涂膜收缩引起的问题及解决方案

1.填充不良

（1）问题描述

涂装生产过程中，对工件表面进行打磨的前处理是极为常见的，而打磨通常会留下砂纸印，还有部分工件本身表面就存在一些凹凸不平。当对这些工件进行涂装时，在涂装施工后依旧能够看到工件表面的砂纸印、凹凸不平，对于这种现象称为填充不良。如图5—17（a）所示的工件在进行涂装之后，呈现出图5—17（b）的状态，很显然图5—17（a）所示的工件表面的缺陷未能完全盖住。图5—17（c）和（d）所示的工件表面上的凹陷或印痕，在进行涂装之后，涂膜均未能遮盖住基材表面的缺陷。

（2）原因分析

对工件进行涂装之后，涂膜虽然具备一定的填充功能，也就是具备填充凹凸不平的功能，但是涂料性质和施工工艺都会影响最终涂膜对于工件表面缺陷的填充能力。涂料对于基材纹理的填充原理示意图如图5—16所示。

在涂料当中能够有效填充凹坑的成分是固体成膜物质，也就是我们涂料指标当中的固体含量，由于填充是以体积形式表现出来，因而体积固含量将是涂料填充基材纹路的重要影响因素。涂料当中的固体成分以树脂和颜填料为主，因而总体上涂料施工时的固体含量直接决定涂料的填充性。如果选定的涂料施工的固体含量不能达到填充功能效果，则涂装施工时，一定会呈现出涂料填充不良的问题。

另外涂料能够达到填充缺陷的效果，必须要具有一定的涂装厚度才能最终满足实际需求。如果施工涂膜的厚度达不到一定值也会出现填充不良的问题。

图5—17　填充不良实例图

（3）解决方案

在填充工件缺陷的涂装施工过程中，要有效地解决填充缺陷的问题，首先在选用涂料时，必须选择拥有较高施工固含量的涂料产品。同时在施工工艺上尽量满足一次性施工能够达到一定的涂膜厚度，进而能够满足填充工件表面缺陷的要求。

涂料对于基材表面的缺陷具有一定的遮盖功能，但是在对一些表面具有砂纸印、沙眼、拼接印等缺陷的基材进行涂装时，很多时候需要将基材表面的缺陷遮盖住，从而达到美化的要求。

2.露底

涂料施工过程中，发现露底的情况，施工过程会通过合适的方案进行解决，在这里我们不再重复之前的讨论。这里讨论的是涂料在施工的过程中呈现正常，而涂膜干燥之后出现露底的现象。如图5—18所示，底板的黑色未能完全盖住。

（1）问题描述

涂料施工后并未出现露底等不良现象，但是经过干燥工艺之后，出现了局部甚至是全面的发青、露底以及未能遮盖住底材的颜色和光泽的现象，我们称之为涂膜干燥后露底。这类现象在油性涂料当中时有发生，在水性涂料当中则更为常见。如图5—18所示，黑色底板的边缘处局部未能盖住，呈现出较其他部位更黑的颜色。

图5—18　涂膜干燥收缩之后露底

（2）原因分析

涂膜湿膜状态未能发现露底现象，而干燥之后出现露底现象，根本原因就是涂料在干燥之后，涂膜的颜填料并不能完全遮盖住底材，而让底材透过涂膜呈现出来自身的颜色和光泽。涂膜遮盖基材的原理如图5—19所示。

当一定厚度的涂膜在黑色和白色底板上的反射率RB和RW的比值时，认为涂膜完全盖住底材。

实际操作当中，涂膜在干燥后出现露底的原因可能有以下几种。

① 涂料在干燥的过程中重力或者其他外力造成了涂膜的流动，形成了涂料在工件表面局部较薄，或者涂料干燥过程中溶剂挥发导致涂料当中颜料进行了再次排布（如铝粉涂料），使得干燥之后，在较薄部位或颜料较少的部位，不能遮盖住底材，造成露底。

图5—19　涂膜遮盖基材原理图

② 水性涂料当中，乳胶或分散体系由于自身成膜树脂成分在湿膜状态时，呈现出不透明乳白色，具有明显遮盖功能。而当涂料干燥之后，成膜的乳胶或分散体则呈现出透明状态，就难以遮盖住基材。因而在水性乳胶或分散体系的涂料施工过程中，湿膜呈现出完全遮盖住基材的颜色与光泽，但是在涂膜干燥之后，因成膜物质的乳白色褪去，遮盖力下降，呈现出了对基材的遮盖不良，出现露底的现象。

③ 涂料在生产过程中，工艺控制不当时，可能在研磨时对颜料的粒径大小和分布控制出现了不一致，进而使得涂料前后批次之间的实际遮盖效果不同，从而造成常规施工后的遮盖不良的问题。颜料的遮盖力与粒径大小之间的关系如图5—20所示。

从图5—20中我们可以看到，当遮盖型颜料的分散粒径为300 ～ 500 nm时，颜料的遮盖力可以达到最佳，当颜料的分散粒径超过1 000 nm时，颜料的遮盖力呈现明显的下降趋势。透明型颜料的分散粒径为50 ～ 100 nm时，具有最佳的着色力和较好的透明性。因而在涂料生产的过程中，如果颜料的研磨细度出现显著波动时，涂料的遮盖力会出现一定的波动。如果在进行涂料配方设计时，将遮盖力设计得恰好能够完全遮盖住基材时，就容易因为生产过程中颜料研磨细度的变化而出现遮盖不良的问题。

