談水性涂料的涂裝工藝及其質量措施

1、談水性涂料的涂裝工藝及其質量措施楊忠敏(東風汽車公司,湖北十堰 442001摘要:根據(jù)近年來水性涂料的發(fā)展機遇,本文介紹了水性涂料的施工特點、涂裝工藝和施工要點及水性涂料噴涂施工操作技巧;同時指出了水性建筑涂料涂裝的常見弊病、原因分析和防治措施。關鍵詞:水性涂料;噴涂施工;常見弊病;防治措施1 水性涂料的主要類型及發(fā)展機遇早在1988年美國南加利福尼亞對木器家具廠提出使用水性涂料,經過這些年的研究發(fā)展,已獲成功。國內木器生產廠也已逐漸推廣,水性涂料主要類型有水性聚酯、丙烯酸及聚氨酯水分散體涂料、雙組分聚氨酯和丙烯酸聚氨酯涂料。單組分和雙組分聚氨酯涂料在目前應用相當廣泛,水性木器涂料的綜合性能已

2、接近聚氨酯聚酯涂料。水性涂料是當前發(fā)展迅速的環(huán)保型涂料,但在亞洲使用比例極低,僅為3%(歐洲為42%。水性涂料在投入生產使用中投資較高,如設備的耐腐蝕、烘干室、強冷設備、生產場地溫濕度條件控制調節(jié)設備等。但在現(xiàn)有設備上加以改造,也是可行的,在減少污染治理費用、降低材料消耗、保障操作人員健康等方面,能在短期內得到回報。涂料生產廠要加快新型水性涂料的開發(fā),提高現(xiàn)有水性涂料質量,減少涂裝作業(yè)中的細小氣泡和烘干過程中產生的氣泡,降低固化溫度和縮短閃干時間,提高光澤、硬度、外觀裝飾性及高溫回粘等,以符合更廣泛的使用要求。相對于統(tǒng)治涂料世界近一個世紀的溶劑型涂料而言,水性涂料是我們涂料行業(yè)的一支新生力量,

3、其誕生和作者簡介:楊忠敏(1945,東風汽車公司高級工程師,主要從事車輛運用方面的研究。發(fā)展主要是受到了人類對環(huán)境保護重要性的逐漸認知所驅動。自1966年美國加州頒布實施第一個揮發(fā)性有機化合物(VOC法令以來,各國對嚴格控制VOC排放量、限制高VOC涂料產品的生產和使用的工作都已經提升到了法律法規(guī)的高度,水性涂料因其VOC含量極低且節(jié)省能源而成為現(xiàn)代涂料工業(yè)發(fā)展的主流方向。據(jù)對全球各地區(qū)涂料產品生產的統(tǒng)計資料顯示,北美地區(qū)水性工業(yè)涂料占了43%,溶劑型工業(yè)涂料只占51%;西歐地區(qū)水性工業(yè)涂料占了34%,溶劑型工業(yè)涂料只占52%;而在中國,水性工業(yè)涂料只占15%,溶劑型工業(yè)涂料則高達80.5%。

4、由此可見,在涂料水性化領域我們與發(fā)達國家的差距還很大。所幸的是,這種局面正在改變。隨著生活水平的日益提高,人們在裝修的過程中越來越關注環(huán)保與健康,推動了對水性涂料的需求。近年來我國涂料業(yè)在水性涂料的研究、生產和應用等方面正以前所未有的速度向前推進,新產品層出不窮,擴大了水性涂料的市場空間。近年來,國家在政策法規(guī)等方面積極加以引導,其中頒布的ISO14020國際標準配套涂料技術標準對規(guī)范和促進水性涂料健康發(fā)展將起到非常積極的作用。前些年由于水性涂料在價格方面的劣勢,在一定程度上制約了其市場發(fā)展,而近年以來,原油價格出現(xiàn)了大幅度上漲,導致各地油性涂料的價格被迫不斷提升,有的甚至已高過一些水性涂料,

