粉末涂裝中的涂膜弊病與控制技術(shù)

蔡成本 （大京機(jī)械（山東）有限公司，山東濟(jì)寧 272000）

李小四 （小松山推工程機(jī)械有限公司，山東濟(jì)寧 272000）

0 引言

狀小孔，孔徑及排列不均勻、大小不一、且無規(guī)則可循，見圖1。

近年來，粉末涂料由于生產(chǎn)效率高、涂膜性能優(yōu)異，符合環(huán)保要求等諸多優(yōu)勢而得到快速發(fā)展，在工程機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。過去人們對工程機(jī)械的外觀質(zhì)量要求不高，在壓路機(jī)、平攤機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、叉車、箱貨車方面，涂裝整體質(zhì)量的地位不是很突出，涂裝公司對其表面的涂裝施工、管理不是很重視，涂裝標(biāo)準(zhǔn)也含糊其辭，但隨著時(shí)間的推移與變革、不但對工程機(jī)械用涂料的防腐、安全、擇色、耐候性提出要求，對其外部的觀賞性也越來越重視。實(shí)際上，涂裝管理、涂裝工藝對于提高涂裝質(zhì)量具有舉足輕重的作用，它不僅可以獲得高質(zhì)量的外觀，還可以節(jié)省涂料，降低成本，降低VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）的排放，直至達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，且大大提高了工作效率。下文對粉末涂料施工中的常見涂膜弊病及解決措施進(jìn)行介紹。

圖1 針、氣（水）孔Figure 1 Needle，air（water）hole

1 針孔

針孔主要是指涂膜干燥后，涂層表面呈現(xiàn)的針

1.1 產(chǎn)生原因

粉末涂層表面針孔產(chǎn)生的原因：針孔通常是伴隨涂層噴涂干燥過程或干燥后產(chǎn)生的，針孔是因?yàn)橥繉泳植渴ジ街?，主要受泡?nèi)氣體或液體的壓力離開板材或電泳涂層表面或基底（底材或下涂層）鼓起，使涂膜呈現(xiàn)似圓形的凸起變形。這種變形在涂膜干燥過程中既有可能消失（可隨著溫度的下降而消失），也可能在涂層表面形成針孔。針孔產(chǎn)生必須具備2 個(gè)條件：其一：涂層具有透水、透氣性；其二：涂層與底材之間存在附著缺陷，如潤濕不良、漏涂、塵土、油污、可溶性物質(zhì)、工業(yè)氣體與整體環(huán)境所形成的硫酸鹽“巢”，磷化處理時(shí)未洗凈的殘留鹽、涂膜打磨后用自來水洗滌后殘留的痕量鹽、脫脂工藝中殘留的脫脂液、焊接工序殘留的氧化皮（油箱焊接清洗用切削液）、某些水溶性太高的顏料、操作者徒手接觸底材殘留下的皮膚分泌物（如汗液），各種清潔劑殘留等。當(dāng)在高濕環(huán)境或與水接觸時(shí)、水或水蒸氣透過涂膜凝結(jié)在這些位置，當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，表現(xiàn)為膨脹產(chǎn)生應(yīng)力，促使附近的涂層附著遭到破壞、從而形成針孔。

涂膜針孔的產(chǎn)生通常還有以下幾方面的原因：采用錯(cuò)誤的噴涂技術(shù)，諸如：油水分離系統(tǒng)不良、油水分離器功率小、排出孔堵塞、噴涂室空氣濕度大、整體環(huán)境濕度過大或者過小，如：大霧、雪、雨、大溫差、冷空氣等、氣壓過高、烘干溫度過高過快、風(fēng)力過強(qiáng)（過于通風(fēng)、輸入與輸出未產(chǎn)生負(fù)壓，以及產(chǎn)品與噴槍噴涂距離過長、待涂中再次污染、采用劣質(zhì)涂料等，噴涂前工件表面有凹凸不平現(xiàn)象、嚴(yán)重的“漫射現(xiàn)象”、也可產(chǎn)生針孔和氣孔。噴涂一次過厚，漆層夾帶空氣也可導(dǎo)致針孔的出現(xiàn)。

