廣州油漆層厚度檢測-油漆層厚度第三方檢測機(jī)構(gòu)

研究粉末涂料涂膜針孔的形成機(jī)理，必需弄清楚粉末涂料的熔融固化過程。粉末涂料涂膜針孔的形成與其獨(dú)特的熔融固化過程是密切相關(guān)的因此。>

粉末涂料，顧名思義是一種粉狀的涂料，涂裝過程中首先是通過靜電噴涂方式，以一種松散的結(jié)構(gòu)吸附或堆積在底材表面。噴涂完成后，工件進(jìn)入熾熱的烘道，底材及涂料受熱熔融流動，原有的松散結(jié)構(gòu)或堆積模式隨著粉末顆粒的熔融流動而破壞。需要特別提到成膜過程中液體流動發(fā)生的一種局部渦流效應(yīng)，稱為貝納德漩渦。貝納德漩渦產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)，則是粉末涂料熔融固化過程中伴隨著的黏度變化而導(dǎo)致外表張力的變化，使高黏度低表面張力的流體下沉到渦流的中間（凹部）而低黏度高表面張力的流體則上升至漩渦的周邊（凸部）直至固化完成。此過程中，涂裝后原有松散堆積空隙內(nèi)的氣體（空氣）會在粉末熔融塌陷的過程中聚集形成氣泡被排出，來自于涂層內(nèi)部或者底材的小分子氣體也會聚集形成氣泡并被排出。隨著固化進(jìn)行體系黏度的不時加大，那些被裹挾于貝納德漩渦的氣泡在排出過程中形成針孔。因此，要預(yù)防和消除粉末涂料的針孔，就是要分析涂層內(nèi)小分子（氣泡）發(fā)生的根源，然后對癥下藥，預(yù)防和解決涂膜針孔缺陷。

粉末涂料熔融固化過程中，被裹挾于粉末涂層的揮發(fā)性小分子主要可分為以下幾種情形：

1粉末涂料原生性針孔：被裹挾在涂層內(nèi)的空氣粉末涂料經(jīng)噴涂后以疏松的結(jié)構(gòu)堆積在工件上，這種疏松的結(jié)構(gòu)使得粉末顆粒與粉末顆粒之間存在大量的空隙被空氣所填充，隨著環(huán)境溫度的升高，粉末涂料顆粒熔融導(dǎo)致這種疏松的結(jié)構(gòu)塌陷，由于粉末涂料涂膜厚度一般大于50μm噴涂后的疏松結(jié)構(gòu)則遠(yuǎn)大于這個厚度）處于中間位置而升溫較慢的粉末顆粒熔融較慢，使得其顆粒間的空氣被熔融的涂料所裹挾，隨著固化的進(jìn)行，體系黏度逐漸增大，被裹挾在涂層中的空氣導(dǎo)致形成了涂膜針孔。這種涂膜針孔是熱固型粉末涂料因自身的特點(diǎn)而必然具有的因此，嚴(yán)格來講，針孔是粉末涂料的原生性缺陷。

為了消除上述因素而導(dǎo)致原生性針孔，去氣劑是高光粉末涂料配方中必須使用的原料，而安息香（苯偶姻）則是消除上述針孔的一種去氣劑。安息香的消泡機(jī)理非常復(fù)雜，除了可消除上述針孔以外，苯偶姻還對其它因素所造成的針孔的消除有一定的作用。

需要說明的盡管安息香是一種非常有效的粉末涂料消泡去氣劑，也無法解決所有粉末涂料針孔的問題。即便是粉末涂料原生性的去氣問題，仍然需要注意：

A安息香在加熱情況下容易分解并導(dǎo)致涂膜發(fā)黃，過多的安息香的加入會給淺色粉末涂料帶來變色的問題。

B隨著涂膜厚度的增加，尤其是超越120μm以上時，即使加入較大量的安息香，通常涂膜外表仍然會出現(xiàn)明顯的針孔（厚膜針孔）此類厚膜針孔就需要加入其它類型的消泡劑與安息香復(fù)配使用來消除。

C安息香無法完全消除某些低溫固化粉末涂料中的針孔：

為降低固化溫度，通常會在聚酯/TGIC體系或聚酯/環(huán)氧混合型粉末涂料體系內(nèi)加入固化促進(jìn)劑，導(dǎo)致加熱固化時體系的熔融黏度會快速增加，使得大量的氣體被裹挾在涂層內(nèi)無法完全釋放進(jìn)去，導(dǎo)致發(fā)生針孔。實(shí)踐標(biāo)明，安息香無法完全解決這個問題，也需要配合其它消泡劑來解決。

