水性漆气泡解决方法.docx

水性漆气泡

随着汽车行业的蓬勃发展,在传统工业模式下,资源消耗和污染排放给人类生存环境所带来的危机也越发显著。涂装工艺是汽车制造过程中“三废”排放最多的环节之一,因此,建设资源节约型、环境友好型汽车涂装生产线对汽车工业的健康发展极为重要，也是企业履行社会职责的重要一环。水性涂料以水作为主要溶剂,在环保上有显著优势,如危废物排放低,可减少施工过程中火灾危害性，且其涂装工具主要用水清洗，可大幅度减少醇醚类清洗溶剂的消耗，以降低涂装工艺对环境造成的污染。但水性涂料对涂装的工艺要求比溶剂型涂料更高，水性涂料中60%~70%的溶剂是水,在喷涂后不易挥发,其中针孔气泡是施工应用过程中普遍存在的缺陷，占水性漆所有现场问题的30%40%，影响涂膜品质，降低生产开动率及增加返修成本。本文通过对水性色漆局部气泡不良问题的分析调查研究,并结合气泡产生的原理和现场实际调查,提出了相关的解决对策，对有效管控车身色漆质量问题具有重要的指导意义。

1.气泡不良产生原理

水性色漆气泡产生的原理主要是色漆湿膜在闪干脱水的过程中表干过快,色漆涂膜中气体(溶剂蒸气、水蒸气、膨胀空气)未完全突破色漆层而残留在漆膜中,喷涂清漆后经烘干炉进行完全烘烤时,短时间内气泡向上溢出时(未突破清漆层,若突破清漆层则会形成针孔)将涂膜顶起形成水胀状隆起，从而产生气泡不良,如图1所示。

问题背景及现状调查

某水性涂装车间在生产A车型B颜色时发生批量外装色漆气泡不良，该车型其他颜色均无此现象发生。通过机、料、法、环4M分析,对A车型B颜色批量外装色漆气泡不良展开详细调查。

对气泡不良发生部位、发生率进行统计汇总,结果见表1。通过对不良的统计分析发现，气泡主要发生在A车型内外装交接面、四门腰线附近及腰线以上部位,形态为清漆层浅气泡,且两条产线各勤务时段生产的车身均有气泡不良发生,发生率均等。

对色漆喷房的温湿度和风速进行确认,温度为25C相对湿度为70%、风速为0.3~0.4m/s,符合水性色漆喷涂环境要求,喷涂环境正常。对机器人旋杯转速和成型空气等喷涂工艺参数进行确认，与其他颜色无明显差别。对色漆及清漆黏度进行测量确认.均符合黏度基准要求。

对车身各部位的色漆单层膜厚用试验车粘贴试板的方式进行测量,结果见图2。其中,内外装交接面(前后门交接面、后翼交接面)色漆膜厚略高于基准膜厚,四门腰线及以上部位色漆膜厚处于正常范围内,这表明内外装交接面气泡多发与该部位膜厚偏高存在关联。

4)通过试验车对闪干炉炉温进行确认,气泡不良易发生部位(交接面、四门腰线及以上部位)与正常部位炉温无明显差别，闪干炉炉温曲线符合烘烤窗口要求.而气泡不良易发部位(四门腰线及以上部位)闪干炉升温速率略高。

通过对气泡不良易发部位和正常部位的闪干炉风速及风口方向进行调查,发现气泡不良易发部位(四门腰线及以上部位)的风速略高于其他部位风速，且出风口方向正对着四门腰线附近，这表明四门腰线及以上部位气泡产生与风速和风向有关,结果见表2。

通过对同一厂家不同涂料成分中消泡剂种类及含量对比，发现B颜色中消泡剂种类与其他颜色致,各颜色消泡剂含量配比稍有不同,结果见表3。

原因分析及验证

根据现场调查的情况,初步判断B颜色产生气泡不良的原因可能有如下几个方面，并对此依次展开验证试验。

3.1漆膜厚度

分析:受色漆内装漆雾影响,内外装交接面色漆外装膜厚偏厚，导致在闪千过程中色漆漆膜内溶剂及水分不易冲破漆膜挥发出来,漆膜中过多的溶剂、水分在烘干炉完全烘烤时，短时间内向上溢出将涂膜顶起形成水涨状隆起,从而在内外装交接面处产生气泡不良验证:通过色漆机器人喷涂参数叶出量的梯度语整，利用试验车贴板进行喷涂测试来验证色漆单层脑厚与气泡不良发生的关系,结果见表4。由表4可知随着色漆单层膜厚增加,气泡个数逐渐增多,这表明内外装交接面处气泡的产生原因与色漆单层膜厚偏厚有关。

注:闪干条件80C5min通过;清漆膜厚30um;烘烤条件140C20min保持。

3.2喷涂设备

分析:B颜色色漆机器人喷涂参数(旋杯转速)的设定值调整可提升雾化效果,雾化能力增强,涂料喷涂过程中更有利于空气泡挤出,从而抑制气泡的产生。

验证:通过调整旋杯转速进行试验车试板喷涂测试来验证旋杯转速与气泡不良发生个数的关系，结果见表5。由表5可知,随着旋杯转速降低,气泡个数呈减少趋势,与试验前的预测分析相反，且经过多次验证均是相同结果。这可能是由于随着转速的升高,涂料雾化变好，同时涂装NV升高,溶剂挥发增加,留在湿膜内的溶剂减少:在烘烤升温情况下,溶剂含量的减少会使涂膜中水分或气泡逸出的时间减少，从而导致气泡的产生。因此,气泡的产生受雾化不良影响较小。

3.3闪干设备

分析:闪干炉内车身不同部位风速不均,四门腰线