5、這種情況從某種程度上也推動了水性涂料的發(fā)展,使有些地方的水性涂料出現(xiàn)了令人振奮的旺銷局面,這正是水性涂料發(fā)展的一個難得的機遇。12 水性涂料的施工特點水性涂料在生產制造及施工應用中以水作為溶劑,使用的設備均可用水清洗;提高固體含量,使價格降低;水性涂料中顏料分散性較溶劑型差,會影響其耐候性;表面張力較溶劑型高,對工件表面的潤濕性、展布性差,涂膜易產生針孔、縮孔、氣泡及流掛等弊病;水性涂料的水份蒸發(fā)慢于溶劑型涂料,閃蒸時間長或需低溫烘烤。對含水量較高的水性涂膜需晾干和在低于100溫度下分段升溫保溫,待至水分基本去除,才可烘烤;剪切力對水性涂料的穩(wěn)定性有影響,在循環(huán)系統(tǒng)中會隨造成剪切力不同而出現(xiàn)不

6、同的黏度和流速。水性涂料是涂裝行業(yè)發(fā)展的趨勢,由此涂裝設備工藝及參數(shù)必須適應水性涂料的需求。水性涂料相對于溶劑性涂料,具有以下特點:以水作溶劑,節(jié)省大量資源;消除了施工時火災危險性;降低了對大氣污染;僅采用少量低毒性醇醚類有機溶劑,改善了作業(yè)環(huán)境條件。水性涂料在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工;對材質表面適應性好,涂層附著力強。涂裝工具可用水清洗,大大減少清洗溶劑的消耗。施工簡單方便,不易出現(xiàn)氣泡、顆粒等常見毛病,漆膜手感光滑細膩。水溶性涂料環(huán)保,不含苯類等有害溶劑,不含游離TDI,對人體無傷害,是真正的綠色環(huán)保產品。水性涂料也存在如下的問題。水性涂料對施工中及材質表面清潔度要求高,因水的表

7、面張力大,污物易使涂膜產生縮孔。水性涂料對抗強機械作用力的分散穩(wěn)定性差,輸送管道內的流速急劇變化時,分散微粒被壓縮成固態(tài)微粒,使涂膜產生麻點;要求輸送管道形狀良好,管壁無缺陷;水性涂料對涂裝設備腐蝕性大,需采用防腐蝕襯里或不銹鋼材料,設備造價高。水性涂料對輸送管道的腐蝕,金屬溶解,使分散微粒析出,涂膜產生麻點,也需采用不銹鋼管;烘烤型水性涂料對施工環(huán)境條件(溫度、濕度要求較嚴格,增加了調溫調濕設備的投入,同時也增大了能耗。3 水性涂料的涂裝工藝3.1 家具涂裝的施工工藝底材打磨涂底漆打磨刮膩子(23道,每道干燥23h打磨(6001000#砂紙涂底漆罩面漆(13道,每道間隔15h,前二道干燥后打

8、磨采用1000#砂紙干燥(自干或低溫烘干。水性底漆,提高木材浸潤性,增大附著力;面漆的施工可采用刷涂或噴涂,涂料經200目濾網(wǎng)過濾;涂料黏度為1822s。家具涂裝施工時涂膜要薄,防止流掛,采用多層薄涂,干燥時間按生產廠規(guī)定。3.2建筑涂裝工藝保證水泥/混凝土保養(yǎng)1個月以上并干燥,含水率10%以下;所有門窗安裝工程和外設固定設施安裝工作結束;涂裝面不再有交叉作業(yè)。環(huán)境溫度530,濕度75%以下;無4級大風和陰雨。修補邊角缺損和墻面處,并干燥。墻面面漆施工時,用力要均勻,動作要快捷,避免多次反復涂刷,影響效果。涂裝上漆順序要先上后下,從屋頂、檐柱、頂橫梁和椽子到墻壁門窗和底板。其中每一部分也需自上