图5—20　颜料粒径与遮盖力关系图

（3）解决方案

涂料呈现出遮盖力差，一方面是因为涂料的流动造成了局部涂膜过薄，对于这种问题的解决，只需要将涂料的施工黏度提高或者提高涂料的触变性，就可以使得涂料在施工过程中实现更高的施工膜厚而不出现流挂问题，进而有效地解决遮盖力的问题。

另一方面如果是水性涂料成膜基体干燥前后的遮盖力的差异，导致施工不到位，产生露底，则需要在施工前对所使用的涂料进行一定的施工测试，并全面记录测试施工方案，形成有效的施工方案指导，如出气量与出漆量的比例以及走枪速度和次数等。以此为基础进行涂装生产的工艺设计和对施工人员的培训。生产过程中按标准方案执行，避免依赖施工人员的视觉感受来评价涂装的到位程度。

如果是涂料配方设计中的遮盖余量不足，而生产控制上又出现颜料研磨细度没能很好地控制时，就必须从涂料厂家的配方设计和生产工艺上进行调整来解决涂料遮盖力差的问题。

3.涂膜开裂

涂膜开裂常见的有涂膜干燥之后出现开裂和涂膜测试、使用过程中出现开裂等。我们这里仅仅描述涂料施工干燥之后呈现出来的开裂现象。

（1）问题描述

涂料在施工干燥之后，涂膜表面出现深浅、大小各不相同的裂纹，如从裂纹处能见到下层表面，则称为开裂，如图5—21（a）所示；如涂膜呈现龟背花纹样的细小裂纹，则称为龟裂，如图5—21（b）所示。

图5—21　涂膜开裂和龟裂实例图

（2）原因分析

涂料在施工干燥之后出现开裂现象，一部分原因是在涂料干燥过程中，涂膜的收缩比例不一致，从而出现局部开裂的现象，如图5—21（a）所示，该类裂纹就属于表面涂膜的收缩率低于底下涂膜的收缩率，使得表面涂膜附着于底涂时，因为底涂热胀冷缩较为明显，而面涂涂膜较脆，进而出现开裂；另外一部分原因是水性乳胶涂料体系，在成膜溶剂（助剂）不足或环境温度较低时，涂料干燥之后出现不能成膜而开裂的现象，如图5—21（b）所示，这类开裂在涂膜较厚的地方较为明显，涂膜较薄的地方裂纹较小，而且还会有局部不开裂的现象。具体到实际施工过程中，有如下几点可能导致涂膜干燥之后开裂。

① 底漆与面漆不配套，涂膜受外界（机械作用，温度变化等）影响而产生收缩应力，引起涂膜龟裂或开裂，如面漆硬度较高，收缩率较大，同时能够与底漆紧密结合，面漆干燥之后就会导致涂膜出现开裂。

② 底漆未干透即涂覆（喷、刷、辊涂）面漆，或第一层面漆过厚，未经干透又涂第二层面漆，使两层漆内外伸缩不一致，也会导致涂膜出现开裂的现象。

③ 涂膜过厚、施工环境恶劣，温差大、湿度大，涂膜受冷热而伸缩，引起龟裂。

④ 水乳性的涂料体系，必须要借助成膜助剂成膜，或者在一定温度下才能使得乳胶粒子软化成膜。如果施工之后，干燥过程中出现成膜助剂不够或者干燥温度过低的情形，都会导致涂膜的开裂现象。

（3）解决方案

① 对于在干燥过程中，涂料自身收缩比例的不匹配，施工膜厚或者环境温、湿度差异极大导致涂膜干燥速度的极大变化，进而导致开裂的现象，就必须通过涂装的有效设计来解决这类问题。

通常从两个方面解决这类问题，（a）底漆与面漆相关性能的合理匹配设计；（b）施工过程中施工膜厚和干燥条件以及重涂施工时间间隔等设计。

② 对于水乳性涂料体系，需要涂料企业与涂装企业进行有效的沟通，明确施工和干燥的各个环节，最终确定涂料当中成膜助剂的加量与施工和干燥工艺以及环境相匹配，甚至成膜助剂需要根据季节的变化做出不同程度的调整来确保涂料干燥过程中的成膜性。

4.表面起泡

（1）问题描述

在涂料施工和干燥之后，涂膜出现大小不等的凸起的圆形泡，鼓泡可存在于两层涂膜之间，如图5—22（a）所示；也可存在于涂膜与基材之间，如图5—22（b）所示；还可以出现在涂膜表层，甚至出现局部炮孔破裂之后形成火山孔。

图5—22　涂膜起泡实例图

（2）原因分析

涂膜干燥之后出现起泡的现象，理论上的原因是涂膜当中有气体成分未能排出，以气泡的形式存在于涂膜当中，如图5—23所示。在实际施工操作过程中，涂膜当中起泡的具体原因有以下几种。

