data-full-width-responsive="true"> 汽车水性面漆缩孔缺陷问题探讨□ 康志新，胡正涛，宗言峰(长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)0 前 言涂膜缩孔缺陷是影响涂装车间生产的最大问题，也是涂装涂膜缺陷中最难预防和根除的问题。本文以某一水性涂装车间生产过程中产生的面漆缩孔缺陷的解决过程为线索，结合涂膜缩孔缺陷产生机理分析各个可能导致缩孔缺陷的因素，应用试验的方法具体分析真正导致缩孔缺陷的原因及最终的解决办法。1 表面张力与涂膜缩孔液体内聚力是形成表面张力的原因，液体内部每个方向都受到邻近分子的吸引力和排斥力，液体内部分子受到的分子合力为零，在液体和气体分界面上液体分子受到各个方向的引力是不平衡的，造成部分液体分子被拉到液体内部，液面有缩小的表现，宏观上表现为表面张力。涂膜缩孔的形成主要由于当底材表面由于组成的不均而导致表面张力的不均，在涂料涂布后，有些区或点上的湿膜铺展系数小于零，则湿膜将从这些区、点向四周回缩，以降低总表面能而形成缩孔。这些缩孔有的出现得早，有的较迟，这是湿膜的表面张力随着溶剂的挥发而逐渐增高的缘故。展布系数何时小于零就何时开始回缩。有时烘漆在晾干中并未出现缩孔，却在烘烤后才出现。这可能因为在表干过程中，展布系数已小于零，但湿膜已失去有效流动性，涂膜暂不能向四周回缩，在烘烤中，温度提高而又熔化了，从而产生缩孔。水的表面张力为726 dyn/cm，是涂料常用有机溶剂的25 倍，而且水的蒸发潜热大，是一般溶剂的5～7 倍，水较有机溶剂蒸发慢，致使水性涂料的烘干时间要长，涂膜和被涂物升温不宜过快，固化过程中烘干室的热容量要逐步增大需要分段升温，即升温、保温(除水)，升温、保温(干燥)。所以新型水性涂料相对溶剂型涂料不管在喷涂完成后流平过程中还是固化过程中都更容易产生缩孔，水性涂料通过添加表面活性剂来降低表面张力，提高浸润性能，对工件表面处理的质量要求更高。2 缩孔产生原因分析量产已经1 a的水性涂料涂装车间白色、黑色、银色车逐渐出现大面积缩孔问题，分布在整个车身不同部位，通过从人、机、料、法、环等方面排查可能引起漆面缩孔问题的污染来自：喷漆室送风系统、喷漆枪站压缩空气系统、涂料循环系统动力泵喉封液、循环系统调漆罐搅拌桨润滑脂。21 喷漆室送风系统将大小为A3的洁净马口铁板放置于中涂、色漆、清漆喷漆室静压室过滤棉上各2块，使喷漆室送风直接接触马口铁板12 h后，使用溶剂型清漆在清漆点检室喷涂至马口铁板上(为避免由于使用的清漆本身含可能造成缩孔的物质，取两种不同厂家的清漆)，喷涂湿膜状态均无缩孔出现，将马口铁板放在车身上通过烤房烘烤后也无缩孔出现。该试验证明喷漆室送风系统及烤房不会在生产过程中造成车身大面积缩孔。22 喷漆室喷涂枪站压缩空气生产线停线时用大小为A3的洁净马口铁板置于机器人旋杯出口约25 cm处(各线最少放置1块)，只开旋杯压缩空气，使压缩空气正对马口铁板，吹压缩空气至少5 min以上，然后在色漆、清漆点检室喷涂循环系统中溶剂型清漆或取清漆原漆倒在马口铁板上，经烤房(色漆预烘干、烘干)烘烤后也无缩孔出现，证明喷涂枪站压缩空气及色漆预烘干烤房不会造成车身大面积缩孔。