塑料制品表面喷涂故障的处理方法

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制品表面喷涂故障的排除
+ B4 L5 Q, ]* t' _5 b' l& \- S故障名称
成  因  及  对  策
6 A% g  t" \  m$ x+ |; s涂料表面结皮
氧化聚合类油漆、醇酸树脂以及颜料成分较多的硝基漆或氨本醇酸树脂类的底漆，在贮存
过程中表面很容易结皮。一般可通过添加碳酸类和肟类化合物作为有效的防结皮剂，每种只
要添加1％以下的用量即可
涂料凝胶
8 Y6 O4 u) j0 G( A+ ]涂料在贮存过程中粘度会越来越大，这种现象称为增粘或滞后增稠。若进一步发展，涂料
* G; f: `+ N: `3 c% k  H会丧失流动性并形成凝胶态。对于油性涂料，应适当减少干燥剂的用量及添加氧化聚合防止
剂。但需注意，这会影响到涂料的干燥性能，减量必须是有限度的。对于氨基醇酸树脂的涂
* c" H* d3 K* Z  X& V$ n料，应添加有氢氧根的酒精类极性溶剂，这对于结皮具有显著的效果
1 Q$ z; l! h. |涂料硬化粘结
1 I; `1 p3 t4 U* }3 {2 w涂料表面结皮后形成胶状体，若进一步发展往往出现硬化而产生粘结现象。通常，应选择
) e& O. V# t0 k, ^2 F6 d低酸值的载色剂，也可添加肪酸酯或胺类来防止硬化粘结。值得注意的是，醇酸树脂对于高
酸值载色剂不发生硬化粘结，对于低酸值载色剂反而会产生硬化粘结
8 ~8 T9 Z* u1 e) e6 r颜料沉积分离
9 M; M7 e, ~; Q8 ^; N) s" R0 L通常，颜料粒于在涂料的高分子溶液中呈悬浮分散状态，由于溶液和颜料粒子的比重不同，
- U& Q* V$ W0 x3 l5 w; O颜料常常沉淀，处于亚稳定状态，导致镀膜过程中由于搅拌不充分而形成涂膜色泽不均或表
面光泽差异，以及涂料在管路输送时阻塞。为了防止沉淀和分离，应选用适宜的表面活性剂，
9 N' s  h8 x# `% v, Z8 w使分散剂保持一定的粘度，并合理确定溶剂的组成。如果涂料已产生沉积分离，应采用良好
+ L- x, ~7 |0 \8 r' M3 e4 A% A的分散器械和分散方法，充分搅拌
涂膜下垂或流挂
垂直面上的涂膜流挂后，会产生柱状或波状条纹，长柱状的条纹称滴流，帘状条纹称流挂。
产生滴流和流挂是以涂料的流动性为起因的，它与涂料中颜料的种类和用量以及有无添加剂
0 ~. ^5 @- `+ a% U直接相关，而且对其影响较大。一般流动性好、固化速度和溶剂挥发速度慢的涂料容易产生
滴流。另外，由于含有颜料的涂料容易表现出触变性，所以采用机械搅拌的涂料容易产生流
, e' U5 ]" y6 G( Z6 p挂。涂料的粘度对滴流具有一定的影响，通常涂料粘度越高，越不容易滴流。不过，同一粘度
的涂料滴流性亦有所不同，这主要是受涂料触变性及溶剂挥发性的影响。为了防止涂料滴流
及流挂，可考虑使用挥发性较好的溶剂，涂层应尽量喷涂得薄一些，适当调整稀释剂的稀释比
例，适当降低涂料的粘度，合理控制喷枪的距离及运行速度
2 P$ ?7 I4 u! M! n4 {) [' Y涂层白化
涂膜在干燥过程中或干燥后，表面产生白色的雾化现象称为白化。产生白化的主要原因在