① 涂料覆盖在基材表面时，在液体与基材结合的过程中未能有效地将气泡排出，造成这种现象的原因除了基材在接缝处存在空隙，表面有沙眼、针孔等之外，最为常见的原因是涂料的表面张力过大，不能在工件表面铺展，形成了涂料点与点之间的空气存在于涂膜当中。

② 涂料在施工之前就存在空气泡沫未能消除，或者油性涂料当中意外混入了部分水，水性涂料当中混入了部分有机溶剂等，施工之后涂膜自身就带有部分的气泡，且涂膜干燥的过程中，破泡能力又不足以将施工之后的泡沫破除，使得气泡就存在于涂膜当中。

图5—23　涂膜的起泡剖面示意图

③ 涂装基材表面或基体含有水（木器/塑料）或其他溶剂（未完全干燥的底漆），在涂料覆盖基材表面之后，干燥的过程中，基材当中的水分或溶剂也随之挥发出来，并以气泡的形式留存于涂膜当中。

④ 双组分涂料当中，部分固化剂如异氰酸酯类固化剂，是能够与空气或涂料当中的水分反应生成二氧化碳气体的。当涂料当中需要加入这类固化剂的时候，如果在表干与实干控制不合理或固化剂加入过量的时候，就容易出现反应泡存在于涂膜当中。

⑤ 涂料施工时，一次性的施工过厚，或者干燥过快（烘烤干燥尤为突出）涂料干燥的过程中涂膜表面干燥成膜之后，涂膜内部依旧有大量的溶剂未能挥发出来，但是随着干燥的持续进行，后续挥发出来的溶剂不能逸出涂料表面，所以就以气泡的形式留存于涂膜当中，部分逸出涂膜表面但是涂膜未能流平，由此就会形成火山孔。

（3）解决方案

涂料施工过程中，要解决涂膜当中气泡的问题，需要在涂装的设计上做到完全符合实际要求。

① 基材质量的保证，且做好基材的涂装前处理。如基材不能有明显空隙、不能有沙眼、针孔等（如果有，需要在涂装之前进行原子灰填补工艺）；确保基材自身和表面没有水分或其他溶剂存在，如果是木材，则要将木材的含水率控制在一定的范围之内，塑料粒子不能含有水分、底层涂膜必须干燥达到一定的程度，否则施工之后很容易造成基材当中水分或溶剂的挥发，从而在涂膜当中形成 气泡。

② 涂装施工过程中的步骤以及设备条件控制，如涂料喷涂施工的空压机需要安装油水分离器，以防空气当中的水分带入油性涂料当中，形成气泡；涂料配制固化剂必须按照指定的固化剂品类和比例配制，稀释剂的添加也要按质按量，并且在涂料配制结束之后，要等待涂料当中的气泡基本消除，或通过过滤将气泡滤除等处理之后，再进行施工。避免涂料施工操作当中的任何失误造成涂膜起泡。

③ 施工工艺需要按照合理且已经成功实现的工艺来执行，例如一次性涂装施工的厚度必须控制在一定的范围之内，能够确保涂膜不会过厚或避免其他问题。刷涂的过程中尽量按照正规的施工方式，避免施工泡的 产生。

5.表面发黏

涂料经过干燥工艺之后，通常就进入检视和包装或者其他的涂装等环节，虽然也有再度加烤的工艺，但是经历干燥工艺之后都要求涂膜表面已经干燥不能粘手，不会粘灰，以确保涂装产品的良率以及相关基础性能的体现。

（1）问题描述

在涂装施工完成之后，经过了设定的干燥工艺之后，涂膜表面依旧发黏，不能进行涂装的下一道工序，如包装、贴标、印花或进行其他涂膜的涂装等。

（2）原因分析

涂料经历干燥之后仍然发黏，原因有很多种，其中按照原理可分为物理原因和化学原因两大类。

① 物理因素，也是一种最常见的因素，涂料施工干燥之后发黏，是因为涂料当中的溶剂未能完全或大部分地挥发，涂料当中成膜的树脂依旧处于溶解的状态。根本原因在于，干燥工艺与涂料体系当中的溶剂选择和搭配出现了不匹配，如果选择了慢干溶剂体系，而干燥工艺按照快干或常规工艺进行，就容易出现溶剂挥发不彻底，进而出现涂料经过干燥工艺之后依旧发黏的问题。

② 化学因素，涂料当中用于成膜的高分子树脂，在设计和选择的过程中对于分子链的玻璃化温度[1]（Tg）是需要进行权衡评价和设计的，为了综合涂料的性能，在进行树脂设计时，会将树脂的部分链段的玻璃化温度设计成低于常温甚至低于0℃。当涂料设计中选择这类树脂时，一旦涂装施工和干燥现场的温度高于树脂Tg，同时树脂没有进行基团反应等降低分子链蠕动的反应时，就会出现表面发黏的状态。实际上将涂料用树脂分子链设计成低Tg的结构，是为了在涂料成膜过程中通过活性基团之间的反应形成三维网状结构，当形成三维网状结构的涂膜之后，低Tg链段能够为涂膜提供韧性，甚至可以提供弹性和手感。

