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水性pu面漆常见漆病“痱子”产生原因及解决办法

时间:2021-12-30  来源:http://www.wxhlpu.com
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水性2K PU面漆凭借着其光滑、明亮,高丰满度的镜面效果以及良好的户外保护功能被广泛应用于涂料行业。然而,“痱子”是水性2K PU体系中一个常见的漆病,也是令众多工程师非常头疼的问题。本期,咱们就来聊聊“痱子”产生的原因及解决发方法。

我们都知道,“痱子”的形成是在漆膜干燥的过程中,首先,我们先了解一下水性2K PU的干燥成膜过程。

水性2K PU成膜过程
水性双组分聚氨酯涂料由水性羟基树脂和水性多异氰酸酯固化剂组成,在其干燥固化过程中,物理成膜和化学成膜往往不是孤立发生,常常是交替重叠进行。干燥过程中,伴随着水分挥发,乳胶粒挤压变形物理成膜,同时羟基树脂和多异氰酸酯固化剂发生化学交联反应,形成平整致密、网状结构的漆膜。
水性pu面漆常见漆病“痱子”产生的根本原因
    造成漆膜起“痱子”的根本原因在于:
涂膜在干燥过程中,由于涂层中混有气泡、水及溶剂蒸汽、交联反应的进行造成涂膜内部的气泡,要有一定时间和通道才能充分逸出涂层,如果涂层表面干燥过快,涂膜表面已形成软膜,气孔细微管道关闭,阻碍涂层下面的气泡和溶剂蒸汽自由挥发,致使涂层内的气泡和溶剂蒸汽在上升和逸出过程中受阻或上升缓慢,形成一定的气压将涂膜顶起或顶破,干后被封存于涂膜内部而形成极其微小的火山口针孔和鼓起的暗泡,即为“痱子”。

为什么水性2K PU比溶剂型更容易起“痱子”?

水性2K PU在完成两个组分的搅拌混合后,干燥过程中发生暗泡、针孔、起“痱子”等漆膜弊病的风险明显要比溶剂型PU大得多的原因在于:其处于有水环境且干燥受相对湿度影响更为明显。

水性双组份涂料中,异氰酸酯固化剂除了与含羟基的树脂反应之外,也与水发生反应,并且生成的产物有二氧化碳。厚涂时二氧化碳气体逸出不畅,很容易造成起痱子等问题。

水性pu面漆常见漆病“痱子”产生原因总结

过高的树脂羟值及低分子量的树脂。

固化剂加量太多,造成表干过快。

树脂和固化剂的相容性较差,降低了反应的选择性。

溶剂挥发过快,使得涂层表面过早成型,阻止剩余溶剂逸出。

喷涂涂膜过厚,高温条件。当涂层受到日光曝晒或干燥温度过高则会促使涂膜表面溶剂挥发速度大大加快,容易使涂膜表面迅速固化成膜,底层溶剂没有时间迁移挥发,造成涂膜出现针孔及“痱子”,而且涂层越厚这种现象越严重。

杂质的影响,水及酸值过高,反应生成二氧化碳气体,导致针孔、“痱子”等涂膜弊病。

涂料中有机硅类表面助剂过多,浮到涂膜表面影响体系的溶剂释放,使气泡不易破裂,最终形成针孔及“痱子”。

“痱子”的预防和解决方法有哪些?

树脂和固化剂的选择

选择合适的树脂和固化剂搭配,以及合适的当量比(一般情况下1.2~1.5)。此外,提高树脂与固化剂的相容性,提高反应的选择性。

助溶剂的选择

首先要考虑溶剂中不能含有可与异氰酸酯反应的水、游离酸和醇等物质,不能选择醇醚类及含水率高的溶剂。如果溶剂挥发太快,会影响流平效果,导致涂膜产生橘皮,涂膜内的气泡不能及时扩散和释放,就会残留在涂膜中形成“痱子”等表面缺陷;但溶剂挥发过慢,涂膜发黏,涂膜同样残留过多溶剂而起泡。应根据施工环境变化调节助溶剂的配比,获得较好挥发速率,赋予涂料最佳流动性,减少涂膜表面和底层的黏度差,使涂膜表面开放时间较长,有利于涂层内部的溶剂能不断渗透迁移到涂层表面而释放,使气泡从涂膜中逸出,从而增加起泡的临界厚度,有充足的流平时间使涂膜丰满平滑,增强涂膜表面的镜面效果。

提高漆膜的开放时间,保证涂膜表干前将涂层中混有气泡、水及溶剂蒸汽排出。加入高沸点溶剂可降低表面干燥速度,但需要注意强极性溶剂对HDI反应有阻滞作用,加入量过多会降低漆膜内部交联反应速度,影响漆膜的干燥程度。

助剂的影响

为了达到很好润湿和镜面效果,配方中会加入有机硅类的基材润湿剂、流平剂等。但很多有机硅类助剂对搅拌施工过程中产生的气泡有稳定作用,表面张力降低越多稳泡性越强,而且容易浮到涂膜表面并封闭涂膜表面,使涂膜内溶剂难以释放,使气体在涂膜内聚集并形成微小气泡,容易形成“痱子”或暗泡,在满足润湿和流平的前提下尽量选择低稳泡倾向的助剂。

此外,搭配合适的消泡剂,来避免气泡的形成或将已形成的气泡尽量排除。相容性优异,使用安全性高消泡效果优异,专用于对消泡剂特别挑剔的水性2K PU、水性烤漆,对消除暗泡、痱子有明显帮助。

施工条件

要控制好涂料的施工粘度,施工温度在1535℃,相对湿度小于75%最佳,避免在高温高湿、阳光直射的环境下施工。按比例配好涂料后,要用200目滤布过滤,过滤后静置10-20min后,尽量消除涂料中的小气泡后才能进行施工,且保证在活化期内施工。为减少针孔产生,一般喷漆后进入烘干室前,都要保证湿漆膜有10min左右的溶剂挥发时间(称为闪干时间或流平时间)。

通过配方设计合理选择原材料,对树脂和助剂及溶剂进行合理搭配,制备施工宽容性良好的水性2K PU,并加强涂装管理,合理施工,避免施工过程中出现的失误,才能有效解决亮光面漆易起“痱子”的弊病,保证涂装质量的稳定性,取得满意的涂装效果。

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