. e  |3 _6 F8 l于，当涂料中的溶剂急剧蒸发时，尽管周围的环境温度较高，涂液温度却降到露点以下，空气
中的水蒸气就会凝结成水进入料液中，使得涂料中的聚合物或是沉淀，或是因凝结水的挥发，
涂膜中充满气体，干燥后，膜面就会出现微小的白浊印迹。
在高温多湿的条件下，若使用含有大量挥发快的溶剂的亮漆系涂料进行涂装时，溶剂的挥
发会骤然带走大量的热量，导致涂液表面温度下降，使空气中的水分凝结并混入其中，造成涂
0 r4 W& u* \. d料中的聚合物沉淀，产生白化。此外，如果采用溶解力弱的稀释剂稀释涂料，则溶解力强的溶
4 s; v, H3 _1 G7 \- m) v剂成分很快挥发，使涂料中的非溶剂成分比例增多，导致溶解了的聚合物沉淀，产生白化。由
1 G2 z1 `- W3 D9 V& Z" X此可见，白化主要取决于相对湿度、涂料和周围环境的温度差、溶剂及聚合物种类等因素。如
在相对湿度为80％以上的条件下涂装亮漆系涂料时，极易产生白化。此时，应在亮漆稀释剂
; @1 Y; {$ R" C( |中添加20％—30％高沸点溶剂，即缓干稀释剂，并将被涂制品先预热一定时间再进行喷涂。
值得注意的是，如果过量使用缓干稀释剂，容易产生干燥不良，而且使用了溶解力较弱的稀释
! p  T( ]+ w) v0 s3 }剂后，在干燥过程中，会有聚合物成分析出。此外，应尽量减少压缩空气中的含水量和减少低
+ p3 R0 a7 ]  H7 z沸点溶剂用量
! j/ y7 g# o$ [8 Y涂层粉化
; E; c# w$ P+ p* T% N5 R涂膜在室外环境中表面产生分解，变成粉状而失去光泽的现象称为粉化。对此，在喷涂白
色涂料时，可添加适量的氧化锌或锑类及硫酸钡。还可添加适量的紫外线吸收剂作为助剂
表面渗色及起霜
7 l5 @# G9 Y; S+ w底层涂料或底色从面层涂膜渗出，使面层涂膜变色的现象称为表面渗色。此外，使用了容
) n( ?- Z! |% l  o! W, }: J9 B易引起表面渗色的颜料后，颜料往往从涂层析出，这种现象称为起霜。
表面渗色和起霜的产生原因主要是由于底层涂料或底色含有的着色物质被表层涂料的溶
剂所溶解，通常无机颜料不会产生表面渗色，红色或褐红色的色淀颜料等有机颜料容易引起
- N/ |8 g& r1 C; V& C% _/ O表面渗色。因此，应提高有机系颜料的耐溶性。为了防止表面渗色和起霜，一是在底层涂料
中尽量不使用引起渗色的颜料；二是待底层涂料完全固化后再涂装面层；三是对于易产生表
* O! k% ~- E8 p9 f0 T7 J8 W- n; e面渗色的底层涂料或底色，先在其表面涂装含有醇溶性聚乙烯醇缩丁醛或铝粉的涂料，覆盖
8 H1 e+ I) v; M渗色面后，再进行面层涂装
表面浮色及发花
* D1 ?# ?0 i5 ?$ A3 o- H在进行表面涂装时，为了配得各种各样的颜色，涂料多由两种以上的颜料混合组成。由于
各种颜料的润滑程度、粒子大小、比重及凝聚性不同，涂覆时会产生沉降速度的差异，导致涂
膜形成时，面层与底层的色泽不同，这种现象称之为浮色或表面颜色分离。例如，使用含有绀
青和黄铅的涂料进行涂装，应当形成绿色的涂膜，但由于黄铅不断沉淀，失去黄色调，涂膜只
表现出很强的青色调。另外，若涂膜表层和底层的颜色没有差别，但在涂膜局部出现色差或