而在涂料经历涂装和干燥之后，依旧出现发黏的状态，通常是因为活性基团之间的反应没能有效地进行或进行程度较低，使得低Tg的链段处于黏流态表现就是发黏。

导致活性基团没能有效地进行反应或反应程度不够的因素有干燥的温度不够或时间太短，干燥过程中干燥环境不能提供足够的能量或反应时间，使得涂料当中设计的基团反应不能有效地进行或进行程度较低。

另外对于双组分的涂料，如果固化剂加量太少或者加错固化剂，使得涂料设计的基团反应不能实现，则很容易导致涂料在设定的干燥工艺之后依旧呈现出发黏的状态。

（3）解决方案

面对涂料经过干燥之后，涂膜发黏的问题，需要从以下几个方面进行问题的查找，并进行相应的验证，才能最终得到有效的解决。

① 检查涂料的溶剂体系是否匹配干燥工艺设计，一方面是涂料自身的溶剂体系的设计，另一方面是稀释剂的选择是否匹配。

② 检验干燥工艺设计是否合理，另外检查干燥工艺过程的实际温度和时间设定与设计的是否一致。

③ 检查涂料固化剂的种类和剂量是否加错。

6.表面有颗粒

在涂装施工的过程中，时常出现涂膜表面的粗糙问题，这有可能是涂装过程中表面呈现出大面积的颗粒造成的。这里面讨论的涂膜表面有颗粒的现象侧重于描述在涂装过程中未出现麻点、明显颗粒、表面粗糙等问题。而经过干燥之后，便出现了表面有颗粒的现象，如图5—24所示。

图5—24　涂膜表面有颗粒实例图

（1）问题描述

涂装施工之后，涂膜表面凸起物呈颗粒状，如灰尘、飞絮、异物等分布在整个或局部表面上的现象，我们统称为涂膜表面有颗粒或杂质，如图5—24所示。

（2）原因分析

涂料在施工之后，湿膜状态时，涂膜表面并没有显著的颗粒问题，但是在干燥之后便出现了大量的颗粒。这个颗粒的来源有几种：① 涂料在干燥过程中，涂料自身出现反粗现象，使得涂膜表面有颗粒，或者涂料过滤的滤网不合格，出现的细小颗粒在涂料干燥之后呈现出来，如图5—24（a）所示的状态就是因为涂料在干燥的过程中颜填料反粗呈现的颗粒，这类原因形成的颗粒相对均匀，遍布整个涂装面；② 干燥的环境中有灰尘、颗粒等杂质的存在，并在涂料未表干之前便附着于涂料表面，进而随涂料干燥而形成的颗粒状态；③ 在涂料开稀或固化剂的添加过程中，没有选择完全匹配的稀释剂或固化剂，或者固化剂未能完全搅拌均匀，可能造成涂料当中含有微小颗粒，最终导致干燥之后涂膜表面便呈现出微小的颗粒；④ 涂料成膜物质干燥过快，使得在雾化过程中已经出现不溶的细微固体，施工时不易察觉，但是干燥之后便能明显发现诸多细微的颗粒，如快干型有机硅类涂料的喷涂。从宏观角度观察涂膜表面状态，有时并不能清晰地了解颗粒来源。通过放大镜观察便能够清晰地看到涂膜的颗粒或脏污的来源与特点，对于涂膜表面颗粒或脏污的扫描电子显微镜图如图5—25所示。

如图5—25所示，涂膜表面的脏污可能有焊渣、金属细屑、有机树脂、绒毛以及颗粒几种类型。对任何一种表面呈现的颗粒感，我们都统称为涂膜表面有颗粒。

（3）解决方案

在涂膜干燥之后，出现有颗粒的现象是极为常见的，其主要的解决方案有以下几种。

① 涂装当中对于不同档次的装饰要求我们在涂料施工环节上必须做出合理有效的方案，例如过滤系统必须要与涂装装饰要求进行匹配。

② 涂料的配方设计和生产工艺需要严格控制涂料当中各个材料的粒径，确保涂料当中成膜物质的粒径完全满足涂装施工的装饰要求。同时施工前，在固化剂和稀释剂的选择上做出明确指示和要求，确保涂料不会因为稀释剂和固化剂的选择和混合出现颗粒，进而导致施工和干燥之后出现颗粒。

图5—25　涂膜脏污的SEM图片

③ 涂装和干燥环境也必须根据涂装产品对于表面的要求，确保环境的颗粒等级能够满足施工要求。避免施工和干燥环境导致的涂膜表面颗粒问题。

7.表面针孔

（1）问题描述

涂膜在经过干燥之后，呈现出一种凹陷透底的针尖细孔现象。这种小孔就像针刺小孔，孔径在几十微米到几百微米，我们将此现象称为针孔。

图5—26（a）当中既有涂膜的针孔又有缩孔，其中红色方框内部细微的孔为针孔，而缩孔则为较大的凹坑。而图5—26（b）可以更加清晰地看到针孔的状态和结构。针孔就是从涂膜内部凸起，并且最终开口的气孔结构。

（2）原因分析

涂料施工之后涂膜表面出现针孔现象的根本原因是涂膜底部甚至涂装表面的溶剂或水分从涂膜表面逸出通道，涂膜未能流平，将通道保留到涂膜干燥之后，形成针孔。但是实际上涂膜出现类似缩孔和针孔状的问题可能有很多原因，如图5—27所示。