2粉末涂料固化反應(yīng)所產(chǎn)生的揮發(fā)性小分子粉末涂料固化反應(yīng)可分兩類，一類是直接反應(yīng)無小分子釋放型，如羧基與環(huán)氧基反應(yīng)，以及羥基與未封閉的異氰酸酯基反應(yīng)。目前市場所大量使用的聚酯/環(huán)氧混合型室內(nèi)粉末涂料、聚酯/TGIC型戶外粉末涂料、GMA 型丙烯酸樹脂/DDDA 型透明粉末涂料、純環(huán)氧粉末涂料等在固化過程中，固化反應(yīng)并不產(chǎn)生額外的小分子。另一類固化反應(yīng)則釋放出小分子，如聚酯/β-羥烷基酰胺戶外粉末涂料、羥基聚酯/四甲氧基甲基甘脲粉末涂料，以及羥基/封閉異氰酸酯（如贏創(chuàng)B1530粉末涂料體系，固化過程中分別釋放出水、甲醇及異氰酸酯封閉劑。固化反應(yīng)所釋放的小分子會聚集成氣泡并被排出涂膜，但由于粉末體系的黏度增加及膜厚的問題，使得局部小分子來不及釋放，被裹挾在涂層內(nèi)，導(dǎo)致針孔的發(fā)生。因此，這類粉末涂料，不只有原生性的針孔要解決，還有額外發(fā)生并聚集的小分子氣泡需要消除。當(dāng)然，值得一提的由于B1530封閉劑的解封溫度較高，約為160℃，解封之前體系有足夠的時間、低黏度來流平及釋放所裹挾的氣體，B1530固化體系的針孔問題反而并不是特別明顯。

實(shí)踐標(biāo)明，單獨(dú)安息香并不能夠顯著解決這種針孔問題。此類粉末涂料針孔的消除，除了安息香的使用，還需要配合其它消泡去氣劑一起使用。

3底材的因素底材是導(dǎo)致粉末涂料涂膜針孔的又一重要原因，多孔底材，如鑄鋁、鑄鐵，粉末涂料針孔問題的高發(fā)區(qū)。

究其原因，多孔底材本身存在大量的空氣，或者空隙內(nèi)存在大量可揮發(fā)性物質(zhì)（如未烘干的水分等）粉末涂裝完成后，空隙內(nèi)的空氣或可揮發(fā)行物質(zhì)在加熱過程中被熔融的粉末涂料所封閉，隨著涂料固化過程中體系黏度快速增大，使得空隙內(nèi)的氣體來不及從涂層內(nèi)釋放，造成針孔。

消除此類針孔，首先，噴涂前可將多孔底材預(yù)熱溫度高一些、時間久一些，盡可能烘干底材，并且使得粉末涂料由于底材溫度高而有一個較低的初始熔融黏度，有助于底材內(nèi)氣體的排出。粉末制造時，一方面可在粉末涂料配方中加入某些能夠提高粉末涂料底材的潤濕性能的物質(zhì)，使得熔融的涂料能夠快速滲透進(jìn)多孔的底材，趁體系初始熔融黏度低時盡早逼出空隙內(nèi)的氣體。另一方面，應(yīng)當(dāng)選擇熔融黏度低一些的樹脂（成膜物質(zhì)）或者在制粉配方中加入某些可顯著降低涂料熔融黏度的物質(zhì)。

為了提高粉末涂料對底材的潤濕性能，可在體系中加入某些含極性基團(tuán)（如酰胺基、羥基等）化合物，這些化合物不但可以有助于潤濕底材，而且可以協(xié)助降低體系的熔融黏度，類似于液體涂料中的溶劑或者稀釋劑，由于在粉末涂料中它表示出固體的特點(diǎn)，姑且可稱之為“固體溶劑”固體溶劑”解決此類問題的一個非常有益的嘗試，當(dāng)然，為了不影響體系的防腐蝕性能，這類“固體溶劑”不能為非反應(yīng)且溶于水的化合物，添加量也不可以太大。

值得一提的某些反應(yīng)型的固體溶劑”發(fā)現(xiàn)可能會表示非常出彩。此類“固體溶劑”主要表示出兩個特點(diǎn)：，分子量較低的固體物質(zhì)，并且初始熔融黏度較低；第二，能夠參與化學(xué)反應(yīng)，但它不一定與原有粉末涂料體系反應(yīng)，而是某種自洽的反應(yīng)體系。典型代表，如封閉型或未封閉的異氰酸酯固化劑（如B1530B1540引入可以參與體系中的剩余羥基進(jìn)行反應(yīng)，可延長體系膠化時間，降低熔體黏度，提高交聯(lián)密度。此類物質(zhì)對消除針孔也是有幫助的

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