产生所谓的颜色不均匀，称之为发花或颜色浮出。
表面浮色及发花
表面浮色及发花多发生于灰色、蓝色和绿色系，这与颜料的分散稳定性及溶剂挥发过程中
$ m7 U5 u1 U$ w; T( V2 L, b: P的涡流、对流现象有密切关系。伴随着涂液溶剂挥发的对流现象，颗粒细小的颜料容易流动，
颗粒较大的颜料流动困难。为此，在对流过程中，细小和相对密度小的颜料移向表层，粗大和
相对密度大的颜料移向底层，从而呈现出颜色分离的现象。通常涂液粘度高，不易发生流动，
+ l: R) W# z7 X* S. V对流较小；涂液粘度低，对流现象比较严重，容易产生颜色分离。此外，在对流过程中，流动中
的颜料粒子互相冲突，界面不稳定的粒子产生凝集，变成大的粒子，分布在涂膜底层。
由于表面浮色及发花的产生原因相当复杂，所以在防止这种现象方面尚无有效的措施。目
( A! K9 g$ c* W前主要是合理选择颜料、展色剂及溶剂，特别是调配适度的添加剂。经研究表明，添加大豆的
乳化剂或环烷酸铅等，可以防止发花。添加蓖麻油脂酸等润滑剂可减少钛白粉的凝集性，增
加绀青的凝集性，保持沉降的均衡，从而防止颜色浮出。添加适量的硅油也可防止表面发花，
这是由于硅油附着在涂液表面产生的表面粘弹性，机械地抑制了涂液内涡流的对流作用。此
0 p2 p2 i& O4 l6 ~2 \0 t- g) r外，涂料在使用前应充分搅拌，仔细过滤，加入稀释剂后更要搅匀，制品表面的油污必须洗除
干净；对于金属质感的涂料不能涂得太厚
表面变色及褪色
3 |8 ?- ~( `& j4 m2 h' E1 G* O5 M( I涂装后涂膜变色主要有三方面的原因：一是涂膜的颜色迁移为其他颜色，如含有黄铅的黄
, g1 V3 @- o; p) g0 z0 c色涂膜接触到硫化氢后变成黑色；二是涂膜彩色颜料变浅失去原色，如含有机系红颜料的涂
0 l( R7 z5 m' W膜经日光暴晒后失去红色变白等；三是白色或浅彩色以及透明涂料的涂膜，由于日光、人工光
8 a8 }2 t3 k$ b! G2 H* o线或热的作用变成黄色或褐色。因此，变色及褪色主要是涂料因素和环境因素或两种因素混
合作用造成的。通常温度高时，变色现象就比较明显。灰尘或烟尘的附着、霉菌或基材的影
响也会引起涂膜变色。有机颜料的耐光性较差，其涂膜受到光照后容易褪色。无机系有色颜
, x  k# k- f/ `4 x1 p5 {2 I  [料耐酸碱性较差，其涂膜受到酸、碱侵蚀或接触到酸性或碱性气体后容易变色。以不饱和度
1 O  m2 J$ \: v- @较高的酚醛或氧茚树脂为联接料，铅白、锌钡白、钛白粉为颜料的涂膜容易变黄。干燥剂添加
& H: U. a- ?5 o5 \  K" q过量时，也容易引起变色或变黄。为了防止涂膜变色，应合理选用和组合颜料。制品涂装后
表面涂膜应保持清洁
6 I9 A+ H7 ]  r) C涂膜失光
有光泽的涂膜在涂覆后的短期内失去光泽的现象称为失光。失光有的是由环境造成的，如
# p" N0 F) r# H8 ?/ s  W涂膜受到排放的氨、硫化氢、二氧化碳等化学气体的侵蚀，或喷涂环境湿度较大，涂膜中凝结
( c6 W0 S, J+ E了水分产生失光。涂液中稀释剂的用量对涂膜的表面光泽影响较大，使用的比例必须适量。
