因氣溫降低而導(dǎo)致的焊縫密封膠表面中涂漆膜起泡問題的解決

王鶴坤*，楊光

（保定長安客車制造有限公司，河北 定州 073000）

進入冬季后氣溫逐漸降低，密封膠中溶劑的揮發(fā)隨之逐漸減慢，導(dǎo)致某司涂裝B區(qū)生產(chǎn)的輕客車型上的頂蓋與側(cè)圍搭接處出現(xiàn)了密集小氣泡的問題，如圖1所示。此處的生產(chǎn)工藝為在焊縫位置涂密封膠后“濕碰濕”進行中涂噴涂，然后烘干，因此要求焊縫密封膠與中涂漆必須具備良好的配套性。

圖1 焊縫密封膠表面中涂的起泡現(xiàn)象Figure 1 Blistering defect of midcoat on weld sealant

焊縫密封膠是以聚氯乙烯(PVC)懸浮乳液為主要材料，輔加填料、顏料、鄰苯二甲酸酯類增塑劑、穩(wěn)定劑、促進劑及其他添加劑混合而成，加熱固化后有一定的粘接強度，密封性、粘接性、耐蝕性、耐磨性和柔韌性均良好，與電泳漆的結(jié)合力良好，外觀平整光滑[1]。中涂漆主要由樹脂、助劑、溶劑等組成，處于陰極電泳層和面漆之間。要求其與電泳底漆和面漆的附著力良好，具有耐崩裂性能與耐候性能，能提高面漆的遮蓋力以及涂層的外觀質(zhì)量[2]。

側(cè)圍膠條起泡主要是因為焊縫密封膠中的溶劑遷移到中涂中，二者產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)。對焊縫密封膠而言，主要通過調(diào)整其中溶劑與增塑劑比例來調(diào)高抗氣泡產(chǎn)生能力，即增加密封膠中增塑劑含量。對中涂漆而言，針對此問題可以從兩方面進行改進：一、 降低稀釋劑的極性，從而減少油漆對密封膠的滲咬；二、在油漆中加入適量的高Tg(玻璃化溫度)的大分子樹脂，以提高油漆抗密封膠增塑劑的能力(因密封膠調(diào)整后增塑劑含量會增加，為適應(yīng)改制后密封膠的性能，故需提高油漆的抗增塑劑能力)。為解決出現(xiàn)的膠泡問題，本文在某司實驗室中針對以上因素進行了一系列實驗，為同行提供參考。

1 實驗

1. 1 儀器

華美HM-A2自動噴涂往復(fù)機，精宏DHG-9030A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，英國FISHER MP0膜厚儀。

1. 2 材料

馬口鐵板；重慶安迪AD-PVC966密封膠，在其中分別加入質(zhì)量分數(shù)為2%、4%和6%的增塑劑而制成改進密封膠；重慶智亨FS340中涂(以聚酯樹脂為主)，分別在其中加入質(zhì)量分數(shù)為5%和10%的SZ-422樹脂(一種低活性、慢交聯(lián)的氨基樹脂)、AF-0.5樹脂(一種玻璃化溫度高于50 °C、相對分子質(zhì)量大的CA樹脂)而得到4種改進后的中涂；2800開稀劑(生產(chǎn)現(xiàn)場使用)，100號溶劑油，150號溶劑油。

1. 3 實驗條件

(1) 涂覆密封膠的工藝：室溫下手動擠膠，膠槍口徑為2 mm × 10 mm，在實驗中保持不變。

(2) 烘烤工藝：由于起泡問題與升溫速率有較大的關(guān)系，為了更好地體現(xiàn)樣品間的差異，采用了更嚴格的升溫方式，鑒于現(xiàn)場爐溫曲線為8 min升溫到140 °C，實驗室烘烤采用烘箱模擬，5 min升溫到140 °C，保溫 20 min。

(3) 中涂的涂裝：旋杯噴涂一次成膜，中涂膜厚規(guī)定為50 ～ 55 μm。

2 結(jié)果與討論

2. 1 開稀劑極性的影響

用不同極性的開稀劑稀釋FS340中涂，然后考察其與密封膠的配套性，結(jié)果見表1。100號溶劑油和150號溶劑油能保證對油漆的溶解力，是油漆正常使用中能用到的極性最低的溶劑，其中150號溶劑油的溶解力較100號溶劑油更低。

