水性漆附著力影響因素分析

文/時曉，韓強，陳婷婷，王文明

摘要：隨著環保要求的不斷提高，工業用油漆逐漸由溶劑型漆切換為水性漆，在后續加工清洗過程中零件易出現脫漆問題。本文從水性漆成分、施工工藝、環境影響及清洗工藝等方面開展水性漆附著力影響分析，優化工藝，減少脫漆問題。

關鍵字：水性漆；附著力

0?引言

目前國家對生產過程的環保要求越來越高，嚴格控制生產過程VOC的排放，促進制造業從傳統涂料向綠色涂料的轉型，實現制造業的綠色化與清潔化，是制造業涂料的技術發展趨勢。水性漆是以無毒無害無污染的水做溶劑或分散劑，與溶劑型漆相比，杜絕了有機溶劑的浪費，大大降低了涂料中VOC的排放量，是綠色環保高科技涂料。

工業產品，在生產過程需要噴涂油漆進行防銹。為保證附著力在噴涂前需要反復清洗，使用水性漆后，表面易出現脫漆問題，影響防銹性能及外觀。本文從水性漆成分、施工工藝、環境影響及清洗工藝等方面開展水性漆附著力影響分析，優化工藝，減少脫漆問題發生。

1?缺陷分析

1.1?生產工藝

我公司現生產中需要在產品表面涂裝水性漆，產品為鋼鐵材質，使用單組分丙烯酸水性漆，施工時在噴漆房內進行噴涂作業。噴漆工藝過程為：前處理清洗→水分干燥→噴漆→漆膜干燥→檢驗。

1.2?缺陷分析

成品在完成生產過程中，產品表面出現不同程度的脫漆問題，脫漆后容易導致銹蝕，同時會影響產品外觀。

產品脫漆問題的產生，主要從3個方面分析：一是丙烯酸水性漆附著力過低，丙烯酸水性漆附著力受多種因素影響，比如組成成分、施工工藝及環境因素等；二是加工清洗過程中清洗不徹底，導致附著力下降，從而出現漆膜脫落；三是生產過程中產生表面磕碰劃傷等，也會對水性漆附著力產生影響。

2?驗證分析

2.1?產品表面清潔度影響分析

漆膜附著力形成過程中，一個非常重要的參數是成膜過程中的表面張力，通常影響表面張力的因素包括漆的體系和基材表面質量（灰塵顆粒或者基材表面油污）。

與溶劑型漆相比，水性漆的溶劑主要是水，水的表面張力比有機溶劑高，導致水性漆在施工過程中對被涂基底的浸潤相對較差，容易導致漆膜厚度不均或縮孔類缺陷，影響漆膜附著力。對于鋼鐵表面來講，表面粗糙度等級在0.2微米，表面光滑，需要進行脫脂和形成致密磷化膜后才能保證漆膜附著力。

但產品在噴涂前生產過程中，其表面可能留存鐵屑、灰塵、油污，影響表面張力，同時噴涂施工后漆膜下存在異物，在漆膜干燥后造成點狀脫落。因此，產品表面清潔度對于水性漆附著力的形成 影響顯著，在噴漆施工前要對產品表面進行清洗，以保證產品表面清潔度。

2.2?水性漆組分影響驗證分析

水性漆組分主要包括溶劑、丙烯酸乳液、助劑以及顏填料。水性漆助劑是水性漆體系的重要組成部分，包括成膜助劑、分散劑、消泡劑、增塑劑等。水性漆中通常加入不同的助劑用于提高和改善水性漆及漆膜的各項指標性能。

驗證兩種不同組成的丙烯酸水性漆A、B對于產品脫漆問題的影響，具體組分含量見表1。采用這兩種不同組分的水性漆進行噴涂試驗，噴涂樣析能讓同批次產品，樣板為Q235鋼板（140mm×70mm×1.2mm），產品為當天同批次50件。采用漆膜厚度儀對樣板進行漆膜厚度檢測，采用GB/T 9286-1998《色漆和清漆 漆膜的劃格試驗》對樣板和產品進行附著力檢測。產品在同一加工廠進行加工驗證，跟蹤并統計脫漆率情況，結果見表2。

