防腐蝕涂層缺陷之氣泡(轉(zhuǎn))

防腐蝕涂層耐蝕的主要因素就是涂層具有優(yōu)異的惰性、完整性和致密性。如果涂層被破壞或者致密性不好，就會(huì)引起外部介質(zhì)（如水、水汽及腐蝕性物質(zhì)等）滲透浸入，直接與基層發(fā)生電化學(xué)或者其他反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致防腐蝕失效。其中涂層氣泡是造成涂層完整性及致密性破壞的“元兇”，除了影響涂膜的外觀效果；還會(huì)形成其他涂層缺陷，如縮孔、針眼、疵點(diǎn)、魚(yú)眼等弊病。因此，預(yù)防涂層氣泡的產(chǎn)生及其處理方法，是防腐蝕涂層實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久使用效果的重要保障。

防腐蝕涂層氣泡是細(xì)小的可見(jiàn)的數(shù)毫米直徑的空心體，并在外力的作用下進(jìn)入涂料液體中，被液體相互隔離成一個(gè)非均相體系。涂料中的氣泡是氣體在涂料液體中的一種分散形式，是一種典型的熱力學(xué)不穩(wěn)定兩相體系。因?yàn)闅馀莸拇嬖谠黾恿送繉芋w系的表面積，增加了體系的能量，當(dāng)氣泡破裂后，體系中的總表面積大大減少，相應(yīng)的能量也隨之降低，因此存在氣泡的涂料始終處于熱力學(xué)不穩(wěn)定的狀態(tài)中，對(duì)防腐蝕涂層的防腐性能，耐候性能及附著力，美觀性等破壞性很大。

涂層氣泡大小不一樣，氣泡內(nèi)部含有各種各樣的物質(zhì)，可以含有液體、蒸汽、其他其他或者是結(jié)晶物。氣泡的大小依賴于防腐蝕涂料與基層表面附著力、泡內(nèi)介質(zhì)的壓力及為了和涂料基層附著力保持相對(duì)平衡而將涂膜拉伸反向頂起的程度。氣泡有泡和泡沫兩種形式，一般情況下溶劑型防腐蝕涂料容易產(chǎn)生泡；而水性防腐蝕涂料更容易產(chǎn)生泡沫。防腐蝕涂層氣泡可以分成膨脹氣泡和腐蝕氣泡兩種形式，通常溶劑型防腐蝕涂料涂布成膜后，殘留的溶劑含在涂料中，這些微量的溶劑可以存在很長(zhǎng)時(shí)間，當(dāng)溫度變化時(shí)，涂層局部失去附著力，受泡內(nèi)氣體或者液體壓力就會(huì)離開(kāi)基層，進(jìn)而鼓起涂膜，形成圓形凸起。這種變形可以在涂膜干燥過(guò)程中消失也可以永久性存在。所以防腐蝕涂層氣泡產(chǎn)生條件離不開(kāi)涂層具備的透水透氣性；離不開(kāi)涂層與基層存在著缺陷或者是隔離層（如潤(rùn)濕不好、漏涂、灰塵、油污、水及其他可溶性雜質(zhì)）。當(dāng)溫度升高時(shí)氣泡會(huì)膨脹擴(kuò)大，到達(dá)極限時(shí)就會(huì)破裂；另外頻繁的溫差起伏變化，也會(huì)造成涂膜疲勞開(kāi)裂。

防腐蝕涂層氣泡的形成原因非常復(fù)雜，有涂料自身的原因，也有工程施工的原因，還有環(huán)境、基層等多方面的因素。根據(jù)長(zhǎng)期的涂料生產(chǎn)及施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，防腐蝕技術(shù)人員總結(jié)了以下一些重要的原因：


1.基層表面處理不好。基層存在銹蝕層，氧化皮，污染物質(zhì)，可溶性鹽，灰塵，水分，油污等，可以說(shuō)是涂層與基層的隔離層，溫度升高形成膨脹，產(chǎn)生氣泡。


2.涂層中殘留的溶劑。溶劑型防腐蝕涂料涂裝形成的濕膜，還有10%的揮發(fā)性溶劑，大約90%的溶劑已經(jīng)揮發(fā)到大氣中。如果溶劑揮發(fā)不好會(huì)殘留溶劑，隨著溫度升高，溶劑會(huì)產(chǎn)生蒸氣壓，形成氣泡。


3.薄層涂膜容易滲透外部介質(zhì)。當(dāng)涂裝后的涂層達(dá)不到規(guī)定的厚度，而且很薄，而且處于潮濕環(huán)境下時(shí)，將會(huì)發(fā)生介質(zhì)滲透現(xiàn)象，特別是在濕熱環(huán)境下形成的蒸氣壓和滲透壓同時(shí)作用加劇了氣泡的產(chǎn)生。


