浅谈涂装缩孔的原因和对策
摘要：针对某次漆膜缩孔弊病，验证压缩空气、涂料、空调送风等的影响，排查出主要影响因素，并制定出相应对策。
关键词：缩孔；污染；助剂
0 引言
缩孔是涂装中经常发生的涂膜弊病，其主要原因是涂层内存在比涂料表面张力低的杂质，涂料在表面张力差的作用下向两边收缩后出现的涂层凹陷状缺陷。缩孔处的涂膜不平整，其完整性被破坏，外观质量下降；而打磨返修无法消除，需要补漆，严重时甚至需要回线返喷，造成生产效率下降、成本上涨等问题。笔者结合某涂装生产现场缩孔的改善，对材料、工艺和设备等相关项进行排查确认，查出涂装缩孔的主要影响因素，并制定出相应对策。
1 现状描述
笔者所在涂装生产线缩孔不良率持续升高，生产班组抱怨极大，要求尽快改善。经过现场缺陷观察，大部分缩孔呈单点出现，显微镜下底层完好，且无可视异物。统计一段时间内缩孔颜色分布，结果见各颜色缩孔发生率有一定差别，但整体都处于高位。
为进一步锁定缩孔发生的涂层和工位，进行缩孔分段跟踪：分别在烘干出口统计色漆层缩孔位置；在喷漆检查站统计缩孔数量和位置。分析跟踪结果，发现色漆缩孔位置与干膜缩孔位置对应不上，湿膜检出的缩孔数量与干膜相同，但缩孔凹陷程度减轻。由此可以判断缩孔发生在湿漆位置，主要产生在喷涂段。
2 缩孔因素排查验证
为解决缩孔问题，组建改善团队，并利用头脑风暴汇总缩孔产生原因，经过反复论证，排除机器异常、底材异常等干扰项，将缩孔产生的可能原因缩小到6零点方面：
1）加料环节污染——过滤袋；
2）气源污染——压缩空气洁净度不足；
3）涂料影响——涂料受污染；
4）烘干污染——粘尘剂污染；
5）空调系统影响；
6）烘干炉强冷影响。
2.1 过滤袋污染验证
取8个过滤袋，每2个为一组，分别浸泡在涂料、稀释剂、助剂和固化剂中。在浸泡4小时和24小时后，取上述材料调漆，喷涂到黑色湿膜板上，均未出现缩孔，判断过滤袋不会污染涂料，不会造成缩孔。
2.2 压缩空气污染验证
检查压缩空气管路，发现透明气管内存在液态物质（见图3），拆除软管，缓慢打开气管阀门吹气，并用一次性杯盛接，目视可见液态异物吹出。将此液态异物拌入涂料中，喷板出现缩孔（见图4）。使用验证过无污染的空气吹扫气管路，直至管路内不再吹出液态异物；并用管路末端处排出的气吹板10min，喷漆验证不出现缩孔的情况下，产品涂装缩孔没有得到明显改善，判断空气污染是造成缩孔的可能原因，但并非主要原因。为排除空气对缩孔排查的干扰，提升现场使用的空气品质至工业级高纯度，并在使用前进行气嘴清洁和吹板缩孔验证。
2.3 压缩空气洁净度确认
现场各站使用的压缩空气制备流程为：压缩机压缩（内含出水除油过滤罐）→储气罐→冷干机→吸附式干燥机→空气总管→使用现场。所制得压缩空气至少经过4道除水除油工艺，管路露点测量在-70℃左右，远优于涂料施工要求。为更直观地确认压缩空气品质，使用油蒸气测试各喷漆机的压缩空气含油量，测量结果压缩空气油蒸气含量为0.003mg/m3。满足要求。随机取喷房左边喷漆机压缩空气吹板30min，喷涂后未出现缩孔，判断压缩空气不是造成缩孔的原因。
2.4 涂料受污染的验证
取现场涂料样品与供应商新制备的涂料标准品，送第三方检测机构进行红外分析和气相色谱分析。红外图谱显示：涂料标准样和现场涂料主体树脂部分基本无差异，未见明显其他不同物质；气相色谱显示：涂料标准样和现场涂料无明显差异。故判断缩孔非涂料受污染所导致。
2.5 涂料抗缩孔性能验证
现场开展涂料缩孔验证，验证方法为：用烧杯取一定量的涂料，往烧杯中加入磁子搅拌器，使用锡箔纸盖住烧杯后，将烧杯放在磁力搅拌器上搅拌。搅拌强度以液面出现深度5~10mm漩涡为宜。搅拌4h后，使用小勺子取漩涡表层的涂料，加入相应稀释剂和固化剂后搅匀，装入壶子喷枪喷涂在色漆上，烘烤确认缩孔。分别对不同厂家的涂料开展验证，结果见表2。