图5—26　涂膜表面针孔实例图

图5—27　气泡、火山孔、脏污、针孔现象的涂膜截面的SEM图像及示意图

图5—27（a）的涂膜截面图和示意图展示的是涂膜当中的气泡，图5—27（b）的涂膜截面图和示意图展示的是火山孔，呈现出火山喷发时岩浆外流的状态，中间的涂膜较周边要薄，也有人称之为缩孔；图5—27（c）的涂膜表面状态很难判断，但截面图和示意图可以清晰地看到涂膜当中的脏污物质导致了涂膜表面的隆起；图5—27（d）的截面图和示意图展示了针孔的现象。(www.xing528.com)

因而涂装生产施工过程中具体的原因有以下几种。

① 基材表面处理不好，多毛刺、沙眼空隙等，依靠涂装进行完全填充较为困难。

② 底层未完全干透，就进行第二遍施工，底层涂料的溶剂缓慢挥发使得涂膜出现针孔。

③ 配好的涂料没有静置一段时间，或出于各种原因在涂料中的气泡没有消除就直接施工，导致涂膜干燥过程中气泡逸出，留下气体通道。

④ 一次性施工过厚，一次性施工最佳的干膜厚度为30 μm左右，一次性施工过厚，容易导致涂料底层溶剂难以在涂料依旧具有流动性的时候挥发出来，而出现后续溶剂挥发的通路（涂膜表面形成凸起）不能被周围涂料填充，造成针孔现象。

⑤ 稀释剂配套错误或者添加量出现问题，导致溶剂挥发过快，涂膜表干太快，也容易出现针孔。

⑥ 固化剂配套不合理，或者加入量过多，尤其是含有异氰酸酯基团的固化剂，过量和配套不合理很容易造成针孔或起泡的问题。

⑦ 环境温度湿度高，或基材自身含水或含水率过高，使得涂装施工后基材当中的水分挥发，从而导致涂膜出现针孔。

（3）解决方案

有效地解决涂装施工当中出现的针孔问题，最为直接完备的方案就是要将涂装的设计做到完美。其中具体方案如下。

① 基材的前处理以及基材表面状态的控制，不完美的基材就不可能做出完美的涂装。如基材不能有毛刺、沙眼、表面水汽、自身含水率不能较高，更不能出现工艺上的安排不妥当，不能出现底漆未达到一定干燥程度就进行第二遍施工的情况。

② 涂装施工过程中要严格按照涂料的性质配制合适的固化剂和稀料，并且按照严格的比例进行添加和搅拌，将涂料的黏度施工性以及起泡等问题有效排除的同时，还需要确保涂装过程中一次性施工的膜厚控制，确保一次性施工的膜厚在可控制的范围之内。

8.表面缩孔

涂料在施工过程中出现缩孔是极为常见的，此前在涂装施工后可见问题当中已经描述了一类缩孔现象。本章描述的缩孔是在涂装施工之后并未发现缩孔现象，但是在干燥之后便出现了缩孔的问题。

（1）问题描述

涂料在施工于工件表面之后，并未出现任何问题，但是经过干燥过程之后就出现了局部以圆孔状露出基材的问题，如图5—28所示。

图5—28　涂膜干燥后缩孔实例图

（2）原因分析

涂装过程中出现露底或者缩孔的问题，根本原因依旧是表面张力的不均匀导致涂膜的迁移。在涂装施工时并未表现出来表面张力的差异导致缩孔，而是在涂膜干燥的过程中出现，这说明涂料或基材在干燥的过程中（如高温烘烤的涂料）出现了局部的表面张力差异，或者其他非常规现象导致涂膜出现缩孔。实践当中可能存在的原因有如下两种。

① 基材属于合金料（如铝合金、塑料合金），合金料表面本身就存在一定的表面张力差，在受热之后基材表面的张力差更为明显。尤其是在合金材料当中混入了微量的低表面张力的物质，使得涂料在施工过程中容易将基材全面覆盖，但是在干燥的过程中，尤其是受热之后，基材表面张力差又呈现出来，导致缩孔。

② 涂料当中平衡表面张力的物质或者其他助剂，在高温状态下出现了性质的变化，如与涂膜其他物质、基材、空气成分等发生了化学反应，形成了新的物质，形成了相容性和表面张力与周边涂膜有显著差异的物质，进而出现表面张力差，最终呈现出缩孔的问题。

（3）解决方案

涂料在干燥的过程中出现缩孔的问题，在涂装施工过程中属于疑难杂症的一种，很多时候涂装企业和涂料企业都未能很好地解决。但是要避免这类问题的发生，可以从以下几个方面着手。

① 在涂料配方的设计过程中，在选择助剂的时候，要根据干燥条件进行性能匹配，同时耐温性也能够有效地匹配相关助剂。在对涂料配方的设计当中，将配方的平衡作为根本，在此基础上进行涂料生产和施工问题的解决，还需要注意涂料产品在涂装过程中的施工适应性问题。

