环保型单组分塑料涂料产品质量控制

data-full-width-responsive="true"> 1 引言近年来，音响器械、精密医疗器械、计算机、手持电话、玩具等设备的外壳大多采用轻便的塑料壳体。但是，塑料除本身耐环境腐蚀性不甚理想外，在加工成型过程中其表面也常产生各种缺陷，因此在使用这些塑料件时，为了提高其表面装饰性，延长使用寿命，必须进行表面涂装。而目前对塑料涂料的产品质量尤其是环保方面的要求越来越严格，本文就环保型单组分塑料涂料产品的质量控制进行探讨。2 原材料进厂质量控制环保型单组分塑料涂料原材料（包括树脂、颜料、铝银浆和溶剂等）的进厂检验是非常严格的。通常的做法是在供应商送货后取样到实验室做一些常规性能（如外观、固体含量、细度、黏度、贮存稳定性、色相、密度、挥发速率等）的检测，样品合格后方可接受供货并投入使用，这样避免了一些潜在的生产风险，基本上保证了同一产品不同批次间的稳定性，为稳定生产奠定了基础。21 树脂的质量控制环保型单组分塑料涂料所采用的热塑性丙烯酸树脂可分为固体树脂和液体树脂，检验时可先将固体树脂用溶剂按一定比例溶解再进行检验，树脂质量主要控制以下几个项目。⑴外观：目测观察树脂的颜色、透明度及是否含有杂质。⑵固体含量：将少量试样置于干燥及准确称量的器皿内，使试样均匀流布于器皿的底部，在规定的温度下烘干至恒量，计算剩余物质量与试样质量的比值。⑶黏度：目前比较常用也是很方便的一种方法是使用流出杯测定流出时间来表示涂料的黏度，具体见GB/T 675341998；若树脂黏度在20 ~ 150 s 之间，也可采用涂-4 黏度计按GB/T 17231993 进行检测。⑷细度：树脂细度一般在10 m 以下，可使用量程为50 m 的刮板细度计，具体见GB/T 17241979。⑸贮存稳定性：一般采用在自然条件或人工加速老化条件下贮存一定的时间，测定相关性能的变化。22 颜料的质量控制⑴重金属等有毒物质含量测试：环保型单组分塑料涂料所采用的颜料必须是无毒的，首先选材时就要考虑颜料中是否含有Pb、Cd、Hg、Cr （VI）（六价铬）、PBB（多溴联苯）、PBDE（多溴二苯醚）等有毒有害物质并且是否符合欧洲ROHS 指令要求。此项目一般交于具有检测资质的机构进行检测。⑵色相：一般要求批次间色相保持一致，才能做出颜色稳定的产品，可按GB/T 18641989 进行检测。⑶遮盖力：将颜料和树脂研磨成色浆，均匀地涂刷于黑白格玻璃板上，使黑白格恰好被遮盖的最小颜料用量，以g/m2 表示。具体见GB 17091979。23 铝银浆的质量控制铝银浆进厂检测项目主要有色相、遮盖力、粒径和闪光效果对比。将铝银浆和树脂按一定比例混合搅拌均匀后，倒少许于黑白格纸上，用拉棒涂覆均匀，低温烘干，对比观察铝银浆之间色相、遮盖力、粒径和闪光效果的差别。24 溶剂的质量控制⑴外观：目测观察溶剂的颜色、透明度及是否含有机械杂质、不溶水等。⑵密度：取足够量的溶剂盛于量筒内，于（201）℃恒温，将相应的密度计缓缓放入量筒内，稳定2 min后，读取密度计上的刻度，即为密度值。⑶挥发性能：用夹子将事先放在干燥器中干燥好的定性滤纸夹住，放入木箱中，转动夹子使滤纸水平放置。恒温恒湿下滴1 滴被测溶剂于滤纸上，开动秒表，观察被测溶剂痕迹消失的时间，即为被测溶剂的挥发时间。