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流挂|水性涂料涂装过程中起泡痱子的解决

摘要：介绍了水性涂料在涂装生产线中遇到的痱子、流挂以及流挂引起的起泡问题 ， 从涂装环境、设备、材料、管理方面分析了产生弊病的原因 ， 制定了解决措施 ， 通过持续改进 ， 解决了痱子和起泡问题 。
关键词：水性涂料；涂装；流挂；痱子
1 问题现象
我公司在 2018年 12月开始采用水性涂料涂装 ， 批量切换时遇到低温、高湿的环境 ， 喷涂过程中有起泡和痱子问题频发 ， 严重影响现场生产 。
1.1起泡
喷涂完后 ， 在边角的位置容易产生流挂 ， 烘干后流挂严重的地方产生 “马蜂窝 ”状的泡 ， 用手一搓 ， 面漆完全从底漆上脱掉 。查看检测数据 ， 膜厚范围在 85～ 110um ， 也未超标 。
1.2痱子
面漆烘烤时工件两侧升温快且温度高 ， 易产生 “痱子 ” ， 而中间部位温度低 ， 出炉不干 ， 影响修补 。
2原因分析
当涂装技术人员和质量管理人员遇到涂层体系的缺陷 (弊病 )时 ， 一定要规范地分析、解决问题 。如果没有一套规范的流程 ， 就会手忙脚乱 。或简单地想象、推测 ， 或不经验证就下结论 ， 无法系统建立涂层体系缺陷 (弊病 )的 “病例 ”档案 。因此建立起规范化分析问题的流程是非常重要的 ， 如图 1所示。
流挂|水性涂料涂装过程中起泡痱子的解决
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在水性漆批量切换第2天 ， 收到部件涂装车间的报告 ， 下线的部件在边角区域都出现流挂、气泡 ， 修补出现严重缩孔 ， 属于批量问题 。问题发生后 ， 我们对整个涂装过程按照涂装五要素逐一排查 ， 工艺文件未发现明显问题 ， 但在涂装环境、涂装设备、涂装材料、涂装管理方面存在问题 。
2.1涂装环境
生产工厂地处于临港 ， 距离东海仅 5km ， 属于典型的沿海亚热带季风气候 ， 全年雨日 144 d ， 湿度较大 。特别是 2018年冬季 ， 阴雨不停 ， 相对湿度高达 90％以上 ， 晚上最低温度 5℃以下 。工件表面冰凉 ， 水性漆喷在工件上面挥发太慢 ， 导致流挂 。
2.2涂装设备
涂装车间为独立车间 ， 流水线为半封闭状态 ， 只有喷房和烤房能加热升温 ， 喷涂时工件有时会低于露点温度 。经过调查凌晨喷涂前的表面温度低于露点温度 ， 这是产生流挂和起泡的重要原因 。其次是面漆烘烤 ， 通过炉温跟踪 ， 发现面漆烤炉的暖风循环不合理 ， 中间厚板部位受热极少 ， 是导致流挂、起泡的另一个重要原因 。经过 3 d的连续跟踪 ， 流挂起泡部位基本都在工件底部边角 ， 根据 炉温跟踪仪检测 ， 此部位在面漆烤房中升温慢 ， 原来烘烤风管从两边底部出热风 ， 两边顶部回风 ， 导致中间及边角部位受热不均匀 ， 水挥发不及 ， 就会产生流挂 ， 流挂部位漆膜较厚 ， 水挥发更慢 ， 就会与固化剂中的异氰酸酯发生反应 ， 产生 CO 2气体 ， 形成气泡 。温度升高 ， 水浓度增大 ， 水性聚氨酯反应速率增大 。
2.3涂装材料
生产工厂靠近海洋环境 ， 对水性漆来说更难以适应 。经过在流平室观察 ， 喷涂过后的底漆在流平过程中 ， 比溶剂型漆更容易发生流挂 。水性漆施工黏度高 (涂 -4杯检测高达 90s) ， 活化期短（混合后最佳施工时间 2 h以内 ) ， 我们采用的是 WAGNER自动调漆系统和高压混气喷枪 。涂装中引起流挂的原因很多 ， 常见的是稀料选型、喷涂雾化程度、施工黏度高低等 。水性涂料以水为稀料 ， 无法调整 ， 如果调漆时增加水量来降低黏度、提升雾化效果 ， 对减少流挂有一点效果 ， 但随着加水量的增多 ， 到达一个拐点后 ， 流挂会增多 。因此降低施工黏度提升雾化效果应该主要从材料方面着手 。
2.4涂装管理
随着挖机产销两旺 ， 备库存成为常态 。制造部为了追求产量 ， 缩短节拍 ， 没有严格按照工艺要求的参数执行 ， 如流平时间、烘烤时间 ， 在执行时大打折扣 。水性漆的溶剂为水 ， 其蒸发潜热 (2457.22 kJ／ kg)在已知溶剂中最大 ， 流平时间不够 ， 水分不能够及时挥发 ， 进入烘房中涂层就容易产生痱子 。作为管理者 ， 必须了解水性漆的成膜原理 (如图 2所示 ) 。如果烘烤时间过短 ， 水分不能完全蒸发 ， 主剂中的乳胶粒子和固化剂就不会充分反应 ， 不能形成完全固化的涂层 ， 严重影响涂层的附着力 ， 打磨修补时也容易形成缩孔等问题 。


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