0 K- n) B+ x# }4 x% w6 R) G) m* @喷涂时必须合理调整涂液的温度和环境湿度
涂膜迁移
在软质聚氯乙烯或纤维素系制品表面进行喷涂时，存在因涂膜软化或粘着，延缓干燥或亮
# W+ R3 F2 M+ }* r4 H0 a漆涂膜失去柔软性而变脆的问题，这种现象称为迁移。
产生迁移的主要原因是由于制品中的增塑剂转移到涂膜中或亮漆系涂膜中的增塑剂被吸
收到制品中。为了防止迁移，一是适当减少制品成型时增塑剂的用量；二是采用不含增塑剂
的塑料品种替代含有大量增塑剂的塑料品种，即更换制作制品的原料品种；三是尽量使用非
迁移性增塑剂；四是在选择制品的原料品种、增塑剂的种类和设计涂料的配方时，兼顾到三者
: z, C* m0 i; i$ r0 [. r亲和性的平衡
表面桔皮
2 j3 s. T  Z/ l$ A, _# F" i% X9 Q在喷涂时，涂膜产生桔皮状的凹凸现象称为表面桔皮。桔皮不仅影响涂膜的外观质量，而
! f$ Y9 I' D2 Z; U且容易引起涂膜裂纹。经研究表明，在涂液中添加微量硅油可以有效地防止涂膜产生桔皮，
因为添加在涂液中的硅油集中在涂层表面，形成一种屏蔽层，使溶剂在均匀挥发的同时，降低
表面张力，防止发生涡流态流动。
此外，在涂膜过程中，一要适当调整涂料的稠度，稠度不能太高；二要调整好喷枪与制品喷
/ S+ Y; P, W% t) Q7 s4 |+ \. ~8 d  x涂面的距离及喷枪的气压；三是在稀释剂中应加入一定量的强溶剂，稀释剂的溶解力不能太
弱；四是适当控制预干燥时间及烘烤温度，预干燥时间不能太短，烘烤温度不能太高；五是适
当控制低沸点溶剂的用量，不能太多；六是喷涂环境的湿度不能太高，不能过度通风
涂膜皱纹
7 X+ }( @, O6 }涂膜在干燥和固化时，膜面产生丝棉状的皱纹称之为涂膜皱纹。通常，皱纹有三种类型：一
8 r8 x2 d, s4 v1 \: h6 C是第一次涂膜时产生皱纹；二是重复涂膜时产生珠皱纹；三是由于烘炉内酸性气体的作用产
8 p! q! H5 _, `$ `& D) y生的皱纹。
第一种皱纹容易发生在使用醇酸树脂涂料或含有共轭双键干油性联接料或大量使用干燥
剂时。当涂膜表面和内部氧化聚合速度不一致时，涂膜表面和内部的应变不同，形成皱纹。
. T, {' v. G. Z第二种皱纹容易发生在重复涂装醇酸树脂涂料或苯乙烯化醇酸树脂涂料时。这是由于交
5 L; V) s0 b! r1 W联型涂料尚未充分达到交联密度时就重复涂装，使涂层中的溶剂容易膨胀，产生皱纹。
第三种皱纹容易发生在使用环氧树脂系涂料时。由于烘炉中酸性气体的催化作用，促使涂
膜表层的固化，引起内部应变，产生收缩皱纹，亦称之为气裂或晶纹。
涂膜皱纹
1 @. A: {0 }. s+ y% ^& Q3 a为了防止产生第一种皱纹，应避免喷涂膜太厚，还应注意合理确定固化剂的组分，使涂膜表
2 M  s" R! V5 o3 L! C$ N面 和内部的干燥均匀。
为了防止产生第二种皱纹，应避免在面层涂料中使用溶解力强的溶剂，尽量使用挥发快的
弱溶剂。在重复涂装时，应保持一定的涂装间隙，待底层充分固化后才能喷涂面层。
为了防止产生第三种皱纹，可在涂液中添加适量酰胺或酸性物质，使用高沸点溶剂或添加
表 面活性剂，在操作烘炉时应充分换气。