具体见GB/T 17531979。3 涂料生产过程中产品质量控制环保型单组分塑料涂料产品质量控制项目主要有装饰性、机械强度、抵抗外来介质和气候老化破坏等，主要考查的项目有以下几项。⑴黏度：用涂-4 黏度计按GB/T 17231993 进行检测。⑵固体含量：GB/T 17251979（89）《涂料固体含量测定法》规定的检测方法是用玻璃培养皿和玻璃表面皿，在鼓风恒温烘箱中测定。等效采用ISO15151973《色漆和清漆挥发物和不挥发物的测定》的GB/T67511986 中规定可用玻璃、马口铁或铝质的直径约75 mm 的平底圆盘，在鼓风恒温烘箱中进行。其基本原理一样，将涂料在一定温度下加热焙烘，干燥后计算剩余物的质量与试样的质量比，以百分数表示。⑶涂膜的外观性能：作为装饰性的重要体现，外观很受用户的关注。制备的涂膜样板干燥后，检测涂膜的表面状态，通常在日光下肉眼观察，可以检查出涂膜有无缺陷，如颗粒、起泡、起皱、缩孔等。其色差应尽可能小，保持批次间颜色一致。⑷机械性能：附着力是漆膜最基本的性能，必须首先保证，如果附着力差，漆膜的其它性能再好也是徒劳。测定漆膜附着力的方法较多，目前常用且简便的方法是划格测定法。耐磨性测试是用带砂橡皮以约300 g 力擦磨涂膜达到指定次数，以是否有露素材或底色作为判断是否通过的标准。涂膜的耐磨性能与硬度有一定的关系，因此漆膜的硬度也必须达到一定的要求，一般铅笔硬度应不小于H。⑸耐酒精擦拭性：考查涂膜耐酒精擦拭的抵抗能力。达到规定的擦拭次数后，以擦拭喷漆部位是否露出底材或者织物上是否粘有底漆颜色作为判断是否通过的标准。⑹耐电压性：考查漆膜可承受的最大电流量，以无火花或报警现象为准。⑺耐高温高湿性：评价涂膜在规定温度和湿度的环境中，是否有起泡、脱落和失光现象，以及附着力等机械性能降低的状况。⑻耐腐蚀性：主要考查涂膜对酸、碱和盐的抵抗能力，一般有点滴法与浸泡法2 种测试方法。⑼耐老化性能：用人工加速老化及户外曝晒2 种方法，评价涂膜在外观或性能上的变化，要求外观无粉化、起泡、开裂等缺陷，光泽损失、颜色变化及附着力下降等均应在可接受的范围。4 涂料施工过程中产品质量控制环保型单组分塑料涂料产品在施工过程中影响其质量好坏的因素主要有施工环境、工件的前处理和涂料的调配与喷涂。41 施工环境环保型单组分塑料涂料多数采用空气喷涂的方法，施工环境对涂装效果有相当大的影响。一般要求涂装环境要明亮、不受日光直晒，温度和湿度合适，空气清洁、风速适宜，防火条件好。空气中的尘埃对涂装效果的影响特别严重，必须采取防尘措施，不同的涂层要求不同的防尘标准。雨天或气温在5 ℃以下、相对湿度在85％以上时施工效果都不太理想。42 底材处理环保型单组分塑料涂料主要喷涂于各种塑料、玻璃钢等底材上，其经常使用的表面处理方法主要有以下几种。⑴打磨处理：在经过除去附着于表面的脱模剂和油脂后，有时可用细砂纸、打磨辊筒等使表面略加粗造，从而提高表面的机械附着力，另一方面还可以打掉塑料表面部分凸出的疤痕。⑵溶剂处理：清除脱模剂、机油、灰尘和其它污染物等，通常可使用氯化烃类溶剂。43 调漆及施工条件环保型单组分塑料涂料调漆时用涂－4 杯控制黏度为（112）s。