9、而下依次涂刷。在涂刷每一部位時,其中不能停頓,如果不得不停下來,也要選擇房子結構上原有連接部位,如墻面與窗框銜接處。這樣就能避免難看的接縫。面漆涂刷二遍,間隔時間24h,每次配料盡量在2h內用完。采用“十字”滾涂法,做到均勻一致、無漏涂、流掛現(xiàn)象。養(yǎng)護時間24h以上。面漆不能加水稀釋,不能與底漆攪拌混合涂刷,涂刷前充分攪拌均勻。外墻金屬漆施工采用“十字”噴涂效果最佳,且應搭半槍噴涂,避免產生間隔噴涂陰影。對外墻全面進行清理,去除水泥灰渣,平臺部位清掃干凈。局部缺陷特殊處理,包括填補,封閉和打磨平整。根據(jù)建筑情況考慮對建筑附屬物和外設、門窗進行遮蓋/封閉。刮涂頭道水泥-聚合物膩子。68h后用砂紙

10、打磨平整,刮涂二道水泥-聚合物膩子,68小時后用砂紙打磨平整;膩子層干燥3648h。涂刷封閉底漆1道,干燥46h后,細砂紙打磨。涂刷面漆2次,施工間隔48h。清理施工現(xiàn)場。3.3 塑料制品涂裝的施工工藝以塑料取代木材、金屬的趨勢日益增加。塑料底材表面處理主要有清潔處理和表面活性化,其目的是為提高底材與涂膜的附著,表面的油污可視塑料類型選用低級醇類和芳香烴及酮系溶劑。表面活性的方法有氧化處理、鉻酸處理、電暈處理及等離子處理等。此外,由于塑料制品在壓制成型后產生殘余應力或局部結晶化,涂裝時會發(fā)生開裂或細紋且不利于涂料潤濕,可以分別采用退火或吹離子風來消除。這在開發(fā)和應用水性涂料中尤為重要。而表面功

11、能化則是賦予底材導電,真空噴涂金屬、紫外線保護層等特殊功能。近年來,國外推出塑料用的水性涂料,其主要品種有單組分水性丙烯酸醇酸涂料、水性丙烯酸聚酯涂料、單組分及雙組分水性聚氨酯涂料、水性環(huán)氧酯涂料等。美國伊士曼公司出售含有一定量有機溶劑的PP專用水性底漆。常用的ABS、PC 塑料制品涂裝工序為:底材打磨或修整(適用于有毛刺或表面有缺陷的零件,包括填膩預處理(退火處理、醇類溶劑清洗或活性化處理、干燥消除靜電(靜電除塵涂底漆晾干烘干靜電除塵涂色漆晾干、流平烘干冷卻檢驗。涂料施工一般噴12道,每道膜厚1015m。膜層過薄,影響流平;膜層過厚,會產生流掛、縮邊等現(xiàn)象。24 水性涂料的施工要點水性涂料的

12、施工方法與常規(guī)施工方法無太大差異,應結合工件形狀、防腐要求、外觀裝飾等具體情況,選用刷涂、浸涂、輥(筒涂、淋涂、輥涂等。對鑄件采用浸涂,出槽后要充分流平,但浸涂所形成的涂膜不均勻。將薄片工件采用水性丙烯酸涂料以輥涂方式涂漆,以215m/min線速度,在230下34min固化后,能達到預期的涂膜。4.1 水性涂料的噴涂方法一是空氣噴涂,適用于黏度小于30s(涂-4杯的涂料;二是空氣輔助無氣噴涂(或稱混氣法,適用于黏度大于30s(涂-4杯的涂料,已在木制家具業(yè)普遍使用;三是靜電噴涂,由于水性漆的高導電性,應選用水性涂料專用的靜電噴漆槍,德國瓦格納爾、美國諾信公司等多家公司均能提供。例如:水性醇酸磁