② 在基材的选择上，尽量避免基材内部和表面存在不可控的物质，例如ABS料当中混入PP料，铝合金材料当中混入了其他杂料。虽然涂装企业在很大程度上也是难以有效控制的，但是要将涂装做好，对于涂装基材的了解和有效控制是需要的。

9.铝粉黑头

含有金属颜料的涂料在施工过程中会呈现出颜色发花等问题，但是有些问题例如干燥之后涂膜有细微黑点的现象，涂装施工过程中是难以界定和发现的。

（1）问题描述

在含有片状金属颜料（以铝粉漆为主）的涂料进行施工、干燥后，正面观察涂膜表面有多处细微的黑点，侧面看有闪点出现，人们称这类黑点为黑头，如图5—29所示。

如图5—29所示的铝粉涂料涂膜当中，铝粉漆呈现出来的颜色较为不均一，表面有局部的星星白点，同时还在多处有暗黑色的黑点，其中黑点部位我们称之为黑头。

（2）原因分析

片状铝粉/金粉等金属颜料在涂料涂膜当中的排布有多种可能，较为理想的便是如图5—30（a）所示，铝粉基本平躺排列，这种排列涂膜正面观察将呈现出表面白、金属感强的表观效果。但更多情况下铝粉并不能均匀平躺排列，人们将该现象统称为排列不佳，其中有一种可能是会造成黑头现象的。那就是铝粉在涂料当中部分倾斜分布在涂膜当中，且铝片的另一部分露在涂膜外面，当正对涂料观察时，露出的部分不会反射出金属的白亮也不会展现出金属光泽，而是呈现出微小的黑点，如图5—30（b）所示，最表面一层亮白的铝片如图中红色线圈区域所示，已经伸出涂膜表面之外，使得肉眼正面观察，该处呈现黑色或发暗，展现出黑头现象。

图5—29　涂膜干燥后出现黑头实例图

图5—30　不同排列状态的铝粉漆截面SEM图

出现这种情况可能的原因有以下几点。

① 涂料自身铝粉排列不佳，不能在涂装施工后迅速地平躺排列起来，并且形成相互的层叠，而是会混乱交叉地排布在涂膜当中，出现黑头。

② 金属涂料在施工的过程中，通常会选择较大的喷涂出气量来施工，而这种施工对于表干速度较慢的体系，可能因为气压过大将已经施工于工件表面的铝粉吹立起来，形成局部的毛糙和黑头。

③ 涂料挥发梯度与实际干燥过程中的干燥工艺不匹配，造成铝粉在涂料干燥的过程中出现旋转等现象，也会造成涂膜表面出现黑头。

（3）解决方案

无论是水性涂料还是油性涂料，在涂料配方的选择上面都需要根据客户对铝粉的大小和排列状况的要求进行分析、确定铝粉的种类和排列。只有将铝粉排列做好，同时调节好涂料的溶剂挥发梯度（以快速干燥为主），才可以在很大程度上避免干膜当中出现黑头的问题。

同时在金属颜料体系的涂料施工过程中，需要对于喷涂的手法以及压力的控制提出更高的要求，只有有效地控制施工的方式方法，才能确保施工过程中不会造成例如出气量过大吹立铝粉，出现黑头。

10.铝粉吐出

铝粉吐出的现象在涂装施工时，虽然可能已经发生，但是是否呈现出吐出的结果并不能在湿膜状态下验证，因而将铝粉吐出的问题放在涂膜干燥之后的问题当中陈述。

（1）问题描述

图5—31　铝粉从漆膜当中吐出/析出显微镜图

含有金属颜料的涂料体系经施工、干燥之后，出现铝粉聚集在涂膜表面，形成异于常规铝粉应该呈现出来的排列状况，如呈现出极佳的铝粉致密排列的电镀银或仿电镀银的状态，或者铝粉以自身片状大批呈现出来，形成表面粗糙的状态，如图5—31所示，即为铝粉吐出现象，直观的解释就是铝粉在涂膜表面的黏附性不好，会出现掉“银”的现象。

（2）原因分析

铝粉涂料当中的铝粉通常分为沉型铝粉和浮型铝粉，通常情况下，出现铝粉吐出的现象都是特指的沉型铝粉呈现的铝粉上浮与成膜树脂基体出现分离。而铝粉吐出的原因有两个方面。

① 树脂体系自身之间的相互作用太强，经过喷涂施工之后，树脂之间迅速建立相互作用，将铝粉排挤到涂膜的最上层。在水性涂料当中使用相关碱溶胀型的增稠剂很容易导致这类现象的发生。如果树脂选择不佳，也会出现这类情况。

② 铝粉自身与涂料体系相容性不佳，容易漂浮在涂料体系之上，进而呈现出涂装施工之后，铝粉迅速上浮于涂膜表面，进而呈现出铝粉吐出的现象。

（3）解决方案

对于铝粉吐出的现象，只能对涂料体系进行相应的调整才能有效地解决，例如在铝粉涂料体系当中，无论是水性还是油性涂料，首先在树脂的选择上要具有一定的铝粉定向功能，其次在涂料溶剂体系的选择上，尽量使得所选用的铝粉在溶剂体系当中能够均匀地分散，同时需经过一段时间之后才会沉底，在加入树脂之后便能够悬浮于涂料体系之中；然后在进行铝粉排列调节的时候，加入的助剂必须能够对铝粉和树脂都具有一定的调节效用。