表1?水性漆A、B組分含量

表2?檢測結果

從驗證結果可知，不同組分的水性漆在噴漆中均能保證其附著力達到0級標準，但在成品使用過程中脫漆率有明顯不同。分析認為原因可能是由于組分不盡相同，A漆采用的助劑可能與后續產品使用過程中的環境影響因素有關，漆膜附著力降低，導致使用中出現脫漆。因此不同組分水性漆脫漆問題也需要結合具體生產工藝進行分析。

2.3 水性漆施工工藝影響分析

2.3.1?噴涂影響分析

由于產品表面局部結構有些復雜，多數都是采用噴漆，因此局部區域易出現積漆問題。驗證水性漆施工采用噴涂和刷涂工藝對漆膜附著力的影響，使用樣板進行試驗驗證，噴涂和刷涂各4塊樣板，檢測漆膜厚度及附著力，結果見表3。

表3?樣板漆膜厚度及附著力

從測試結果可知，噴涂和刷涂兩種工藝對于漆膜附著力無明顯影響。在測量過程中發現刷涂工藝的漆膜厚度均勻性要差于噴涂工藝，同時，水性漆噴涂霧化過程有助于水分的蒸發，更有助于漆膜的快速干燥，提高漆膜性能，所以施工過程優先選擇噴涂工藝。

2.3.2 漆膜厚度影響分析

通常認為水性漆施工時可以在濕表面和潮濕環境中直接涂覆施工，因此我們的施工工藝只要求水性漆漆膜厚度≥26微米，未規定其上限。驗證漆膜厚度對附著力的影響，采用產品進行試驗，選用同一產品噴涂左側一層后，噴涂右側一層，廠內檢驗附著力均為0級，后送用戶使用后，觀察其脫漆情況。

從實觀察分析可以得出，漆膜厚度對附著力的形成影響不大，但對后續使用過程的附著力保持存在影響，因此在生產過程中需要保證漆膜附著力及防銹作用的前提下，盡可能控制粘度和流平性，將漆膜厚度控制在較低的水平，同時還能降低成本。

2.4 環境因素影響驗證分析

水性漆的溶劑是水，由于水的汽化熱很高，因此水性漆的干燥過程受環境的溫度和濕度影響更大，繼而影響水性漆成膜后的附著力。從圖1可以看到，溫度10-35℃，相對溫度40%-70%是水性漆的最佳噴涂施工環境，必須對水性漆噴涂過程進行溫度和濕度控制。

圖1?水性漆施工環境

在實際噴漆過程中，噴漆房控制環境溫度為25℃，噴漆完成后烘干15min，后續對提高烘干溫度能夠提高漆膜質量進行試驗驗證。
分析認為，噴涂施工完成后，高溫烘干能夠有效促進漆膜中水分的揮發，漆膜固化，減少漆膜與產品表面間的間隙，減少附著力的變化，從而減少脫灑漆問題的發生。

3 結語

通過對水性漆附著力變化及脫漆問題產生的原因分析和試驗對比，針對此問題，可以通過以下方面著手解決：

1）做好產品表面清洗，提高產品表面清潔度，避免灰塵顆粒和油污對附著力的影響。

2）調整水性漆組分，避免在后續使用中造成附著力降低。

3）選擇合適的漆膜厚度，在滿足性能要求的前提下，盡可能降低厚度，避免起皮缺陷，降低成本。

4）如有條件，施工后高溫烘干可以有效提高漆膜的附著力和質量。

5）盡可能采用清洗設備，控制清洗壓力和清洗溫度，可以有效避免脫膜問題發生。