的挥发，形成痱子；口径过小，喷涂面漆过薄，影响流平效果和防护能力。压缩空气为面漆喷涂提供动能资源，起到输送面漆并使其雾化的作用，经压缩机压缩后的空气中含有一定的水分和空压机润滑油，很容易使漆膜产生痱子、起泡和鱼眼等漆膜弊病，所以喷涂使用的压缩空气必须经过油水分离过滤，使其压力露点低于- 4 0 ℃ 。
1 . 5 人
人是喷涂施工过程中最重要的因素，也是最易出现问题且不易量化控制的因素，人对施工效果产生影响的主要原因有：喷涂水平、身体状况和精神状态。首先，工人的熟练程度是影响漆膜厚度和均匀度最重要的因素，从事涂装喷涂的人应具备操作资格证，对于新员工应进行充分的岗前培训，经过考核后才能上岗操作；其次，人的身体状况是技能发挥的基本条件，生病、过度疲劳和残疾等因素等都会影响其技能的正常发挥；最后，愉悦快乐的心情同样也有利于喷涂效果的提升。所以，除了通过不同途径加强员工的专业技能外，也要关心他们的身体状况和心理健康，只有这样才能发挥喷涂人员的最大潜能，提高喷涂效果，减少痱子的产生。