11.铝粉黑白不一

在金属涂料体系中，铝粉排列状态主要取决于涂料自身对于铝粉的定向以及外界静电作用的影响，在喷涂施工的过程中是很难有效地控制的，更难确保涂装的成品效果。因而铝粉漆喷涂之后，黑白不一的现象会经常存在。

（1）问题描述

金属涂料在施工、干燥之后，涂膜表面黑白程度不一，部分地方较周边更黑，且不同的施工方式和手法喷涂出来的涂膜黑白程度有显著差异，这种现象是铝粉排列的差异导致的光感效果问题，我们称之为铝粉黑白不一。

（2）原因分析

铝粉涂料当中的片状铝粉能够根据自身的排列状况，展现出不同的光感效果，而这种光感效果最为常见的便是涂膜正面观察的黑白效果。当铝粉以垂直于工件板面排列时，我们从正面观察时涂膜发黑，侧面观察时发白，且能够看到金属光泽；当铝粉平行于工件板面，平躺排列时，我们正面观察到的涂膜就呈现出显著的金属光泽，展现出银白色。

图5—32　铝粉涂料中铝粉排列示意图

而当涂料当中的铝粉在施工干燥之后，排列没有规律可循，部分平躺排列，部分垂直排列，那最终呈现出来的效果定然是局部发白、局部发黑的效果，如图5—32所示，涂膜当中理论上都是铝粉平行排列，对光呈现出一致的反射效果，但是当铝粉当中存在球形颗粒或者杂质时，铝粉就会出现无序杂乱的排列，而局部对光的反射效果杂乱，使得光呈现出散射状态，进而出现局部的发黑、发暗。

铝粉排列于涂料体系当中，树脂和助剂对于铝粉的定向效果不能达到所需要求，同时涂料当中存在影响铝粉定向排列的物质存在。

涂装施工对于铝粉涂料当中铝粉的排列也有显著影响，例如小出漆量、相对较高的气压，能够让涂装施工后的涂料迅速地干燥，这有利于铝粉平行排列，而一次性施工较厚则不利于铝粉排列。进而出现施工方式和手法的不同，从而影响铝粉漆的黑白状况。

（3）解决方案

要解决铝粉涂料涂装施工、干燥之后黑白不一的状况，最主要的办法是，对涂料体系进行有效的调节，将树脂换成具有更好铝粉定向能力的树脂，或者加入对铝粉有定向功能的蜡、树脂等助剂辅助铝粉的排列。只有在涂料层面上将铝粉平行排列做到较高的程度，再辅以标准化的施工工艺和干燥工艺，便可以在很大程度上避免金属涂料体系施工、干燥之后，涂膜呈现出黑白不一，难以控制涂膜颜色和光泽的问题。

12.闪锈

选用油性涂料在裸露的钢铁件表面涂装时，未曾发现在涂膜干燥的过程中因为涂料的问题出现钢铁表面生锈的问题。但是选用水性涂料对钢铁件做防腐处理的时候，水替代了有机溶剂，而水的存在，便会带来完全不同于油性防腐涂料的效应。

（1）问题描述

在对钢铁表面进行水性防腐涂料的施工、干燥后，涂膜已经出现了锈斑和锈点，人们将水性防腐涂料在施工干燥的过程中造成的钢铁件腐蚀生锈的现象称为闪锈，如图5—33所示，用水性涂料对钢铁件施工后涂膜均匀基本没有锈蚀出现，但涂膜干燥一段时间，到表干后，涂膜已经被大面积的锈蚀点侵占。

图5—33　水性涂料施工后闪锈现象实例图

（2）原因分析

水性涂料含有水分，而涂装环境暴露在空气（氧气）当中，而这样的环境出现在钢铁表面，聚齐了钢铁氧化生锈的全部要素，也就是水性防腐涂料在接触钢铁表面的那一刻，便在促使钢铁表面生锈，而且这种利于钢铁生锈的条件一直持续到水分完全干燥才结束，因而会出现水性防腐涂料干燥的过程中钢铁表面出现生锈的问题。

虽然干燥工艺和干燥环境当中的温度和湿度的差异会影响闪锈的程度，但是并不能解决必然出现闪锈的问题。即便快速干燥后，钢铁表面的生锈程度较低，没有在涂膜表面上暴露出来，但是将涂膜去除后，就能够发现钢铁表面已经发生锈蚀，或者对钢铁表面的电位进行测试，也能够发现锈蚀的产生。

（3）解决方案

闪锈问题是水性涂料配方设计当中必须面对的问题，因为只有确保水性涂料在干燥的过程中能够阻止闪锈的产生，才能等到涂膜干燥之后，有效隔绝空气和水分，进而才能发挥对钢铁件的防腐功能。

解决水性涂料引起的闪锈问题，需要在涂料配方当中添加足够的防闪锈助剂，以阻止钢铁件在涂膜干燥的过程中生锈。而且闪锈助剂需要根据涂料的干燥环境进行种类和添加量的调整。尤其是在低温高湿环境当中，涂料干燥较慢，需要闪锈助剂持续地保证涂料在缓慢的干燥过程中不会生锈，直到涂料完全干燥为止。