图片
试验结果表明，现场使用的A厂家涂料抗缩孔性能不如B厂家。A供应商对涂料展开分析，前期为改善现场问题在涂料内添加的低级性助剂，在使用过程中出现聚集或者富集，导致喷涂后出现局部表面张力不一致，进而引发缩孔。为此，A供应商制作了一批新的涂料，取消了低极性助剂，转换涂料系统内涂料，统计转换前后的涂料缩孔不良率从8.1%降低至2.5%。
2.6 烘干污染
为改善涂料层上的烘房颗粒，前期在烘干炉升温段和保温段壁板涂布有黏性粘尘剂。粘尘剂涂布前做相应缩孔验证，缩孔试验方法是将粘尘剂涂在铁板上，和喷涂的验板一同放入烘炉内90℃烘烤15min，再将试板喷涂涂料，观察湿膜无缩孔；将喷涂涂料后的试板放入烘炉中，150℃烘烤30min后取出，确认干膜也无缩孔。笔者现场确认发现，由于粘尘剂涂布量偏大，在受热后流淌到出风口位置，可能会被吹到产品表面形成缩孔。为验证粘尘剂的影响，笔者安排保洁人员在停线后，使用刮刀清除壁板粘尘剂，再用溶剂擦拭防止粘尘剂残留。对比粘尘剂去除前后，缩孔发生率并无改变，判断非粘尘剂影响。
2.7 送风空调污染
在检查喷房送风空调时发现，涂料循环风空调室体内结漆严重，地面有明显的漆渣和积水，出风段过滤器手触潮湿。仔细检查发现积水表面已经黄变，且表面存在发霉迹象；过滤器安装框架上存在明显的发霉，过滤器上也有黑色的霉斑印记。与设备专家沟通，涂料循环风空调是将喷房送风到喷房，由于现场使用的是水旋吸附除漆雾，回风湿度普遍偏高，经过降温除湿后空气中水分减少，再经过换热器加热，空气相对温度降低，后续不应该再出现凝水，即加热段后的地面不应出现积水。安排清理涂料循环风空调地板积水、室体漆渣后，涂料缩孔发生概率明显降低，涂料缩孔补漆率也从1.41%降低到0.44%，可以确定涂料循环风污染是缩孔的主要原因。由于漆渣已经干结固化，如漆渣造成缩孔，缩孔中应有异物，与现场缩孔形态不符 ，因此缩孔应是空调积水和发霉导致。联合设备对发霉原因展开调查，发现换热器水管存在漏水现象，判断是漏水造成空气湿度增加和地面积水，空气湿度增加导致过滤器潮湿，积水的地面长时间未清理、过滤器长期潮湿导致发霉。
2.8 烘干强冷凝水
调查过程中还发现烘干强冷壁板出现水珠凝结，强冷循环风空调室体和风道内有水珠凝结。保洁人员在停产后清理强冷壁板和空调室体凝水，由于缺少专业工具未能对风道进行清理，涂料缩孔补漆率也有少量下降。
3 对策措施
归纳总结验证结果，可以得出本次涂料缩孔的主要原因为：涂料助剂影响、涂料循环风污染和烘干强冷凝水，分别针对这三个原因制定对策。
3.1 涂料助剂影响
供应商调整涂料配方，取消已确认的低极性助剂添加，并在后续添加其他助剂前，按照缩孔验证方法强化验证，搅拌4小时、24小时两次取样喷板都无缩孔才能使用。
3.2 空调积水改善
由于换热器水管关阀拆开维修，临时安排保洁人员每日停线后清理循环风空调积水；并通过车间立项，在长假期时对换热器进行整体换新。为防止后续再出现积水、长菌等问题，保洁公司定期开展循环风空调保洁，清理2m以下室体漆渣、积水。每月检查各工位空调脏污情况，出现异常及时汇报处置。
3.3 烘干凝水
烘干强冷未设置除湿设备，无法从设备保障上杜绝凝水，只能安排保洁公司做烘干炉保洁时重点清理强冷壁板和空调的凝水，后续再通过设备改善进行消除。
4 结语
缩孔是影响涂装质量的缺陷之一，直接原因是涂层在表面张力差的作用下收缩导致。但影响涂层表面张力差的因素众多，且难以简单快速地判别，导致缩孔发生后的调查和改善极为艰难。因此，缩孔重在预防，生产建线、材料导入和日常维护，针对每一个项目每一个细节落实缩孔监控要点，且了以贯之地执行落地，才能从根本上减少缩孔对涂装的影响。