1.2 解決方法

1.2.1 改善工藝

改善工藝，提高外部覆蓋件的潔凈度，盡最大可能去除殘留、氧化皮等。對外觀覆蓋件，如臺車護(hù)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)護(hù)罩、電瓶罩、油箱、斗桿、動(dòng)臂、各種外包件等能采用沖壓成型工藝的盡量采用沖壓成型（根據(jù)實(shí)際需要選擇不同加工方法）。另外，采用必要的加工設(shè)備和工藝，提高工件表面的加工質(zhì)量、消除薄板焊接時(shí)的外來風(fēng)（如降溫用工業(yè)風(fēng)扇），提高焊接時(shí)惰性氣體的純度；提高鑄鍛件表面粗糙度、平整度，外露件的表面進(jìn)行精細(xì)打磨，采用不同型號的砂紙、工具等，使零件符合要求，減小相接覆蓋件之間的縫隙、麻坑、碰傷等，控制一次噴涂厚度，噴涂前的檢查處理與噴槍的清理維護(hù)以及粉末涂裝粒徑范圍與占比等。

1.2.2 改善涂裝環(huán)境

涂裝環(huán)境的溫度、濕度、清潔度、通風(fēng)、天氣等直接影響涂裝質(zhì)量的好壞。改善涂裝環(huán)境，應(yīng)把敞蓬車間改為專門的噴涂作業(yè)室。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸、材質(zhì)設(shè)計(jì)合適的噴涂室，配置必要的加熱、壓風(fēng)、抽風(fēng)、通道風(fēng)、無塵更換室、風(fēng)淋室、降溫、過濾裝置等，并根據(jù)不同季節(jié)、不同溫度、調(diào)整其合適參數(shù)，以及通過檢測設(shè)備控制VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）排放達(dá)到要求，且噴涂房應(yīng)遠(yuǎn)離焊接，修磨，打膠，裝配，防銹，除塵工序或其他產(chǎn)生煙霧灰塵較多及涂防銹油作業(yè)的生產(chǎn)車間，或?qū)嵤└綦x，避免灰塵、煙塵、細(xì)微油粒的進(jìn)入和干擾。無塵噴涂房，必要時(shí)還需增加360°風(fēng)幕除塵間、防護(hù)服、帽、防毒面具、耳塞、眼鏡、防靜電無塵手套、靜電鞋等更衣間。

2 縮孔

表面縮孔、（水汽孔）被視為涂裝過程中的嚴(yán)重表面缺陷。即使降低其質(zhì)量級別，也是不允許繼續(xù)使用的。必須修磨后進(jìn)行二次涂裝或者是脫塑脫漆后重新再進(jìn)行涂裝。

2.1 產(chǎn)生原因

縮孔的產(chǎn)生原因是多方面的，既有板材方面的原因，也有前處理、粉末原料管理、運(yùn)輸管理、噴涂系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、氣源、天氣環(huán)境等方面的原因。所以處理縮孔問題必須經(jīng)過多方面的綜合考慮。

2.2 解決方法

板材不良缺陷包括銹蝕的微坑、空穴、脫脂液的殘留、清洗液、切削液的殘留、板材微坑內(nèi)油灰等。解決方法：檢查確認(rèn)。增加涂裝前的不良確認(rèn)、制定標(biāo)準(zhǔn)書并張貼于涂裝現(xiàn)場學(xué)習(xí)、執(zhí)行。

粉末受污染。解決方法：清理噴涂系統(tǒng)，如粉箱、傳輸管、槍械、流化桶等，重新加入新粉再試噴涂。

壓縮空氣含水量大。解決方法：檢查氣源、查看油水分離器是否正常、予以調(diào)校。定期排放供氣系統(tǒng)內(nèi)的冷凝水（油水分離器進(jìn)出閥），在陰雨大霧天氣時(shí)要增加排放頻次、并制定清理標(biāo)準(zhǔn)，做成標(biāo)準(zhǔn)書張貼，培訓(xùn)并執(zhí)行等。