表1 不同極性的開稀劑與AD-PVC966密封膠的配套實驗結(jié)果Table 1 Test result of the compatibility of AD-PVC966 weld sealant with some diluents of different polarities

把稀釋劑從現(xiàn)場使用的2800更換為極性更弱、溶解力更低的100號溶劑油和150號溶劑油后，均產(chǎn)生密集氣泡，氣泡現(xiàn)象沒有明顯變化。這可能是因為100號溶劑油和150號溶劑油雖然在油漆配方中是很弱的溶劑，但是它們對密封膠中使用的溶劑來說還是強。

2. 2 中涂中加入不同樹脂后與密封膠的配套性

使用2800開稀劑對以不同樹脂改進后的中涂進行稀釋，然后考察其與密封膠的配套性，結(jié)果見表2。從實驗結(jié)果看：(1)在拼入相對分子質(zhì)量比主體樹脂稍高的SZ-422時，在拼入量為5%和10%，漆膜厚度為50 ～ 55 μm的情況下均存在起泡問題，與原產(chǎn)品無明顯差異；(2)當拼入相對分子質(zhì)量極高的AF0.5時，在50 μm膜厚的情況下與原密封膠配套后無起泡現(xiàn)象，拼入量為5%就已經(jīng)沒有起泡問題。這可能是由于增塑劑的相對分子質(zhì)量相對于樹脂而言小得多，樹脂的相對分子質(zhì)量只發(fā)生較小幅度改變的話，不足以抵抗增塑劑的作用。

表2 不同改進后的中涂與AD-PVC966密封膠的配套實驗結(jié)果Table 2 Test result of the compatibility of AD-PVC966 weld sealant with different improved midcoats

2. 3 改進中涂與改進密封膠的交叉配套性

由表3可知：隨著密封膠中增塑劑的增加，起泡現(xiàn)象得到抑制，增塑劑添加量為6%時基本看不到起泡現(xiàn)象；在中涂中拼入相對分子質(zhì)量高的AF-0.5樹脂后，不管與原密封膠還是改進后的密封膠配套，都沒有發(fā)現(xiàn)起泡問題，但隨著拼入量的增加，由于相對分子質(zhì)量的增大，開稀比率將升高，相同的流量下的噴涂厚度原本應(yīng)基本一致，但實際膜厚由54 μm最低降至40 μm，說明其施工固含量會降低，成膜厚度隨之降低，10%的拼入量已使得膜厚降低了14 μm之多。

表3 以不同用量的大分子樹脂改進后的中涂與用不同用量增塑劑改進后的密封膠的交叉配套性實驗結(jié)果Table 3 Test result of the compatibility between the midcoat added with different amounts of macromolecular resin and the weld sealant modified with various dosages of plasticizer

3 總結(jié)

(1) 在中涂漆中改用極性更低的稀釋劑，對起泡問題無明顯改善。

(2) 只有拼入相對分子質(zhì)量比主體樹脂大得多的樹脂才能明顯改善抗起泡性，但拼入量不能超過5%，過多的大分子樹脂拼入會帶來施工固含量降低等其他負面影響。

(3) 隨著密封膠中增塑劑的增多、溶劑的減少，中涂與密封膠配套的抗起泡能力越來越好，當增塑劑為6%時，中涂膜厚為50 ～ 55 μm的情況下基本看不到起泡現(xiàn)象。

4 實物驗證

沿用目前現(xiàn)場使用的重慶智亨FS340中涂，在原密封膠中加入6%的增塑劑，進行了5臺實車噴涂，噴涂厚度為50 ～ 55 μm未發(fā)現(xiàn)氣泡現(xiàn)象，效果見圖2。

圖2 改進后焊縫密封膠中涂后的效果Figure 2 Appearance of midcoat on weld sealant after improvement

5 預(yù)防措施

對于膠條與油漆因配套性差異產(chǎn)生的膠泡問題，可以采用對密封膠進行預(yù)烘烤后再噴涂的方法臨時應(yīng)對。建議根據(jù)氣溫變化，每季度定期對密封膠與油漆進行配套性試驗，以防微杜漸。