隨著(zhù)涂料供應的快速發(fā)展,涂料的品種、檔次不斷升級,高級涂料特別是汽車(chē)漆、木器漆、卷材涂料等迅猛發(fā)展,人們對涂料的保護性、裝飾性提出了很高的要求。因此,涂料的表面狀態(tài)很是引人關(guān)注。氣泡的存在,嚴重影響了涂膜的外觀(guān)效果,往往會(huì )造成涂膜縮孔、針孔、疵點(diǎn)、魚(yú)眼等弊病。涂料氣泡現象一直貫穿于涂料生產(chǎn)、儲存、施工以及使用的全過(guò)程,涉及的問(wèn)題較多,本文就溶型涂料施工及使用中的起泡問(wèn)題做一分析,提供幾點(diǎn)控制方法,以解決涂層起泡的問(wèn)題。
1. 氣泡的特征
涂料中的氣泡是氣體在涂料液體中的分散形式,它是一種典型的熱力學(xué)不穩定兩相體系:氣泡的存在增加了涂料體系的表面積,即增加了體系的能量;當氣泡破滅后,體系的總表面積大大減少,于是能量也相應降低。所以,存在氣泡的涂料體系始終處于熱力學(xué)的不穩定狀態(tài)中。
在涂料生產(chǎn)過(guò)程中,氣泡作為干擾因素出現,使涂料產(chǎn)品在應用時(shí)產(chǎn)生表面缺陷,既有損外觀(guān),也會(huì )影響涂膜的防腐性和耐候性。氣泡通常是涂膜附著(zhù)力不足的體現,對于防腐涂料而言,它往往是其防腐能力不足的最先外觀(guān)表征。
2.氣泡產(chǎn)生的原因
起氣泡是因為涂層局部失去附著(zhù)力,受泡內氣體或液體的壓力離開(kāi)基底(底材或下涂層)鼓起,使涂膜呈現似圓形的凸起變形。這種變形在涂膜干燥工程中可以消失,也可以永久存在。所以氣泡必須具備兩個(gè)條件:一是涂層具有透水透氣性,所有的涂膜都不例外,只不過(guò)隨涂料品種不同,透水速度有差別而已。其二是涂層與底材之間存在附著(zhù)缺陷,如濕潤不良、漏涂、塵土、油污、可溶性物質(zhì)(如工業(yè)大氣所形成的硫酸鹽“巢”,磷化處理時(shí)未洗凈的殘留鹽,涂膜打磨后用自來(lái)水洗滌后殘留痕量的鹽,某些水溶性太高的顏料,甚至手接觸底材殘留下的皮膚分泌物)等。
當在高濕環(huán)境或水接觸時(shí),水或水蒸氣透過(guò)涂膜凝結在這些地方,當溫度升高時(shí),它們膨脹產(chǎn)生應力,促使附近的涂層附著(zhù)破壞,從而導致氣泡的產(chǎn)生、擴大。大多認為涂膜起泡通常有一下幾個(gè)方面的原因:
(1)基材表面處理不當
基材表面氧化物、可溶性鹽等物質(zhì)是涂層起泡的誘發(fā)點(diǎn)。當溫度變化時(shí),其受熱膨脹產(chǎn)生的蒸汽壓是氣泡生成的主要原因。此時(shí),涂膜愈厚,起泡的傾向愈大。當涂層很薄,又處于潮濕環(huán)境中,將會(huì )發(fā)生滲透,滲透壓是氣泡生成的主要原因。當處于濕熱環(huán)境中,蒸汽壓、滲透壓雙重作用更會(huì )加劇氣泡的產(chǎn)生。未除盡的銹蝕、氧化皮等與涂料中的某些物質(zhì)或從涂膜微觀(guān)通道內深入的水、氣體、腐蝕介質(zhì)反應生成氣體,加上環(huán)境溫度、濕度的影響,也會(huì )造成涂層起泡。這種現象多出現于高級涂裝采用油性膩子,由于石膏凝膠中的水分或木器件潮濕時(shí)涂漆,在受熱情況下也可導致氣泡;前一層涂料涂好,涂膜將干未干時(shí)遇雨,存在潮氣或水抹涂面漆也會(huì )產(chǎn)生氣泡。
(2)溶解于涂料內的氣體隨溫度升高釋放
經(jīng)涂裝形成的濕膜中,尚有10%的揮發(fā)溶劑,其他約90%的溶劑已在涂裝過(guò)程中揮發(fā)到大氣中,另外一些涂料中溶劑不適當的揮發(fā)也會(huì )造成溶劑殘留。由于溶劑對水有一定的敏感性,殘留溶劑能增加涂膜對水的吸收和涂料中潮氣的轉移。如果涂料本身的粘結不牢,則其耐水性的下降會(huì )引起附著(zhù)力喪失,涂層起泡。