傳輸鏈條過度潤滑。傳輸鏈條油污散落在預(yù)涂工件表面。解決方法：在潤滑結(jié)束后最好提前開動(dòng)鏈條且啟動(dòng)干燥爐烘干數(shù)分鐘，并定期對傳輸鏈條進(jìn)行清理或增加自動(dòng)吹塵裝置。

3 色差

3.1 產(chǎn)生原因

（1）涂層不同的反光；（2）涂層薄厚不均勻。噴涂作業(yè)中壓縮空氣不穩(wěn)定及粉箱（桶）內(nèi)流化不完全。靜電噴槍出粉量不均勻。粉末混入粗顆粒狀異物或粉末在噴嘴處、文氏管處、傳輸管處、高壓環(huán)、電極針位置黏附硬化；（3）使用了不同批次的粉末；（4）烘烤時(shí)間過長或過短、烘烤溫度過高或過低；（5）烘烤固化爐內(nèi)混有其他氣體；（6）顏料的耐熱性不好或供應(yīng)商家不同。

3.2 解決方法

（1）在同一標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行測試；（2）保證充足儲氣量，盡量保持空氣壓力波動(dòng)在最小范圍。調(diào)整流化氣壓使粉箱（桶）內(nèi)粉末充分流化。清理各部件（槍頭內(nèi)的黏附、文氏管磨損、電極針黏連、高壓環(huán)、輸氣管完好、清除傳輸管內(nèi)的硬化物等）；（3）使用同一批次粉末（更換批次要做實(shí)驗(yàn)并出報(bào)告）；（4）參照供粉商提供的條件調(diào)校烘干時(shí)間、烘爐溫度及吊具鏈速等；（5）檢查排除固化爐內(nèi)的其他氣體；（6）與供應(yīng)廠家進(jìn)行“匯、聯(lián)、商”予以解決，并加強(qiáng)涂料進(jìn)廠檢驗(yàn)。

4 桔皮

桔皮是指工件表面涂裝后產(chǎn)生像桔子皮一樣的斑紋。

4.1 產(chǎn)生原因

（1）粉末本身流平性差或黏度較大、粉末結(jié)團(tuán)、流化、霧化等程度稍差些；（2）噴涂太厚或太??；（3）升溫速度太快或太慢、烘干爐溫度過低。懸掛工件鏈速太快、靜止過度、流平時(shí)間短，粉末未全面徹底熔融流平。

4.2 解決方法

（1）與輔料供應(yīng)廠家做好“匯、聯(lián)、商”，并制定對策與相匹配的參數(shù)，使粉末涂料不結(jié)團(tuán)（特別是夏天粉末在室溫30 ℃以下低溫存放、可設(shè)置空調(diào)房、注意濕度控制、過篩處理、回收粉量的適當(dāng)加入等），調(diào)整噴槍距離、電流電壓及氣壓出粉霧化程度；（2）需根據(jù)不同工件采取不同的噴涂手法，還要防止靜電擊穿。培訓(xùn)噴涂技能、使噴涂操作者熟練掌握噴涂手法及噴涂技巧?？芍谱骶毩?xí)噴涂課件（溝槽型、法蘭型、陰陽角型、近距離型、圓弧型、大平面型等）；（3）遵照供應(yīng)商提供的條件，設(shè)定懸掛工件的鏈速、溫度等。制定標(biāo)準(zhǔn)書，按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)。

5 結(jié)語

在粉末涂裝過程中，涂膜弊病的突發(fā)性大。除上述較易出現(xiàn)的缺陷外，還有許多因素影響涂層的表面涂裝質(zhì)量。一旦問題出現(xiàn)，必然造成人力、物力方面的巨大浪費(fèi)，同時(shí)也提高了生產(chǎn)成本，所以應(yīng)根據(jù)不同的涂裝作業(yè)制定切實(shí)可行的涂裝標(biāo)準(zhǔn)、涂裝作業(yè)指導(dǎo)書、涂裝操作手冊等，以提高噴涂產(chǎn)品的質(zhì)量。除以上分析和論述外，還需要通過不斷的研究、探索與總結(jié)，解決粉末涂裝過程中存在的諸多問題，推進(jìn)粉末涂料在工程機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展。