23 车间涂料调和室循环系统人员会定期向液压泵加注喉封液保证液压泵工作中保持密封状态，由于喉封液加注量相对整个循环系统比例很小，考虑车身出现缩孔的数量，喉封液混入系统涂料中，有可能最终导致车身缩孔缺陷。由于白色车出现缩孔比例大，所以选择循环系统中水性白色涂料(排除可能由于压缩空气被污染等产生缩孔的原因)，取定期加入循环系统中的喉封液约50mL，为了放大喉封液的影响将喉封液分为3个比例：10%、20%、30%与白色漆混合后用喷枪喷涂至大小为A3的洁净马口铁板上，为模拟现场状态，先将马口铁板喷涂白色中涂漆，喷涂过程需保证中涂漆面洁净、无颗粒等缺陷，如有，在试验前需打磨处理，以免影响缩孔判断。含喉封液的白色涂料在湿膜及烘干后均未出现缩孔，说明液压泵喉封液不会引起缩孔缺陷。24 使用水性色漆水性色漆在出厂后运输至主机厂待使用的过程中会有一段时间的静置过程，在加漆时都需要搅拌2h左右才可加入至循环系统中，在静置过程中原漆会出现固体分沉降、水和溶剂上升的现象，固体分和溶剂的分离可能导致涂料本身变质从而产生可能引起缩孔的物质，为排除这一因素，特取水性银色涂料原漆桶静置10 d后表层涂料混入循环系统液压泵喉封液喷涂在洁净的马口铁板上，喷涂后观察湿膜状态下无缩孔，通过烘干后也无缩孔出现，证明原漆静置后及混入喉封液也不会析出可以引起缩孔的物质。25 水性中涂涂料表面出现气泡观察气泡表面反光类似汽油反射彩色光，与车间沟通前期从未出现过此状态，所以怀疑原漆中混入油脂类污染物，取液面处(气泡周围)涂料直接搅拌后喷在洁净的马口铁板上，湿膜状态观察未出现缩孔，烘干后未出现缩孔。试验证明水性中涂静置后表面气泡为正常的溶剂气泡，不会引起缩孔缺陷。26 循环系统副罐搅拌浆定期加注润滑脂随后取循环系统调漆罐搅拌桨润滑脂，按照大概5%、15%的量混入水性白色涂料中，搅拌均匀后喷涂至洁净的大小为A3的马口铁板上，观察湿膜状态下两个比例的白色涂料都出现大量缩孔，烤灯烘干后每个板也出现大量缩孔，且缩孔状态与车身缩孔状态一致，判定循环系统调漆罐搅拌桨润滑脂会造成漆面缩孔。但经过了解，搅拌桨润滑脂在加注至搅拌桨后不可能与系统中涂料接触，仔细观察循环系统调漆罐搅拌桨工作状态可以看出：在刚刚加注后润滑脂不会有太大变化，但是搅拌桨经过一段时间工作后润滑脂黏度逐渐下降，由于重力原因渐渐顺着搅拌桨流下。第一次加注可能不会与涂料接触，但是每一次的加注都会导致搅拌桨上的润滑脂增加流量，生产过程中不及时清理就会有机会直接接触到涂料，从而造成车身缩孔。将搅拌桨润滑脂更换后重新清洗输调漆系统后大面积的缩孔缺陷现象消除。3 结 语综上所述，造成车身涂膜缩孔缺陷的原因无外乎人员、设备、材料、涂装方式、涂装环境等方面，问题发生后需要从以上方面逐一进行排查，在排查某一个方面的原因时需要保持其
他因素在正常状态，每一个排查过程都需要仔细、全面地考察可能造成问题的原因，不放过每一个看似简单的过程。车身缩孔缺陷是困扰涂装生产的一大难题，尤其是在国家政策法规的约束下，汽车主机厂大量使用水性涂料，以达到环保的目的。但是由于水的表面张力大，相对溶剂型涂料更容易产生涂膜缩孔缺陷，造成车身离线修补甚至大返工，严重影响主机厂的正常生产以及新车的按时交付，所以控制涂装车间各种油品的来源、型号很重要，对操作人员的操作规范及预防问题的意识要求越来越高。需要负责涂装技术人员需与涂装管理者共同配合解决这一难题。