13、漆的施工條件是涂料黏度:20 24s(涂-4杯;直流電壓:4560kV;固化條件是表干30min后于80、2030min烘干。4.2 水性涂料在施工中的注意事項木制品經去污或打磨后,表面無木屑粉塵;塑料件經清潔處理后,表面應無脫膜劑類殘余污物及毛刺。根據(jù)不同類型塑料材質進行表面活化或功能化處理;金屬件在經過脫脂的基材上進行相應轉化膜處理,采用噴砂的表面,要求達到Sa212級,粗糙度50m。砂漿、混凝土及磚砌體基層表面應達到堅硬、平整、粗糙、干凈、濕潤?；鶎討袧M足施工要求的強度;基層如有不平、凹凸之處,應進行平整處理;基層如有妨礙粘結的浮灰層、塵土等雜物,應用鋼絲刷除掉,油污、滑動脂等用溶劑除

14、去;對脆弱空鼓部位應除去,并直至露出堅硬的基底,用水泥砂漿找平;對各種縫隙、裂紋、冷接縫等部位,應鑿成V形槽,用水泥或乳膠砂漿修補找平,磚砌體灰縫應用水泥砂漿填實壓平;將水性丙烯酸酯防水涂料加4050%的水稀釋攪勻,在已處理好的基層上涂刷12道,這樣可以提高涂料向基層中的滲透,增加其對基層的粘附強度。施工溫度大于5,低于此溫度,影響墻漆成膜質量,施工后漆膜易粉化、剝落,防水、耐污性等技術指標無法保證,墻面上的雨水污染不能清洗干凈。施工天氣陰雨天不能施工,施工后必須保證在8h內不能下雨雪等,否則漆膜容易起泡、剝落,防水、耐污性等技術指標無法保證,墻面上的雨水污染不能清洗干凈。墻漆施工不能加水稀釋

15、,應充分攪拌均勻,否則易產生色差和影響其質量。外墻漆施工必須涂刷一遍外墻底漆,且外墻底漆不能和面漆混合一起施工、不能加水稀釋,否則墻面則易產生泛堿、泛鹽、泛白、泛色等畫地圖現(xiàn)象。整塊墻面應采用同一批次生產的墻漆施工,如上一批次墻漆少量剩余,不夠整塊墻面滾涂施工時,應將上一批次少量剩余的墻漆做為第一遍面漆施工使用,整塊墻面第二遍面漆全部采用第二批次的面漆施工,保證整塊墻面顏色相對一致。新墻面粉刷灰色水泥后不能有泛堿析鹽現(xiàn)象產生,必須干燥15天以上,濕度應小于85%,否則墻面容易產生起泡、剝落、泛堿、泛白、泛色等現(xiàn)象,影響漆膜質量。每次所配墻漆應盡量在2h內用完,避免被有機溶劑污染,未用完的應蓋好

16、桶蓋進行保存。施工墻體質量驗收,進行實驗應在施工完10天以后方能進行。5 水性涂料噴涂施工操作技巧噴涂法是水性涂料施工最主要的方法之一,用噴涂法涂飾物體表面,可獲得薄而均勻的涂膜,對于幾何形狀各異,有小孔、縫隙、凹凸不平之處,涂料均能分布均勻;對于噴涂大物面,較涂刷更為快速而有效。但用噴涂法進行施工也須掌握一些操作技巧。用潔凈的水將涂料調至合適噴涂的粘度,以涂-4黏度計測量,合適的粘度一般是2030s。如一時沒有粘度計,可用目測法:用棒(鐵棒或木棒將涂料攪勻后挑起至20cm高處停下觀察,如漆液在短時間(數(shù)秒鐘內不斷線,則為太稠;如一離桶上沿即斷線則為太稀;要在20cm高處剛停時,漆液成一直線,

