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    汽车漆涂装中常见的涂膜缺陷与现象分析

    www.js17.com.cn   2017-11-28

    0 引言

    2009年中国汽车产销量双超越美国成为世界第一大汽车市场。汽车漆作为汽车的表层其性能越来越受到关注。汽车行业的迅猛发展使得汽车漆产量随之增加行业的竞争压力也越来越大。汽车漆在涂装过程中不可避免的会出现各种各样的漆膜问题针对常见的漆膜表面弊病本文旨在分析其成因以及相应的解决办法。由于笔者经验有限因此仅仅是浅要说明如有不当之处望予以谅解并欢迎指正。  


    1 涂膜弊病出现成因

    由于涂料涂装本身的特性其作为一种生产出来的半成品需要在汽车生产涂装车间进行涂装并烘烤后才能成为最终的产品因此在生产环节、运输环节、使用环节都有可能出现相应的问题。另外涂料由于直接涂装过程是暴露在空气中其不可避免的收到环境的影响如温度、湿度等这些都会影响涂料的最终成膜性能。


    2   常见的涂膜缺陷与现象

    表1 常见的涂膜缺陷与现象

    缺陷

    现象

    1、  针孔

    涂膜表面小孔

    2、  爆孔

    与针孔相似孔稍大

    3、流挂

    湿膜下垂

    4、镜框

    湿膜在边缘聚集看起来象镜框

    5、缩孔(凹陷)

    涂膜表面凹陷

    6、鱼眼

    在缩孔中间可以看到下面涂层表面的情况

    7、桔皮

    涂膜不平滑看起来不平

    8、耐污染性差(漆雾)

    由于漆雾相容性低造成外观差

    9、发花

    铝粉向中心点呈放射状排列这一点的电导率高于周围的区域

    10、旋杯雾影

    由于旋杯离心力产生的颜料轻微絮凝而形成的雾影

    11、失光

    光泽低于标准

    12、过度烘烤发黄

    车体涂膜的颜色在烘烤过程中变黄

    13、门框黑渗色

    未干的灰色中涂迁移到覆盖的门框黑上看起来为白点

    14、爬痕/蛀痕

    清漆渗进疏松多孔的面漆层看起来像虫蛀


     3 成因分析与解决方法


    3.1 针孔/爆孔

     现象:漆膜表现出现密密麻麻的针孔

    表2 针孔/爆孔产生的可能原因和对策

     

    产生问题的可能原因

    对策

    (A)设备方面

    (1)喷房温度过高 闪蒸区温度过高

    (2)雾化不良→吐出量过高→雾化压力过低

    (3)与链速有关因素  →升温太快 →闪蒸时间太短

    (4)旋杯保养:由于旋杯凹槽损坏喷涂出漆团形成爆孔

     (1) 适当降低喷房温度与闪蒸区温度 

    (2) 使用多次少量的喷涂方式

    增加雾化压力

    (3) 降低链速或者延长升温线

    提高流平时间

    (4) 定期检查旋杯维护和保养

    (B)涂料调整方面

    (1)粘度太高

    (2)溶剂挥发太快

    (3)每批涂料稀释率有波动

     (1) 适当降低涂料粘度

    (2)使用挥发速度较慢的溶剂

    (3)严格的控制涂料的固含量,超声波测厚仪从而使得涂料的稀释率不会有较大范围的波动

    (C)操作方法方面

    (1)涂膜喷涂过厚

    (2)枪/旋杯重叠喷涂不适当

     (1)降低吐出量减少涂膜厚度

    (2)更改机器人仿型使得喷涂更加均匀

    (D)涂料配方本身

    爆孔(流挂)极限达不到客户实际要求

     对涂料中的稀释剂进行调整设定良好的挥发梯度;选择溶解性好的溶剂;选用适当的添加剂增加涂料的抗流挂性


    3.2 流挂/镜框

       现象:流挂是涂膜在流平或烘烤时下流形成涂料聚集或象冰垂一样流挂

          镜框是过湿涂膜流向四周边缘看起来像镜框

    表3 流挂/镜框产生的可能原因和对策

     

    产生问题的可能原因

    对策

    稀释剂是否适合喷房温度?

