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客车漆膜起泡问题机制分析与探讨,车辆下线经雨淋曝晒后整车漆面出现不同程度的起泡问题
2019年10月03日    阅读量:1526     新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

某公司近日接到一批公交车订单,油漆产品由底至面全部采用公交公司指定用漆,车辆下线经雨淋曝晒后整车漆面出现不同程度的起泡问题。通过对起泡处的漆面作破坏性的断层剖解,发现起泡的位置主要集中于漆膜最底层的基材表面,且镀锌板、拉延板、铝板等材质的板材表面均出现不同程度的密集起泡现象,漆泡直径大小一般为1~5mm。


用刀片或硬质器具划刮漆膜,附着力也非常差(上车前小样试验漆膜附着力划圈法能够符合一级要求,笔者注);然而,笔者却发现图案漆及涂刮腻子的部位起泡现象相对较轻,部分腻子涂刮较厚的部位甚至没有漆膜起泡现象中国机械网okmao.com。该公司的漆前处理采用整体浸渍式的脱脂磷化处理,工艺相对比较稳定,除了所用油漆不同之外,执行相同工艺且同期生产的其他车辆均未发现起泡问题。


本次质量问题的显著特点是发“病”时间短,即涂装后1周内整车即会大面积出现起泡现象,而一般情况下此问题都是在车辆使用一段时间后才会出现;此外,起泡的原因一般为底层处理不洁净,有滞留的油污、水气或空腔气体向外逃逸而出现起泡问题,或底层存有盐渍在使用过程中吸潮膨胀所致。


而本次质量事故的出现显然与此不相干。施工期间属夏季高温多雨天气,下雨延续时间长,空气湿度大,但仅雨淋超过3 d的车辆出现起泡现象,而未经雨淋的其他同批车辆当时暂未发现。


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漆膜起泡原因分析

可能的原因一:漆膜干燥速度慢,固化不充分,交联密度小,导致漆膜屏蔽性差。在涂装完工(复合涂层)超过7 d的未经雨淋车辆上拆卸保险杠附件作整体浸水试验,12 h后从水中取出晒干发现表层有密集起泡现象,因此“固化不充分”原因排除。


可能的原因二:清漆涂层屏蔽性差。采用相同的指定底漆产品,分别喷涂不同厂家的清漆后,用蜡封边作浸水试验,3 d后均发现明显的起泡问题。


可能的原因三:漆膜在干燥过程中,烘烤温度高,溶剂挥发过快,导致漆膜的“孔道”效应明显,水分沿溶剂挥发时所产生的密集“孔道”乘虚而入,并在底层进行聚集,经曝晒水分集中向外挥发而产生漆膜变形、起泡问题。经对样板进行自然干燥且放置1周后再作浸水试验,仍发现有起泡问题。


可能的原因四:底漆耐水性差。对底漆作单层样板的浸水试验,7 d后仍未发现有明显的起泡现象。


交叉复合涂覆试验:采用不同的底漆产品分别喷涂不同的清漆再次作浸水试验,发现公交公司指定用的底漆与其他种类的清漆全部在3 d内出现了漆膜起泡问题,而其他底漆罩清漆后均未出现;因此,问题的矛头直接指向了指定用的底漆。

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漆膜起泡机制探讨

高聚物漆膜属于一种半透膜,在渗透压的作用下,水分可沿自由体积空腔自由出入,当然进出的难易程度与漆膜自身的交联密度,溶剂挥发的“孔道”多少、大小与漆膜厚度相关联。


其中涂刮腻子的部位未发现起泡是因为进入漆膜的水分被腻子截留了,而漆膜较厚的部位是因水分的进入通道变长而导致水分渗入基材表面的难度增加。水分携带部分氧进入基材表层后一方面可腐蚀电池,发生析氢反应,另一方面与底漆中亲水性的颜填料结合使其产生溶胀。


当析氢及溶胀所产生的内应力大于漆膜附着力时,漆膜产生挠变而出现起泡现象。水分进入漆膜底层后破坏底漆层与基材间的连接“桥”面,导致氢键或某些化学键产生断裂;同时范德华力及静电吸附力因水分的渗入而被明显削弱,使原本独立存在的“空穴”相互连接,液滴凝聚体积愈来愈大,再经曝晒水分向外挥发逃逸而产生起泡现象,并且也导致起泡部位的漆膜附着力变得异常差。


单层的底漆膜因涂层内颜填料含量高,疏松多孔,致密性差,使进入内层的水分容易溢出,同时也不会在内层快速聚集;因此,单层的底漆样板较罩清漆的底漆样板在耐水试验中的起泡现象要明显滞后。这一浸水试验现象也表明底漆的耐水性可能比罩清漆的耐水性试验效果优异。这往往会被业内人士所误解,在今后的底漆耐水性试验中也不妨采用加罩清漆的方式来作“加速”试验。


返修方案通过以上试验分析,本次漆膜起泡问题的原因可以断定为底漆问题。底漆采用的树脂体系较差,其成膜交联密度小或配方内含吸水性的颜填料量过高。漆膜起泡问题如处理不当将会严重影响车辆的外观效果及防腐质量。


由于车辆总装装配已完毕下线,因而制定了如下的修整方案:为防止施工过程中车身附件表面出现虚漆或翘边现象,先将车身外表的所有附件拆掉,再用角磨机配备打磨片将漆膜彻底清除干净,然后执行“整车除油→喷底漆→刮磨原子灰→喷面/色漆”工艺,最后再重新刮涂车身外表的所有玻璃胶缝(掩盖漆边),安装车身附件(各类标志、灯具、锁具、扣手等)。针对本问题的处理,虽然所付出的代价较大,耗费了大量人力、物力,但笔者期望能为汽车涂料制造企业未来在油漆配方设计及涂膜性能检测中提供一定的帮助。


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