聚氨酯面漆外观差异原因浅析

聚氨酯面漆外观差异原因浅析

彭立涛 王道明 李振海 孟祥伟 王宇臣 王 丽
(海洋石油工程股份有限公司,天津 300452)

1 选题背景
本文基于在建项目在聚氨酯面漆施工中遇到工艺问题的基础上,提出涂层上的一些漆病或返工造成外观差异等问题,这些问题不但影响施工进度及浪费人力物力,而且影响漆膜整体的美观。本文从造成差异的原因分析,从而方便在施工过程中加以控制。

2 聚氨酯面漆施工常见的问题
由于漆病、刮碰、烧损、焊接等原因对原有面漆的破坏,造成的补漆问题。补漆在现有施工中是不可避免的,图1为涂层破坏的部分因素。

3 造成差异的原因
在建造场地内涂装的钢结构的修补全部采用与原漆膜同一厂家、同一型号、同一批次的产品。差异的形成是与涂装时间的选择、施工方式、人员技能、漆膜及钢板的表面状态密不可分的,尤其是涂装时间的差异对补漆部位产生较大的影响,但是涂装时间受工期安排的影响和制约,一定程度上是不能主动安排和选择的。
3.1 颜色深度差异
在建造场地内的涂装施工,绝大多数是采用大面积的无气喷涂及局部的人工刷涂。在无气喷涂的过程中,由于漆料与空气的接触较人工刷涂少,所以,无气喷涂的漆膜粘度较刷涂的低,在漆膜的形成过程中,固化后的漆膜中的颜料分布要比刷涂更靠下部,如图2所示,这就导致喷涂涂层入射光经过颜料反射到人的眼睛的概率要低于人工刷涂。因此,在外观上补漆部位的颜色要较大面积喷涂的深。

图2 施工方式不同颜料随固化过程的分布规律
在施工正确的条件下,这种由施工带来的色差是很微弱的,不经过努力观察,几乎不被发现。
3.2 光泽度的差异
对于补漆时产生的与大面积聚氨酯涂层的外观差异与施工过程有着极大的关系,这种差异大多是补漆部位(刷涂)的光泽度与大面积聚氨酯涂层(高压无气喷涂)的差异产生的。涂膜光泽度的差异归根到底是由于表面粗糙度造成的,涂膜表面的凹凸不平,被散射的光线增多,所反射的平行光线减少,导致光泽的降低[1]。涂膜光泽度与表面粗糙度的关系如图3所示。

图3 涂膜光泽度与表面粗糙度的关系
决定漆膜表面粗糙度的主要因素除了钢材表面粗糙度及中漆表面粗糙度的影响外,包括的因素很多,其中:
(1)温度。
温度的上升加剧了涂膜内部溶剂的上下对流和表面的挥发,致使更多的颜料随着溶剂的扩散迁移到表层,同时由于涂膜表层的黏度上升较快,颜料在表层的滞留就越多,涂膜表面的粗糙度也就越大,光泽度就越低。因此,在不同温度下要获得稳定的光泽必须调整体系溶剂的挥发速度,选择合适的稀释剂。
(2)湿度。
聚氨酯面漆由丙烯酸树脂的羟基和脂肪族异氰酸酯的异氰酸基相反应交联[2]。异氰酸酯也能与高湿大气中或底材表面的湿气起反应。与水反应会释放出二氧化碳,导致起泡等或收缩不良漆膜外观。如果未搅拌的聚氨酯含有湿气,也会影响固化反应。这样便产生了一定的粗糙度,以致光泽度下降,但影响不明显,如图4为一补漆部位放大图。

图4 产生的气泡和收缩
(3)涂膜表面风速。
这主要是风促使了涂膜表面的快速表干,从而阻碍了涂膜内部溶剂的扩散和挥发,以颜料在涂膜表层的滞留减少,降低表面的粗糙度,光泽度上升。
(4)施工因素。
在现场的施工中也会因操作者的不同施工习惯而造成光泽度的不稳定,主要体现在:涂布量、施工方式等。
(5)涂布量。
这主要取决于颜料的粒径与涂膜厚度的平衡关系,很明显在颜料粒径固定的情况下,随着涂布量的增加涂膜不断变厚,当颜料粒径远小于涂膜厚度时,颜料滞留在表层的颗粒会减少,形成的表面粗糙度降低,光泽度就会上升。
(6)施工方式。
至于喷涂和刷涂,一般刷涂的光泽度要低于喷涂,因为刷涂的涂膜没有喷涂的平整,而且刷子走动的过程增加了涂膜与空气的接触面,从而加剧溶剂的挥发,提高了消光作用,如图5为刷涂带来的表面粗糙度。

图5 刷涂表面粗糙度
4 结论与建议
聚氨酯漆可获得高质量的涂层,但其性质较为敏感,所以,施工时必须严格遵守操作规程,进行正确操作,同时其它工种施工时注意对漆膜的保护,聚氨酯漆的优越性才能得到充分发挥。为了减小补漆后形成的外观差异等问题,建议分包商在施工过程中严格执行面漆的修补标准,同时焊接组对、油漆烧损造成的修补等减小到最低限度、控制面漆厚度、严格控制施工条件等方面改进施工方法。

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