空气压力最好控制在03~ 04 MPa，压力过小，漆液雾化不良，表面会形成麻点；压力过大易流挂。低温烘干或常温自干。44 施工性能施工性能会影响涂装的效率与成本，故涂料施工性能的控制越来越重要，目前，涂料的施工性能指标基本上都是根据涂装工艺的实际情况而定。⑴遮盖力：涂料遮盖力检测基本上使用黑白格纸测定法，见GB/T 17261979(1989)。一般来说，白色、黄色、红色等面漆遮盖力较差，黑色、银色遮盖力好，施工中若喷涂至能够遮盖住底色时的厚度在工艺上不可行，达不到其遮盖水平，则颜色一致性很难保证，故遮盖力的高低对色差的控制有很大的影响。⑵流挂（针孔）极限：在标准环境条件下产生流挂（针孔）时对应的漆膜厚度，即表示该涂料的流挂（针孔）极限或抗流挂（针孔）性能。⑶重涂性：检验当漆膜受环境污染或喷涂时产生缺陷而需要返修，重涂后其性能的保证状况。⑷对环境的敏感性：塑料涂料在施工过程中，涂膜受环境影响产生缩孔、杂质等弊病的抵抗力。5 常见涂膜病态及分析51 泛白/白化空气湿度太大，涂膜中溶剂挥发吸收热量，使涂膜表面空气温度降低到露点，水蒸气冷凝渗入涂膜，造成涂膜相的分离而成乳白色（局部或全部）。主要原因有：施工环境湿度大，研究表明20 ℃，80％湿度即可发生白化；施工环境温度高，溶剂挥发太快，导致涂膜表面干燥速率过快；稀释剂溶解力不够，涂料中树脂的析出或稀释剂少，强溶剂少且挥发快。52 针孔涂装过程中，将气泡封闭于湿涂膜液体内，因气泡脱离较慢，湿涂膜与被涂物的润湿性不良涂膜表面局部或全部出现微小孔穴。主要原因有：涂料施工黏度高，调漆时搅拌时间过长，空气进入涂料中排不出来；喷涂空气压力大、口径小、距离近，一次涂装太厚，溶剂挥发困难；稀释剂不配套，挥发过快，涂膜表干过快；下层涂料干燥不良，就进行上涂；基材封固不良，气泡残留为针孔；强制干燥时初期温度太高；涂膜溶剂尚未充分干燥、被涂物尚未回复常温即进行下阶段涂装，溶剂因急速挥发而产生针孔；施工环境的温湿度高；涂料稀释剂中有油和水分；被涂物表面不洁；空压机中油水分离不够，空气中含水和油。53 咬底在干膜上施涂同种或不同种涂料时使下层涂膜发生软化、隆起或从底材脱离的现象(通常的如外观起皱)。主要原因：底涂未干就涂面漆；底漆溶剂溶解能力一般，面漆溶剂溶解能力较强且涂装过厚；底、面漆不配套。54 起痱子痱子形状与气泡很相似，但一般要小。痱子的起因主要有：漆料对底材湿润能力不够，或底材处理不净；溶剂挥发过快(使用挥发过快的稀料或加温过快)；单层施工过厚和每道间隔时间过短；漆膜未完全干燥即暴露于潮湿的环境中。55 流挂/垂流垂直面或倾斜面涂装时，涂料的黏度与干燥性不平衡，或涂装要领不佳，涂膜呈长柱或淋幕状下垂，尤其在边缘部分有流痕。其起因有：稀释剂添加过量，涂料施工黏度低，一次涂膜喷涂太厚，或间隔时间太短；喷涂距离太近，移动速度慢；喷涂出漆量太大；喷涂空气压力不均；涂料缺乏触变性；被涂面表面过于光滑；涂料中的溶剂挥发太慢；环境温度太低时更易发生，涂料与被涂物温差大；涂料中有密度太大的颜料，调漆时未搅拌均匀。6 结语随着环保型塑料涂料技术的日益成熟，对涂料产品质量的要求也越来越高，需要从原材料进厂、涂料生产过程和产品施工等各方面进行质量控制。涂膜性能的失效和各种缺陷的产生受多方面因素的影响，需仔细分析与解决。