17、瞬間即斷流變成往下滴,這個黏度較為合適。空氣壓力最好控制在0.30.4MPa。壓力過小,漆液霧化不良,表面會形成麻點;壓力過大易流掛,且漆霧過大,既浪費材料又影響操作者的健康。噴嘴與物面的距離一般以300400mm為宜。過近易流掛;過遠漆霧不均勻,易出現(xiàn)麻點,且噴嘴距物面遠漆霧在途中飛散造成浪費。距離的具體大小,應根據(jù)涂料的種類、黏度及氣壓的大小來適當調整。慢干漆噴涂距離可遠一點,快干漆噴涂,距離可近一點;粘度稠時可近一點,黏度稀時可遠一點;空氣壓力大時,距離可遠一點,壓力小時可近一點;所謂近一點遠一點是指1050mm之間小范圍的調整,若超過此范圍,則難以獲得理想的漆膜。噴槍可作上下、左右移動

18、,最好以1012 m/min的速度均勻運作,噴嘴要平直于物面噴涂,盡量減少斜向噴涂。當噴到物面兩端時,扣噴槍扳機的手要迅速的松一下,使漆霧減少,因為物面的兩端,往往要接受兩次以上的噴涂,是最容易造成流掛的地方。噴涂時要下一道壓住上一道的1/3或1/4,這樣才不會出現(xiàn)漏噴現(xiàn)象。在噴涂快干漆時,需一次按順序噴完,補噴效果不理想。在室外空曠的地方噴涂時,要注意風向(大風時不宜作業(yè),操作者要站在順風方向,防止漆霧被風吹到已噴好的漆膜上造成難看的粒狀表面。噴涂的順序是先難后易,先里后外。先高處后低處,先小面積后大面積。這樣就不會造成后噴的漆霧飛濺到已噴好的漆膜上,破壞已噴好的漆膜。6 水性建筑涂料涂裝的

19、常見弊病、原因分析和防治措施建筑涂料的涂裝是呈現(xiàn)建筑涂料質量完美化的重要一環(huán),隨著社會的發(fā)展,涂料的應用已經越來越廣泛,在城市的建設和美化中,涂料成為裝扮城市的要素之一。但在水性建筑涂料的應用中會碰到各式各樣的問題,它會導致建筑物的表面出現(xiàn)缺陷、影響光澤和耐沾污性,降低涂層屏蔽性,使之整體效果大打折扣,嚴重影響涂料的使用壽命。在建筑涂料涂裝中,常見主要弊病及原因分析和防治這些質量問題的措施有如下方面。6.1乳膠漆縮孔涂膜的表面缺陷主要是凹陷、針孔、以及邊角的縮邊或厚邊等現(xiàn)象。涂膜表面凹陷有兩種情況,一種是圓形凹陷、一種是六角多邊型凹陷。涂膜表面出現(xiàn)的凹陷是由表面張力梯度造成的,由于涂料組成的變

20、化和溫度變化導致表面張力不均,流體由低表面張力處流向高表面張力處,結果在流體表面形成凹陷,也稱為Maragoni效應,最終出現(xiàn)邊緣隆起、中心下陷成圓形的縮孔,或邊緣隆起、中心下陷為六邊形槽的貝納爾多旋渦。縮孔中心有低表面張力的物質存在,其與周圍的涂料存在表面張力差,這個差值就是縮孔形成的動力,促使周圍的液體流體向四周背離它(縮孔污源而流開成凹陷縮孔。當乳膠漆施工于底材上,剛形成的濕膜是不平整的,有刷痕、接痕等。依靠乳膠漆的表面張力使?jié)衲け砻媪髌?因為平整的表面有最小的表面積,即最小的表面能。濕膜的流平過程就是濕膜表面表面張力的均化過程。均化過程可受到濕膜厚度、溶劑揮發(fā)、表面張力差和黏度的影響。表面張力差是流平的動力,余者都是對流平的制約。含有表面活性物質的涂料,在濕