' U/ W- B9 @3 Z0 h0 O+ r  h* j0 Y此外，如果被涂制品的表面有明显的银丝，制品本身吸附溶剂或耐溶剂性能较差，也会引起
涂膜皱纹。对此，应调整制品的成型工艺条件，更换原料或涂料品种，选用适宜的涂料及稀
5 V0 {) ]/ {- A2 r, c释剂
. ^# M3 _3 S1 s, D涂膜龟裂
+ v! @3 U4 c0 e在涂装聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、Am树脂及聚碳酸酯等热塑性制品时，制品表面会产
生无数细小的裂纹，这种现象称之为龟裂。产生龟裂的主要原因是制品中存在着残余应力。
- F9 l+ |) R1 a/ q一般应力值越大，越容易发生龟裂。龟裂还与溶剂的挥发及扩散速度有关，挥发和扩散速度
越快，越容易产生龟裂。因此，适当组合低沸点和高沸点溶剂，调节溶剂的挥发速度也是防止
产生龟裂的对策之一。此外，在涂装前，应对制品进行退火处理，消除内应力
0 Y8 s- g* Q- o8 ^" Y7 F* R- j涂膜裂纹
' ?) x$ l) ~5 c4 A$ H9 }4 ?( i, v涂膜表面出现裂缝的现象称之为涂膜裂纹，这是涂膜致命的缺陷，它最终会使涂层脱落，喷
涂在刚性制品上的涂膜裂纹主要有温度变化引起的裂缝、暴露中引起的裂缝和再涂装时引起
的裂缝。虽然裂缝的产生依存于涂膜的性质，但实际上影响裂纹产生的因素很多，较难有效
2 E3 S: C' |" S; |4 x地防止裂纹的产生。通常可从以下几方面着手：一是将联接件内部或外部增塑化，做成强粘
接涂膜；二是配用交联或高强度聚合物组分，加大涂膜的凝集力；三是使用耐候性能较好的聚
. g3 W, b# V( p& ], E: P合物作为联接料；四是选用适当的基材或底层涂料，防止增塑剂迁移；五是避免使用溶解力强
) q; r8 w( L) @8 H的极性溶剂；六是避免在低温或高温环境下涂装
涂膜表面粗糙
涂膜表面有颗粒或毛头称为涂膜表面粗糙。产生表面粗糙的主要原因：一是涂料细度不
0 E. a; D6 _) ^$ e* ?+ ?够；二是操作环境不清洁，粉灰较多；三是制品消除静电不彻底，容易吸附灰尘；四是涂料中颜
7 h  e# ~4 ]: S  @料沉淀结块。因此，在涂装前，应使用纱网过滤涂料，并搅拌均匀，要搞好环境卫生，去除粉
, Q& W. {! O6 Y( B* c灰，并认真做好涂装件表面的除静电和除尘工作
涂膜表面泡孔
% o; ^6 R3 j9 N& D  v8 N8 }涂膜在含有气泡的状态下进行于燥就会产生表面泡孔。对于发生在涂膜表面上的泡孔，根
据其大小，依次称之为针孔、凹面和凹陷。泡和孔的产生机理是相同的，区别在于气泡是气体
8 `3 @: s/ T+ Q4 W+ {包裹在涂膜内，而孔是气泡膨胀后已冲破涂膜。
泡孔的产生机理不是单一的，而是多种类型的，大致可分为润滑不良和消泡不良。另外，还
与涂液粘度、表面张力和溶剂的挥发性有关。在高温高湿和粉尘多的环境下进行喷涂容易产
生泡孔，厚涂后凝固时间太短也会产生泡孔。采用速干性合成树脂涂料容易产生针孔，使用
  |! o; `( _4 Q( b% @& G, T( d干燥慢的油性系涂料或醇酸树脂涂料就不容易产生针孔。
8 u& A+ P8 J) Q- S8 ]1 {  ~通常，涂装过程中，涂液内会产生无数的气泡，特别是喷涂时，很容易将空气带人涂膜中，但