4.雨天或高濕度環(huán)境下施工。雨天或高濕度環(huán)境下涂裝，基層表面就會(huì)集聚水汽或者水珠，這些留存在涂層內(nèi)的水汽水珠遇有溫度變化時(shí)就會(huì)汽化，頂起涂層形成氣泡。


5.多孔性基層殘留的空氣。一些多孔性基層，如水泥、木材等孔隙中有空氣存在，涂層因溶劑揮發(fā)被頂起，形成氣泡，而且溫度較高時(shí)容易出現(xiàn)，生成的速度非?？?，容易破裂而露出基層。


6.涂料中含有可溶性物質(zhì)。防腐蝕涂料中含有可溶性顏填料，通過(guò)滲透作用吸收透過(guò)涂層的水分，潮氣及其他液體，變成溶液，溫度變化膨脹后形成氣泡。


7.防腐蝕涂層及陰極保護(hù)氫氣的產(chǎn)生。氣泡還發(fā)生在陰極保護(hù)區(qū)域的涂料層，這是因?yàn)樵陉帢O保護(hù)區(qū)域的涂層下金屬基層表面會(huì)有氫氣產(chǎn)生，當(dāng)產(chǎn)生的氫氣量達(dá)到一定的體積后，就有足夠的壓力頂起涂膜，形成氣泡。


8.底面漆不配套。預(yù)涂防腐蝕底漆后，使用不配套或者高性能的防腐蝕面漆罩面時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象。主要原因就是底漆附著力不好，高性能面漆中的溶劑就會(huì)“咬底”引起底漆脫離基層，產(chǎn)生氣泡。


9.腐蝕介質(zhì)與基層材料反應(yīng)。一些有機(jī)酸，無(wú)機(jī)酸，堿滲透到防腐蝕涂層（涂層太?。┎⑴c鋼材、苛性堿與鋅和鋁等發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，形成氣泡。


10.防腐蝕涂層外干內(nèi)濕。防腐蝕涂層底漆未干就涂裝下一道涂料（如中間漆或者面漆），繼續(xù)揮發(fā)的溶劑膨脹后產(chǎn)生氣泡。


11.防腐蝕涂料表面揮發(fā)太快。一些防腐蝕涂料使用了揮發(fā)性強(qiáng)的溶劑，表面涂層揮發(fā)過(guò)快而底漆溶劑揮發(fā)不暢，形成氣泡。


12.防腐蝕涂料粘度太高。涂料粘度太高，潤(rùn)濕性能不好，附著力不夠，空腔膨脹形成氣泡。


13.基層溫度過(guò)高。防腐蝕施工中，基層溫度過(guò)高時(shí)，防腐蝕涂料中的溶劑揮發(fā)迅速，頂起涂層形成氣泡。


14.金屬底漆未做封閉。防腐蝕施工中，金屬底漆使用比較多的就是富鋅底漆，其成膜后的涂層比較粗糙，而且存在孔隙。這些孔隙必須進(jìn)行填充封閉，如果在沒(méi)有封閉的涂層上面繼續(xù)涂覆中間漆或者面漆，一定會(huì)產(chǎn)生氣泡。


15.反應(yīng)型防腐蝕涂料釋放出副產(chǎn)物。一些固化反應(yīng)型防腐蝕涂料如采用異氰酸酯固化劑型聚氨酯面漆或者氟碳漆，固化反應(yīng)需要釋放二氧化碳，如果涂層表干非?？旎蛘邌蔚劳繉舆^(guò)厚（>45μm/道），很容易形成聚集性致密的氣泡。

防腐蝕涂層氣泡的原因雖然比較復(fù)雜；但是離不開(kāi)兩個(gè)原因，就是涂料自身的原因（如生產(chǎn)過(guò)程控制不嚴(yán)，原材料質(zhì)量有瑕疵等）和涂料施工的原因（如管理松散，不按照設(shè)計(jì)或者規(guī)范操作）。預(yù)防和控制防腐蝕涂料氣泡的產(chǎn)生，必須保證涂料產(chǎn)品的質(zhì)量和加強(qiáng)涂裝施工管理，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求控制好涂每一道涂層。按照上述防腐蝕涂層氣泡產(chǎn)生的原因，可以對(duì)標(biāo)采取有效的解決方案，避免氣泡的產(chǎn)生，保證防腐蝕涂層的完整性、致密性和美觀性。具體方法如下：