    使用适合喷房温度的挥发速度的稀释剂

    使稀释剂与标准操作匹配?

    检查稀释率确认是合适的

    膜厚是否合适?

    调整吐出量/增加喷涂次数

    是不是其它条件发生变化?(如旋杯转速、链速、枪雾化压力、往复速度等)

    调整操作条件


    3.3 缩孔和鱼眼

    现象:涂膜表面凹陷(酒窝状)

    表4 缩孔和鱼眼产生的可能原因和对策

     

    产生问题的可能原因

    对策

    (A)设备设施方面

    (1)由于不适当的喷室布置和其它公司涂料的特性(表面张力)引起的漆雾不相容(特别是其它公司的)

    (2)旋杯轴承润滑油泄漏

    (3)喷吐空压机中油的污染

     

    (1)尽量避免不同公司的涂料在同一喷房的使用减少互相之间的漆雾影响或者增大排风风速降低漆雾的飞散

    (2)使用对于涂料没有污染的润滑油

    (3)去除喷吐空压机中油的干扰

    (B)涂料调整方面

    粘度太低

     调整粘度的高低对排除缩孔是非常敏感的因此应增加粘度重新调整粘度

    (C)涂料配方

    (1)抗缩孔性能适应不了客户现场的特殊情况

    (2)粉料研磨不佳

    (3)丙烯酸类添加剂结晶

    (4)铝粉聚团

     

    (1)提高涂料的抗缩孔性可以使用抗锁孔助剂

    (2)严格涂料的出厂细度排查

    (3)使用合格的原材料

    (4)天降适量的分散剂防止铝粉聚团


    3.4  橘皮

    现象:涂膜表面不平整形成凹陷和突起(表面粗糙)

    表5 桔皮产生的可能原因和对策

     

    产生问题的可能原因

    对策

    下涂或底材是否平整?

    使下涂或底材平整

    膜厚是否合适?

    确保膜厚合适(调整吐出量)

    稀释剂是否适合喷室温度?

    选用与设置条件符合的稀释剂

    喷涂条件的影响

    调整喷涂参数


     3.5 漆雾相容性差

    现象:由于后面与前面喷涂的漆雾相容性差导致外观不佳(凹凸)

    表6 漆雾相容性差产生的可能原因和对策 

    产生问题的可能原因

    对策

    涂料的稀释剂和粘度是否适合喷室温度?

    使用适当的稀释剂

    先喷涂的涂膜膜厚是否恰当?

    调整至合适的膜厚

    主漆和后喷涂涂料的时间间隔是否过长?

    减少前后喷涂的时间间隔

    后喷涂涂料雾化是否合适?

    调整雾化(吐出量雾化压力)


    3.6  发花

    现象:铝粉呈放射状向中心点排列这一点的电导率高于周围的区域

    表7 发花产生的可能原因和对策 

    产生问题的可能原因

    对策

    稀释的涂料电阻适当吗?

    调整至合适(0.05~0.5MΩ)

    负载电压合适吗?

    调整为标准操作条件的下限

    是不是喷室湿度太低?

    控制湿度在合适的范围内

    接地牢固吗?

    接地牢固


    3.7 旋杯雾影

    现象:由于旋杯离心力产生的颜料轻微絮凝而形成的雾影

    表8 旋杯雾影产生的可能原因和对策

     

    产生问题的可能原因

    对策

    (A)设备方面

    (1)旋杯转速过快

    (2)雾化条件苛刻   →吐出量太小

     (1)降低旋杯转数

    (2)增加吐出量

    (B)涂料调整因素

    挥发慢的溶剂促进对流有助于絮凝颜料浮起

     增加适量的挥发速度快的稀释剂

    (C)涂料配方

    这个问题最终取决于颜料研磨水平和稳定性

    测20°光泽评价旋杯雾影;确认颜料和白底的分散程度


    3.8 失光

    现象:涂膜表面光泽不良

    表9 失光产生的可能原因和对策 

    产生问题的可能原因

    对策

    湿碰湿喷涂时中涂干燥充分吗?

    加快中涂的干燥速度

    喷房的温度和湿度有问题吗? 

    温度低:调整为快干稀释剂

    湿度高:如果车体有结露,轴承测振仪擦净车体

    稀释剂合适吗?