大部分都能在膜面消失，没有消失的气泡就会变成表面泡孔。一般，涂装前应将涂液稀释成
4 q# b. d& E0 T1 V8 o适宜的粘度，并尽量除去涂液内的气泡。
: N  @& j) {7 h. x& t* J* Y1 L为了防止产生针孔，可在涂液中添加少量的高沸点溶剂，或将烘烤型涂料的凝固时间适当
延长。另外，在容易发生针孔的醇溶性酚醛树脂液中，可添加少量的聚乙烯醇缩丁醛，这是由
$ R" N2 N- n. ?8 N8 u1 q于混合高分子量聚合物后，涂液粘度上升，从而抑制运动活性所造成的气泡上升。但值得注
6 M9 X) i# C. V8 S意的是，粘度太高的涂料，喷涂时产生的气泡很难消除。
此外，烘烤型涂料产生的针孔，大多数是在制品的表面温度达到90—110t时产生的，因此，
( ?3 j' o' x+ _* @# H2 ?调节烘干温度也是防止针孔的对策之一，因为降低涂液的表面张力，喷涂粒子变小，对涂装面
的冲击相应变小，这样就很难产生气泡。即使产生气泡，其稳定性也很差，会很快消失，从而
不会成为缺陷表现在干燥的涂膜上。
涂膜表面随机地产生从泡粒到小豆粒大小的凹点，数量较多时就会变成麻点状，这种现象
称为凹面，严重时称为凹陷。
防止产生表面麻点的基本对策是降低涂液的表面张力，如果在涂液中添加少量硅酮效果较
为显著，但添加量不能太多。此外，应保持涂装环境清洁，尽量除去喷涂空气中的水分和油
2 R1 O( D& m+ N! y; r- B$ j分；在同一涂装线上，尽量使用表面化学性质类似的互溶性好的涂料
. s! ~! ^# ^1 L8 d涂膜表面泡疤
; w) |' Q7 ^0 @& g# ?  ^涂膜表面的泡疤，小的肉眼看起来就像颜料分散不良造成的闪光，大的直径可达数十毫米。
泡疤大致可分为膨胀泡和腐蚀泡，发生在制品表面涂装的泡疤主要是膨胀泡。
  r4 |6 X& A% z0 O! B产生泡疤的主要原因有涂料的种类、表面处理的质量、涂膜的厚度、环境湿度及颜料种类
. I0 X, ~& I  T/ O等。一般附着性好的涂料或涂膜越厚，泡疤就越少。因此，制品表面的电解质残液及其他油
渍必须清洗干净，应尽量避免在高温潮湿的环境中进行喷涂
& S. s6 Q, E. A% S+ E/ }+ g涂膜粘着不良
涂膜制品表面粘着不良的主要原因有三个方面：一是塑件表面的润滑剂、脱模剂等油污未
清洗干净；二是涂料中溶剂的溶解力太弱或涂料搅拌不充分；三是涂料与制品的原料品种或
1 O7 j3 a0 I% b- a涂料与稀释剂不匹配。因此，应采取针对性措施，用酒精或清洗剂认真清洗制品表面，精心选
  o3 l+ t& ]. H) H0 d4 K用适宜的涂料和稀释剂，在喷涂前必须将涂液搅拌均匀
涂膜返粘
已硬化的涂膜，过了一段时间又重新软化，并产生粘着的现象称之为涂膜返粘，这种现象多发
( r7 D7 r3 y( k2 W0 c生在使用油性涂料时。
当使用油性涂料产生返粘时，应考虑使用适量催干剂，采用高分子增塑剂来减少扩散速度。
( X2 D: C$ a4 r  F) M0 }在喷涂件没有彻底干燥前，不能进行包装，要保持喷涂件周围空气的流通
; `5 u& ~5 {- L) K! R文章关键词： 塑料 表面处理 故障