隨著(zhù)涂層表面溫度的變化,殘留溶劑本身也會(huì )產(chǎn)生足夠的蒸汽壓使得涂層起泡。最嚴重的是潮氣透進(jìn)涂膜中結合殘留溶劑,引起涂層起泡。這種現象多出現于烘干性涂料噴涂后,濕膜閃蒸時(shí)間過(guò)短及烘干升溫過(guò)程中,初期溫升過(guò)快或因噴涂濕膜過(guò)厚,且濕膜表干過(guò)快,造成底層溶劑揮發(fā)不暢;雙組分聚氨酯涂料配漆時(shí)產(chǎn)生的氣泡未消失,氣泡溢出時(shí)涂膜已失去流動(dòng)性,此時(shí)也會(huì )出現起泡現象。特別是涂料、溶劑中含有微量水時(shí), 更易產(chǎn)生此類(lèi)弊病。另外底漆未干時(shí),涂刷快干面漆,也會(huì )封閉底漆中的溶劑,造成溶劑殘留。
(3)多孔性底材殘留的氣體
溶劑也會(huì )引起涂膜在多孔基材,如水泥、木材等上起泡。通常有機涂料涂布在無(wú)機底材上,且表面溫度較高時(shí)易出現。此時(shí)氣泡的生成速度極快,易破裂而露出底材。這類(lèi)氣泡可通過(guò)施涂滲透型底漆而消除。滲透型底漆通常粘度低,成膜薄,能迅速干燥,并有足夠的時(shí)間滲透、避開(kāi)高溫時(shí)間施工等可以避免此類(lèi)氣泡。
多孔性基材表面涂料快干漆時(shí),表面成膜而阻止空氣透過(guò)或溶劑不適當釋放,日光曝曬會(huì )加劇氣泡產(chǎn)生。
(4)顏料或填料表面吸附氣體或液體
涂料中可溶性顏料填料是許多氣泡弊病產(chǎn)生的原因??扇苄灶伭衔胀高^(guò)涂層的潮氣變成溶液。由于滲透作用,水將通過(guò)涂層被拉到濃溶液處。另外如可溶性鹽沾染了基材或涂層之間的任一表面,同樣的現象也會(huì )發(fā)生。涂料中含有可溶性物質(zhì),則起泡不可避免。
3. 涂層起泡的原則
從以上的原因分析可見(jiàn):涂層起泡的原因通常有兩類(lèi):一是由于涂料生產(chǎn)過(guò)程控制不嚴,比如溶劑或樹(shù)脂含水,顏料填料受潮等;二是由于涂料施工管理松散。所以控制層起泡一方面要控制涂料生產(chǎn)過(guò)程,另一方面控制涂料施工過(guò)程。
(1)加強生產(chǎn)管理
涂料生產(chǎn)時(shí),嚴格控制所用顏料、填料及溶劑的含水量;在底漆配方中,盡量避免使用可溶性的顏、填料;使用溶劑要兼顧其揮發(fā)平衡,避免溶劑過(guò)多殘留;在高濕環(huán)境中,使用滲透性低的基材。
(2)加強施工管理
① 施工時(shí)要避免高溫、潮濕等不良氣候環(huán)境,被涂裝表面溫度應保持在露點(diǎn)溫度3℃以上,相對濕度不高于85%;
② 施工前應將涂料稀釋攪拌后靜置一段時(shí)間后再刷涂,特別雙組分涂料應有一定的熟化期,從而避免混合不均勻和反應產(chǎn)生熱,引起氣泡;
③ 控制表面打磨程度,粗糙度太大易產(chǎn)生漏涂、空穴,必然引起氣泡;
④ 底材經(jīng)預處理后,表面一定要保持干凈,不得留下電解質(zhì)、粉塵、油脂等影響涂料附著(zhù)力的雜質(zhì);
⑤ 制品使用和保存時(shí),盡量避免高溫、高濕環(huán)境,減少直接與水接觸的機會(huì );刷涂多孔性基材時(shí),應先刷涂滲透性好的封閉底漆,盡量驅除孔內殘留空氣、溶劑等殘留物。
結語(yǔ):涂層的起泡原因比較復雜,我們應盡量避免在生產(chǎn)和使用中氣泡的產(chǎn)生,從而得到一個(gè)完美的涂層,取得裝飾和防護最佳的效果。