涂层起泡原因及控制

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1、涂层起泡原因及控制摘要：随着涂料工业的发展，涂料的表观效果日益引起人们的关注。涂层起泡的原因是基材表面残存水、氧化物、可溶性盐等污物，使其局部附着不牢，引起水、水汽及腐蚀性物质等的渗透侵入，或涂层表面残留 的水、空气、溶剂等在温度变化时膨胀起泡。可以通过控制生产工 艺，调整工艺配方，严格施工操作等手段加 以控制。随着涂料工业的快速发展，涂料的品种、档次不断升级，高级涂料特别是汽车漆、木器漆、卷材涂料等迅猛发展，人们对涂料的保护性、装饰性提出了很高的要求。因此，涂料的表面状态很是引人关注。气泡的存在，严重影响了涂膜的外观效果，往往会造成涂膜缩孔、针孔、疵点、鱼眼等弊病。所以涂层气泡问题，已不仅

2、影响到涂膜的保护效果，而且也大大影响了涂膜的装饰效果。涂料起泡现象一直贯穿于涂料生产、储存、施工以及使用的全过程，涉及的问题较多，本文就溶剂型涂料施工及使用中的起泡问题作一分析，提供几点控制方法，以解决涂层起泡的问题。1气泡的特征及分类气泡是涂层表面出现的细小的肉眼可见至数毫米直径的泡，它是不溶性气体在外力作用下进入液体之中，并被液体互相隔离的一个非均相体系。涂料中的气泡是气体在涂料液体中的分散形式，它是 一 种典型的热力学不稳定两相体系：气泡的存在增加了涂料体系的表面积，即增加了体系的能量；当气泡破灭后，体系的总表面积大大减少，于是能量也相应降低。所以，存在气泡的涂料体系始终处于热力学的不

3、稳定状态中。在涂料生产过程中，气泡作为干扰因素出现，使涂料产品在应用时产生表面缺陷，既有损外观，也会影响涂膜的防腐性和耐候性。气泡通常是涂膜附着力不足的体现，对于防腐涂料而言，它往往是其防腐能力不足的最先外观表征。气泡有大小，泡内可以含液体、蒸汽、其它气体 或结晶物。泡的尺寸多依赖于涂料对基材表面的附着力、泡内液体或气体的压力以及为了跟涂料基材的附着力保持平衡而将涂膜拉伸反向顶起的程度。按其形态，气泡可分为泡和泡沫两种。泡是指单 个的球形的微小的空气分散在高粘介质中的小泡。溶剂型涂料产生的气泡多为此类。泡沫则是出现在 易起泡的介质分散时，由于空气的填充密度大，往往 会产生大量的气泡，因为空气

4、和液体的密度相差很大，气泡会很快地上升到液面，形成以少量液体构成的依靠液膜隔开的气泡密集体。水性涂料起泡多为 此类 。2气泡产生的原因起泡通常是伴随涂层老化过程发生的，从此意义上说，起泡可分为膨胀起泡和腐蚀起泡两种。溶剂型涂料在涂布成膜后，都残留有一定的溶剂，这些溶剂有的甚至可以存在数十年。另外，涂膜可以认为是一种半透膜，水、水汽等小分子可以透过，而对 一 些溶质则不易透过，因而会产生渗透压。Van．derMeerLerk和Heertjes证实涂膜在多数情况下存在渗透压。起泡是因为涂层局部失去附着力，受泡内气体或液体的压力离开基底(底材或下涂层)鼓起，使涂膜呈现似圆形的凸起变形。这种变形在涂

5、膜干燥过程中可以消失，也可以永久存在。所以起泡必须具 备两个条件：一是涂层具有透水透气性，所有的涂膜 都不例外，只不过随涂料品种不同，透水速度有差别而已。其二是涂层与底材之间存在附着缺陷，如润湿不良、漏涂、尘土、油污、可溶性物质(如工业大气所形成的硫酸盐“巢”，磷化处理时未洗净的残留盐，涂膜打磨后用自来水洗涤后残留痕量的盐，某些水溶性太高的颜料，甚至手接触底材残留下的皮肤分 泌物)等。当在高湿环境或与水接触时，水或水蒸气 透过涂膜凝结在这些地方，当温度升高时，它们膨胀产生应力，促使附近的涂层附着破坏，从而导致泡的产生、扩大。大多认为涂膜起泡通常有以下几方面 的原因。21基材表面处理不当基材表

6、面氧化物、可溶性盐等物质是涂层起泡的诱发点。由于基材表面沾染蜡质、油污、尘土、可溶性盐等物质，或基材表面有潮气、水珠或挥发性液体存在，或表面处理时，工件凹处有锈、潮气等，造成涂膜干燥后，这些地方的涂层与基材表面附着不牢，潮气积聚于低附着力区域，使这些区域中积聚液相或气相。当温度变化时，其受热膨胀产生的蒸气压是气泡生成的主要原因。此时，涂膜愈厚，起泡的倾 向愈大。当涂层很薄，又处于潮湿环境中，将会发生 渗透，渗透压是气泡生成的主要原因。当处于湿热环境中，蒸汽压、渗透压双重作用更会加剧气泡产生。未除净的锈蚀、氧化皮等与涂料中某些物质或从涂膜微观通道内渗人的水、气体、腐蚀介质反应，生成气体，加上环

7、境温度、湿度的影响，也会造成涂层起泡。这种现象多出现于高级涂装采用油性腻子，由于石膏凝胶中的水分或木器件潮湿时涂漆，在受热情况下，也可导致气泡；前一层涂料涂好，涂膜将干未干时遇雨，存在潮气或水珠涂面漆也会产生气泡。已腐蚀的表面，基材空隙中残留盐和氧化物，腐蚀性气体(如硫化氢、氯化氢、二氧化碳等)穿过涂层而被吸收，将涂层推离表面也会引起起泡或腐蚀性 气体渗透进涂膜与表面发生反应，同样也会引起渗 透压起泡。2．2