另外在水性涂料的施工过程中，一定要关注涂装的环境和干燥的条件是否有利于涂料的干燥，避免在低温高湿环境当中施工和干燥，避免干燥时间过长，闪锈助剂的添加量不足或者功能持续性不够导致闪锈的出现，影响水性防腐涂料的最终防腐功能。

13.锈点长出

在用防腐涂料对钢铁件进行防护施工时，通常会出现钢铁件表面已经有不同程度的锈蚀状况。油性涂料在这种材料表面直接施工，基本上不会将锈蚀的问题显著暴露出来，只是会缩短涂料的防护时间。但是水性涂料对于已经出现锈蚀的钢铁件进行防护施工时，由于水的存在，将会呈现出完全不同的防护涂装效果。

（1）问题描述

采用水性涂料对于已经锈蚀的钢铁工件进行防腐施工时，原本锈蚀的地方，锈点迅速生长，直接嵌入防护的涂膜当中，甚至直接出现锈点处长出涂膜的现象，图5—34为施工后覆盖锈点，而后锈点长出对比图。这种现象在浅色、白色的防腐涂料当中较容易被发现，而在深灰色和黑色防腐涂料涂装后，较难发现。

图5—34　涂装覆盖锈点长出实例图

（2）原因分析

水性涂料当中含有水分，铁锈疏松多孔，自身吸收了大量空气，当遇到水性涂料时，又能够迅速吸水，达成锈蚀的基本条件，进而加速了钢铁的锈蚀，使得锈蚀大量增加，即便涂料中加入闪锈助剂，能够防止水性涂料在未生锈的钢铁表面不会在干燥的过程中生锈，但是依旧不能阻止已经锈蚀的部位锈点的持续增长。进而出现嵌入在涂膜当中的锈点的增长，甚至穿透 涂膜。

对于已经锈蚀的基材，很多时候就算是进行打磨除锈等的工艺处理，但是依旧很难完全地将锈蚀的部位清除干净，依旧有一些锈斑难以清除干净，所以钢铁件表面上并没有生锈，依旧会出现水性漆涂装之后锈点的 增长。

（3）解决方案

在常规防腐的过程中，水性涂料几乎都需要面对钢铁工件的局部锈蚀问题，最为有效的解决办法是将水性涂料制备成具有带锈防腐功能，也就是该水性涂料不仅能够防闪锈，更能够将已经锈蚀的基材当中的锈点/锈斑反应掉或屏蔽起来，不会因为已经存在的锈点/锈斑产生新的锈蚀。

另外对于有大面积的锈蚀的钢铁件进行防腐处理前，需要进行适当的除锈，或进行转锈涂装，之后再进行水性漆的防腐涂装，这样能够避免水性防腐涂料施工后因为工件已经锈蚀，而出现锈点长出的问题。

同时施工和干燥环境尽量安排有利于水性涂料干燥的条件，如温度恒定处于较高的条件，湿度控制在较低的水平等。

14.肥边/缩边

涂料在施工过程中经常出现肥边和缩边的问题，本书前面针对喷涂施工过程中出现的这类问题已经进行了分析。但是实际上在涂料施工过程中出现这种情况并不一定十分显著，容易被忽视，但是干燥之后能够更为显著地暴露出该问题。

（1）问题描述

涂料施工过程中并没有显著的肥边和缩边的现象，但是待涂料干燥之后出现了较为明显的边缘较其他地方涂膜更厚，呈现出肥边和缩边的现象。

（2）原因分析

涂料施工基材上没有显著的表面张力的差异，在进行涂装施工后，工件边缘较中间部位干燥更快，导致边缘干燥了的涂膜与中间处于湿膜状态下的表面张力有显著的差异，驱动涂料的迁移，进而出现局部涂膜变厚、局部变薄的现象，就形成了肥边或缩边。这一现象产生的具体原因如下。

① 出现干燥涂膜与湿膜之间的表面张力差异，内在的原因是没有合理地控制涂料配方设计当中溶剂的挥发梯度，溶剂存在突变性的挥发干燥过程，容易造成涂膜干燥的突发性，引起涂膜在干燥过程中相互之间的干燥程度和表面张力的差异。

② 涂料施工之后，烘烤干燥过程中闪蒸预热过程不足，在干燥的过程中边缘区域迅速干燥，进而使得边缘涂膜与中间部分的表面张力存在差异。

（3）解决方案

要解决在涂料干燥的过程中出现的肥边或缩边的问题，首先要在涂料的配方设计上将溶剂的挥发梯度调节成较为缓和的曲线状态，以使得涂料具有自主调节挥发速度的能力，能够在各种温度段都能呈现出一定的挥发性，以避免干燥过程中局部的迅速干燥造成涂膜表面张力差异，进而引起涂料迁移的问题。

其次，在干燥工艺的设计上，需要给予涂膜一定的闪蒸和预烘烤时间，确保不会因为干燥过程中涂膜的突然高温，出现局部干燥的问题，造成涂膜表面张力差异，引起涂料的迁移，形成肥边或缩边。