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针孔与缩孔的区别及其处理方法

针孔、缩孔是粉末涂料使用过程中较常见的弊病,它们的存在不仅影响产品外观质量,而且严重地影响产品的机械性能、保护性能, 被保护材料的腐蚀大多就从此开始而延伸,从而失去粉末涂料的使用价值。因此,在粉末涂料使用过程中,尽可能减少针孔、缩孔的发生,具有实际的重要意义。

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      针孔是指粉末涂料从熔融到固化的时间里,粉末涂料中的气体从底层穿过高粘度的、已接近封闭的弹性树脂层到达涂层表面,未能逸出而形成的缺陷。是漆膜表面形成的,是因施工时溶剂挥发过快或涂膜中气泡溢出后不能流平导致干燥后留下针状小孔。


      缩孔涂膜的表面缺陷主要是凹陷、针孔、以及边角的缩边或厚边等现象。涂膜表面凹陷有两种情况,一种是圆形凹陷、一种是六角多边型凹陷。涂膜表面出现的凹陷是由表面张力梯度造成的,由于涂料组 成的变化和温度变化导致表面张力不均,流体由低 表面张力处流向高表面张力处,结果在流体表面形成凹陷,也称为Maragoni效应,最终出现边缘隆起、中心下陷成圆形的缩孔,或边缘隆起、中心下陷为六 边形槽的贝纳尔多旋涡。缩孔中心有低表面张力的物质存在,其与周围的涂料存在表面张力差,这个差值就是缩孔形成的动力,促使周围的液体流体向四周背离它(缩孔污源)而流开成凹陷。


缩孔的几种特征


形状特征

1)有核心——缩孔中间有一个核心质点,呈毛絮状或颗粒状,该缩孔大而深,露出底材;

2)无核心——缩孔中间无质点,多位于涂层的表面。


分布特征

1)均匀分布——缩孔均匀地分布在涂装工件的各处;

2)有特征分布——局部非常集中,甚至表现为慧星状;

3)各向异性——当喷涂工件有向上的平面时,上部面的缩孔较多。


时间特征

1)在春秋季节温度变化较大时,容易出现缩孔问题;

2)在压缩空气干燥设备有异常时容易出现;

3)在喷涂设备停机时间较长,重新启动时容易出现;

4)在出现缩孔问题后,清理出设备中的原料,问题会有所缓解或得到解决。


形成原因

      涂料在施工干燥过程中形成缩孔,有涂料本身的问题和基材清洁的问题。由于涂料本身有低表面张力液滴的存在、或被涂饰表面因污染存在有低表面张力区,造成表面张力的不均匀,涂料在表面张力差的作用下,由低表面张力处流向高表面张力处,结果形成一个个中心凹陷的孔洞——缩孔。我们将表面张力的不均匀归为缩孔形成的内因。其实涂料本身的一些性质,如涂料粘度、触变性、涂料干燥速度以及涂膜厚度等,能加剧或减弱涂料流体的流动能力,从而会加剧或减弱缩孔的程度,我们将这些因素归为缩孔的外因。内因是缩孔的必然条件,外因可以适当控制或加剧缩孔的程度。


      涂料施工后,干燥成膜过程中,表面溶剂挥发,表面聚合物的浓度增高,涂料粘度增高,都会导致表 面张力和表面密度超过本体,形成凹陷,总的来说,较厚涂膜(>4mm)的液体涂层,主要是密度梯度驱使流动 ,较薄的液体涂层是表面张力梯度控 制流动(图1),形成一个个缩孔。


针孔的特征

      针孔是因气体(空气或反应产生的气体等)排出产生的,而缩孔而是因润湿不良产生,如底材与上涂表面张力差距过小,或底材受污染,也有的是上涂漆中受消光剂或缍纹剂等污染而产生——这类一般在涂膜中呈均匀分布,在何时何地出现也没有规律可寻,且形状是很小的点状缩孔。


形成原因
1、涂料的配方和生产商的原因。清漆的精制不良,溶剂的选择和混合比例不当,颜填料的分散不良,在涂料生产中夹带入空气气泡和水汽。


2、贮存温度过低,使树脂的混溶性变差,黏度上升或局部析出,易引起颗粒或针孔弊病(特别的沥青涂料)


3、长时间激烈搅拌,在涂料中混入空气,生成无数气泡。


4、施工环境湿度过高,喷涂设备油水分离器失灵,空气未过滤,喷涂时水分随空气管带入喷出,引起涂膜表面的针孔,甚至水泡。喷涂时压力过高,距离过远,破坏了湿涂膜的溶剂平衡。刷涂时用力过大,辊涂时转速太快等,使产生的气泡无法逸出。


5、涂装后在溶剂挥发到初期成膜阶段,由于溶剂挥发过快,或在较高气温下施工,特别是受高温烘烤,涂膜本身来不及补足空挡,形成一系列小穴,即针孔。


6、被涂物表面处理不当,在有油污的表面上涂装。钢材含水率高,腻子和底漆未干透。涂膜一次涂装得过厚,溶剂无法及时挥发被包裹在涂层中,经一段时间后挥发逸出时形成针孔。


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