1.徹底，干凈的處理好防腐蝕基層表面，利于防腐蝕涂料的良好附著。


2.選擇合適的涂料稀釋劑、溶劑，保持正常的揮發(fā)性，并使涂層完全干燥具有很好的硬度，無(wú)任何溶劑殘留。


3.按照設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定要求，保證防腐蝕涂層具有一定的厚度，抵抗蒸氣壓和滲透壓引起的氣泡。


4.防腐蝕涂層施工時(shí)，選擇晴朗的天氣進(jìn)行，陰雨天及濕度>85%時(shí)暫停涂裝操作，避免水汽進(jìn)入涂層。


5.涂裝多孔材料時(shí)，應(yīng)先涂刷滲透性好的封閉底漆，驅(qū)除孔隙內(nèi)的殘留空氣、溶劑等殘留物。


6.防腐蝕涂料生產(chǎn)時(shí)，合理選擇顏填料，避免添加可溶性物質(zhì)。


7.防腐蝕工藝采用陰極保護(hù)和涂層復(fù)合方案時(shí)，底漆選擇友好型耐陰極剝離涂料，避免氣泡的發(fā)生。


8.防腐蝕涂層施工時(shí)，底漆、中間漆及面漆必須相互配套，不得使用不相容或者相互反應(yīng)的涂料覆涂。


9.涂層未完全干燥或者涂膜厚度不足，嚴(yán)禁一些化學(xué)物質(zhì)如酸、堿、鹽等與涂層表面接觸，必須進(jìn)行后續(xù)養(yǎng)護(hù)，避免因?yàn)榛瘜W(xué)品的浸入產(chǎn)生氣泡。


10.防腐蝕涂層施工時(shí)，必須保證每一道涂層完全干燥，只有前道涂層固化干燥后才能覆涂后道涂層。


11.防腐蝕涂料配方及生產(chǎn)，應(yīng)該考慮和選擇最佳的溶劑，合適的稀釋劑，不得使用強(qiáng)揮發(fā)性溶劑和稀釋劑。


12.防腐蝕涂料粘度太高，可以使用合適的稀釋劑進(jìn)行“開(kāi)稀”，將粘度調(diào)整到具有可操作性及一定潤(rùn)濕效果的程度，提高涂層的整體附著力。


13.當(dāng)基層溫度過(guò)高時(shí)，盡量避免涂裝施工，或者使用帶溫涂裝的特種高溫漆，避免因油漆溶劑揮發(fā)太快頂破涂膜形成氣泡。


14.富鋅底漆或者金屬熱噴涂涂層，因?yàn)榇嬖诳障?，并且留存空氣，必須使用滲透性底漆進(jìn)行封閉，排盡內(nèi)腔的空氣，才能進(jìn)行后續(xù)涂層的施工。


15.防腐蝕涂層使用反應(yīng)固化型油漆時(shí)，可以選擇涂層表干不要太快的產(chǎn)品，涂裝厚度也不要太厚，建議單道厚度在45μm以下，以釋放反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡。

通過(guò)防腐蝕涂層氣泡缺陷產(chǎn)生原因分析及預(yù)防措施，可以基本抑制涂層氣泡的產(chǎn)生。如果一旦涂層不可避免的產(chǎn)生了氣泡，可以進(jìn)行有效的處理，工藝方法是用水砂紙將涂層氣泡打磨，保持氣泡邊緣與周邊平整度一致，并清理干凈。清理后的表面再用稀釋劑或者溶劑擦洗一遍，將同種底漆與重晶石粉（200目）調(diào)成膩?zhàn)樱我槐?，干燥后，打磨平整，清理干凈后再整體涂刷一道面漆。雖然處理后的防腐層能夠滿足耐蝕及美觀要求；但是在實(shí)際防腐層涂裝施工中必須將預(yù)防氣泡的產(chǎn)生放在第一位，無(wú)論從施工成本還是質(zhì)量效果都是預(yù)防重于處理，決不能本末倒置。

防腐蝕涂層失效的原因很多，很復(fù)雜，有的失敗案例也讓防腐蝕施工技術(shù)工程師百思不得其解；但其中常見(jiàn)的縮孔、針眼、疵點(diǎn)、魚(yú)眼、橘皮等涂層缺陷卻是氣泡“惹的禍”。這些缺陷也是破壞防腐蝕涂層完整性、致密性及裝飾性的主要原因，避免的方法就是預(yù)防涂層氣泡的產(chǎn)生。防腐蝕施工技術(shù)人員弄清楚氣泡產(chǎn)生原因，采取積極有效的措施控制氣泡的發(fā)生，就可以大大的提高防腐蝕涂層耐蝕水平，滿足長(zhǎng)效防腐的應(yīng)用要求。