    用合适的稀释剂

    循环系统中的涂料有问题吗?

    涂料更新达到预期吗?

    使用在安全使用许可期限内的涂料,冲击试验机定期更新涂料

    其它涂装条件变化了吗?

    调整条件减少喷涂过程对于涂膜的影响

     


    3.9  过烘烤黄变

    现象:车体颜色在烘烤过程中变黄

    表10 过烘烤黄变产生的可能原因和对策

     

    产生问题的可能原因

    对策

    烘烤时烘房的温度过高烘烤时间过长

    适当降低烘房的温度减少烘烤时间

    使用的颜料在高温下产生黄变

    使用耐高温的颜料


    3.10  门框黑渗色

    现象:未干的灰色中涂迁移到覆盖的门框黑上看起来为白点

    表11 门框黑渗色产生的可能原因和对策

     

    可能的原因/检查项目

    对策

    (A)设备方面

    喷房或闪蒸区温度太低

     调整喷房温度和闪蒸区温度至合适的范围

    (B)涂料调整

    (1)中涂稀释剂太慢

    (2)门框黑粘度太高不能使门框黑正常雾

    (1)使用快干稀释剂

    (2)降低门框黑粘度

    (C)操作方法

    (1)门框黑膜厚太低

    (2)中涂太厚            

     (1)轻微增加门框黑(通常比介于合格和不合格之间的标准膜厚多2-3μm)

    (2)通过调整喷涂条件使门框上的中涂膜厚薄些

    (D)涂料配方

    必须考虑门框黑的涂覆的相容性 

     考虑添加剂的使用量增加流平助剂;调整门框黑与中涂的反应速率接近


    3.11 爬痕/蛀痕

    现象:清漆透进疏松多孔的面漆层看起来像虫蛀

    表12 爬痕/蛀痕产生的可能原因和对策

     

    可能的原因/检查项目

    对策

    (A)设备方面

    (1)面漆膜厚太薄 

    (2)链速方面  → 面漆与清漆涂装间隔时间太短 

     (1)调整面漆喷涂条件加厚薄膜区域(车顶角落行李舱盖等)的膜厚

    (2)更改喷涂条件(开关/喷涂时间吐出量)

    但是大多数情况下很难因为其他因素改变设备、设施的操作或设定的条件在这种情况下必须通过涂料调整和改良来克服问题

    (B)涂料调整方面

    (1)面漆溶剂挥发速度太慢 

    (2)清漆溶剂太强侵蚀面漆         

     (1)调整面漆溶剂挥发稍快稍微调低面漆粘度使面漆平整

    (2)用溶解度参数较低不会强烈侵蚀面漆的溶剂考虑更好的稀释剂

    (C)操作方法

    车体温度太低(例:在冬季周末存量车体优先喷涂上涂)

     增加车体的预热

    (D)重涂工艺

    打磨不充分在重涂过程中薄喷与漆雾喷涂区域的边界一直都存在。在这些区域这种问题经常发生。阻止这些问题的发生打磨是关键。


    为了抛光和防止这种问题在砂纸打磨区域外部采用组合打磨方式将有助于提高修补表面喷涂面漆的润湿性。

    (E)涂料配方本身

    (1)中涂表面张力太低            

    (2)面漆和清漆溶解度参数均衡            

     

     

    (1)考虑中涂添加剂用量调整表面张力

    (2)溶解度参数差大较好但是很难改变成膜树脂因此可以考虑MG,CAB和Disp-4200等

    也考虑界面调整添加剂以及改用低溶解性的清漆稀释剂


        汽车制造商有他们自己对涂料工程独特的要求这是在考虑汽车消费者在购买汽车十多年后仍一如既往期望拥有一辆全新外观的车所形成的。汽车涂料必须经过设计、开发和检验以达到他们在性能等方面的要求规范。另一值得关注的是涂料在汽车制造厂的使用作业性它直接影响产品质量和产量在开发涂料时应加以考虑。因此在设计汽车涂料时不仅仅需要考虑相关的法律法规更要考虑到在车厂中的实际使用情况只有最终满足客户的要求才是一款合格的产品。


    (详情见《现代涂料与涂装》2017-10期)

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